کاربرد مدل های فیزیکی برای تعیین ویژگی های شکافت و جریان در شکست سدهای خاکریزه ای

در پدیده شکست سد خاکی، تعیین دقیق ویژگی‌های جریان، زمان و شکافت همراه با تحلیل اجزای هیدروگراف در کاهش آسیب‌پذیری دشت‌های سیلابی پایین‌دست و خسارت‌های مالی و جانی آن، نقش بسزایی دارد. در این پژوهش از مدل‌های فیزیکی با خصوصیت‌های مختلف هندسی و مکانیکی برای بررسی سازوکار فرسایش و تکامل شکافت استفاده شد. در تحلیل اجزای هیدروگراف حاصل از شکافت نیز نتایج آزمایشگاهی با داده‌های تاریخی حاصل از مدل ریاضی BREACH مقایسه شد. برای توسعه روابط جدید در تعیین دبی اوج (Qp)، پارامترهایی معرفی شده است که تاکنون در تعیین آن به کار نرفته‌ است. در این زمینه، از داده‌های تاریخی، آزمایشگاهی و شکست فرضی سدهای واقعی، به‌عنوان مطالعه موردی استفاده شد. پژوهش‌ها نشان می‌دهد زمان توسعه شکافت (tf)، وابستگی زیادی به ویژگی‌های هیدرولیکی و شکافت داشته و بر این اساس، روابط جدید بر مبنای آن پیشنهاد شده است. همچنین، روابط جدید معرفی‌شده مربوط به ارتفاع شکافت (Hb) به ارزیابی دقیق‌تر فرایند شکافت در حالت‌های روگذری جریان و رگاب منتهی می‌شود. محدوده تغییرات عرض متوسط شکافت (Bave) برحسب ارتفاع جریان گذرنده از روی شکافت، که در این مطالعه تعریف شده است، دامنه وسیعی از سدهای خاکریزه‌ای را فرامی‌گیرد. نتایج تحلیل‌های آماری نشان داد که ضریب تبیین (R2) برای رابطه‌های پیشنهادی برای تعیین Qp برحسب پارامترهای شکافت و با استفاده از برنامه‌ریزی بیان ژن (GEP) و رگرسیون غیرخطی به‌ترتیب، برابر 0/84 و 0/84 است. این ضریب برای تعیین روابط tf با رگرسیون و برحسب پارامترهای هیدرولیکی و شکافت به‌ترتیب، معادل 0/87 و 0/88 محاسبه شد. مقدار R2 در تعیین رابطه‌های جدید Hb با GEP و برحسب پارامترهای بدنه و مخزن در حالت‌های روگذری جریان و رگاب نیز به‌ترتیب، برابر 0/99 و 0/99 بود.