چکیده

امروزه کنترل پایداري سازه هاي بزرگ مهندسی مثل سد، تعیین میزان تغییرشکل زمین در اطرف سـدها، بـویژه هنگـامی که در نزدیکی دریاچه سد پدیده هاي ژئودینامیکی فعالیت داشته باشند، ازجمله زمینه هاي کاري علم ژئودزي خواهد بود کـه به روشها وتکنیکهاي مختلفی قادر به محاسبه آنها وآنالیز نتایج به دست آمده می باشد. از جمله پدیده هـاي ژئودینـامیکی اي که در اطراف دریاچه سد مهاباد فعال است، پدیده لغزش زمین۱ است، براي بررسی میـزان تغییـر شـکل زمـین وانـدازه گیـري حرکات در این منطقه شبکه اي از ایستگاههاي GPS ایجاد شـده اسـت. براسـاس نتـایج آنـالیز اسـترین حاصـل از دو نوبـت مشاهدات GPS در این شبکه، زمین در وسط منطقه رانشی و در غرب و جنوب غربی داراي کشش بـوده و در جنـوب فـشرده می گردد. معیار برش۲ در سه ناحیه در وسط منطقه بیشترین مقدار را دارا می باشد. پارامتر دوران صلب در شمال غربی منطقه رانشی بیشترین مقدار را دارا می باشد وجهت آن ساعتگرد است، در قسمت جنوب غربی وشمال شرقی نیـز دورانهـا سـاعتگرد بوده و در بقیه قسمتها دورانهاي صلب پادساعتگرد است.
واژگان کلیدي: سازه هاي مهندسی، تغییر شکل زمین، پدیده هاي ژئودینامیکی ، لغزش زمین، ایستگاههاي GPS ، نوبت
مشاهداتی، استرین

-۱ مقدمه

کشور ایران باتوجه به گستردگی زیاد و داشتن رودخانه هاي متعدد داراي پتانسیل زیادي در امر ساخت سد به منظورهاي مختلف می باشد وامروزه هزینه هاي کلانی دراین راه صرف می شود، علاوه بر این در بسیاري از سدها با توجه به موقعیت ساخت آنها، امنیت جانی و مالی ساکنین نزدیک سد به پایداري سد وابسته است چرا که تخریب و شکسته شدن دیوار یک سد می تواند در حد یک زلزله ویا بیشتر از یک زلزله خطر آفرین باشد. بنابراین کنترل پایداري و حفاظت از سد امري بسیار مهم وحیاتی بوده و بعد از ساخت سد وتاسیسات مربوط به آن باید مراقبت هاي ویژه اي را در جهت حفظ ونگهداري آنها انجام داد. فعالیتهاي ژئودینامیکی نظیر لغزش زمین اطراف دریاچه سد از جمله عوامل طبیعی است که پایداري سد را به خطر می اندازد، چرا که در صورت لغزش زمین به داخل دریاچه سد امواج سهمگینی تشکیل شده که باعث شکسته شدن دیوار سد و جاري شدن سیل عظیم آب شده که می تواند تهدیدي بسیار جدي براي تخریب سد وتاسیسات مرتبط با آن، جان و مال مردم باشد.

امروزه علم ژئودزي در مواردي مثل فوق نقش اول را عهده دار می باشد و با تئوریها وتکنیکهاي خاص خود، قادر به اندازه گیري میزان لغزش زمین وآنالیز تغییر شکل در منطقه مورد مطالعه می باشد و خطرات احتمالی را یاد آوري می کند.

۱ Land Slip –
2 Shear –

١

-۲ موقعیت جغرافیایی ومشخصات سد مهاباد

سد مهاباد در یک کیلومتري شمال غربی شهر مهاباد در استان آذربایجان غربی بر روي رودخانه مهاباد در حوضچه آبریز دریاچه ارومیه به منظور تامین آب شرب شهر مهاباد وتوسعه کشاورزي منطقه و کاهش خطرات سیل ناشی از طغیان رودخانه ها ساخته شده است. عملیات مطالعاتی و طراحی ساخت سد از سال ۱۳۴۶ آغاز و در سال ۱۳۴۹به اتمام و بهره برداري رسیده است. این سد از نوع خاکی با هسته رسی بوده که داراي ارتفاع ۴۷/۵ متر از پی، طول تاج ۷۰۰متر وحجم کل مغزن۲۳۰میلیون متر مکعب می باشد. منطقه رانش زمین در جناح راست و بالا دست سد در فاصله ۱کیلومتري از تاج سد واقع شده است. درشکل۱ موقعیت جغرافیایی منطقه رانشی بارنگ قرمز نشان داده شده است.

شکل -۱ موقعیت جغرافیایی منطقه رانشی
طراحی -۳ وآنالیز اولیه

به منظور تعیین میزان رانش زمین وتعیین تغییر شکل در توده رانشی جناح راست سد با استفاده از مشاهدات GPS، پس از بازدید از منطقه اطراف سد، یک شبکهGPS در خارج از منطقه رانشی و به فاصله نسبتا” دور از آن مشتمل بر ۶ نقطه در محلهایی که زمین وضعیت پایداريبراي داشته و مناسب مشاهدات ماهواره اي باشد (مثلا”داراي دید آسمانی خوب و عاري از پدیده چند مسیري)، به طوریکه منطقه رانشی را به خوبی در بگیرد طراحی و مختصات اولیه آنها نیز براي ساخت تعیین شد. همچنین در داخل منطقه رانشی شبکه اي دیگر از نقاط شامل ۴۶ نقطه که داراي توزیع مناسبی در توده رانشی باشند و بتوان به کمک آنها در نقاط مختلف منطقه رانشی میزان تغییر شکل را محاسبه کرد، طراحی و مختصات تقریبی این نقاط نیز براي ساخت تعیین شد. با داشتن مختصات تقریبی نقاط و همچنین وزن مشاهدات در مرحله طراحی طرح مشاهدات معلوم شده و ابعاد بیضی خطاي نقاط مختلفمنطقهشبکه خارج و داخل رانشی به دست می آیند. به طورنمونه در جدول ۱ ابعاد بیضی خطاهاي مطلق شبکه خارج در سطح اطمینان %۹۵ آورده شده است.

٢

نیم قطر کوچک((m نیم قطربزرگ((m ایستگاه
۰٫۰۰۱۹ ۰٫۰۰۴۱ P1
0.002 0.0035 P2
0.0018 0.005 P3
0.0018 0.005 P4
0.002 0.0045 P5
0.0019 0.0055 P6
جدول -۱ ابعاد بیضی خطاي نقاط شبکه خارج از منطقه رانشی در سطح اطمینان ۹۵درصد
-۴ ساخت نقاط شبکه

براي انجام مشاهدات به منظور تعیین تغییر شکل باید نقاط شبکه داراي ساختاري خاص و مناسب بـراي انجام مشاهدات باشد. به این منظور گودالهایی به ابعاد۱۲۰*۱۲۰*۱۲۰ حفر کرده وشبکه آرماتور بندي بـا میلگرد هاي با قطر ۱۴میلیمتر در داخل این گودالها قرار گرفته و ۶ شاخه آرماتور با طول ۱۶۰سانتیمتر بـه طور عمودي که۴۰سانتیمتر از آن در داخل شبکه اصلی باشـد بـه شـبکه آرمـاتور هـا اضـافه شـده وبـراي استحکام بیشتر مطابق شکل زیر از یک صفحه دایره اي استفاده می شود. میله هاي قائم در فواصل مناسب توسط حلقه هایی از آرماتور به عنوان خاموت به هم متصل می گردنند. پس از پر کردن گودال از بتن یـک لوله به قطر ۱۲اینچ و طول ۱۲۰سانتیمتر بر روي میلگرد هاي عمودي قرار داده و داخل آن نیز از بـتن پـر می شود. بر روي سطح بتن داخل لوله یک صفحه فولادي کاملا” تـراز۱ بـه قطـر ۲۰سـانتیمتر و ضـخامت ۱سانتیمتر که در زیر آن سه آرماتور با طول ۱۰-۱۵ سانتیمتر به حالت انحنا جوش داده، قرار می گیرد. در وسط صفحه فولادي یک پیچ براي نصب آنتن گیرنده تعبیه شده است و براي محافظت از آن یک در پـوش بر روي لوله قرار داده می شود. در شکلهاي زیر مراحل ساخت نقاط شبکه نشان داده شده است.