FLOODS CAUSED BY THE FAILURE OF THE HIMREEN DAM IN THE NORTHEASTERN PART OF BAGHDAD, IRAQ USING HEC-RAS PROGRAM
Date
2022-01-26
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Catastrophic flooding due to dam failures is a major concern for Nations because of
the destructive damage to the surrounding environment and loss of lives. When dam
failure occurs, a huge amount of water impounded in the dams reservoir discharges to
a downstream valley causing damage to the properties, houses, agricultural areas and
loss of lives of cattle and people living downstream of the failed dam.
In this study, a hypothetical overtopping failure of the Himreen Dam in the Diayla
River northeastern part of Baghdad is investigated by using HEC–RAS numerical
model. In the study, the numerical model is calibrated to determine the value of
average Manning’s roughness coefficient n=0.028 of the Diayla River bed. This value
of Manning’s roughness coefficient is determined based on the comparison of flood
levels calculated by the modelling study and previous observed flood levels during
flooding events that occurred in the area. Sensivity analysis is performed by using
three different n values 0.028, 0.030 and 0.035 of the Diayla riverbed in order to
determine the effect of Manning’s roughness on the magnitude, depth velocity and
arrival time of flood. Maximum flood discharge resulting from the failure of the
Himreen Dam, flood elevations and water depths in the inundated areas, time of flood
peak arrival to Baquba City (whose population is 400000 people) are calculated in
each scenario. The failure of the dam will cause extensive damage to properties and
lives of people downstream of the dam because of the severe flooding. The most
damage will be in Baquba city because of the high population. A comparison of flood
parameters showed that for n=0.035 (scenario 3) the maximum wave height of 35.77
m occurred downstream of the dam in Baquba City 12.61 m and in Nomania 5.64 m.
In contrast to the water level and size of the inundation areas, the magnitude of the
discharge and time of arrival of the flood wave in scenario 1 for n=0.028 are more
critical. The results show that maximum discharge at Baquba City located downstream
of the dam is 77201.8 m3
/sec and this value decreased to 131905.89 m3
/sec in
Nomania, , and the arrival time of the flood wave to Baquba city is 17.15 hours and to
Nomania is 105.45 hours. The results showed that the damage to the properties and
the loss of lives will be maximum between the region near the dam and Baghdad city
especially in Baquba (centre of Diayla state), because of its population. In comparison
among the three scenarios, the worst scenario is 3, because of the highest wave and
causing more damage and being more affected.
Description
BAĞDAT’IN KUZEYDOĞUSUNDAKİ HİMREEN BARAJININ YIKILMASI
SONUCU OLUŞACAK TAŞKININ HEC-RAS PROGRAMI KULLANILARAK
BELİRLENMESİ
ÖZ: Baraj yıkılmasıyla oluşan katastrofik taşkın sonucu meydana gelen baraj çevresinde ve mansabında meydana gelen yıkıcı tahribat ve can kaybı ülkelerin önemli endişe kaynağı olmuştur. Baraj yıkıldığı zaman barajın rezervuarında birikmiş olan büyük miktardaki su kütlesi su mansaba doğru akarak bu bölgelerde bulunan yerleşim alanlarındaki evlere, tarım alanlarına büyük hasarlar verir ve bu alanlardaki yaşayan insanların ve hayvanların can kaybına neden olur. Bu çalışmada, Bağdat’ın Kuzeydoğusunda Diayla Nehri üzerinde bulunan Himreen Barajının hipotetik olarak yıkılma analizi HEC-RAS sayısal yazılım modeli ile araştırılmıştır Bu çalışmada sayısal model kaibre edilerek Diayla Nehri tabanının ortalama pürüzlülüğü n=0.028 olarak belirlenmiştir. Model kalibrasyon aşamasında Manning’s pürüzlülüğünün bu değeri model simulasyonundan elde edilen su derinlikleriyle geçmişte bölgede gözlemlenmiş taşkın seviyeleri karşılatırılarak belirlenmiştir. Üç farklı Manning’s pürüzlülük katsayısı değerleri kullanılarak, nehir tabanı pürüzlülüğünün taşkın debisine, taşkın derinliğine, taşkın hızına ve taşkının yerleşim alanlarına ulaşma zamanına etkisini belirmemek için üç farklı senaryo analiziyle duyarlılık analizi yapılmıştır. Diayla nehir tabanı için seçilen bu üç farklı Manning’s pürüzlülük değerleri 0.028, 0.030 and 0.035 tir. Himreen Barajının hipotetik olarak yıkılması sonucunda barajın mansabındaki 400,000 nufuslu Bakuba şehrine ulaşacak taşkın debisi, su seviyeleri, su basma alanları, ve taşkın debisinin (dalgasının) Bakuba şehrine ulaşma ve uyarı süreleri her üç senaryo için hesaplanmıştır. Analizler sonucunda barajın yıkılması sonucu savaklanan taşkının mansapta bulunan Bakuba şehrine büyük zararlar verebileceği, can kaybına neden olabileceği belirlenmiştir. Üç farklı senaryo sonucu elde edilen verilerin karşılaştırılmasıyla 3. senaryoda (n=0.035) maksimum taşkın dalgası yüksekliği Bakuba şehrinde 35.77 m ve daha mansaptaki Numunia’da is 5.46 m olarak hesaplanmıştır. Bu duruma karşın taşkın dalgasının ulaşma zamanı Senaryo 1 de daha kritik olmuştur. Bu senaryoda Bakuba şehrine ulaşan takın debisi 77201.8 m3 /sec, dalganın ulaşma süresi ise 11 saat ve bu debi Numuniada 31905.89 m3 /sec düşmüş ve ulaşma süresi ise 105.45 saat olarak hesaplanmıştır Bu sonuçlardan da görülebileceği gibi en fazla tahribatın ve can ve mal kaybının barajla Bağdatın arasında bulunan Diayla bölgesinin şehri olan Baquba şehrinde olabileceği gösterilmiştir.
ÖZ: Baraj yıkılmasıyla oluşan katastrofik taşkın sonucu meydana gelen baraj çevresinde ve mansabında meydana gelen yıkıcı tahribat ve can kaybı ülkelerin önemli endişe kaynağı olmuştur. Baraj yıkıldığı zaman barajın rezervuarında birikmiş olan büyük miktardaki su kütlesi su mansaba doğru akarak bu bölgelerde bulunan yerleşim alanlarındaki evlere, tarım alanlarına büyük hasarlar verir ve bu alanlardaki yaşayan insanların ve hayvanların can kaybına neden olur. Bu çalışmada, Bağdat’ın Kuzeydoğusunda Diayla Nehri üzerinde bulunan Himreen Barajının hipotetik olarak yıkılma analizi HEC-RAS sayısal yazılım modeli ile araştırılmıştır Bu çalışmada sayısal model kaibre edilerek Diayla Nehri tabanının ortalama pürüzlülüğü n=0.028 olarak belirlenmiştir. Model kalibrasyon aşamasında Manning’s pürüzlülüğünün bu değeri model simulasyonundan elde edilen su derinlikleriyle geçmişte bölgede gözlemlenmiş taşkın seviyeleri karşılatırılarak belirlenmiştir. Üç farklı Manning’s pürüzlülük katsayısı değerleri kullanılarak, nehir tabanı pürüzlülüğünün taşkın debisine, taşkın derinliğine, taşkın hızına ve taşkının yerleşim alanlarına ulaşma zamanına etkisini belirmemek için üç farklı senaryo analiziyle duyarlılık analizi yapılmıştır. Diayla nehir tabanı için seçilen bu üç farklı Manning’s pürüzlülük değerleri 0.028, 0.030 and 0.035 tir. Himreen Barajının hipotetik olarak yıkılması sonucunda barajın mansabındaki 400,000 nufuslu Bakuba şehrine ulaşacak taşkın debisi, su seviyeleri, su basma alanları, ve taşkın debisinin (dalgasının) Bakuba şehrine ulaşma ve uyarı süreleri her üç senaryo için hesaplanmıştır. Analizler sonucunda barajın yıkılması sonucu savaklanan taşkının mansapta bulunan Bakuba şehrine büyük zararlar verebileceği, can kaybına neden olabileceği belirlenmiştir. Üç farklı senaryo sonucu elde edilen verilerin karşılaştırılmasıyla 3. senaryoda (n=0.035) maksimum taşkın dalgası yüksekliği Bakuba şehrinde 35.77 m ve daha mansaptaki Numunia’da is 5.46 m olarak hesaplanmıştır. Bu duruma karşın taşkın dalgasının ulaşma zamanı Senaryo 1 de daha kritik olmuştur. Bu senaryoda Bakuba şehrine ulaşan takın debisi 77201.8 m3 /sec, dalganın ulaşma süresi ise 11 saat ve bu debi Numuniada 31905.89 m3 /sec düşmüş ve ulaşma süresi ise 105.45 saat olarak hesaplanmıştır Bu sonuçlardan da görülebileceği gibi en fazla tahribatın ve can ve mal kaybının barajla Bağdatın arasında bulunan Diayla bölgesinin şehri olan Baquba şehrinde olabileceği gösterilmiştir.
Keywords
civil engineering