ندازه گیری دقیق آب و انتقال آن به محل مصرف یکی از روشهای کاهش تلفات آب است که تلاش محققین در این راه بیانگر اهمیت این موضوع است .از جمله سازه هایی که در اندازه گیری وکنترل دبی جریان بکار می روند، دریچه ها و سرریزها می باشند. از مهمترین دلایل استفاده از این سازه ها به عنوان وسایل اندازه گیری داشتن رابطه دبی-اشل ساده است.جریان عبوری از سرریز و جریان از زیر دریچه مورد مطالعه فراوان گرفته اما در مورد جریان همزمان از رو وزیر دریچه تحقیقات اندکی صورت گرفته است .

رودخانه بهمنشیر به طول تقریبی 80 کیلومتر در منتهی الیه جلگه خوزستان، در شمال غرب خلیج فارس قرار دارد. به طور کلی منابع آب منطقه به جریانات سطحی محدود می‎گردد و به لحاظ کیفیت نامناسب و شوری فوق العاده آبهای زیر زمینی امکان استفاده از منابع آبهای زیر زمینی غیر ممکن و یا اینکه دارای توجیه اقتصادی نیست. از طرفی اقتصاد مردم منطقه که خرمشهر و آبادان بزرگترین پایگاه های جمعیتی حاشیه رودخانه هستند به آب رودخانه بهمنشیر بستگی دارد. پس از احداث سدهای مخزنی در ایران ، ترکیه و سوریه در دهه ???? بر روی رودخانه های دز، دجله و فرات، آب اروند رود و کارون کاهش یافته و در نتیجه شوری در رودخانه های بهمنشیر و اروند پیشروی نمود و باعث کاهش کیفیت آب جهت مصارف کشاورزی و شهری شد. مدل سازی عددی جریان به عنوان ابزاری جهت مطالعه وضعیت جریان و نحوه ی انتشار و انتقال شوری در رودخانه بهمنشیر مورد استفاده قرار گرفته است. مدل عددی کوهیرنس، به عنوان یک مدل عددی معتبر که شامل بخش های مختلف هیدرودینامیکی، آلاینده، بیولوژیکی و رسوب می باشد، جهت شبیه سازی جریان در منطقه مورد مطالعه به کار گرفته شده است. توسط شبکه ای با 71 سلول در راستای طول و 20 سلول در راستای عرض رودخانه بهمنشیر ایجاد شد. مدل سازی هیدرودینامیکی به کمک گسسته سازی و حل معادلات ناویر – استوکز و پیوستگی با روش مد-اسپلتینگ و با دو گام زمانی متفاوت انجام می شود. جریان های جزرومدی توسط پنج مولفه ی k1، o1، n2، m2، s2 در مرز باز دریا و دبی موجود در مرز رودخانه اعمال می گردد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که جریان و کیفیت آب در بهمنشیر تحت تاثیر نیروهای جزرومدی بوده و روند نوسانی را دنبال می کند. که برآیند آن نفوذ آب شور از دریا به سمت بالادست رودخانه می باشد. مقایسه نتایج حاصل از اندازه گیریهای میدانی و مدل سازی مبین این موضوع بود که مدل کوهیرنس بخوبی توانسته است نوسانات سطح آب و توزیع شوری را در زمان و مکان شبیه سازی کند. پس از آن با تعریف سناریوهای محتمل و با توجه به شرایط جغرافیایی منطقه، تغییر بده رودخانه و مسائل مربوط به ساماندهی و بهره برداری رودخانه، میزان افزایش یا کاهش سطح آب و طول نفوذ شوری نسبت به حالت پایه مقایسه شد و نتایج حاصل از شبیه سازی مدل بعنوان الگوی رفتاری رودخانه در برابر شرایط محیطی مختلف ارائه شد. نتایج مدل افزایش نفوذ شوری به بالادست رودخانه در سناریو کاهش دبی، باد خلاف مسیر رودخانه و کاهش مقاومت بستر را نشان داد. در ادامه با استفاده از سری زمانی جابجایی جبهه های شوری، الگوی مکانی و زمانی نفوذ شوری مورد بررسی قرار گرفت و بهترین محدوده های مکانی و زمانی جهت برداشت آب از رودخانه ارزیابی شد.

در بیشتر مناطق خشک و نیمه خشک همانند کشور ایران، به دلیل محدودیت منابع آب سطحی و توزیع ناهمگون زمانی و مکانی نزولات جوی، تاکید بیشتر علاوه بر استفاده از آب سطحی بر روی بهره برداری از آب زیرزمینی بصورت تلفیقی می باشد. مدیریت تلفیقی در واقع تلاشی برای قانونمند نمودن و برنامه ریزی برای استفاده از دو منبع آب سطحی و زیرزمینی جهت بهینه سازی تولید محصول، سرمایه و پایداری زیست محیطی می باشد. هدف از این تحقیق توسعه یک مدل یکپارچه شبیه ساز-بهینه ساز بهره برداری تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی و بررسی تاثیرات متقابل آنها بر روی یکدیگر، بمنظور تامین نیازهای شرب، صنعت و کشاورزی می باشد. بدین منظور دو برنامه برای شبیه سازی منابع آب سطحی شامل شبیه سازی و پیش بینی جریان ورودی و خروجی از سد با استفاده از سیستم استنتاج فازی-عصبی بهینه شده با روش های جستجوی ترتیبی و جامع توسعه یافته است، و برای شبیه سازی آب زیرزمینی از مدل سه بعدی با حل تفاضل های محدود (modflow) و جایگزینی آن با مدلهای موازی استنتاج فازی-عصبی بهینه استفاده شده است. مدل های شبیه ساز آب سطحی، حجم آب ورودی و خروجی از سد را تعیین نموده و مدل آب زیرزمینی حرکت و تغییرات سطح آب زیرزمینی در مقابل برداشت از سفره را مشخص می نماید. سد خاکی علویان و آبخوان دشت مراغه-بناب بعنوان منابع آب سطحی و زیرزمینی و منطقه مطالعاتی انتخاب شده و با استفاده از اطلاعات ثبت شده در ایستگاه های هیدرومتری و چاه های مشاهده ای، مدل های توسعه یافته واسنجی و راستی آزمایی شده اند. همچنین بهره برداری تلفیقی بصورت یک سیستم پویا و با استفاده از نرم افزار vensim شبیه سازی شده است. در بخش بهینه سازی مدل یکپارچه توسعه یافته نیز از روش جستجوی ژنتیک جهت بیشینه نمودن درصد تامین نیازهای سه گانه استفاده شده است. نتایج نشان دهنده آن است که مدل یکپارچه توسعه یافته بصورت یک بسته نرم افزاری شبیه ساز-بهینه ساز در مدیریت، تصمیم گیری و برنامه ریزی بهینه بهره برداری تلفیقی از سیستم منابع آب سطحی- زیرزمینی در مقیاس ماهانه، یک ابزار مناسب و کارا می باشد.

یکی از پدیده‏های طبیعی که همواره زمین‏های اطراف رودخانه‏ها را در معرض تهدید و خسارت قرار می‏دهد، وقوع سیلاب می‏باشد. از جمله تدابیری که به منظور جلوگیری از گسترش سیل و کاهش خطرات ناشی از آن صورت می‏گیرد، ساخت سدهای پاره‏سنگی و کنترل انرژی مخرب جریان سیل می‏باشد. این سدها به عنوان گونه‏ای از سدهای تأخیری، بخشی از آب را در هنگام جریان سیل در پشت سد ذخیره نموده و به تدریج و با دبی کمتری به پایین دست انتقال می‏دهند. به منظور مطالعه و تحقیق در زمینه‏ی تأثیر سدهای پاره‏سنگی در کنترل سیلاب، در این پایان‏نامه به روندیابی سیل در این نوع سدها در کل مسیر رودخانه پرداخته شده است. تلاطم ناشی از محیط سنگریزه‏ای و متخلخل، منجر به ایجاد جریان غیرخطی می‏شود. بنابراین به منظور محاسبه‏ی افت انرژی درون محیط متخلخل، روابطی بین افت اصطکاکی و عدد رینولدز و یا بین گرادیان هیدرولیکی و سرعت جریان ارائه شده است. در تحقیق حاضر از رابطه‏ی یک بعدی سامانی و همکاران به صورت بهره گرفته شده است. همچنین به منظور روندیابی سیل از درون سد پاره‏سنگی در رودخانه، از معادلات سنت-ونانت استفاده شده است. برای حل این معادلات، یک مدل ریاضی با استفاده از نرم‏افزار matlab r2009، بر طبق روش تفاضل‏های محدود و الگوی حل ضمنی پرایزمن ارائه و دقت مدل با استفاده از داده‏های آزمایشگاهی بررسی شده است. این مدل نتایج قابل قبولی با کارایی بیش از 98 درصد و خطای کمتر از 22/2 درصد نشان می‏دهد. همچنین بررسی حساسیت مدل نسبت به برخی از پارامترها، حاکی از تأثیر زیاد فاصله‏ی سد از محل ورود سیلاب به رودخانه می‏باشد. از سوی دیگر، مقایسه‏ی نتایج حاصل از مدل با نتایج تحقیق شایان‏نژاد که با کاربرد معادلات پیوستگی در محیط متخلخل سد پاره‏سنگی را به عنوان مخزن در نظر می‏گیرد، نتیجه می‏دهد که با افزایش قطر متوسط سنگدانه، به علت کاهش تأثیر سد به عنوان مخزن نتایج شایان‏نژاد اختلاف بیشتری با نتایج حاصل از معادلات یک بعدی سنت-ونانت نشان می‏دهد.

سد خاکی به دلایل نشست پی و خزش ، روگذری ، فرسایش سرریز ، لغزش و غیره تخریب می شود که نشست پی و روگذری عمده ترین دلایل شکست سد می باشد. از آنجایی که طراحی و عملکرد سدها همیشه تحت عدم قطعیت و پتانسیل شکست هستند محاسبه ریسک شکست با در نظر گرفتن عدم قطعیت ها لازم و ضروری خواهد بود. در این راستا محاسبه ریسک روگذری درسدها برای بدست آوردن ایمنی سد، از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. بدین منظور از چهار روش آنالیز عدم قطعیت مونت کارلو(mcs)، مربع لاتین(lhs)، هار (harr) و روش مقدار میانگین-مرتبه اول-ممان دوم (mfosm)، جهت ارزیابی ریسک روگذری در این تحقیق استفاده شد. پنج فاکتور عدم-قطعیت ارتفاع اولیه سطح آب مخزن، دبی سیلاب با دوره بازگشت های مختلف، بالاآمدگی سطح آب بوسیله باد و عوامل مربوط به جریان خروجی در این تحقیق بررسی شد. برای درک بهتر و نشان دادن کاربرد آنالیز ریسک، اعتمادپذیری سد مارون در برابر روگذری بررسی شده است. نتایج نشان می دهد پارامترهای غیر قطعی در نظر گرفته شده اثر قابل ملاحضه ای بر ریسک روگذری دارد. روند مقادیر ریسک محاسبه شده با روش های مختلف تقربیا یکسان بوده و مقادیر ریسک در روش mfosm بیشتر از سایر روش ها می باشد که دلیل آن بخاطر ماهیت خطی بودن این روش است. اختلاف در مقادیر ریسک با دو روش mcs و lhs به جهت متفاوت بودن روش تولید نمونه در آن ها می باشد و مقادیر ریسک با روش lhs در دوره بازگشت های بالا، بیشتر از روش mcs نشان می دهد. نتایج روش نقطه ای harr نیز نسبت به روش های نمونه گیری بیشتر و نسبت به روش تقریبی (mfosm) کمتر می باشد.

در کشور های سیل خیز و در ایران بخصوص در قسمت های شمالی کشور ، تقریبا همه ساله سیل هایی اتفاق می افتد. استفاده از سدهای پاره سنگی می تواند راه حل مناسبی برای کنترل سیلاب باشد. این نوع از سدها طوری عمل می کنند که هیدروگراف خروجی از آنها دارای نقطه اوج پایین تری نسبت به هیدروگراف ورودی می باشد. از طرف دیگر از این سازه هایی که با هزینه ارزان ساخته می شود میتوان برای ایجاد سطح آب مورد نیاز به جای سریز های اوجی شکل که ساخت آنها هزینه بالایی دارد و از طرف دیگر نیاز به مراقبت بالایی دارد استفاده نمود. بنابراین طراحی صحیح این سازه ها باید مورد توجه قرار گیرد . در جریان دارسی: در این حالت رابطه خطی بین سرعت جریان و گرادیان هیدرولیکی برقرار می باشد. اما هنگامی که محیطی که آب از آن عبور می نماید درشت می شود قانون دارسی بر قرار نمی باشد. در این حالت رابطه غیر خطی بین سرعت و گرادیان هیدرولیکی برقرار می باشد. این رابطه را میتوان به دو صورت i=?v+?v^2 و i=?^ v^(?? ?^ ) نمایش داد. که مقادیر ? و ? با روش های بهینه سازی بدست می آیند. در تحقیق حاضر ، از ترکیب ترم پیوستگی معادلات سنت ونانت و رابطه میان سرعت و گرادیان هیدرولیکی و حل معادله بدست آمده با استفاده از روش عددی حجم کنترل ، مقادیر ارتفاع هیدرولیکی در نقاط مختلف سد بدست آمده است. سدی که از دو لایه با اندازه متوسط سنگدانه های مختلف تشکیل شده است که بصورت افقی بر روی هم گذاشته شده است. برای این منطور مدلی در محیط matlab براساس معادلات بدست آمده حاصل از انفصال معادلات با روش عددی حجم کنترل نوشته شد. در این مدل دبی و سطح آب بالادست محاسبه می گردند و مقدار سطح آب پایین دست به عنوان ورودی به مدل داده می شود پس از اجرای مدل مشاهده گردید که مقدار دبی و ارتفاع آب بالادست بدست آمده زیر 10 درصد با دبی و ارتفاع آب بالادست مشاهده شده در آزمایشگاه اختلاف دارد. همچنین در این تحقیق از روابط حاکم بر جریان در خاک های چند لایه بهره گرفته و ضریب هدایت هیدرولیکی معادلی براساس این روابط در محیط پاره سنگی بدست آمده است. بدین ترتیب که حل مسئله را با یک ضریب هدایت هیدرولیکی انجام می دهیم. برای این کار دبی مشاهده ای را با دبی بدست آمده با توجه به هدایت هیدرولیکی معادل مورد قیاس قرار می دهیم اگر دبی بدست آمده اختلافی با دبی اندازه گیری شده در آزمایشگاه نداشت یا اختلاف ناچیزی با این دبی داشت آنگاه رابطه بکار رفته برای بدست آوردن ضریب هدایت هیدرولیکی معادل می پذیریم. نتایج نشان داد که روابط حاکم بر جریان در خاک های چند لایه در محیط سنگدانه ای چند لایه نیز برقرار می باشد و میتوان از آنها استفاده نمود.

سنگریزه ها به صورت وسیع در ساخت سدها، دیوارهای ساحلی، پوشش محافظ دیواره سدها و ساخت موج شکن ها در مهندسی سواحل مورد استفاده قرار می گیرند. در جریان عبوری از سدهای سنگریزه ای مقدار جریان نشت نسبت به سدهای خاکی معمولی مقدار قابل توجهی دارد و نیروهای نشت در این محیط نسبت به نیروهای نشت فعال در محیط هایی که قوانین دارسی بر آن ها حاکم است، کاملاً متفاوت است. معادلات جریان در محیط های پاره سنگی توسط دانشمندان و محققان مورد بررسی قرار گرفته و با دقت های مختلف ارائه گردیده. در این تحقیق امکان وقوع جریان بحرانی داخل محیط پاره سنگی، توانایی معادلات در پیشبینی جریان در شیب های تند و توانایی معادلات جریان در پیشبینی هیدرولیک جریان در بالادست سرریز مدفون با تکیه بر داده های آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایشات در آزمایشگاه هیدرولیک انهار دانشگاه اورمیه بر روی فلومی به طول 6،عرض 1 و ارتفاع 6/0 متر صورت پذیرفته است. جهت بررسی دقت مدل های ارائه شده از مقایسه ی نتایج شبیه سازی با داده های مشاهداتی توسط به حداقل رساندن متوسط خطای مطلق استفاده گردیده است. در نهایت وقوع جریان فوق بحرانی در محیط سنگریز رد شده است. همچنین توان معادلات در پیشبینی پروفیل سطح آب در شیب های تند و همچنین بالادست سرریز تخت مدفون پایین بوده و به همین جهت معادلات واسنجی شده شده برای آنها ارائه گردیده است

چنانچه میزان جریان آب رودخانه بیش از ظرفیت آبگذری مقطع اصلی رودخانه باشد، مناطق همجوار رودخانه در معرض سیلاب قرار می گیرند. روش های سازه ای کنترل سیلاب، معمولا به منظور کاهش دبی اوج و یا جلوگیری از سیل بردگی به کار برده می شوند. سد پاره سنگی یک روش سازه ای کنترل سیل است که بخشی از جریان سیلابی در مخزن آن ذخیره شده و با گذشت زمان بتدریج و با دبی کمتری از میان بدنه سد تخلیه می شود. خاکریزساحلی نیز به عنوان یک روش سازه ای کنترل سیل، بدون تغییر موثر در دبی اوج سیلاب، باعث جلوگیری از سیل بردگی می شود. در صورتی که طرح کنترل سیلاب با مشارکت این دو روش انجام شود، علاوه بر کاهش قدرت و شدت سیلاب و جلوگیری از آبگرفتگی زمین های اطراف رودخانه، گزینه نهایی کنترل سیلاب با انعطاف پذیری بیشتری انتخاب خواهد شد. نکته مهم در رابطه با اقدامات تاخیری کنترل سیل، انتخاب درست موقعیت آنها در سطح حوضه می باشد. بسته به عوامل توپوگرافی و دیگر عوامل محیطی، مکان احداث سدهای پاره سنگی و همچنین طراحی این سدها و خاکریزساحلی متفاوت بوده و بر این اساس هر چینش و طراحی دلخواه از این دو روش سازه ای می تواند در تسکین سیلاب موثر واقع شود. بدیهی است ترکیب مذکور نه تنها از نظر هیدرولیکی بلکه از نظر اقتصادی نیز نمی تواند بهترین ترکیب ممکن باشد. بنابراین هدف از این تحقیق، معرفی روشی است که در آن مناسب ترین طراحی ترکیبی از چینش سدهای پاره سنگی درون حوضه به همراه خاکریزساحلی در محدوده مسکونی پایین دست حوضه را ارائه نماید، به طوری که با در نظر گرفتن محدودیت های حاکم بر حرکت سیلاب، مجموع هزینه ساخت سدها و احداث خاکریزساحلی حداقل مقدار ممکن شود. بدین منظور یک "مدل شبیه ساز - بهینه ساز" تهیه گردید که ضمن روندیابی جریان سیلاب در حوضه آبریز (با توجه به وجود و یا عدم وجود سدهای پاره سنگی)، هزینه احداث سدهای پاره سنگی در سطح حوضه آبریز بالادست و خاکریز ساحلی در محدوده مسکونی پایین دست را محاسبه کرده و در فرآیند بهینه سازی، بهترین چینش و قرارگیری سدهای پاره سنگی به طوری که هزینه های حاکم بر طرح کنترل سیلاب حداقل مقدار ممکن شود را تعیین می نماید. برای روندیابی جریان در حوضه آبریز بالادست متشکل از سدهای تاخیری پاره سنگی و بازه های مختلف، از روندیابی پالس و ماسکینگام - کونژ، در قالب مدل شبیه ساز استفاده گردید. همچنین برای محدوده مسکونی پایین دست نیز، رابطه حجم خاکریز - دبی پیک، تهیه و به مدل بهینه ساز معرفی شد. مدل شبیه ساز، با مدل بهینه ساز الگوریتم ژنتیک در محیط نرم افزار matlab ترکیب شده و در نهایت، شاخص های بهینه سدهای پاره سنگی و خاکریز ساحلی برای ترکیب بهینه به دست آمد. نتایج حاصله از کاربرد مدل مذکور برای حوضه آبریز طالقان بیان گر آن بود که به منظور بالا رفتن راندمان تسکین سیلاب این سدها و همچنین برای کاهش هزینه های طرح کنترل سیل، حتی الامکان سدهای پاره سنگی، در قسمت های میانی و بالادست حوضه آبریز احداث شوند. به طوری که از 6 سد باقیمانده، تنها یکی در پایین دست حوضه واقع شده است و بقیه در قسمت های میانی و بالادست حوضه آبریز استقرار یافته اند. علاوه بر این، در حالت بهینه، هزینه سدها، ????/?? در قیمت واحد حجم سنگریزه، هزینه خاکریزها، ????/?? در قیمت واحد حجم سنگریزه و هزینه کل، ?????/?? در قیمت واحد حجم سنگریزه به دست آمد. بر این اساس، هزینه طرح کنترل سیل، بیشتر از 81 درصد نسبت به استقرار تمامی سدها کاهش داشته است. علاوه بر جنبه اقتصادی طرح، از نظر مسایل هیدرولیکی نیز طرح بهینه، باعث تسکین قابل توجه هیدروگراف سیل گردید به طوری که طرح بهینه سیلاب، موجب کاهش 56 درصدی دبی پیک هیدروگراف خروجی گردید. علاوه بر این، پخشیدگی و کشیدگی هیدروگراف خروجی در حالت بهینه، قابل ملاحظه بود و طرح بهینه کنترل سیلاب به خوبی توانسته بود شدت وقوع سیلاب را کنترل نماید. بنابراین، کاربرد هم زمان سدهای تاخیری پاره سنگی و خاکریز ساحلی به عنوان یک طرح تلفیقی کنترل سیل، از نظر هیدرولیکی و اقتصادی باعث افزایش راندمان طرح کنترل سیل خواهد شد.

سد گتوند علیا یکی از بزرگ ترین سدهای خاکی ایران است که بر روی رودخانه کارون واقع در استان خوزستان ساخته شده است. به لحاظ موقعیت مکانی، سد گتوند آخرین سد احداث شده بر روی رودخانه کارون می باشد و در پایین دست سد، دشت خوزستان و شهر هایی چون اهواز، آبادان، شوشتر، خرمشهر و گتوند قرار دارند. یکی از مهم ترین چالش های ایجاد شده پیرامون این سد، بحث وجود سازندهای نمکی گچساران در فاصله 5/4 کیلومتری از سد است که پس از آبگیری سد به زیر آب رفته و به دلایل انحلال و ریزش، باعث ایجاد لایه بندی شوری در بستر مخزن شده است. از این رو احتمال تاثیر گذاری بر کیفیت آب شرب شهری، کیفیت آب مصرفی مزارع پایین دست و اثرات نامطلوب زیست محیطی رودخانه کارون می رود. پدیده ای که بایستی به هنگام مطالعه لایه بندی شوری در مخازن عمیق مد نظر داشت لایه بندی حرارتی است. لایه بندی حرارتی مهم ترین تاثیر را بر روی مشخصه های هیدرولیکی و کیفیت آب مخزن می گذارد و از اختلاف جرم مخصوص در اعماق مختلف آب ناشی می شود. بررسی صورت گرفته بر روی داده های اندازه گیری شده دما در اعماق مخزن، بیانگر وجود چرخه دمایی از نوع مونومیکتیک گرم درون مخزن می باشد. در این تحقیق از مدل mike 3 flow model fm، به منظور شبیه سازی سه بعدی هیدرودینامیک و لایه بندی مخزن سد گتوند استفاده شد. مدل سازی مخزن از ابتدای دوره آبگیری در تاریخ 06/05/1390 تا تاریخ 25/02/1392 صورت گرفت. بدلیل عدم وجود مقدار صحیح نرخ انحلال سازندهای نمکی گچساران، یکی از پارامترهایی که مورد واسنجی قرار گرفت، مقدار نرخ انحلال بود؛ واسنجی نرخ انحلال بر اساس مقایسه داده های اندازه گیری شده شوری مخزن با نتایج مدل سازی صورت گرفت. بر خلاف گزارش های موجود، مقدار نرخ انحلال در طول دوره ثابت نبود و از کمترین مقدار 0/5 سانتی متر بر ساعت تا بیشترین مقدار 7 سانتی متر بر ساعت را شامل بود. همچنین نتایج مدل سازی نشان داد که با مدیریت در تخلیه شوری ته نشین شده درون مخزن می توان ظرف مدت زمان خاصی مشکل شوری را حل نمود.

سد و نیروگاه گتوند در پایین سد مسجد سلیمان واقع شده که پایین ترین سد رودخانه کارون محسوب می شود. یکی از مهم ترین چالش های ایجاد شده پیرامون این سد، بحث وجود سازندهای نمکی گچساران در فاصله 5 کیلومتری از سد است که پس از آبگیری سد به زیر آب رفته و باعث ایجاد لایه بندی شوری در مخزن سد شده است، بنابراین مدیریت شوری مخزن سد به دلیل تاثیر بسیار زیاد آن بر کیفیت آب پایین دست یکی از اولویتهایی است که باید مورد بررسی قرار بگیرد. با توجه هدف اصلی این تحقیق که تخلیه شوری از مخزن سد و همچنین مدیریت جبهه شوری تخلیه شده در پایین دست می باشد لذا از نرم افزار mike11 جهت شبیه سازی مقدار جبهه شوری تخلیه شده از مخزن در پایین دست استفاده گردید بنابراین لازم است مدل در محدوده پایین دست سد واسنجی و صحت سنجی شود در مرحله بعد با در نظر گرفتن روند تعادلی نرخ انحلال سازندها (5/0 سانتی متر بر ساعت) که برابر 875 کیلوگرم بر ثانیه می باشد و سپس بر اساس این مقدار نرخ انحلال، جرم شوری ورودی به مخزن به صورت روزانه، ماهانه سالانه محاسبه شد، لذا در هرسال مقدار 27578547 تن شوری در مخزن باید تخلیه گردد بنابراین با تعریف چهار سناریوی تخلیه شوری ( 10000، 15000، 25000،20000 میکروموس بر سانتی متر) مقدار شوری تخلیه شده از مخزن و مقدار شوری باقیمانده درون مخزن تحت هر سناریو در فصول مختلف سال با توجه به مقدار دبی مربوط به هر فصل محاسبه شد سپس این سناریوها به صورت جداگانه توسط مدل mike11 در بازه زمانی 2 ساعت در روز (مدت زمان خروج شوری) شبیه سازی شد و مدیریت بهره برداری از آب پایین دست بر اساس نتایج مدل صورت گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که می توان با تعریف سناریوهای تخلیه شوری علاوه بر تخلیه شوری ته نشین شده درون مخزن سد، کیفیت آب برداشتی برای مصارف مختلف را نیز کنترل کرد، همچنین مدت زمان خروج کامل شوری از مخرن سد برای هر سناریو محاسبه شد در نهایت از سناریوی سوم (ec=20000 )در فصل پاییز و تابستان و از سناریوی دوم (ec=15000)در فصل بهار و زمستان برای اجرای تخلیه شوری پیشنهاد شد.

معادله ی حاکم بر پدیده ی انتقال آلودگی در رودخانه ها، معادله ی جابه جایی ـ پراکندگی (ade)است، که از نوع معادلات دیفرانسیل جزئی سهموی می باشد و از ترکیب معادله ی پیوستگی و قانون اول فیک بدست می آید. نهرها و رودخانه های طبیعی علاوه بر نواحی با جریان آزاد، دارای نواحی هستند که در آن ها آب نسبت به کانال اصلی با سرعت کمتری در جریان است، این نواحی در اصطلاح نواحی نگهداشت یا نواحی مرده نامیده می شوند، که تبادل بین آن ها و کانال اصلی به کندی صورت می گیرد. وقتی که یک پالس ماده آلاینده در این چنین نهری حرکت می کند، بخشی از جرم ماده آلاینده وارد نواحی نگهداشت شده و غلظت ماده حل شده در کانال اصلی رقیق می شود. بعد از این که پالس ماده آلاینده به طور کامل از نهر عبور کرد، نواحی نگهداشت به عنوان منبعی از ماده حل شده برای نهر عمل می کنند. بدین ترتیب جرمی که در این نواحی موقتاً نگهداشته شده بود، به تدریج به کانال اصلی برمی گردد و باعث ایجاد یک دنباله پیش رونده در پروفیل غلظت مشاهده شده می شود. برای شبیه سازی دقیق تر پدیده انتقال آلاینده در چنین محیط هایی باید اصلاحاتی در معادله کلاسیک جا به جایی- پراکندگی انجام شود و عباراتی برای نشان دادن تأثیر نواحی نگهداشت موقت به این معادله اضافه شوند. هدف از انجام این تحقیق ارائه یک مدل جامع با تلفیق الگوهای عددی با درجه دقت بالاتر برای حل معادله جابه جایی – پراکندگی با لحاظ نواحی نگهداشت موقت در رودخانه ها با مقطع نامنظم تحت رژیم جریان غیرماندگار است. برای این منظور حل عددی معادلات جریان غیرماندگار و معادله جابه جایی – پراکندگی با لحاظ نواحی نگهداشت موقت ارائه می گردند. در این تحقیق از روش حجم کنترل و روش quick به دلیل پایداری بالا و خطاهای تقریب کم در گسسته سازی مکانی معادلات انتقال استفاده می شود. برای صحت سنجی مدل ارائه شده از راه حل های تحلیلی موجود برای دو نوع شرط مرزی و در هر دو حالت با در نظر گرفتن نگهداشت و بدون در نظر گرفتن نگهداشت، مثال فرضی، دو سری داده واقعی و مدل دو بعدی استفاده می شود. نتایج حاصل از صحت سنجی حاکی از دقت کافی و مطلوب مدل ارائه شده در زمینه شبیه سازی انتقال ماده حل شده در نهرها و رودخانه های طبیعی با لحاظ نواحی نگهداشت موقت می باشد. همچنین با اجرای مدل برای حالت جابه جایی خالص و مقایسه نتایج حاصل با نتایج دو الگوی عددی دیگر که از روش مشتق گیری مرکزی برای گسسته سازی مکانی معادلات استفاده می کنند، توانایی مدل در شبیه سازی دقیق تر این حالت نشان داده می شود.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

سیل یکی از حوادث غیرمترقبه ای است که انسان به صورت ناخواسته، همواره با آن مواجه است. پس باید در صدد برآییم تا در صورت وقوع چنین حادثه ای بتوان به بهترین نحو آن را کنترل و مدیریت کنیم. در بین روش های مهار و کنترل سیلاب، استفاده از مخازن متوالی سدهای پاره سنگی به عنوان روشی با کارایی و راندمان مناسب و همچنین طرحی اقتصادی معرفی می گردد. هیدرولیک جریان در سدهای پاره سنگی به علت متلاطم بودن جریان از قانون دارسی تبعیت نکرده و برای بررسی آنها بایستی از روابط معرفی شده در چنین حالت جریانی استفاده کرد. همچنین امکان رخ دادن جریان روگذر از این سدها نیز وجود دارد. در چنین شرایطی با در نظر گرفتن چند سد متوالی و تاثیر مخازن آنها بر تراز آب بالادست خود، بررسی روندیابی سیل پیچیده خواهد بود. در این تحقیق با استفاده از مدل دو بعدی جریان در درون سد پاره سنگی که بر اساس رابطه نمایی عدد رینولدز و ضریب اصطکاک بوده و جریان روگذر عبوری از سد که به صورت جریان متغیر مکانی در نظر گرفته شد، روابط دبی- اشل برای سد در حالت درون گذر و روگذر تعیین گردید. سپس با استخراج معادلات روندیابی مربوط به مخازن متوالی، مدل کامپیوتری توسعه داده شد که با استفاده از هیدروگراف ورودی سیلاب و مشخصات مربوط به سدها و مخازن آنها، بتواند هیدروگراف خروجی سیلاب را پیشبینی کند. به منظور بررسی صحت درستی مدل و همچنین دقت نتایج حاصل از آن، مطالعات آزمایشگاهی بر روی دو سد پاره سنگی متوالی انجام گرفت و تطابق خوبی بین نتایج مدل و داده های آزمایشگاهی مشاهده شد به طوری که راندمان مدل در شبیه سازی دوبعدی روندیابی در هر دو حالت درون گذر و روگذر جریان، بیشتر از 93 درصد بدست آمد. در ادامه به بررسی تأثیر یک سری از پارامترهای ورودی بر هیدروگراف خروجی پرداخته شد. با تغییر پارامترهایی نظیر قطر متوسط سنگدانه ها، طول پی سدها و زاویه دیواره های بالادست و پایین دست سدها ملاحظه شد که پارامتر قطر متوسط سنگدانه ها تأثیر بیشتری بر روی هیدروگراف خروجی و زاویه شیروانی تأثیر کمتری چه در حالت جریان درون گذر و چه جریان روگذر نسبت به دیگر پارامترها دارد. اثر تغییر پارامترها بر هیدروگراف خروجی و راندمان روندیابی در حالت جریان درون گذر بیشتر از جریان روگذر می باشد. همچنین راندمان سدهای پاره سنگی در حالت جریان درون گذر نسبت به حالت روگذر در کنترل و مهار سیلاب بیشتر می باشد.