نمذجة انتشار الموجة الفيضانية وانتقال الرسوبيات في نهر دجلة تحت تأثير فشل سد الموصل

الباحث

محمود جاسم محمد

المشرف

ابتسام رحيم كريم - محمد يوسف فتاح

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة المدنية / الهندسة المدنية

الشهادة

دكتوراه

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Dam break;Flood wave;Sediment transport;Mosul Dam

في السنوات الأخيرة، كان هناك رغبة متزايدة على الطرق المبتكرة للسيطرة على إخفاقات السدود بسبب احتمال وقوع أحداث هيدرولوجية ناجمة عن تغير المناخ وخروقات السدود الكارثية التي be le تؤدي إلى خسائر فادحة في الأرواح من خلال التركيز على ديناميات الأنهار. تتناول الدراسة الحالية مشكلة فشل سد الموصل وتوجيه موجة الفيضان في نهر دجلة بين سد الموصل وسدة co poles لمسافة تصل 479 60S Ly في ذلك نهر الزاب الكبير ونهر الزاب الصغيرء والتنبؤ بكمية نقل الرواسب في بعدين. تم تطبيق نظام تحليل الأنهار بمركز الهندسة الهيدرولوجية وتم استخدام عدة سيناريو sly على نموذج الارتفاع الرقمي وخريطة الغطاء النباتي والفيضان الأقصى المحتمل الذي يستخدم كشرط حدودي. تتضمن المنهجية معايرة معامل خشونة (مانينك) في الحالات العادية وتحليلات الحساسية لتأثير سعة ملئ الخزان على عرض الاختراق ووقت إكمال الاختراق. ونتيجة لذلك، تم تنفيذ ستة سيناريوهات لكسر سد الموصل في النظام المتعدد الخزانات، بما في ذلك غياب ووجود سد مكحولء وأربعة سيناريوهات لنموذج الرواسب. من اجل توضيح النتائج بشكل أكثر دقة، تم تقسيم الدراسة إلى ثلاث مناطق في اتجاه مجرى سد الموصل على طول نهر دجلة. تظهر نتائج النمذجة الهيدرودينامية أن الحد الأقصى لقيم التصريف الفيضاني، العمق، والسرع التي حدثت على بعد كيلومتر 5 عن سد الموصل في مجرى النهر في حصول حالة فشل التجاوز هي 345000 متر مكعب و 64 متر و 02. 9 متر/ثانية على التوالي. بينما بدأ سطح الماء على منسوب 312 مترًا وانخفض إلى 72 مترًا عند كيلومتر 479 (مدينة سامراء). وفقًا لنتائج السيناريوا الثالث والرابع (وجود سد مكحول عند الحد الأدنى لمستوى المياه في الخزان )، يساهم السد في السيطرة على موجة الفيضان وحماية المنطقة في اتجاه مجرى النهر. في حين أن نتائج الخامس و السادس (وجود سد مكحول بافتراض أن خزانه عند الحد الأقصى لمستوى المياه) أظهرت أن قيم منسوب سطح المياه ارتفعت فوق قمت السدء مما يعني حدوث فيضان (كسر مزدوج للسد)، وبالتالي، فإنه Gry إلى زيادة تدفق الفيضان واستمر على طول مسار النهر. وفي الوقت نفسه، تبين أن القيمة القصوى المقدرة لمعدل النقل الكلي للترسيب هي 10700 كيلوغرام/متر/ثانية لفشل التجاوز و 8002 كيلوغرام/متر/ثانية لفشل الانببة داخل قسم النهر في المحطة 5 كيلومترات لكل السيناريوهات الخاصة بالرسوبيات . وخلصت الدراسة بالنسبة للسيناريوهات الإجمالية إلى أن فشل التجاوز يعطي Lah أعلى لمعايير موجات الفيضانات ومعدل النقل الإجمالي للترسيب مقارنة بفشل الانببة بسبب ارتفاع حجم الخزان في وقت الاختراق الأولي. بالإضافة إلى cll فإن تحسين الخرائط المستخرجة التي تم دمجها مع نموذج التضاريس الرقمية لإزالة انتشار الموجات الهيدرودينامية مثل عمق المياه وارتفاع سطح الماء وسرعة التدفق لمنطقة الدراسة يساعد في مراقبة موجة الفيضان الناتجة عن افتراض حالات كسر السد وتحديد مناطق الغمر في اتجاهين (بعدين). أخيرّاء توصي الدراسة بازالة الجزرات الوسطية وتهذيب مقطع نهر دجلة لاستيعاب وتمرير اكبر قدر ممكن من الموجات الفيضانية .

In recent years, there was a growing demand for innovative approaches to controlling dam failures due to the possibility of hydrological events brought on by climate change and the catastrophic dam breaches that often result in severe loss of life through focusing on river dynamics. The current study deals with the problem of the Mosul dam failure and the routing of the flood wave in a reach of the Tigris River between the Mosul dam and Samarra barrage, approximately 479 km, including two tributaries, the Greater Zab River and the Lesser Zab River, and the prediction of the amount of sediment transport in two dimensions. The two- dimensional Hydrologic Engineering Centre-River Analysis System (2D HEC-RAS) software has been applied based on a digital elevation model (DEM) and land cover map, in which the probable maximum flood (PMF) is used as a boundary condition. The methodology includes calibrating the Manning's roughness coefficient in normal cases and the sensitivity analyses of the impact of the reservoir fill capacity on the breach width and the time of completing the breach. Consequently, six scenarios for the dam break of the multi-reservoir system, including the absence and existence of Makhool dam, and four scenarios for the sediment model, were implemented. To clarify the results more accurately, the study reach downstream of the Mosul dam along the Tigris River was divided into three zones. Results of the hydrodynamic modeling show that the values of the maximum for flood discharge, depth, and velocity that have occurred at km 5 downstream of the Mosul dam in case of overtopping failure are 345000 m3/s, 64 m, and 9.02 m/sec, respectively. While the water surface started at an elevation of 312 m and dropped to 72 m. a.s.l, at km 479 (Samarra city) a whole -time arrival of 42 hr. According to the results of two scenarios (the existence of Makhool Dam at the minimum water level for its reservoir), the dam contributes to controlling the flood wave and protecting the area downstream. While the results of both final tests (the existence of Makhool dam by assuming its reservoir at maximum water level) showed the values of Water Surface Elevation rise above its crest, meaning an overflow occurred (double dam break). Hence, it leads to an increase in the flood flow and continues along the reach of the river. At the same time, the maximum value estimated for the total sedimentation transport rate is found to be 10700 kg/m/sec for the overtopping failure and 8002 kg/m/sec for the piping failure within the river reach at station 5 km as a whole scenarios of sediment transport. The study concluded for overall scenarios that overtopping failures give higher values of flood wave parameters and the total sedimentation transport rate compared with piping failures due to the higher volume of the reservoir at the initial breach time. In addition, improvement of the produced maps that were incorporated with a Digital Terrain Model to itemizing the spread of hydrodynamic waves such as water depth, water surface height, and flow velocity for the study area aids in monitoring the flood wave resulting from the hypothetical dam break issues and the identification of inundation areas in two dimensions. Finally, it is recommended removing them and training the cross sections for to pass the largest possible amount of flood flow.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب