Ученый Южно-Уральского государственного университета из Ирана провел тщательное исследование плотины Кархех (провинция Khuzestan, округ Ahvaz, район Хемидие, Иран) и обработал данные, полученные за 17-летнюю историю ее эксплуатации. Уникальная информация станет неоценимым источником при строительстве новых надежных плотин. Исследование было опубликовано в журнале Studia Geotechnica et Mechanica, входящем в базу данных Scopus.
С помощью плотин осуществляется сезонное и многолетнее регулирование речного стока с целью ирригации, гидроэнергетики и водоснабжения. Также они служат эффективным средством для борьбы с наводнениями, селями и засухами. С другой стороны, плотины могут создавать потенциальную угрозу в случае аварий или разрушений, что ведет к катастрофическим последствиям, включая человеческие жертвы. Проблема безопасности плотин особенно актуальна для экономики густонаселённых стран Азии.
Ученый Южно-Уральского государственного университета из Ирана Иман Фаридмехр исследовал гидравлические и структурные аспекты водосброса плотины путем оценки и тщательного анализа данных 17-летней эксплуатации самой большой плотины на Ближнем Востоке, расположенной в 25 км к западу от города Андимешк (Иран).
«В нашем исследовании были рассмотрены наиболее важные гидравлические и конструктивные особенности водосброса плотины Кархех, которые могут быть использованы при проектировании новых плотин для того, чтобы сделать их безопаснее, избежать разрушительных последствий и жертв», – поясняет старший научный сотрудник кафедры «Строительного производства и теории сооружений» Архитектурно-строительного института ЮУрГУ Иман Фаридмехр.
По результатам проведенной масштабной работы было опубликовано несколько статей в выскорейтинговых научных журналах. В статьях в журналах The Structural Monitoring and Maintenance и Studia Geotechnica et Mechanica подробно рассматриваются вопросы проектирования гидрографа паводка, явления кавитации, пропускной способности водосброса, водной поверхности водохранилища и гидродинамических сил.
«Для моделирования гидравлических характеристик, таких как сброс водосброса, скорость потока в аэраторе, разница между атмосферой и давлением воздуха, в лаборатории была построена модель водослива Кархехской плотины в масштабе 1/64».
.jpg)
Одной из наиболее частых причин разрушения плотины является внутренняя эрозия, вызванная просачиванием. Для анализа просачивания учеными была разработана численная модель с использованием программного обеспечения Seep-3D. Численные результаты были подтверждены статистикой оборудования, полученной за 17-летнюю историю эксплуатации плотины. Во время моделирования учитывались все семь материалов, использованных в реальном проекте плотины. Цифровая модель позволила детально проанализировать надежность гидротехнического сооружения.
«Исследование гидравлического и структурного аспектов водосброса плотины путем оценки данных о плотине Кархех в Иране дало возможность проанализировать пропускную способность, маршруты затопления и риск повреждения кавитации при эксплуатации плотины. Детально были рассмотрены прикладная нагрузка и условия устойчивости. Полученные данные представлены в виде таблиц и блок-схем», – продолжает Иман Фаридмехр.
Во всем мире строительство плотин переживает возрождение, поскольку государства заинтересованы в поиске доступных способов использования потенциальных выгод от плотин, включающих водоснабжение, производство электроэнергии, борьбу с наводнениями и ирригацию. Поэтому результаты актуального исследования ученых Южно-Уральского государственного университета могут быть использованы в качестве надежного источника инженерами и строительными компаниями.