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Design criteria for a dam, reservoir and irrigation system on a middle east evaporite formation

  • Calvino F. 
  • Costantino F. 
  • Mirri F. 
Symposium on Engineering Geolgoical Problems of Construction on Soluble Rocks

Abstract

The catchment basin is situated mainly in the Miocene Lower Fars formation, rich in evaporitic deposits. For this reason the TDS (Total Dissolved Solids) content is always high: from minimum values of a few grams per litre to a maximum of 20 or more respectively in high- and low-water conditions. Therefore, irrigation with water of the envisaged reservoir is to be considered feasible only if dilution with fresh water, taken from another river, is provided. Knowledge of the reservoir water concentration as a function of time is thus essential for the design of all the hydraulic elements of this project. This may be deduced from continuous records of both discharge and electrical conductivity.

The river section to be dammed contains two thick gypsum layers, interbedded with marls, shales and soft sandstones. The series is gently folded into a syncline. The dam, more than 20 m high, is envisaged as homogeneous built with earth as far as possible devoid of gypsum, and with an upstream watertight face of bituminous concrete. Three simultaneous safety criteria will be adopted, in order to avoid any solution in the deepest gypsum foundation layer, the shallowest layer will be excavated; (i) by mixing the stored water with fresh water outside the reservoir, thus impounding water saturated in calcium sulphate for most of the time, excepting only the periods of augmentation during major floods; (ii) by isolating the foundations with a deep continuous diaphragm, located if necessary even downstream of the dam; (iii) by taking advantage of the buoyancy of the less salt water on the more concentrated ground water.

Keywords

Gypsum Calcium Sulphate Valley Bottom Alluvial Valley Evaporitic Deposit 

Criteres de projet d'un barrage, une retenue et un reseau d'irrigation dans une formation a evaporites du moyen orient

Résumé

Le bassin versant est compris en majorité dans la formation miocénique des Fars inférieurs, riche de dépôts évaporitiques. Pour cette raison le teneur en sels dissous de la rivière est toujours élevé: de des minimums de l'ordre de peu de grammes par litre en régime de crue on parvient à des maximums de 20 g/l et plus en régime d'étiage. L'utilisation pour l'irrigation des eaux du reservoir envisagé est pourtant faisable seulement à la condition d'une diluition avec de l'eau douce, laquelle sera derivée d'une autre rivière. C'est essentiel, donc, pour projecter les élements hydrauliques de l'aménagement, la connaissance de la concentration de l'eau dans la retenue au cours du temps, ce qui peut être déduit moyennant des enregistrements continus du débit et de la conductivité électrique.

La section à barrer contient deux couches de gypse assez puissantes, intercalées avec marnes, argiles et grès tendres. La série est doucement pliée en synclinal. Le barrage, haut de plus de 20 m, est envisagé en terre la plus possible depourvue de gypse, doué de structure homogène et de parement étanche en béton bitumineux. Pour éviter tout phénomène de solution dans les fondations en gypse les plus profondes, on adoptera trois critères de sécurité au même temps, tandis que la couche la plus superficielle sera emportée: (i) en diluant l'eau accumulée avec l'eau douce au dehors de la retenue, où on gardera pour la plupart du temps de l'eau saturée en sulphate de calcium, exceptés seulement les périodes d'alimentation par les plus grandes crues; (ii) en isolant les fondations avec un diaphragme continu profond, eventuellement placé aussi bien à l'aval; (iii) en favorisant le flottement des eaux moins salées sur les eaux souterraines à plus haute concentration.

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Copyright information

© International Association of Engineering Geology 1981

Authors and Affiliations

  • Calvino F. 
    • 1
  • Costantino F. 
    • 2
  • Mirri F. 
    • 1
  1. 1.Istituto di GeologiaUniversità di GenovaGenovaItalia
  2. 2.Società di IngegneriaC. Lotti & AssociatiRomaItalia

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