| تعداد نشریات | 286 |
| تعداد نشریات سازمان | 84 |
| تعداد شماره‌ها | 2,980 |
| تعداد مقالات | 33,446 |
| تعداد مشاهده مقاله | 43,912,629 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 20,411,446 |
بررسی خصوصیات زمین‌شناسی مهندسی ساختگاه سد زیرزمینی اسلام‌آباد فارس | ||
| پژوهش های آبخیزداری | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 29 آذر 1403 | ||
| نوع مقاله: پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/wmrj.2024.367366.1598 | ||
| نویسندگان | ||
| علیرضا مجیدی* 1؛ حمید حسینی مرندی2 | ||
| 1استادیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران | ||
| 2استادیار بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران | ||
| چکیده | ||
| مقدمه و هدف سدهای زیرزمینی سازه‌های هیدرولیکی هستند که به منظور انسداد یا انحراف جریان زیرزمینی، احداث می‌شوند. استفاده از این فن‌آوری با هدف مدیریت، کنترل، حفاظت و توسعه‌ی منابع آبی کوچک، در نواحی خشک و نیمه خشک نظیر ایران، توصیه شده است. ویژگی‌های زمین‌شناسی مهندسی تأثیر مستقیمی بر موفقیت، ایمنی و پایداری پروژه‌های سد زیرزمینی دارد. بررسی‌های زمین‌شناسی و ژئوتکنیکی برای انتخاب محل سد با هدف تعیین ساختارهای زمین‌شناسی، جنس سازندها، لایه‌بندی، سطوح ناپیوستگی و گسل‌ها، چینه‌شناسی و توالی لایه‌ها، دانه‌بندی، موقعیت و شرایط آب‌های زیرزمینی در پی‌سد و منطقه مخزن، انجام می‌شود. عدم موفقیت و یا شکست در پروژه‌های سدسازی، اغلب ناشی از مطالعات ناکافی مهندسی و زمین‌شناسی در مراحل قبل از ساخت است. مواد و روش‌ها حوضه آبریز سد زیرزمینی اسلام آباد در شهرستان ارسنجان استان فارس، در طول جغرافیایی 53 درجه و 20 دقیقه تا 53 درجه و 40 دقیقه طول شرقی و عرض جغرافیایی و 29 درجه و 58 دقیقه تا 30 درجه و 10 دقیقه عرض شمالی قرارگرفته است. بر اساس آمار دوره 28 ساله (61-1360 تا 88-1387) ایستگاه هواشناسی ارسنجان، میانگین بارندگی منطقه 1/312 میلیمتر می‌باشد. حوزه سد زیرزمینی اسلام آباد در پهنه زاگرس مرتفع قرار دارد. وجود شکستگی‌های متعدد در محدوده مورد مطالعه نیز به تبعیت از ویژگی‌های این پهنه می‌باشد. شکل کنونی حوضه متأثر از وضعیت ساختارهای زمین‌شناسی منطقه است. حوضه بعلت کوهستانی بودن فاقد سفره آب زیرزمینی آبرفتی بوده و منابع آب زیرزمینی محدود به آب زیرسطحی در آبراهه‌ها و یا آب سازند سخت است. بنابراین، سدزیرزمینی یکی از راه‌‌کارهای تامین آب در چنین شرایطی است. در این تحقیق، به تعیین گروه‌های هیدرولوژیکی خاک در سطح حوضه با هدف برآورد آب زیرسطحی و بررسی ویژگی‌های زمین‌شناسی مهندسی توده‌سنگ و آبرفت بستر با هدف ارزیابی ساختگاه از لحاظ حجم و ذخیره‌سازی آب پرداخته شد. در این بررسی ابتدا اطلاعات پایه مرتبط با منطقه و بویژه زمین‌شناسی مهندسی محدوده پیشنهادی برای ساخت سد زیرزمینی تهیه و مورد بازبینی قرارگرفت. با استفاده از نتایج حاصل از گمانه‌ها، برداشت‌های صحرایی، آزمونهای برجا، مطالعات آزمایشگاهی و زمین‌شناسی ناحیه، وضعیت و خصوصیات ژئوتکنیکی ساختگاه سد زیرزمینی اسلام آباد، مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. نتایج و بحث در حوضه مورد مطالعه، منابع آب زیرزمینی محدود به آب زیرسطحی در آبرفت بستر آبراهه و یا آب سازند سخت (توده‌سنگ‌های درز و شکاف‌دار) است. در محل ساختگاه سد اسلام‌آباد، مهم‌ترین عوامل زمین‌شناسی موثر بر ذخیره‌سازی آب، وضعیت و تراکم سطوح ناپیوستگی از جمله گسل و سیستم‌های درز و شکاف موجود در توده‌سنگ‌ها و ضخامت، دانه‌بندی و تراکم آبرفت بستر، می‌باشد. مطالعات درزه‌نگاری مهندسی، وجود چند دسته درزه را در توده‌سنگ‌های محدوده مورد مطالعه به‌ویژه در تکیه‌گاه راست، با پتانسیل آبگذری، مشهود می‌سازد. بررسی‌های صحرایی و نتایج حفاری، ضخامت هوازده سنگ را در محل ساختگاه بین 1 تا 2 متر تخمین می‌زند. آبرفت در بستر محل ساختگاه سد دارای لایه‌بندی بوده و بین 6 تا 10 متر ضخامت دارد. حدود 1 تا 5/1 متر اولیه آبرفت بستر درشت‌دانه و مابقی ضخامت آبرفت را شن و ماسه همراه با درصدی ریزدانه، تشکیل می‌دهد. آبرفت بستر به دلیل تراکم از نفوذپذیری متوسط تا نسبتا کم (حدود 4- 10 سانتیمتر بر ثانیه) برخوردار است. چسبندگی آبرفت بین 03/0 تا 3/0 (kg/cm2) و اصطکاک داخلی بین 28 تا 39 درجه، متغیر است. نتایج آزمایش مکانیک خاک بر روی نمونه‌های آبرفت، دلالت بر درشت‌دانه بودن آبرفت و پارامترهای مقاومت برشی آن حاکی از پایداری مناسب خاک در زمینه گودبرداری و نشست است. نتیجه گیری نتایج درزه‌نگاری و بررسی آماری خصوصیات مهندسی دسته درزه‌ها، علاوه براینکه، پتانسیل فرار آب را در تکیه‌گاه راست مشهود می‌سازد، دلالت بر آن دارد که رفتار توده‌سنگ‌ها در جناحین بستر سد، در مقابل تنش‌های زمین‌ساخت منطقه، کمی متفاوت است. این مسئله، به دلیل ضخامت لایه‌بندی، میزان تراکم و درصد رس در بدنه توده‌سنگ‌های آهکی و تناوب لایه‌های سخت با میان لایه‌های شکل‌پذیر و نسبتا نرم مارن یا شیل است. نتایج طبقه‌بندی مهندسی توده سنگ به روش (RMR) نشان داد که توده‌سنگ‌های ساختگاه سد در رده سنگ‌های مناسب برای اجرای سازه می‌باشند. حدود اتربرگ و میزان چسبندگی خاک محل ساختگاه سد، نشان می‌دهد که رس‌های موجود در آبرفت بستر، بیشتر خصوصیات گروه کائولینیت و ایلیت را داشته و از پتانسیل تورمی و چسبندگی کمی برخوردار می‌باشند. نتایج تجزیه شیمیایی آب نشان می‌دهد، سدیم، کاتیون غالب در ترکیب شیمیایی آب زیرسطحی منطقه است. بنابراین، می‌تواند نشاندهنده پتانسیل واگرایی در بخش ریزدانه آبرفت بستر نیز باشد. ضخامت، تراکم و دانه‌بندی آبرفت بستر و نتایج حاصل از آزمایش لوفران، نشان می‌دهند که آبرفت ساختگاه، از لحاظ ضریب ذخیره، حجم ذخیره و آبدهی، برای احداث سدزیرزمینی در حد متوسط است و مناسب‌ترین روش بهره‌برداری از مخزن، نیز روش زهکش تحتانی پیشنهاد می‌شود. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| طبقه‌بندی مهندسی توده‌سنگ؛ نفوذپذیری؛ آزمایش لوفران؛ فرار آب؛ آبرفت | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Investigating the engineering geological features of the underground dam construction in Islamabad, Fars | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Alireza Majidi1؛ Hamid Hosseinimarandi2 | ||
| 1Assistant Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran | ||
| 2Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction and Goal Underground dams are hydraulic structures that are built to block or divert underground flow. The use of this technology is recommended to manage, control, protecting and developing small water resources in arid and semi-arid areas such as Iran. The features of engineering geology have a direct impact on the success, safety and sustainability of underground dam projects. Geological and geotechnical investigations are carried out to select the dam site with the aim of determining geological structures, types of formations, layering, discontinuity levels and faults, stratigraphy and sequence of layers, grading, location and conditions of underground water in the dam and reservoir area. The lack of success or failure in dam construction projects is often caused by insufficient engineering and geological studies in the pre-construction stages. Materials and methods The catchment area of the underground dam of Islamabad is one of the functions of Arsenian city of Fars province in it is located in the geographical longitude of 53 degrees and 20 minutes to 53 degrees and 40 minutes of east longitude and latitude and 29 degrees and 58 minutes to 30 degrees and 10 minutes of north latitude. According to the statistics of the 28-year period (1360-61 to 1387-88) of Arsenian meteorological station, the average rainfall is 312.1 mm. The area of the underground dam in Islamabad is located in the elevated Zagros region. The presence of numerous fractures in the study area is consistent with the characteristics of this region. The current shape of the watershed is influenced by the geological structures of the area. Due to its mountainous nature, the watershed lacks alluvial groundwater aquifers, and groundwater resources are limited to subsurface water in the alluvium of the streambed or hard formation water. Therefore, an underground dam is one of the solutions for water supply under such conditions. This study focuses on determining the hydrological soil groups in the watershed to estimate subsurface water and to investigate the geological and engineering properties of the bedrock and alluvium to evaluate the site in terms of water volume and storage capacity. Initially, baseline information related to the region, especially the engineering geology of the proposed dam site, is compiled and reviewed. Using data obtained from boreholes, field surveys, in-situ tests, laboratory studies, and regional geology, the geotechnical conditions and characteristics of the site for the subsurface dam in Islamabad are examined and evaluated. Results and discussion In the study area, groundwater resources are limited to subsurface water in the alluvium of the streambed or hard rock formation water (fractured rock mass).In the construction site of Islamabad underground dam, the most important geological factors affecting water storage are the condition and density of discontinuity surfaces, including faults and existing joint sets in the rock mass, as well as the grain size and density of the underlying alluvium. Engineering geologic studies reveal several sets of joints in the rock mass of the study area, particularly in the right abutment, with water flow potential. Field surveys and drilling results estimate the thickness of weathered rock at the site to be between 1 to 2 meters. The alluvium at the dam site exhibits layering and has a thickness ranging from 6 to 10 meters. The initial 1 to 1.5 meters of the alluvial layer consists of washed coarse particles, while the remaining thickness comprises sand and gravel with a percentage of fines-grained. Due to compaction, the alluvium has moderate to relatively low permeability (approximately 10-4 centimeters per second). The cohesion of the alluvium varies between 0.3 and 0.3 (kg/cm²), and the internal friction angle ranges from 28 to 39 degrees. The results of soil mechanical tests on alluvial samples indicate that the alluvium is coarse-grained, and its shear strength parameters suggest adequate soil stability concerning excavation and settlement. Conclusion The results of joint survey and statistical analysis of the engineering characteristics of joints not only reveal the potential for water escape in the right abutment but also indicate that the behavior of the rock masses on the sides of the dam foundation is somewhat different in response to the tectonic stresses of the region. This issue is due to the thickness of the layering, the degree of compaction, and the percentage of clay in the body of the limestone rock masses, as well as the alternation of hard layers with pliable and relatively soft marl or shale interlayers. The results of the engineering classification of the rock mass using the RMR method show that the rock masses at the dam site fall into the category of suitable rocks for construction purposes. The Atterberg limits and the cohesion of the soil at the dam site indicate that the clays present in the alluvial foundation primarily exhibit the characteristics of kaolinite and illite, with limited swelling and cohesion potential. The chemical analysis of the water shows that sodium is the dominant cation in the chemical composition of the groundwater in the region, which may indicate the potential for divergence in the fine-grained alluvium of the foundation. The thickness, density, and grain size of the alluvial foundation, along with the results from the Luferan test, suggest that the alluvial material at the site has moderate storage capacity, volume, and yield for the construction of an underground dam, with the most suitable method of reservoir exploitation being the suggested bottom drainage method. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| mass engineering classification, Permeability, LeFranc test, Water leakage, Alluvium | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 139 |
||