خلاصه و ترجمه‌ي مقاله‌ي
Teaching Case Studies in Reservoir Siltation and Catchment Erosion
By:Faraz Masumian
توجه شود كه اين مقاله به صورت كامل آورده نشده و براي دسترسي به مقاله‌ي ترجمه‌شده‌ي كامل آنرا از انتهاي اين پست مي‌توانيد دانلود كنيد.
خلاصه‌اي از جنبه‌هاي تحصيلي اين مقاله
1- اين مطالعات به عنوان مواد حمايت كننده در رسيدن به مرحله فارغ‌التحصيلي كانال باز هيدروليك و طراحي ساختارهاي هيدروليكي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
2- موقعيت‌هاي برجسته‌ي عملي مطالعه كه طراحان در تشخيص ذخيره كردن آب و حوزه‌ي آبريزي به عنوان سيستمي كامل دچار درماندگي مي‌شوند، شامل: شكلهاي ساختاري، هيدروليك‌ها، هيدرولوژي، جا به جايي رسوب، فرسايش حوزه‌ي آبريز و سياست مديريت حوزه‌ي آبريز مي‌باشد.
3- تجربه‌ي قبلي و شكست‌ها بايد به عنوان ابزار آموزشي با ارزش هم بوسيله‌ي حرفه‌اي‌ها و هم توسط دانش‌آموزان رشته‌ي مهندسي مورد استفاده قرار گيرند.
مقدمه
آب روان در نهرها و رودخانه‌ها قدرت صيقلي كردن بستر آنها، حمل ذره‌هاي سنگين‌تر از آب و جا گذاشتن مواد را دارد. اين پديده (يعني جا به جايي رسوب) داراي اهميت اقتصادي مهم و شكست‌هاي بيشماري مي‌باشدكه ناشي از ناتواني مهندسين در پيش‌بيني حركت‌هاي رسوب‌گذاري: براي مثال، فرو ريختن پل (فرسايش اساس پي)، شكل گيري شن‌هاي ميله‌اي در محل مصب رودخانه و رودخانه‌هاي قابل كشتيراني، ويراني سواحل و لنگرگاه‌ها.
هيدروليك‌هاي كلاسيك گاهي اوقات به عنوان هيدروليك‌هاي مرزي ثابت از آنها نام برده مي‌شود و اصول پايه‌اي هيدروليك به روشي علمي ساده مي‌تواند آموزش داده شود. دانش‌اموزان حرفه‌اي و مهندسي مي‌توانند اين اصول را در كانال‌هايي كه به دست بشر ساخته شده‌اند ببينند(به عنوان مثال، كانال‌هاي بتني خطي، كانال‌هاي صخره‌اي، كانا‌هايي با حفاظت سنگريزه). و تا اندازه‌اي مسيرهاي رودخانه‌اي پوشيده ازچمن هيدروليك‌هاي مرزي ثابت نمي‌توانند تغييرات جريانات طبيعي ساختاري را پيش‌بيني كنند به اين دليل كه فعل و انفعالات بيشماري همراه با آبخيز، هيدرولوژي‌اش و فرايندسازي‌هاي جا به جايي رسوب: يعني، جريان‌هاي مرزي قابل حركتند. امروزه اينگونه تشخيص داده شده كه اينگونه فرايندسازي‌هاي فعل و انفعالي شديد به شدت و مدت بارندگي، جريان آب حاصل از بارندگي در حوزه‌ي آبريز، مقاومت فرسايش خاك، عارشه‌هاي جريان آب و آبخيز، و تخليه‌ي جريان آب بستگي دارد.
در مقاله، نويسندگان 4 عامل شكست مهندسي شرح ميدهند. بعد شرح مختصري در مورد هر كدام از اين موارد، آنها توضيح ميدهند كه طرح‌هاي ساختاري پيشرفته، هر مخزني به صورت نادرست طراحي شده بود.
داستان 4 سد
معرفي
از زمان كشف قاره‌ي استراليا توسط اروپاييان، تأمين آب مستعمره همواره بخش مهمي بوده است. آب انبارهاي بزرگ ابتدا در جنوب شرقي، در ايالت ولز جنوبي جديد و ويكتوريا، ساخته شد. بنابر روايت موجود بيشتر سدهاي استراليا خاكريزهاي زميني با استفاده از تجربيات بريتانياييها ساخته شدند. به طور جالب توجهي دپارتمان كارگران عمومي ولز جنوبي جديد يك سري سدهاي قوسي شكل ساختند كه اولين تجربه در طراحي براي استاندارد كردن اين تكنيك بود. در اين زمان در اروپا و آمريكا، سدها با طراحي‌هاي پيشرفته عليرغم طراحي‌هاي پيشرفته‌اشان، چندين سد قوسي باريك براي مدت كمتر از 25 سال مورد استفاده واقع شدند. آب انبارها خيلي زود توسط لجن پر مي‌شد و سد موجب اضطراب مي‌گشت. مشخصه‌هاي اساسي 4 آب انبار در جدول 1 و 2 جمع‌آوري شده است. در جدول 3، موارد شكست (فرو ريختن) جمع‌آوري شده است. امروزه هنوز ديواره‌هاي سدها، پوشيده از لجن، پا برجا مانده‌اند. (در شكلهاي زير آمده‌اند.)
سد نهر مور
سد نهر مور كه اصولاً سد تام‌وُرث ناميده مي‌شود در سال 1898 تكميل شد. اين سد با بلندي 6/18 متر به عنوان نشانه‌ي پيشرفت در طراحي سد شناخته شده است، يعني تك قوس باريك 7/7 متر در پايه و ضخامت 87/0 متر در قسمت فوقاني (تاج) آن، كه از بتون سيمان پرتلند ساخته شده است. ديواره‌ي قوسي حالت عمودي غير عادي نهر پايين و حالت سرازير نهر بالا دارد (شكلهاي 2 و 3). تك قوس آن بـا مقطع عـرضي قـوه‌ي جـاذبـه سـاحل چپ گستـرش يـافته است. سد با يك دريچه‌ي تميزكننده (Q ~ 100m3/s) و يك لوله‌ي خروجي مجهز شده است.
سد وير گپ
سد وير گپ توسط دپارتمان راه‌آهن ولز جنوبي جديد به عنوان ذخيره آب جهت موتورهاي بخار ساخته شد. ديوار سد با يك قوس عمودي رو به بالا و با حالت سرازير در پايين در سال 1902 (شكل 4) كامل شد. اين سد با يك دريچه تميز كننده‌ي (Q ~ 35 to 40m3/s) كه در پي آن يك گودال عميق، بدون دريچه‌ي تميز كننده كه در طرح اوليه‌ي آن هم ديده نمي‌شود بود.
آب انبار در سال 1924 كاملاً آكنده از لجن شد. آنگاه اين سد متروكه و با آب نهر كوييپلي و بعداً با آب سد كوييپلي (كه در سال 1932 تكميل شد) جايگزين گرديد. جهت كم كردن شدت سرريز شدن آب 2 بار ديواره‌ي سد با مواد منفجره شكافته شد. رودخانه كه توسط رسوب آب انبار قطع شده بود، با انفجار مواد رسوبي كه به طرز خارق‌العاده‌اي گير كرده بودند، نشان عمده از پيشرفت بار موقت داشتند.
سد كرومبين كريك
اين سد در فاصله‌ي كمتر از 50 كيلومتري ساحل اقيانوس كبير (آرام) ساخته شده است. تك ديوار قوسي شكل آن 1/14 متر ارتفاع و درقسمت ساحل سمت چپ با سطح متقاطع جاذبه‌ي گسترده دارد.. سد با دو خروجي (لوله‌ي خروجي و دريچه‌ي تخليه) در قسمت تحتاني و سرريز در قسمت فوقاني (125متر مكعب در ثانيه (Q 
مجهز شده است.
اين سد خيلي زود متروك شد ، دليل آن هم جمع شدن بيش از حد آشغال در دريچه‌ي تخليه‌ي آن بود كه امكان تميز كردن آن وجود نداشت. مقدم بر آن ذخيره‌ي آب در اين سد به اندازه‌ي كافي نبود. سطح آب در زمان خشكي پايين مي‌رفت و ته مانده‌ي آن هم به رنگ سبز و غير قابل استفاده در مي‌آمد. رويهمرفته سد خيلي سريع با مواد لجني حمل شده پوشيده شد و در ظرف كمتر از 20 سال غير قابل بهره برداري شد.
سد گوييپُلي
ديواره‌ي سد يك قوس ظزيف و باريك در مقايسه با سدهاي مور و كرومبين كه هر دو با قدرت جاذبه‌ي ضخيمتري ساخته شده بودند، داشت. ديواره از جنس بتني تك قوسي (با ضخامت 08/1 متري) در نوك آن بود. سد با دو خروجي آب در قسمت تحتاني و يك سر ريز در قسمت فوقاني (240 متر مكعب در ثانيه (Q مجهز شده بود.
15% حجم آبگيري سد بين سالهاي 1932 تا 1941 از لجن پوشيده شد. در سال 1943 اين مقدار به 34% رسيد. در سال 1952، بيشتر از نيمي از حجم آن ناپديد شد. در سال 1955 و با افتتاح سد كوييپلي شماره‌ي 2 در 3 كيلومتري پايين تر از آن، اين سد متروكه شد. امروزه كل حجم سد كوييپلي قديمي آكنده از لجن مي‌باشد. اگرچه سد كوييپلي شماره‌ي 1 رسماً بلااستفاده شد ولي محل خوبي براي جمع شدن لجن‌ها شد تا كمتر سد شماره‌ي 2 كوييپلي داراي رسوبات لجن شود.
اين مقاله ادامه دارد:
مقاله‌ي كامل را دانلود كنيد
دانلود مقاله
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر