نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه کاشان

2 دانشجوی دکتری

چکیده

پس از آب‌گیری سدها، تونل انحراف آن به‌طور کامل تحت تأثیر تراز آب مخزن سد قرار می‌گیرد بنابراین پیش‌بینی مقدار آب ورودی به تونل بسیار مهم است. در این مقاله، با استفاده‌ از مدل‌های تحلیلی و روش محاسباتی المان محدود، مقدار نشت آب به درون تونل، در دو حالت قبل از ایجاد رینگ تزریق  و سپس تخمین‌زده ‌شده‌‌است.  به‌منظور بررسی میزان دقت مدل‌های تحلیلی و عددی، از نتایج میزان نشت آب ثبت شده در تونل انحراف آب سد آزاد استفاده شد. روند تغییرات مقادیر تحلیلی و عددی نشت در طول تونل درحد قابل قبولی یکسان بوده، اما مقدار آن‌ها در برخی از نواحی اختلاف قابل‌توجهی دارد که بیشتر ناشی ازهندسه‌‌ی مدل و شرایط مرزی است. میزان متوسط نشت آب به درون تونل با استفاده از روابط تحلیلی قبل و پس از تزریق در گستره‌ی تونل (طول 496 متری)، محاسبه ‌شد و مشاهده شد که میزان نشت میانگین قبل از تزریق 70/161 لیتر برثانیه بوده که با ایجاد رینگ تزریق به طول 4 متر پیرامون این تونل، این میزان به 2/11 لیتر بر ثانیه کاهش یافت. همچنین با استفاده از مدل‌سازی عددی میزان نشت برآورد شد. این بررسی‌ها نیز نشان داد که مقدار آب ورودی به تونل بدون درنظر گرفتن المان آب‌بند در حدود 8/37 لیتر بر ثانیه است که با مدل‌کردن رینگ تزریق پیرامون آن، مقدار نشت به 22 لیتر بر ثانیه کاهش یافت. بررسی و مقایسه  نتایج، با مقدار واقعی آب اندازه‌گیری شده درون تونل سد آزاد پس از تزریق (18 لیتر بر ثانیه)، نشان داد که در میان مدل‌ها، مدل‌سازی عددی با 22/22 درصد خطا، بهترین روش برای تخمین نشت آب است. بعد از آن مدل‌های تحلیلی روسنگرین با 66/28 درصد خطا و واگورکت با 21/36 درصد، خطای کمتری در برآورد نشت آب دارد. مدلNFF با 44/94 درصد خطا، ضعیف‌ترین روش در پیش‌بینی میزان نشت است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The study of the effect of grouting ring around the tunnel on reducing the water inflow using numerical and analytical methods

نویسنده [English]

  • Ali Aalianvari 1

چکیده [English]

After impounding the dam, the diversion tunnel is completely affected by the reservoir normal water level. So it is necessary to predict the water inflow into the tunnel. In this research, water inflow into Azad diversion tunnel was estimated using the analytical and numerical methods for both with and without grouting ring around the tunnel. Observed water inflow has been used to validate the estimations. The general variation of the analytical and numerical results along tunnel route is alike. But, there are some significant discrepancies between numerical and analytical results based on the model geometry and boundary conditions. The average of seepage into the tunnel calculated using analytical methods is around 161.70 lit/sec for 496 m length of tunnel that has been reduced to the 11.2 lit/sec after the operation of grouting ring with 4 m diameter. Numerical modelling results show that 37.8 lit/sec water seepage will be reduced to the 22 lit/sec after modelling the grouting ring. The comparison between predictions and observed water seepage into the tunnel (18 it/sec) shows that the numerical estimation is relatively closer to the observed flow. In the analytical methods, the Rosengren method with 28.66 % of error and Vagverket method with 36.21% of error are the best and the NFF method with 94.44% of error has the maximums error.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tunnel
  • grouting
  • Finite element