ضرورت مسئله

یکی از مهم‌ترین مشکلات سدها، نشت غیرمجاز و فرار آب از پی آن‌ها می‌باشد. این مسئله در مورد سدهای خاکی فقط منحصر به پی نمی‌شود و در مواردی آبگذری از بدنه آن‌ها و محل اتصال بدنه با تکیه‌گاه نیز اتفاق می‌افتد. در برخی از سدهای خاکی مسئله آبگذری از بدنه و پی به‌قدری حاد است که آب جمع شده در دریاچه سد، در مدت‌زمانی کوتاهی تخلیه می‌شود. به‌عنوان‌مثال در اواخر تیرماه امسال در یکی از سدهای غرب کشور و پیش از رسیدن به زمان اوج بهره‌برداری از آب، بخش اعظمی از آب پشت سد از بدنه آن خارج شده و مخزن سد تقریباً خالی مانده بود. در حال حاضر به دلیل نبود راهکارهای مناسب، کاربردی، استاندارد و فراگیر و نیز به دلیل عدم شناخت کارفرمایان نسبت به روش‌های نوین، همچنان از روش‌های قدیمی و پرهزینه و روش‌های حفاری با سعی و خطا برای شناسایی محل و مسیر نشت آب سدها استفاده می‌شود. در مواردی حتی مسئله فرار آب از پی سدها و بدنه سدهای خاکی به دست فراموشی سپرده شده و این معضل سبب هدر رفتن بخش قابل‌توجهی از آب برخی از سدها می‌شود. در این طرح پژوهشی، مسئله فرار آب از پی سدها و بدنه سدهای خاکی موردبررسی قرار خواهد گرفت و کوشش خواهد شد تا با استفاده از روش‌های کم‌هزینه، سازگار با محیط‌زیست و غیر مخرب ژئوفیزیکی، مجاری فرار آب شناسایی شود. پس از تبدیل نتایج حاصل از این طرح پژوهشی به طرح صنعتی و اجرایی و با اجرای آن در سدهای کشور می‌توان از فرار حجم درخور توجهی از آب جلوگیری کرد. از سوی دیگر، نتایج حاصل از این پژوهش می‌تواند برای شناسایی محل جریان آب زیرزمینی در معادن روباز و پروژه‌های مشابه نیز کاربرد داشته باشد.  

مشروح مسئله تحقیقاتی

  به‌طورکلی برای رفع مشکل نشت آب در سدها، ابتدا باید مسیر فرار آب را تشخیص داد و سپس تمهیداتی برای آب‌بند نمودن و جلوگیری از فرار آب اندیشید. در این پروژه تحقیقاتی انتظار می‌رود تا با ترکیب دو روش‌ ژئوفیزیکی یعنی «پتانسیل خودزا SP » و «مقاومت ویژه الکتریکی (RS) با استفاده از آرایه CRSP» مسیر و میزان نشت و فرار آب (مسیر مستقیم، مارپیچ، پله‌ای) از پی سدها و بدنه سدهای خاکی مشخص گردد. پتانسیل خودزا به پتانسیل الکتریکی اطلاق می‌گردد که به‌صورت طبیعی در برخی از نواحی زمین (ازجمله در محل برخی از توده‌های معدنی و همچنین چشمه‌های آب) ایجاد می‌شود. با استفاده از روش RS می‌توان مقاومت ویژه الکتریکی مواد را برآورد نمود و به کمک آن می‌توان سنگ‌ها و خاک‌های مختلف را از یکدیگر متمایز ساخت. داده‌های حاصل از دو روش ژئوفیزیکی فوق، درواقع دادهایی متفاوت هستند که می‌توانند محدودیت و کاستی‌های یکدیگر را تا حد زیادی‌ برطرف کنند. در صورت طراحی اصولی، برداشت صحرایی چهاربعدی و با تحلیل علمی داده‌های حاصل، می‌توان امیدوار بود که مسیر و میزان فرار آب در اعماق مختلف را تشخیص داد. در گام نخست لازم است مبانی علمی هر یک از این روش‌ها موردبررسی قرار گیرد. به‌عبارت‌دیگر باید از دیدگاه علمی بررسی گردد که میزان SP به‌طورکلی به چه عواملی بستگی دارد و چه مقدار از آن ناشی از مسئله نشت آب در محل موردمطالعه است و عوامل تأثیرگذار دیگری که در این مورد می‌توانند نوفه ایجاد کنند کدم‌اند. همچنین عوامل تأثیرگذار در مقاومت ویژه سنگ‌ها، خاک‌ها و مصالح مربوط به بدنه سدهای خاکی باید بررسی شوند. در گام دوم لازم است میزان کارآیی به‌کارگیری هم‌زمان دو روش‌ ژئوفیزیکی «پتانسیل خودزا SP» و «مقاومت ویژه الکتریکی (RS) با استفاده از آرایه CRSP» در شناسایی محل و مسیرهای نشت و فرار آب از پی سدها و بدنه سدهای خاکی بررسی شود. برای رسیدن به این هدف لازم است که از ترکیب این روش‌ها در بدنه و پی یک سد خاکی استفاده شود. باید این برداشت‌ها در سه زمان مختلف (زمانی که سد پرآب است، زمانی که ارتفاع آب در حد میانه است و زمانی که سد مقدار کمی آب دارد) انجام شود. بدیهی است که تکرار برخی از برداشت‌ها ممکن است گریزناپذیر باشد. در ضمن برای صحت‌سنجی نتایج حاصل نیز می‌توان از حفاری استفاده کرد. در مرحله بعد، نوبت به استانداردسازی روش‌های فوق از دیدگاه طراحی اصولی برداشت‌های صحرایی (ازجمله محل، فاصله و تعداد پروفیل‌ها، ویژگی‌های آرایه CRSP، زمان‌های مناسب برداشت‌ها و غیره) برای تشخیص مسیرهای نشت و فرار آب در اعماق مختلف می‌رسد. بدیهی است که طراحی اصولی برداشت‌های پتانسیل خودزا SP نیز از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.هدف از استانداردسازی تعیین چگونگی طراحی، انجام صحیح برداشت‌های صحرایی، پردازش و تفسیر داده‌ها و سرانجام تلفیق این داده‌ها با داده‌های زمین‌شناسی ساختگاه و بدنه سد‌های خاکی است. نکات مهمی که در استانداردسازی باید مدنظر قرار گیرند، به شرح زیر است:

• طراحی اصولی برداشت‌های صحرایی: منظور از طراحی اصولی تدوین برنامه‌ای برای برداشت‌های صحرایی است که بر اساس آن بتوان با کمترین هزینه ممکن، بیشترین و مهم‌ترین داده‌ها را به دست آورد. ازاین‌رو لازم است که محل، طول و تعداد پروفیل‌ها بر اساس ویژگی‌های هندسی و زمین‌شناسی بدنه و ساختگاه تعیین گردد (یعنی چه تعداد پروفیل و در چه محل‌هایی لازم است برداشت شود).
• از سوی دیگر ویژگی‌های آرایه CRSP ازجمله ثابت آرایه و تعداد پرش‌ها در هر پروفیل بر اساس ژرفای موردمطالعه تعیین گردد.
• زمان مناسب برای برداشت‌های صحرایی: لازم است که مناسب‌ترین زمان برای برداشت‌های صحرایی بر اساس موقعیت جغرافیایی محل سد، شرایط آب و هوایی و ارتفاع آب سد تعیین شود.

 

گام های تحقیق

• بررسی مبانی علمی مطابق آنچه در مشروح مسئله به آن‌ها اشاره شده است.
• انتخاب یک سد خاکی برای انجام مطالعات (شرکت متقاضی تحقیق، می‌تواند سدی را به‌عنوان سد مورد‌مطالعه به مجری تحقیق معرفی نماید)
• انجام مطالعات مرحله یکم (در زمانی که ارتفاع آب سد بیشترین مقدار ممکن باشد) پردازش و تفسیر داده‌های این مرحله و تهیه گزارش مربوطه
• انجام مطالعات مرحله دوم (در زمانی که ارتفاع آب سد در حد میانه باشد) پردازش و تفسیر داده‌های این مرحله و تهیه گزارش مربوطه
• انجام مطالعات مرحله سوم (در زمانی که ارتفاع آب سد کمترین مقدار ممکن باشد) پردازش و تفسیر داده‌های این مرحله و تهیه گزارش مربوطه
• تلفیق داده‌های مربوط به مراحل قبلی و تهیه استاندارد مربوطه
• تهیه گزارش نهایی شامل تمام بندهای فوق

خروجی های مورد انتظار

• استانداردسازی نحوه بکار گیری تلفیقی روش‌های ژئوفیزیکی SP و مقاومت ویژه الکتریکی با استفاده از آرایه CRSP.
• شناسایی محل و مسیر نشت فراتر از حد مجاز و فرار آب از پی سدها و بدنه سدهای خاکی

 

معیارهای ارزیابی و انتخاب مجری

• تحصیلات و سوابق تیم تحقیقاتی و تناسب آن با مسئله
• رویکرد فنی تیم تحقیقاتی به مسئله
• دسترسی به تجهیزات آزمایشگاهی و مواد اولیه و سایر الزامات اجرای تحقیق
• زمان و هزینه اجرای تحقیق

 

تسهیم مالکیت فکری

• مالکیت معنوی: مجری در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و متقاضی در ژورنال‌های داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانس‌ها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دست‌اندرکاران مجاز خواهد بود.
• مالکیت منافع مادی: با توجه به مدل کسب‌وکار شتاب‌دهنده‌ متقاضی، 35 درصد از منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری متعلق به شتاب‌دهنده‌ متقاضی بوده و 65 درصد از منافع مالی نیز به مجری تعلق خواهد گرفت.

 

  ارسال پروپوزال

پروپوزال‌ها صرفاً باید در چارچوب موردنظر صندوق نوآوری و شکوفایی، تدوین و حداکثر تا تاریخ 18 اسفندماه 1399 در سامانه غزال به آدرس https://ghazal.inif.ir/grant ارسال شوند. پروپوزال‌هایی که در چارچوبی غیرازآن، یا به روش‌های دیگر به دست صندوق برسند، وارد فرایند ارزیابی نخواهند شد.