پایان نامه رایگان درباره آب زیر زمینی، هیدرولیک، مطالعه موردی

دانلود پایان نامه ارشد

سپاسگزاری

با سپاس فراوان از حمایت های جناب آقای دکتر نادر هاتف که در طی انجام این پایان نامه همواره با شکیبایی پاسخگوی سوالات و راهنمای اینجانب بودند و بدون کمک های ایشان تکمیل این پایان نامه میسر نبود. همچنین لازم است از راهنمایی های اعضای محترم کمیته دفاع جناب آقای دکتر ناصر طالب بیدختی و جناب آقای دکتر غلامرضا رخشنده رو تشکر و قدردانی فراوان گردد. در پایان از حمایت های بی دریغ خانواده ام در طی انجام این پایان نامه، مخصوصا پدر و مادرم تشکر می کنم.

چکیده

نقش سدهای زیر زمینی در کنترل مخازن و تامین آب زیر زمینی

به کوشش
محمد متدین اعتمادی

سد زیر زمینی سازه ای است که به منظور ایجاد مانع در برابر جریان طبیعی آب زیر زمینی و ایجاد یک مخزن مصنوعی طراحی و ساخته می شود. در دهه هاي اخير ساخت این نوع سد در مناطق خشک و نیمه خشک مورد توجه قرار گرفته است. در این مناطق آب زیر زمینی تنها منبع اصلی آب مصرفی مردم منطقه جهت مصارف روزانه و در مواردی برای تامین آب مورد نیاز برای کشاورزی می باشد. استفاده از سد زیر زمینی به منظور ذخیره سازی آب مشکلاتی نظیر نرخ بالای تبخیر در مناطق خشک و نیمه خشک، آلودگی آب زیر زمینی و ورود آب شور به منابع آب شیرین را تا حد مطلوبی حل مي كند. بحث طراحي و محل مناسب برای اجرای سد زیرزمینی مانند سدهای سطحی مرسوم، از مهمترین مباحث در عملكرد اينگونه سدها می باشد، به همین دلیل علاوه بر بررسی اطلاعات مربوط به شرایط ژئوتکنیکی، ژئو فیزیکی و زمین شناسی منطقه، بررسی ويژگيهاي هیدرولوژیکی منطقه، شكل سد و مصالح مورد استفاده در ساخت سد زير زميني ضروری می باشد. در این پایان نامه علاوه بر توصیف سد زیرزمینی و بیان کاربردها به مدلسازی سد زیرزمینی در آبرفت ماسه ای بر اساس پارامترهای مختلف ماسه و جنسهای مختلف بدنه سد پرداخته شده است. بر اساس مدلسازی سد زیرزمینی مشخص گردید که با افزایش زاویه اصطکاک داخلی خاک، جنسهای انعطاف پذیر نظیر بتن پلاستیک برای ساخت سد مناسبتر می باشند. مقایسه مدل موهر-کولمب و خاک سخت شونده نشان می دهد که در حالت خاک سخت شونده مقادیر ممان خمشی و نیروی برشی در بدنه سد نسبت به مدل موهر-کولمب کوچکتر می باشد. همچنین مقدار جابجایی کل در مدل موهر-کولمب بزرگتر از مدل خاک سخت شونده می باشد.

فهرست مطالب

عنوان صفحه

فصل اول: مقدمه
1.1تاریخچه سدهای زیرزمینی 3

فصل دوم: بررسی سد های زیرزمینی
1.2 سد های زیر سطحی یا مدفون 5
1.1.2 روش طراحی برای آرایش تعداد زیادی از چاه های پمپاژ 12
2.2 سدهای نیمه مد فون 13
3.2 استفاده از سدهای زیرزمینی در معادن 19
1.3.2 تخمین ضخامت سد بر اساس مقاومت خرد شدگی مصالح 19
2.3.2 تخمین ضخامت سد براساس مقاومت برشی 21
3.3.2تخمین ضخامت سد بر اساس تنش کششی مصالح سد 22
4.3.2تخمین ضخامت سد بر اساس نفوذ پذیری بدنه سد 23
5.3.2تخمین پایداری سد و ستون های سنگی 23

فصل سوم: مکان یابی محل مناسب برای اجرای سد زیرزمینی
1.3 روش شناسی 28
1.1.3مشخصات زمین 28
2.1.3پوشش گیاهی 29
3.1.3 مشخصات اقلیمی 29
2.3 روند غربالگری 29
1.2.3شناسایی محل 29
2.2.3انتخاب کیفی محل سد 30
3.3 برداشت های ژئوفیزیکی 32
4.3 طبقه بندی محل اجرای سد 32
عنوان صفحه

فصل چهارم: بررسی نفوذ پذیری بدنه سد زیرزمینی
1.4روش های آماری 38
1.1.4 روش Kriging 38
2.1.4 روش Variogram 38
2.4بررسی تغییرات نفوذ پذیری بدنه سد بر عملکرد سد زیرزمینی 42
3.4 بررسی اثر تغییرات موقعیت چاه های برداشت بر تغییرات سطح آب زیرزمینی 44
4.4 تعیین ضریب هدایت هیدرولیکی بهینه سدهای زیرزمینی به منظور
کنترل و کاهش جریان آلودگی از بدنه سد 46
1.4.4رنج بهینه ضریب هدایت هیدرولیکی 47
2.4.4جریان آلودگی در محیط متخلخل بدنه سد 48
3.4.4تخمین حد پایین ضریب هدایت هیدرولیکی در محیط متخلخل
بدنه سد زیرزمینی 52
4.4.4تخمین جرم ذخیره شده در بدنه سد در حالت جریان پایدار 54

فصل پنجم: مدلسازی سد های زیرزمینی عمیق
1.5آ نالیز سد زیرزمینی مکه مکرمه 58
2.5بررسی منطقه مورد مطالعه 58
1.2.5 شرایط مرزی 63
2.2.5نتایج بدست آمده حاصل از آنالیز سد زیرزمینی 65
1.2.2.5تنش افقی موثر 65
2.2.2.5تنش قائم موثر 69

فصل ششم: آنالیز سد زیرزمینی در محیط ماسه با پارامتر های مقاومتی مختلف
1.6 مدل موهر-کولمب 76
2.6 مدل خاک سخت شونده 78
1.2.6 رابطه هذلولی در حالت آزمایش سه محوری زهکشی شده استاندارد 79
3.6 مدلسازی سد زیر زمینی در محیط ماسه با پارامترهای مختلف 81
1.3.6 نرم افزار PLAXIS 85
4.6 نتایج مدلسازی سد زیرزمینی 88
عنوان صفحه

1.4.6 نتایج حاصل از مدلسازی دیوار دیافراگمی 89
1.1.4.6 جابجایی کل در حالت دیوار دیافراگمی 89
2.1.4.6 حداکثر ممان خمشی در حالت دیوار دیافراگمی 96
3.1.4.6 نیروی برشی حداکثر در حالت دیوار دیافراگمی 102
4.1.4.6 جابجایی کل دیوار دیافراگمی در حالت مدول الاستیسیته ثابت
و افزایش وزن مخصوص … 108
2.4.6 نتایج حاصل از مدلسازی سپر فولادی2 115
1.2.4.6جابجایی کل در حالت سپر فولادی2 115
2.2.4.6 ممان خمشی حداکثر در حالت سپرفولادی 2 123
3.2.4.6 نیروی برشی حداکثر در حالت سپر فولادی2 131
4.2.4.6 جابجایی کل سپر فولادی2 در حالت مدول الاستیسیته
ثابت و افزایش وزن مخصوص… 138
5.2.4.6 ممان خمشی حداکثر سپر فولادی2 در حالت مدول الاستیسیته
ثابت و افزایش وزن مخصوص 147
6.2.4.6 نیروی برشی حداکثر سپر فولادی2 در حالت مدول الاستیسیته
ثابت و افزایش وزن مخصوص 154
3.4.6 سپر فولادی 1 162
1.3.4.6جابجایی کل در حالت سپر فولادی1 162
2.3.4.6 ممان خمشی حداکثر در حالت سپر فولادی1 170
3.3.4.6 نیروی برشی حداکثر در حالت سپر فولادی1 177
4.3.4.6 جابجایی کل سپر فولادی1 در حالت مدول الاستیسیته ثابت
و افزایش وزن مخصوص 183
4.4.6 نتایج حاصل از مدلسازی بتن پلاستیک 191
1.4.4.6 جابجایی کل بتن پلاستیک 191
2.4.4.6 جابجایی کل بتن پلاستیک در حالت مدول الاستیسیته ثابت
و افزایش وزن مخصوص 199
5.6 مقایسه نتایج مدلسازی سد زیر زمینی با استفاده از مدل موهر- کولمب (M.C)
و مدل خاک سخت شونده (H.S) 206
1.5.6 تنش برشی در توده خاک 208
2.5.6 جابجایی کل 211
3.5.6 فشار جانبی خاک 214
فصل هفتم: بررسی اثر برداشت آب بر سازه سد زیر زمینی
1.7 اثر برداشت آب بر دیوار دیافراگمی 218
1.1.7 جابجایی افقی دیوار دیافراگمی 219
2.1.7 جابجایی قائم دیوار دیافراگمی 220
3.1.7 ممان خمشی حداکثر دیوار دیافراگمی 222
4.1.7 نیروی برشی حداکثر دیوار دیافراگمی 223
2.7 بررسی دیوار دیافراگمی در حالت نرمال 225
1.2.7 جابجایی افقی دیوار دیافراگمی 225
2.2.7 جابجایی قائم دیوار دیافراگمی 227
3.2.7 ممان خمشی حداکثر دیوار دیافراگمی 228
4.2.7 نیروی برشی حداکثر دیوار دیافراگمی 230
3.7 اثر برداشت آب بر سپر فولادی1 231
1.3.7 جابجایی افقی سپر فولادی1 232
2.3.7 جابجایی قائم سپر فولادی 1 233
3.3.7 ممان خمشی حداکثر سپر فولادی1 235
4.3.7 نیروی برشی حداکثر سپر فولادی 1 236
4.7 بررسی سپر فولادی1 در حالت نرمال 238
1.4.7 جابجایی افقی سپر فولادی1 238
2.4.7 جابجایی قائم سپر فولادی 1 240
3.4.7 ممان خمشی حداکثر سپر فولادی1 241
4.4.7 نیروی برشی حداکثر سپر فولادی 1 243
5.7 اثر برداشت آب بر سپر فولادی 2 244
1.5.7 جابجایی افقی سپر فولادی2 244
2.5.7 جابجایی قائم سپر فولادی 2 246
3.5.7 ممان خمشی حداکثر سپر فولادی2 247
4.5.7 نیروی برشی حداکثر سپر فولادی 2 249
6.7 بررسی سپر فولادی 2 در حالت نرمال 250
1.6.7 جابجایی افقی سپر فولادی2 251
2.6.7 جابجایی قائم سپر فولادی 2 252
3.6.7 ممان خمشی حداکثر سپر فولادی2 254
4.6.7 نیروی برشی حداکثر سپر فولادی 2 255

عنوان صفحه

فصل هشتم: مطالعه موردی سد زیرزمینی علی آباد
1.8 سازندهای زمین شناسی حوضه آبریز علی آباد 260
1.1.8 فيزيوگرافي حوضه آبريز 261
1.1.1.8 طول آبراهه اصلی 262
2.8 محاسبه پارامترهای کمی برای منطقه مورد مطالعه 263
3.8 مدلسازی سد زیرزمینی علی آباد 265
1.3.8 ممان خمشی 267
2.3.8 نیروی برشی و نیروی محوری 268
3.3.8 جابجایی افقی بدنه سد 269
4.3.8 تنش افقی موثر (Sig’x-x) 270
5.3.8 تنش برشی موثر (Sig’ x-y) 270
4.8 بررسی کفایت مقطع سد تحت اثر بارگذاری بحرانی 273

فصل نهم: نتیجه گیری و پیشنهادها
نتیجه گیری 275
پیشنهادها 277

فهرست منابع و مأخذ 278

پیوست
پیوست الف تنش برشی در توده خاک 283
پیوست ب جابجایی کل سد 288
پیوست پ فشار جانبی خاک 292
پیوست ت ممان خمشی ایجاد شده در سد 297
پیوست ث نیروی برشی ایجاد شده در سد 301
پیوست ج نقاط پلاستیک ایجاد شده در توده خاک مجاور سد 305

فهرست جداول

عنوان صفحه

جدول1.2 نسبت اختلاط Cement Sand Grout 10
جدول2.2 نتایج آنالیز الک Silica Sand 11
جدول3.2 ارتفاع متوسط سد 11
جدول1.3 مشخصات سدهای زیرزمینی Sunagawa و Fukuzata 31
جدول1.4 مقادیر مختلف De برای محیط های متخلخل مختلف 50
جدول1.5 خصوصیات خاک بر اساس U.S Navy, 1972 60
جدول2.5 نسبت اختلاط برای ساخت بتن پلاستیک 61
جدول3.5 ظرفیت برشی در پای دیوار 62
جدول4.5 نتایج حاصل از تحلیل سد زیرزمینی مکه مقدس توسط PLAXIS 74
جدول 5.5 نتایج حاصل از تحلیل سد زیرزمینی مکه مقدس توسط STAAD 74
جدول1.6 پارامتر های ماسه 82
جدول2.6 مشخصات بتن پلاستیک 84
جدول3.6 مشخصات دیوار دیافراگمی و سپر فولادی 2 84
جدول4.6 مشخصات سپر فولادی 1 85
جدول5.6 تاثیر ابعاد مش 89
جدول6.6 پارامترهای خاک در حالت M.C و H.S 207
جدول7.6 مشخصات دیوار نرم فولادی 207
جدول1.8 خصوصیات فیزیوگرافی حوضه آبریز علی آباد 263
جدول2.8 پارامتر های لایه آبرفت در محل اجرای سد 266
جدول3.8 الف مشخصات بتن پلاستیک (t=0.3m) 266
جدول3.8 ب مشخصات بتن پلاستیک (t=0.4m) 267
جدول3.8 پ مشخصات بتن پلاستیک (t=0.6m) 267

فهرست شکلها

عنوان صفحه

شکل 1.2 مقطع شماتیک سد زیر زمینی مدفون 5
شکل 2.2 تاثیر سدهای مدفون بر جریان آب های زیرزمینی 6
شکل 3.2 استفاده از جت آب برای بالا بردن نفوذ پذیری در بالا دست سد 7
شکل 4.2 خاکریز رسی 7
شکل 5.2 سد بتنی 8
شکل 6.2 سد سنگی Stone Masonary Dam 8
شکل 7.2 سد بتنی مسلح 9
شکل 8.2 صفحه پلاستیکی یا Tarred Felt 9
شکل 9.2 صفحات تزریقی 10
شکل 10.2 رابطه میان میزان رس نفوذ کننده و ضریب آبگذری در حوضه آبریز
سد زیرزمینی Sunagawa 13
شکل 11.2 مقطع سد Sand storage 14
شکل 12.2 موقعیت مناسب برای احداث سد نیمه مدفون در تنگ شدگی تنگه 14
شکل 13.2 سد نیمه مدفون در حال احداث و سد ساخته شده در فصول خشک
kitui, Kenya 16
شکل 14.2 سد نیمه مدفون در طی سیلاب و بعد از آن Voi, Kenya 17
شکل 15.2 سد بتنی 17
شکل 16.2 سد ساخته شده از مصالح بنایی 17
شکل 17.2 سد گابیونی با پوشش رسی 18
شکل 18.2 سدگابیونی با هسته رسی 18
شکل 19.2 جزئیات سازه سد زیرزمینی استوانه ای 24
شکل20.2 سد زیرزمینی چند لایه ای 24
شکل 1.3 مشخصات حوضه آبگیر سد زیرزمینی Kidal, Mali 29
عنوان صفحه

شکل 2.3 نمومه ای از عکس ماهواره ای برای انتخاب تنگه مناسب 30
شکل3.3توپوگرافی ومقطع زمین در محل اجرای سدهای زیرزمینی
SunagawaوFukuzata 31
شکل 1.4 منطقه مورد آنالیز سد زیرزمینی Sunagawa در Miyakojima 37
شکل 2.4 توابع Semivariogram، برای سد زیرزمینی Sunagawa 39
شکل 3.4 توزیع خواص فیزیکی سد Sunagawa بر اساس مطالعات
صحرایی در منطقه miyakojima 40
شکل 4.4 مدل تانک 42
شکل 5.4 تغییرات سطح آب زیرزمینی در نقاط C,B,A 43
شکل 6.4

پایان نامه
Previous Entries پایان نامه ارشد درمورد روایی محتوا، تحلیل داده، رضایت مشتری Next Entries پایان نامه رایگان درباره هیدرولیک، نفوذپذیری