دانشگاه تبریز نشریه مهندسی عمران و محیط زیست 2008-7918 56 122 2026 05 22 Numerical Analysis of the Effect of Drain Dimensions on the Hydraulic Performance and Stability of an Earth Dam: A Case Study of the Aydoghmoush Dam تحلیل عددی تأثیر ابعاد زهکش بر عملکرد هیدرولیکی و پایداری سد خاکی مطالعه موردی: سد آیدوغموش 21 38 21218 10.22034/ceej.2026.69776.2461 FA ابراهیم اسدی گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید ‌مدنی آذربایجان، تبریز توحید امیدپورعلویان دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه مهدی سلطانی ستوبادی دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید ‌مدنی آذربایجان، تبریز یوسف گل محمدی گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز Journal Article 2025 10 20 Earth dams, due to their permeable nature, are inherently susceptible to seepage, a phenomenon that can escalate pore water pressure, compromise structural stability, and, in severe cases, lead to catastrophic failure. Globally, approximately 30% of earth dam failures are attributed to uncontrolled seepage, underscoring the critical need for effective drainage systems to mitigate risks (ICOLD, 2013). The Aydoghmoush Dam, located in East Azerbaijan, Iran, serves as a strategic infrastructure for irrigation and water management, making it an ideal case study for evaluating seepage control measures. This study investigates the impact of a 10% increase in the dimensions of horizontal and vertical drains on the hydraulic performance and stability of the Aydoghmoush earth dam. By employing advanced numerical modeling, this research aims to quantify the effects on key parameters seepage discharge, pore water pressure, and hydraulic head while introducing a novel stability index and a genetic algorithm (GA) for optimizing drain dimensions. The findings offer a robust framework for enhancing the safety and longevity of earth dams without significantly increasing construction costs, contributing to the design of next-generation seepage-resistant structures. سدهای خاکی به‌دلیل ماهیت نفوذپذیر خود، در معرض پدیده تراوش کنترل‌نشده قرار دارند که می‌تواند منجربه افزایش فشار آب منفذی، کاهش پایداری سازه‌ای و در مواردی، خرابی کامل سد شود. یکی از مؤثرترین راهکارهای کاهش این خطر، طراحی بهینه سیستم زهکشی است. در این تحقیق، با ارائه یک رویکرد نوین عددی، تأثیر افزایش ۱۰ درصدی ابعاد زهکش‌های افقی و قائم بر عملکرد هیدرولیکی و پایداری سد خاکی آیدوغموش بررسی شده است. مدل‌سازی عددی با استفاده از نرم‌افزار SEEP/W و روش اجزای محدود (FEM) برای حل معادله لاپلاس انجام شد و اعتبارسنجی با داده‌های ابزار شامل ۵۱ پیزومتر (Piezometers) در بدنه و ۱۲ پیزومتر در پی صورت گرفت. مش‌بندی با المان‌های مثلثی (5/0 متر در زهکش‌ها و ۱ متر در سایر نواحی) طراحی گردید و شرایط مرزی با هد بالادست ۶۶ متر و پایین‌دست ۱۰ متر تعریف شد. دو سناریو (ابعاد اولیه و افزایش ۱۰ درصدی) تحلیل شدند و الگوریتم بهینه‌سازی ژنتیکی (GA) برای تنظیم خودکار ابعاد زهکش‌ها توسعه یافت. تحلیل حساسیت با تغییرات ±۵ درصدی نفوذپذیری دقت مدل را به ۹۹ درصد رساند و تحلیل آماری ANOVA با P-value < 001/0 معناداری تغییرات را تأیید کرد. نتایج نشان داد که افزایش ابعاد زهکش‌ها دبی تراوشی را تا ۲۰ درصد افزایش داد (از 015/0 به 018/0 مترمکعب بر ثانیه)، فشار آب منفذی در پی سد را 4/11 درصد کاهش داد (از ۲۲۰ به ۱۹۵ کیلوپاسکال) و هد هیدرولیکی را 5/3 درصد تعدیل کرد (از ۶۵ به 7/62 متر). توزیع دبی خروجی ۸۲ درصد از هسته و ۱۸ درصد از پاشنه سد را نشان داد، که تخلیه پاشنه ۲۰ درصد بهبود یافت. نوآوری کلیدی در کمّی‌سازی تأثیرات بر سه پارامتر کلیدی و معرفی شاخص پایداری جدید است که پایداری سد را تا 9/14 درصد افزایش داد و ریسک خرابی ناشی از تراوش (۳۰ درصد شکست‌ها) را کاهش داد، که با استانداردهای ICOLD (Bulletin 164) هم‌خوانی دارد. این چارچوب نوین، ایمنی و طول عمر سد را بدون افزایش قابل‌توجه هزینه‌ها بهبود می‌بخشد و برای اولین بار نتیجه پژوهش ریسک تراوش را در سدهای با مصالح متنوع تا ۹۸ درصد پیش‌بینی‌پذیر می‌کند. یافته‌ها می‌توانند در طراحی نسل جدید سدهای مقاوم در برابر تراوش کاربرد داشته باشند. سد خاکی زهکش مدل‌سازی عددی Seep/w فشار آب منفذی تراوش پایداری هیدرولیکی https://ceej.tabrizu.ac.ir/article_21218_b026b4c230d56080044a7464da4b362a.pdf