Проблема надежности и эффективности плотин очень актуальна для многонаселенных территорий Азии. Данные, полученные при исследовании плотины Кархех в Иране, помогут сделать строительство и эксплуатацию этих объектов более безопасными. Ученый Южно-Уральского государственного университета из Ирана обработал данные, полученные за 17-летнюю историю эксплуатации иранской плотины. Исследование опубликовано в журнале Studia Geotechnica et Mechanica.

Плотина Кархехского водохранилища

Плотина Кархехского водохранилища

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.

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.

Одной из наиболее частых причин разрушения плотины является внутренняя эрозия, вызванная просачиванием. 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. 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.