معمولاً انتقال جریان در مسیر رودخانه همراه با فرسایش و رسوبگذاری است. بنابراین در مباحث مهندسی رودخانه بررسی مقدار حمل رسوب از اهمیت ویژه‏ای برخوردار است. یکی از روش‏های مرسوم در برآورد رسوب روش‏های هیدرولوژیکی می‏باشند که توسط صاحب‏نظران علم هیدرولوژی توصیه شده‏اند. روش‏های هیدرولوژیکی خود به چند دسته تقسیم می‏شوند، که از جمله ی آن‏ها می توان روش های usbr ، fao و نیز روش های پارامتری و ناپارامتری را نام برد. به منظور افزایش دقت برآورد رسوب روش‏های مختلفی پیشنهاد شده است که یکی از بهترین آن‏ها دسته‏بندی داده‏ها به صورت های مختلف می‏باشد. در تحقیق حاضر نیز با روش های usbr با دسته بندی سالانه، فصلی، ماهانه، حد وسط دسته ها، دبی کلاسه، دوره مشابه هیدرولوژیکی، دوره کم‏آبی- پرآبی و وضعیت هیدروگراف جریان، fao و روش های پارامتری و ناپارامتری(mvue، qmle و (smearing اقدام به برآورد رسوب در ایستگاه های هیدرومتری منتخب استان گلستان شده است. به این منظور از آمار متناظر دبی و رسوب ایستگاه های منتخب که دارای دوره آماری بیش از 30 سال بوده اند، استفاده شده است. به منظور بررسی کیفیت داده ها از آزمون های همگنی من- ویتنی و داده پرت گروبز- بک استفاده شد. پس از تعیین معادلات سنجه رسوب در روش های مختلف، با مقایسه شاخص های های آماری شامل ضریب همبستگی، ریشه میانگین مربعات خطا، ضریب تغییرات، نسبت اختلاف و انحراف استاندارد عمومی، مناسب ترین روش برآورد بار معلق انتخاب و بر آن اساس مقادیر دبی رسوب روزانه در طی دوره آماری تعیین گردید. در نهایت جهت ارزیابی مدل های مختلف در ایستگاه هیدرومتری ارازکوسه در طی یک دوره 45 روزه اقدام به نمونه برداری مستقیم از جریان گردید. جهت مقایسه مقدار بار معلق برآورد شده به کمک مدل های مختلف با مقادیر مشاهده شده، از شاخص آماری میانگین درصد خطای نسبی استفاده شده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد در 4 ایستگاه واقع بر شاخه فرعی رودخانه گرگانرود، 4 روش مختلف به عنوان مدل بهینه انتخاب شده است. در حالیکه از میان 6 ایستگاه واقع بر شاخه اصلی در 4 مورد آنها روش حد وسط دسته ها بعنوان مدل بهینه انتخاب شده است. همچنین دسته بندی های انجام شده بر روی داده های دبی جریان و دبی رسوب در روش usbr تأثیر بسزایی در بهبود روابط برآورد بار معلق و کاهش rmse داشته است و در اکثر ایستگاه ها روش های پارامتری و ناپارامتری، مقادیر rmse بیشتری از مدل های دسته بندی شده usbr دارند. بیشترین مقدار ریشه میانگین مربعات خطا در اکثر ایستگاه های هیدرومتری مورد مطالعه نیز مربوط به روشهای fao و usbr سالانه می باشد. همچنین ارزیابی مدل پیشنهادی حد وسط دسته در ایستگاه هیدرومتری ارازکوسه نیز حاکی از بهینه بودن این روش در ایستگاه نام برده می باشد.

یکی از مشکلات جدی سدهای مخزنی، کم شدن حجم آنها در اثر رسوبگذاری میباشد. روشهای متفاوتی برای کنترل فرسایش و رسوبگذاری، شامل مدیریت حوضه آبریز، رسوبشویی هیدرولیکی، عبوردهی جریان غلیظ و لایروبی وجود دارد. یکی از موثرترین این روشها رسوبشویی هیدرولیکی تحت فشار می باشد که در آن رسوبهای نهشته شده در پشت سد به کمک جریان خروجی از دریچه های تحتانی خارج می گردند. در این پایان نامه به بررسی آزمایشگاهی رسوبشویی تحت فشار و اثر تغییرات سطح مقطع بر روی حجم و ابعاد حفره آبشستگی پرداخته شده است. به منظور رسیدن به اهداف این تحقیق، مدل آزمایشگاهی رسوبشویی تحت فشار در آزمایشگاه هیدرولیک گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان ساخته شد. آزمایش ها بر روی چهار دریچه باقطر های 54/2، 82/3، 08/5 و 62/7 سانتی متر، سه ارتفاع آب 36، 66 و 96 سانتی متر روی هر دریچه و حداقل 5 دبی تخلیه برای هر ارتفاع انجام گرفت. نتایج نشان داد، سطح مقطع دریچه تحتانی پارامتر مهمی در پدیده رسوبشویی هیدرولیکی می باشد و با افزایش قطر دریچه تحتانی، ابعاد حفره آبشستگی نیز افزایش می یابد. براساس داده های آزمایشگاهی روابط بدون بعدی برای تخمین پارامترهای حفره رسوبشویی بدست آمد. این روابط دارای ضریب همبستگی با حدود اطمینان بیش از 99% بوده و تخمین بسیار خوبی را ارائه می کند. تحقیقات اولیه نشان داد، انتخاب دریچه با سطح مقطع بزرگتر گزینه مناسبی برای نجات آبگیر نیروگاه خواهد بود. لیکن تحقیق در زمینه بازده(کارآمدی) رسوبشویی هیدرولیکی تحت فشار نشان داد، دریچه با سطح مقطع کوچکتر، کارآمدی بیشتری نسبت به دیگر دریچه ها دارد، که در آن با کمترین مقدار آب، بیشترین حجم رسوب خارج می گردد. در نتیجه دریچه هایی با سطح مقطع کوچکتر، بهترین گزینه برای طراحی تخلیه کننده تحتانی در مناطقی که از محدودیت منابع آب رنج می برند، می باشد. زیرا در این چنین مناطقی، تخمین اینکه چه مقدار رسوب از سد خارج می شود و چه مقدار آب برای رسوبشویی نیاز می باشد، بسیار حیاتی است. در نتیجه انتخاب بهترین دریچه تخلیه می بایست از طریق بهینه سازی بین دو قید اساسی باشد، نجات آبگیرهای نیروگاه و محدودیت منابع آب.

پتاسیم قابل عصاره گیری با تترا فنیل بران سدیم که جذب ریشه ای را تقلید می کند و در ادبیات خاک عصاره گیر مناسبی برای برآورد پتاسیم قابل جذب گیاه محسوب می شود و استفاده از آن در استان گلستان نیز موفقیت آمیز بود، برای تعیین مکانیزم های فیزیکی و شیمیایی موثر بر قابلیت استفاده پتاسیم مورد استفاده قرار گرفت. برای انجام این تحقیق 27 نمونه خاک، با دامنه وسیعی از ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی، از عمق0 تا 30 سانتیمتری اراضی زراعی استانهای گلستان وتهران، با توجه به نقشه های خاکشناسی موجود انتخاب گردید. پس از انجام آزمایشهای مختلف بر روی خاکها، همبستگی داده ها با استفاده از نرم افزار sas9.1 محاسبه گردید. همچنین به منظور آموزش شبکه ی عصبی از نرم افزار matlab r2009b، شبکه mlp مورد استفاده قرار گرفت. جهت این تحقیق شبکه های مختلف مورد آزمایش قرار گرفته و در نهایت دو شبکه طراحی شدند. در شبکه اول اضافه بار پتاسیم خاک های مورد آزمایش به عنوان پارامتر ورودی و پتاسیم قابل جذب با عصاره گیر تترا فنیل بران سدیم به عنوان خروجی شبکه در نظر گرفته شدند. در شبکه دوم سطح ویژه و وضعیت دانه بندی خاک های مورد آزمایش به عنوان پارامترهای ورودی و اضافه بار پتاسیم به عنوان خروجی شبکه در نظر گرفته شدند. نتایج این تحقیق نشان داد که با روش شبکه عصبی مصنوعی میتوان با دقت بیشتری(82/0r2 = ) نسبت به روش رگرسیونی پتاسیم قابل جذب خاک را پیش بینی نمود. نتایج بدست آمده نشان داد که روش شبکه عصبی مصنوعی با دقت بالاتری مولفه های موثر بر اضافه بار پتاسیم را نسبت به روش رگرسیون چند متغیره برآورد کرده و با 88/0 r2 = مقدار اضافه بار پتاسیم را پیش بینی نموده است. همچنین نتایج نشان داد که پتاسیم قابل جذب عصاره گیری شده با تترا فنیل بران سدیم در خاک های مورد مطالعه، از بین چندین پارامتر فیزیکی و شیمیایی اندازه گیری شده بیشتر تابعی از اضافه بار پتاسیم خاک بوده که خود تابعی از سطح ویژه و وضعیت دانه بندی خاک میباشد. احتمالا با افزایش سطح ویژه میزان هوازدگی و آزاد سازی پتاسیم از بین شبکه های رسی افزایش یافته و با وضعیت دانه بندی بهتر انتشار پتاسیم به محلول خاک و جذب ریشه ای افزایش می یابد. با افزایش سطح ویژه، میزان انقطاع لایه دوگانه پخشیده افزایش می یابد.

سدهای پاره سنگی به علت طبیعت نفوذپذیر و توجیه اقتصادی به سبب تأمین مصالح مورد نیاز در محل، از جمله سازه هایی هستند که برای تسکین و مهار سیلاب در حوضه های آبریز مورد توجه زیادی قرار گرفته اند. برای طراحی صحیح این گونه سدها، شناخت هیدرولیک جریان عبوری از آنها امری ضروری است. با توجه به اینکه تاکنون عمده تحقیقات بر روی رفتار جریان فاقد رسوب در این سازه ها استوار بوده است، در این تحقیق به منظور بررسی رفتار جریان حاوی رسوب، آزمایشاتی بر روی مدل آزمایشگاهی انجام شد. این آزمایشات در فلومی شیب پذیر با در نظر گرفتن 3 شیب کف (001/0، 005/0 و 01/0) و تزریق 3 نوع رسوب غیرچسبنده (4/0، 6/0 و 8/0 میلیمتر) و بهره گیری از4 محیط متخلخل پاره سنگی (2 محیط ریزدانه و 2 محیط درشت دانه) انجام شد. نتایج این تحقیق در دو بخش کلی تقسیم بندی شده است. در بخش اول، با توجه به شبیه سازی جریان درون سازه های پاره سنگی با جریان درون لوله های تحت فشار، اصلی ترین رابطه ی این شبیه سازی( رابطه ی بین عددرینولدز و ضریب اصطکاک دارسی ویسباخ) در شرایط جریان حاوی رسوب بررسی و اصلاح شد. همچنین در این قسمت با بهره گیری از شبکه های عصبی مصنوعی تخمین های بهتری از ضریب اصطکاک در شرایط حاوی رسوب بدست آمد و در بخش دوم با توجه به بدنه نفوذپذیر این سدها و توانایی آنها در به تله انداختن رسوب در شرایط وقوع جریان سیلابی با استفاده از اصول آنالیز ابعادی، رابطه ای برای تخمین میزان تله اندازی رسوب در این سدها ارائه و حساسیت رابطه نسبت به پارامترهای ورودی به آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایشات نشان داد، بطورکلی جریان حاوی رسوب از ضریب اصطکاک بالاتری نسبت به جریان فاقد رسوب برخوردار بوده و روابط ارائه شده توسط محققین قبلی که در شرایط جریان فاقد رسوب استخراج شده است، نمی تواند تخمین مناسبی از ضریب اصطکاک دارسی ویسباخ در شرایط جریان حاوی رسوب ارائه کند. همچنین نتایج نشان داد تله اندازی رسوب با پارامترهای عدد رینولدز محیط متخلخل، شیب بالادست مسیر، نسبت اندازه ذرات و گرادیان هیدرولیکی نسبت معکوس دارد. از بین پارامترهای ورودی، گرادیان هیدرولیکی دارای بیشترین و عدد رینولدز دارای کمترین حساسیت بر روی ضریب تله اندازی رسوب می باشند. همچنین رابطه ارائه شده قادر است با دقت مناسبی ضریب تله اندازی رسوب را تخمین بزند

خاک های با سطح ویژه بالا در استان گلستان علی رغم محتوی بالای پتاسیم قابل تبادل، پتاسیم قابل استفاده کافی برای رشد گیاه تأمین نمی کنند. برای بررسی تأثیر کاتیون های همراه کلسیم و آمونیوم بر حرکت پتاسیم که نمودی از تأثیر این کاتیون های همراه بر قابلیت استفاده پتاسیم برای گیاه است، آزمایشی با در نظر گرفتن دو خاک، یکی با سطح ویژه بالای صد مترمربع بر گرم (خاک دانشکده پردیس) و دیگری سطح ویژه پایین یعنی زیر 50 مترمربع بر گرم (خاک نوکنده) در قالب طرح کاملأ تصادفی، با دو فاکتور خاک پردیس و نوکنده و 7 تیمار با بررسی منحنی های رخنه با کاربرد متوالی 85 حجم منفذی از عناصر فوق الذکر صورت گرفت. تیمارها عبارت بودند از الکترولیت های معادل با غلظت 90 کیلوگرم بر هکتار پتاسیم با کلریدپتاسیم به اضافه 1- هیچ عنصر دیگر 2- 500 کیلوگرم بر هکتار کلسیم با کلریدکلسیم 3-250 کیلوگرم بر هکتار کلسیم با سولفات-کلسیم 4-90 کیلوگرم بر هکتار آمونیوم با کلریدآمونیوم 5-1500 کیلوگرم بر هکتار کلسیم با کلریدکلسیم 6-500 کیلوگرم بر هکتار کلسیم با سولفات کلسیم 7- تیمار هفتم آب بدون املاح و بدون کاربرد عناصر بود. با کاتیون های همراه کلسیم و آمونیوم در این تحقیق حرکت پتاسیم در هر دو خاک مورد آزمایش تسریع شد ولی حرکت منیزیم با حضور کلسیم، آمونیوم و پتاسیم بسیار کم بود. به نظر می رسد در غلظت های مساوی، حرکت پتاسیم در معیت با آمونیوم از کلسیم بیشتر باشد. پتاسیم و آمونیوم تأثیر کمی بر حرکت کلسیم داشتند. با ظرفیت تبادل کاتیونی کمتر در خاک نوکنده، ظرفیت جذب پتاسیم برای همه تیمارها با تعداد احجام منفذی بکاررفته در این آزمایش تکمیل شد؛ بطوریکه غلظت نسبی به واحد رسید ولی در خاک پردیس با ظرفیت جذب بیشتر، تقریباً برای هیچ یک از تیمارها تکمیل نگردید. عصاره گیری پتاسیم با تترافنیل بران سدیم در خاک نوکنده نیز نشان داد که بین احجام منفذی 452، 904، 1356 و 1808 تفاوتی نیست در صورتی که ظرفیت خاک پردیس با 1888 نفوذ حجم منفذی هنوز تکمیل نشد. میزان پتاسیم موجود در آب زهکشی با شستشو با آب مقطر در نوکنده از پردیس بیشتر بود و با افزایش احجام منفذی خروجی از غلظت پتاسیم در آب زهکش هر دو خاک کم می شد. غلظت نسبی کلر در خاک پردیس و نوکنده پس از خروج 82 حجم منفذی هنوز از واحد بیشتر بود که احتمالأ دلیل بر خروج کلر موجود در لایه های رسی این خاک ها (درون لایه دوگانه منقطع پخشیده) در اثر جذب کاتیون ها در بین لایه های رسی و بازشدن آن ها می باشد. با خشک شدن خاک در گذشته انتظار تجمع نمک ها در بین توده های رسی با لایه دوگانه پخشیده که با محلول خاک احاطه نمی شوند، وجود دارد. میزان تشکیل لایه های رسی احتمالأ با سطح ویژه زیاد خاک و رس های ریز از خاک معمولی بیشتر است. خاک نوکنده دارای سطح ویژه کمی است که احتمال حضور لایه دوگانه منقطع در مقیاس کلان در آن وجود ندارد. ولی دارای اجزاء رسی بسیار ریز است که ممکن است در مقیاس خرد موجب به وجود آمدن لایه دوگانه پخشیده منقطع شوند. لایه دو گانه منقطع پخشیده در سطح میکرو یا ماکرواسکیل در هر دو خاک باعث جذب آنیون های سولفات و کلر با ورود اولین احجام الکترولیت ورودی گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که آنیون سولفات جذب این خاک ها می شود و آنیون کلر آزاد و وارد آب زهکشی می شود که دلیلی دیگر بر حضور مقادیر معتنابهی کلر در لایه دوگانه منقطع پخشیده این خاک ها است.

آبهای زیرزمینی همواره به عنوان یکی از منابع مهم و عمده تأمین آب شرب و کشاورزی به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک مطرح بوده است. دشت بیرجند با قرار گرفتن در منطقه خشک، از آب های زیرزمینی به عنوان تنهاترین منبع تولید آب شیرین استفاده می کند. در همین زمینه پیش بینی نوسانات سطح آب زیرزمینی دشت می تواند کمک شایانی به برنامه ریزی و تصمیم گیری های بعدی، جهت تأمین دراز مدت آب شرب، کشاورزی و صنعت نماید. هدف از این تحقیق پیش بینی سطح آب زیرزمینی دشت بیرجند با استفاده ازمدل ریاضی modflow در نرم افزار gms و شبکه عصبی مصنوعی می باشد. شبکه عصبی مصنوعی یکی از روشهای هوشمند بوده که با استفاده از ارتباط ذاتی داده ها، روابط غیر خطی بین آنها را آموزش دیده و نتایج را برای بقیه حالتها تعمیم می دهد. مدل ریاضی نیز با دریافت کلیه اطلاعات مربوط به یک آبخوان که به صورت لایه های gis می باشد، قادر به پیش بینی سطح آب در آینده است. نرم افزار برای حل عددی معادله حاکم بر حرکت آب زیرزمینی از دو روش المان محدود و تفاضل محدود استفاده می نماید که در این تحقیق از روش تفاضل محدود استفاده شد. مدل ریاضی برای دو حالت ماندگار و غیر ماندگار و در سه سناریوی ترسالی، نرمال و خشکسالی اجرا و مورد مقایسه قرار گرفت. در بخش مدل شبکه عصبی، ورودی های مدل عبارت است از، میزان برداشت از چاههای آب، میزان آب ورودی به هر پلیگون بر حسب متر مکعب (ناشی از بارندگی منطقه) و تراز سطح آب در هر پیزومتر در گام زمانی قبل و خروجی مدل، تراز سطح آب در گام زمانی فعلی می باشد. نتایج نشان می دهد که با استفاده از روش شبکه عصبی مصنوعی می توان با دقت مناسبی سطح آب زیر زمینی تا 12 ماه بعد را پیش بینی نمود، ضمن آنکه در تعدادی از پیزومتر ها پیش بینی تا 18 ماه نیز از دقت مناسبی برخوردار است. مدل ریاضیmodflow نیز تا 24 ماه آینده و با دقت بیشتری نسبت به شبکه عصبی مصنوعی تغییرات سطح آب را پیش بینی می نماید.

آبشستگی پدیده ای است که در اثر اندرکنش آب وخاک، بستر رودخانه یا سواحل دچار تغییرات شوند. این پدیده به عنوان تهدیدی بالقوه برای سازه های در مقابل جریان شناخته می شود. همواره پل های زیادی در اثر آبشستگی موضعی پایه های آن در اثر جریان آب در رودخانه ها تخریب می شوند. لذا، تعیین حداکثر عمق آبشستگی در پایه های پل از اهمیت به سزایی برخوردار است. باتوجه به پیچیدگی فرآیند آب شستگی به دلیل پخش سه بعدی جریان حول پایه های پل همزمان با انتقال رسوبات و تغییر مدوام مرزهای جریان که تحلیل مسأله را به روش های تحلیلی و عددی مشکل می سازد، بررسی این مسأله اغلب از طریق تحقیقات آزمایشگاهی انجام می پذیرد. تاکنون راه های زیادی جهت کاهش عمق آبشستگی به کار گرفته شده است. استفاده از پی علاوه بر اینکه در طراحی سازه ای و ژئوتکنیکی موثر است، می تواند به عنوان راه کاری جهت کاهش عمق آبشستگی انتخاب گردد. در این پایان نامه، اثر پی پیوسته بر میزان و الگوی آبشستگی موضعی در بالادست و پایین دست پایه بررسی شده است. مدل فیزیکی در آزمایشگاه هیدرولیک دانشکده ی مهندسی عمران دانشگاه صنعتی اصفهان ساخته شد. آزمایش ها در کانال به شکل مستطیل با عرض 4/0 متر، ارتفاع 7/0 متر و طول 9 متر انجام گرفت. در این تحقیق، از پایه ی استوانه ای به قطر 40 میلی متر و از جنس پلاستیک تفلون استفاده شد. ماسه های استفاده شده با دانه بندی تقریبا یکنواخت در محدوده ی 600 تا 850 میکرون با وزن مخصوص 65/2 بودند. از پایه‎ی منفرد و پی پیوسته هم عرض پایه تا 4 برابر عرض پایه، جهت مدلسازی استفاده شده است. در تمامی حالات در شروع آزمایش ها، پی پیوسته همتراز بستر قرار گرفتند. معیار مورد استفاده جهت عمق تعادل، معیار ملویل و چیوو (1999) بود. در پی های منفرد هم می توان مانع از برخورد گرداب نعل اسبی به بستر متحرک شد، اما وجود پی پیوسته باعث می شود که گرداب های برخاستگی نتوانند پی را دور بزنند. آزمایش ها نشان داد که با حضور پی پیوسته ی هم عرض پایه ی پل، آبشستگی در جلوی پی به میزان 52 درصد کاهش خواهد یافت. با استفاده از پی پیوسته با عرض دو برابر پایه ی پل و بیشتر، آبشستگی در جلوی پی مشاهده نشد. از عمق آب شستگی در پایین دست پایه هم با حضور پی پیوسته کاسته شد. در حالتی که عرض پی پیوسته چهار برابر پایه است، عمق آبشستگی در پایین دست پایه به میزان 31 درصد نسبت به پایه بدون پی کاهش یافت. زمان تعادل نیز با حضور پی پیوسته افزایش می یابد. زمان تعادل در حالتی که عرض پی با عرض پایه یکسان است، 71 درصد نسبت به پایه بدون پی افزایش می یابد. با حضور پی پیوسته، در شرایط تعادل در پایین‎دست پایه ی پل، دو چاله ی متقارن نسبت به محور طولی کانال شکل خواهد گرفت که با افزایش عرض پی این دو چاله به محور تقارن کانال نزدیک می شوند. مقادیر آبشستگی با مطالعات پیشین در زمینه ی پی های منفرد مقایسه شده است.

تکیه گاه پل ها با انقباض مقطع جریان باعث افزایش موضعی سرعت و توسعه جریان های گردابی می شوند. با توجه به افزایش سرعت و در نتیجه تنش برشی، اطراف تکیه گاه پل ها آبشستگی اتفاق می افتد. با توجه به اینکه مقاطع واقعی رودخانه ها معمولاٌ شامل سیلابدشت و کانال اصلی است، بنابراین شبیه سازی الگوی جریان و آبشستگی اطراف تکیه گاه در این گونه مقاطع همواره مورد توجه محققین بوده است. مدل عددی ssiim یکی از مدلهای سه بعدی شبیه سازی جریان و رسوب است که معادلات ناویر استوکس و پیوستگی جریان و رسوب را به روش حجم محدود حل می کند. در این تحقیق، اثر طول تکیه گاه پل و مصالح بستر بر آبشستگی در مقاطع مرکب با استفاده از مدل ssiim شبیه سازی شده است. به منظور شبیه سازی عددی تاثیر طول تکیه گاه و اندازه رسوبات بر آبشستگی از نتایج آزمایشگاهی موجود بر روی تکیه گاه عمودی (vertical wall) با طولها و اندازه های مختلف رسوبات استفاده شده است .نتایج نشان می دهد که تطابق مناسبی بین نتایج آزمایشگاهی و عددی وجود داشته و با افزایش طول نکیه گاه و اندازه رسوب در سیلابدشت، میزان آبشستگی افزایش می یابد.

پل ها از جمله مهم ترین و پرکاربردترین وسایل ارتباطی بوده، که در مواقع سیلاب اهمیت دو چندانی می یابند. به عنوان مثال در ایالات متحده بالغ بر 36000 پل یا در معرض آبشستگی و یا در محل وقوع آن قرار دارند. بنابراین طراحی دقیق و نگهداری از آن ها بسیار حائز اهمیت است. در این راستا طراحی دقیق نقش ویژه ای را ایفا می کند. به منظور تحقق این مهم می بایستی اطلاعات اولیه از صحت کافی و قابل قبولی برخوردار باشند، که در این بین عمق آبشستگی موضعی در بستر رودخانه بسیار مهم می باشد. بنابراین تخمین دقیق این عمق سبب افزایش طول عمر و کاهش هزینه های نگهداری آن می شود. در تحقیق حاضر جهت ارائه روشی سومند برای تخمین عمق آبشستگی از سیستم های هوشمند شبکه عصبی مصنوعی (ann) و سیستم استنتاج تطبیقی فازی- عصبی (anfis) بهره گرفته شده است. به منظور ارزیابی عملکرد روش های ذکر شده از داده های آزمایشگاهی در چهار حالت خام، نرمال شده، بی بعد و بی بعد نرمال شده استفاده شد. در ادامه پس از تعیین بهترین مدل، به کمک آنالیز حساسیت پارامترهای موثر در پدیده ی آبشستگی معرفی گردید. اما جهت تعمیم پذیر بودن و اطمینان از نتایج حاصل از این روش ها، از داده های صحرایی نیز استفاده گردید. تمامی مراحل ذکر شده برای داده های آزمایشگاهی برای این مجموعه نیز عملیاتی گردید. نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان می دهد که تأثیر بی بعد سازی در بهبود عملکرد مدل ها نسبت به نرمال سازی بیشتر می-باشد. متوسط ضریب همبستگی به دست آمده به کمک مدل anfis به طور میانگین 1% بیشتر از مدل های ann بود. متوسط مقدار میانگین ریشه مربع خطاها برای مدل anfis نسبت به مدل های ann، 02/0 کمتر و میانگین مطلق خطا 04/0 بیشتر بود. شبکه عصبی بهترین عملکرد را در درک ارتباط بین پارامترهای ورودی داشته اما نهایتاً سیستم استنتاج تطبیق فازی- عصبی بود که به علت قابلیت تعمیم پذیری بیشتر و نوسان کمتر در نتایج حاصل، عملکرد بهتری را نشان داد. پس از انجام آنالیز حساسیت مدل anfis به ازای داده های نرمال شده و بی بعد نرمال شده مشخص گردید که به ترتیب پارامترهای سرعت جریان در بالادست پایه پل و قطر پایه پل در حالت نرمال شده و نسبت سرعت جریان به قطر پایه پل در حالت بی بعد نرمال شده از موثرترین عوامل در عمق آبشستگی پایه پل هستند. همچنین نسبت به عنوان پارامتر پیشنهادی در این تحقیق بعد از نسبت موثرترین عامل در عمق آبشستگی می باشد.

با توجه به اهمیت شناخت صحیح هیدرولیک جریان در رودخانه ها در زمان وقوع سیلاب و سرریز شدن جریان از مقطع اصلی به دشت های سیلابی، مطالعات زیادی در زمینه هیدرولیک جریان در کانال های آزمایشگاهی با مقطع مرکب انجام شده است، ولی به دلیل شرایط خاص رودخانه ها تاکنون مطالعات محدودی بر روی هیدرولیک جریان در شرایط سیلابی صورت گرفته است. در این تحقیق ، با استفاده از مدل ریاضی شبه دوبعدی شیونو و نایت (1991) به شبیه سازی توزیع عرضی سرعت متوسط در عمق در رودخانه قره سو در محل ایستگاه سیاه آب پرداخته شده و سپس با توجه به این پروفیل و با استفاده از روابط تجربی انتقال رسوب، توزیع رسوب معلق در عرض این رودخانه محاسبه شده است. نتایج حاصل از برآورد توزیع عرضی سرعت بیانگر دقت مدل ریاضی شبه دوبعدی با ضریب تعیین 0/98 نسبت به روش یک بعدی (تجزیه قائم مقطع مرکب) با ضریب تعیین 0/94 است. در زمینه انتقال رسوب معلق، رابطه میر- پیتر و مولر نسبت به روابط دیگر مورد مطالعه در تحقیق حاضر، عملکرد بهتری در برآورد توزیع عرضی رسوب و محاسبه دبی رسوب کل در رودخانه مورد مطالعه ارائه داده است. با استفاده از پروفیل توزیع عرضی سرعت در رودخانه گرگانرود، منحنی دبی- اشل محاسبه گردید که با منحنی دبی اشل مشاهداتی مطابقت خوبی دارد.

ایجاد و گسترش آب شستگی در تکیه گاه پل ها از مهمترین عوامل آسیب و خرابی پل ها می باشد. پیش بینی نحوه ایجاد، گسترش و وضعیت نهایی گودال آب شستگی از مهمترین موارد طراحی هیدرولیکی پل ها می باشد. مطالعات زیادی برای تعیین عمق آب شستگی در اطراف تکیه گاه های پل در شرایط ساده آزمایشگاهی انجام شده است. برای محاسبه دقیق عمق آب شستگی نیاز به فهم بیشتری از الگوی جریان و مکانیزم های حاکم بر آب شستگی موضعی اطراف تکیه-گاه ها است. برای این منظور مطالعات زیادی جهت بررسی الگوی جریان اطراف پایه انجام شده است ولی مطالعات بسیار کمی روی جریان اطراف تکیه گا ه ها وجود دارد. جریان جدا شده سه بعدی، اثر متقابل آن با انتقال رسوب مشکلات زیادی را در تحلیل آب شستگی موضعی در اطراف تکیه گاه ها به صورت تئوری ایجاد می کند. اندازه گیری-های دقیق جریان اطراف تکیه گاه های پل به تحلیل تئوری مسئله کمک می کند. در این تحقیق الگوی جریان اطراف تکیه گاه ها با شکل بیضی بررسی شده است. آزمایشات در کانالی به طول 7 متر، عرض 32/0 متر، ارتفاع 35/0 متر و دبی 13 لیتر در ثانیه انجام شد. کانال با مقطع مستطیلی بوده و دیواره و کف آن از جنس پلاکسی گلاس شفاف می باشد. این آزمایشات بر روی چهار نوع تکیه گاه، به شکل استوانه با مقطع نیم بیضی با اندازه های (6-2)، (11-4)، ( 15-4) و (11-6) سانتی متر و دو اندازه خاک با اندازهmm 75/0 و mm 26/0 انجام شده است. اندازه گیری های سرعت های سه بعدی لحظه ای در مقاطع مختلف افقی و عمودی با استفاده از دستگاه سرعت سنج صوتی (adv)انجام شده است. مولفه-های سرعت متوسط، مقادیرآشفتگی، تنش های رینولدز، انرژی جنبشی با استفاده ازسرعت های لحظه ای اندازه گیری شده، محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد که مقادیرآشفتگی، تنش های رینولدز، انرژی جنبشی در درون گودال آب شستگی و برای تکیه گاه با قطر cm (6-11) به حداکثر مقدار خود می رسد. همچنین در توزیع سرعت در پشت تکیه گاه تأثیر جریان های ثانویه غیر قابل انکار می باشد و باعث می شود به جز در تکیه گاه با قطر cm(11-6) در این ناحیه جدایی جریان مشهود نباشد. عرض این تکیه گاه نقش مهمی در مشاهده جدایی جریان در پشت تکیه گاه ایفا نموده است.

تخمین دقیق بارمعلق رسوبات حمل شده توسط یک رودخانه در بسیاری از پروژه های منابع آب مانند سد سازی، مهار سیلاب، قابلیت کشتی رانی، زیبایی شناسی رودخانه و مسائل زیست محیطی دارای اهمیت فراوان می باشد؛ بنابراین در طراحی سازه های رودخانه ای، برآورد میزان رسوبات حمل شده توسط رودخانه ضروری است. پیچیدگی رفتار رسوبات و عدم توانایی مدل های فیزیکی و ریاضی در شبیه سازی فرآیند های رسوبی سبب شده است تا فن آوری های نوین مانند روش های شبکه ی عصبی مصنوعی و منطق فازی که توانایی شناسائی ارتباط غیر خطی بین متغیر های ورودی و خروجی یک مسئله را دارا می باشند، مورد توجه قرار گیرند. در این تحقیق ابتدا کاربرد الگوریتم خوشه بندی فازی در تخمین میزان رسوبات بارمعلق مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از آمار متناظر دبی جریان و دبی رسوب ایستگاه ولیک بن در حوزه ی معرف کسیلیان که طی سال های آماری 1350–1349 الی 1354–1353، به صورت روزانه اندازه گیری شده است، استفاده گردید. 75 درصد داده های متناظر به عنوان داده های آموزش و 25 درصد دیگر داده ها به منظور صحت سنجی، آزمون و تعیین خطای معادلات در نظر گرفته شد؛ سپس نتایج به دست آمده از این روش با استفاده از شاخص های آماری نظیر ضریب همبستگی، ضریب ناش- ساتکلیف، ریشه ی میانگین مربعات خطا و نسبت اختلاف، با نتایج حاصل از روش مرسوم منحنی سنجه ی رسوب مقایسه شد. نتایج نشان داد که الگوریتم خوشه بندی فازی با دقت بسیار مناسب و با اطمینان بیشتر نسبت به روش منحنی سنجه ی رسوب می تواند برای تخمین رسوبات بارمعلق مورد استفاده قرار گیرد. در این تحقیق همچنین توانایی مخروط imhoff به عنوان یک روش اندازه گیری غیر مستقیم رسوبات بار معلق مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور سه ایستگاه هیدرومتری ارازکوسه، قزاقلی و سرمو واقع در حوزه ی آبخیز گرگان رود در نظر گرفته شده و در هر یک از نمونه های جمع آوری شده از این ایستگاه ها، رسوبات ته نشین شده در مخروط imhoff بعد از گذشت 1 تا 24 ساعت اندازه گیری شد. نتایج تجزیه و تحلیل رگرسیونی نشان داد که در زمان های مختلف بین غلظت بار معلق رسوبات و مقادیر رسوبات ته نشین شده در مخروط imhoff یک رابطه ی خطی برقرار است. این معادله ی رگرسیونی در ایستگاه های هیدرومتری ارازکوسه و قزاقلی از دقت مناسبی برخوردار بوده، و در زمان 24 ساعت به ترتیب با ضرایب تبیین 82/0 و 69/0 همبستگی مناسب تری را نشان می دهد. اما در ایستگاه هیدرومتری سرمو به دلیل آنکه اکثر نمونه برداری ها در دبی پایین و متوسط رودخانه انجام شده است، از همبستگی مناسبی برخوردار نمی باشد.

قرارگیری پایه پل در مسیر رودخانه، با تغییر الگوی جریان و رسوب در اطراف خود، موجب افزایش موضعی ظرفیت انتقال رسوب و در نتیجه آبشستگی می شود. با توجه به اینکه آبشستگی موضعی پایه پل می تواند موجب خسارات جدی و شکست پل شود، بررسی این پدیده یکی از مسائل مهم در مهندسی هیدرولیک می باشد. باوجود اینکه ماهیت جریان در رودخانه ها به ویژه در هنگام سیل، غیردائمی می باشد، تاکنون مطالعات محدودی در زمینه آبشستگی پایه پل در شرایط جریان غیردائمی انجام گرفته است. پژوهش حاضر با هدف بهبود معیارهای طراحی هیدرولیکی پایه پل ها در اثر شناخت و درک بهتر پدیده آبشستگی موضعی پایه پل، به ویژه در شرایط جریان غیردائمی صورت گرفته است. آزمایش ها در دو بخش جریان دائمی و غیر دائمی و سه شکل متداول پایه شامل استوانه ای، دماغه دایره ای و گروه پایه به منظور بررسی تاثیر شکل پایه بر روند و عمق بیشینه آبشستگی انجام یافته است. برای شبیه سازی جریان غیردائمی از هیدروگراف های پلکانی مثلثی با دبی و زمان اوج متفاوت استفاده گردید. هیدروگراف ها با دو روش کنترل و عدم کنترل پایین دست اعمال شد. بر اساس نتایج بدست آمده، پایه دماغه دایره ای با کمترین مقدار عمق بیشینه آبشستگی در هر دو حالت جریان دائمی و غیردائمی دارای بهترین عملکرد می باشد. همچنین نتایج نشان دهنده روند نزولی عمق بیشینه آبشستگی با افزایش دبی در شرایط کنترل پایین دست و روند صعودی در شرایط عدم کنترل پایین دست بود. از میان خصوصیات هیدروگراف ورودی، دبی اوج تاثیرگذارترین پارامتر بر عمق بیشینه آبشستگی موضعی می باشد به طوری که با افزایش دبی اوج، عمق بیشینه آبشستگی افزایش می یابد. همچنین هیدروگراف ذوزنقه ای به علت مدت زمان بیشتر پایایی دبی اوج، نسبت به هیدروگراف مثلثی مقادیر بیشتر آبشستگی را نشان داد. همچنین با بررسی روابط ارائه شده برای پیش بینی عمق بیشینه و توسعه زمانی آبشستگی موضعی در شرایط جریان دائمی مشخص شد که رابطه بریاد (2004) در تخمین عمق بیشینه آبشستگی و رابطه بارکدول (2000) در تخمین تغییرات زمانی آبشستگی، دارای کمترین میزان خطا بودند. رابطه بنی هاشم (1384)، از دقت نسبتا مناسبی در برآورد عمق نهایی آبشستگی در شرایط جریان غیردائمی برخوردار می باشد.

آبگیرهای جانبی سازه هایی هستند که بمنظور آبگیری و انحراف آب از رودخانه به محل مصرف بکار می روند. به دلیل وجود جریان ثانویه و انتقال رسوبات به ساحل داخلی رودخانه، بهترین محل آبگیری قوس خارجی رودخانه ها می باشد. بمنظور کنترل جریان و رسوب بستر ورودی به آبگیر جانبی، معمولاً در ابتدای کانال آبگیر یک آستانه (پله ورودی) نصب می شود، که همانند سرریز جانبی عمل می کند. بررسی مطالعات نشان می دهد که در اکثر تحقیقات انجام شده به بررسی ضریب آبگذری سرریز جانبی در مسیر مستقیم پرداخته شده و تحقیقات اندکی در زمینه سرریز جانبی در قوس رودخانه ها صورت گرفته است. در مطالعه حاضر به بررسی ضریب آبگذری سرریز جانبی در ورودی آبگیر و در موقعیت های مختلف قوس 180 درجه پرداخته شده است. جهت محاسبه ضریب آبگذری از معادله عمومی سرریزها، روش دی مارچی و المانی در حل معاله دینامیکی جریان متغیر مکانی، استفاده شد و سپس با استفاده از روش جستجوی ژنتیکی بهترین ضرائب و توان ها جهت برقراری ارتباط ضریب آبگذری با پارامترهای بی بعد موثر نتایج بدست آمد و نتایج با روش شبکه عصبی مقایسه گردید. نتایج حاکی از آن بود که ضریب آبگذری سرریز تابعی از عدد فرود بالادست، موقعیت آبگیر و ارتفاع آستانه ورودی سرریز می باشد و با افزایش عدد فرود جریان در بالادست و نسبت ارتفاع سرریز به عمق بالادست ( )، ضریب آبگذری کاهش می یابد. همچنین در موقعیت های مختلف به دلیل تغییر قدرت جریان ثانویه، ضریب آبگذری افزایش و یا کاهش می یابد. در موقعیت های 90 و 150 درجه، حداکثر ضریب آبگذری و در موقعیت 135 درجه، حداقل مقدار ضریب آبگذری وجود داشت. همچنین نتایج این تحقیق نشان داد که محاسبه دبی عبوری از سرریز جانبی به روش المانی از دقت بالاتری نسبت به روش های دیمارچی و معادله عمومی سرریزها برخوردار بود. همچنین با دقت بالایی می توان ار روش شبکه عصبی مصنوعی در برآورد میزان دبی عبوری از سرریزهای جانبی استفاده نمود.

در دنیای امروزی در اثر رشد جمعیت، مصرف جهانی آب روز به روز افزایش می یابد. در این میان کشورهایی که در مناطق کم آب و خشک جهان واقع هستند، آسیب بیشتری می بینند. بخش عمده کشور ایران از لحاظ اقلیمی در ناحیه خشک و نیمه خشک قرار گرفته است. از این رو، مطالعه وضعیت آب زیرزمینی و مدیریت بهره برداری از آن می تواند گام مهمی در جهت حفاظت از آبخوان یک منطقه و برداشت مطمئن و پایدار از آب زیرزمینی آن باشد. حوضه آبریز سروستان نیز از این قاعده مستثنی نبوده و حفاظت از منابع آبی آن، اجتناب ناپذیر است. هدف از این تحقیق، مقایسه مدل عددی modflow و سیستم استنتاج فازی عصبی تطبیقی در بررسی نوسانات سطح آبخوان دشت سروستان می باشد. مدل عددی modflow توانست از طریق رابط گرافیکی gms، لایه های اطلاعاتی را به صورت فایل های gis دریافت کرده و برای مهرماه 1382، واسنجی پارامتر هدایت هیدرولیکی را در دوره ماندگار انجام دهد. سپس با ورود اطلاعات دوره های هشت گانه تنش های فصلی به نرم افزار، واسنجی ضریب ذخیره در حالت غیرماندگار انجام گرفت. از آنجایی که کالیبراسیون ضریب ذخیره رضایت بخش نبود، نتایج برآورد تراز آب چاه های مشاهده ای نیز در برخی از چاه ها مطلوب نمی باشد. از سوی دیگر، سیستم استنتاج فازی عصبی برای آبخوان با ورودی های حجم بارندگی و حجم برداشت آب از چاه، تراز آب در ماه t-1، و خروجی تراز آب در ماه t، اجرا گردید که نتایج حاکی از آن است که سیستم استنتاج فازی عصبی عملکرد بهتری دارد. از بین نتایج سیستم استنتاج فازی عصبی و مدل عددی، سیستم استنتاج فازی عصبی نتایج بهتری را نشان می دهد.

آبشکن ها از جمله سازه هایی هستند که با انحراف جریان از جداره باعث تثبیت جداره رودخانه می شوند. با توجه به اینکه آبشکن ها، عرض مفید جریان را کاهش می دهند، سرعت موضعی جریان افزایش یافته و باعث آبشستگی در اطراف دماغه آنها می شود که ممکن است پایداری سازه را به خطر اندازد. تحقیقات قبلی نشان داده است که آبشستگی در آبشکن های t شکل از آبشکن های دیگر تحت شرایط هیدرولیکی مشخص کمتر است. در این تحقیق با انجام مطالعات آزمایشگاهی اثر تغییر طول بال بالا دست و پایین دست آبشکن t شکل نامتقارن بر میزان و الگوی آبشستگی مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمایشات با 12 طول بال بالا دست و 12 طول بال پایین دست مختلف انجام شده است. رسوبات مورد استفاده در تحقیق ماسه یکنواخت به قطر 1/5mm بوده است. همچنین از سازه طوق به عنوان سازه حفاظتی در بالادست آبشکن استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش نسبت طول بال بالا دست به طول بال پایین دست حداکثر عمق نسبی آبشستگی و ابعاد چاله آبشستگی افزایش پیدا می کند، همچنین گسترش آبشستگی به سمت بالا دست بیشتر شده و پشته ی رسوبی به سمت ساحل مقابل بیشتر متمایل می شود. روند آبشستگی آبشکن ها زمانیکه نسبت مجموع طول بال بالا دست و پایین دست به طول جان برابر 5/0 باشد مشابه آبشستگی آبشکن ها با نسبت مجموع طول بال بالا دست و پایین دست به طول جان برابر 1 می باشد و میزان آبشستگی کمتری اطراف آن ها مشاهده می شود. حداکثر آبشستگی، عمق و ابعاد چاله آبشستگی در آبشکن بدون طوق اختلاف قابل ملاحظه ای با حالت دارای طوق دارد و مقدار آن بیشتر می باشد و می توان تاثیر مثبت طوق را مشاهده کرد. در شرایط جریان ثابت، در یک طوق با عرض ثابت، هرچه طول طوق افزایش یابد، میزان حداکثر آبشستگی، ابعاد چاله آبشستگی و همچنین امتداد آن در طول کانال کاهش می یابد. در یک طوق با طول و عرض ثابت، هرچه ارتفاع قرارگیری طوق افزایش یابد، میزان حداکثر آبشستگی، ابعاد چاله آبشستگی و همچنین امتداد آن در طول کانال نیز افزایش می یابد.

دبی پایه بخشی از جریان است که از آب زیرزمینی تغذیه می شود. این بخش از جریان نقش بسزایی در مدیریت منابع و مطالعات هیدرولوژیکی مانند مدل سازی کمی بارش-رواناب، مدل سازی و ارزیابی کیفیت آب دارد و همچنین درکالیبراسیون و اعتبارسنجی این مدل ها می تواند به کار رود. از تقسیم دبی پایه بر کل جریان شاخص دبی پایه به دست می آید که نشان دهنده میزان مشارکت آب زیرزمینی در کل جریان است. هدف از این پژوهش انتخاب روش مناسب برآورد دبی پایه در حوزه مورد مطالعه است. بدین منظور هیدروگراف آورد روزانه ایستگاه تمر در بالادست سد بوستان بر روی رودخانه گرگانرود در استان گلستان در یک دوره 21 ساله با روش-های local minimum، fixed interval و interval sliding و bflow با ضرایب 9/0، 925/0، 95/0، 975/0 و 99/0 تفکیک شد و نتایج آن ها با سه معیار میانگین مطلق خطا (mae) و مجذور میانگین مربعات خطا (rmse) و ضریب کارایی نش- ساتکلیف(nash & sutcliffe) با منحنی خشکیدگی آبخوان مقایسه شد که نشان داد روش bflow با ضریب 9/0 مناسب ترین روش برآورد دبی پایه در حوزه مورد مطالعه است و شاخص دبی پایه با این روش 89 درصد به دست آمد.

چکیده وجود موانع طبیعی مانند پوشش گیاهی و درختان یک امر طبیعی در مسیر رودخانه ها می باشد. در شرایط سیلاب، شاخه و برگ گیاهان و مواد شناور در رودخانه اغلب در جلوی پایه ی پل ها تجمع می یابند، ایجاد این حالت با افزایش عمق آبشستگی موضعی سبب تسریع در تخریب پل می شود.هدف پژوهش حاضر بهبود معیارهای طراحی هیدرولیکی پایه پل ها می باشد. این تحقیق با تحلیل و بررسی پدیده آبشستگی موضعی پایه پل در شرایط حضور دبریز، الگویی مناسب تهیه می کند که با استفاده از آن می توان با شناسایی نحوه تجمع دبریز در جلوی پایه های پل در مناطق با پتانسیل تولید دبریز بالا، پیش بینی و درک بهتری از وضعیت آتی سازه در محاسبات طراحی پل ها داشت.آزمایش ها در دو بخش با و بدون حضور دبریز انجام شدند. برای شبیه سازی حضور دبریز از قطعات چوبی در دو شکل متداول مستطیلی و مثلثی استفاده گردید. تاثیر عمق در هر دو شرایط شاهد ( بدون دبریز) و در حضور دبریز بررسی شد و حالت های گوناگون تجمع دبریز در پایه پل در سه عمق مختلف مورد آزمایش قرار گرفت. همچنین به منظور بررسی تاثیر شکل پایه بر عمق بیشینه آبشستگی، از چهار شکل پایه پل شامل استوانه ای، گروه پایه ردیفی و مربعی در آزمایش ها استفاده شد. بر اساس نتایج بدست آمده مشخص شد که هرچه در یک سرعت ثابت عمق جریان کمتر باشد آبشستگی بیشتر است. همچنین حضور دبریز سبب افزایش آبشستگی می شود و در میان ابعاد مختلف دبریز هرچه ضخامت دبریز بیشتر بوده و طول بالادست آن به اندازه عمق جریان باشد آبشستگی شدت می یابد. در موقعیت های مختلف استقرار دبریز در ستون آب، دبریز شناور آبشستگی بیشتری خواهد داشت. همچنین در میان پایه هایی که مورد آزمایش قرار گرفتند، پایه استوانه ای منفرد با کمترین مقدار عمق آبشستگی بهترین عملکرد را داشته است.

پل ها یکی از مهمترین اجزاء سیستم حمل و نقل جاده ای می باشند ولی در زمان وقوع سیلاب، پایداری این سازه ها در اثر پدیده ی آبشستگی موضعی مورد تهدید قرار می گیرد. در این پدیده، مصالح اطراف پایه ی پل شسته شده و یک گودال اطراف پایه ی پل ایجاد می شود. از این رو قرار دادن شالوده پایه ی پل در عمقی بیش از عمق آبشستگی متناظر با سیل طرح، به عنوان یکی از گزینه های مقابله با این پدیده مخرب مطرح بوده است. یکی از عوامل مهمی که باعث تشدید میزان عمق آبشستگی شده و معمولاً مورد توجه قرار نمی گیرد، تجمع اجسام شناور و شاخه و برگ درختان در اطراف پایه پل می باشد. در این تحقیق، آبشستگی اطراف پایه پل در حالت تجمع شاخه و برگ درختان (مواد شناور) و در شرایط آب زلال با استفاده از مدل ریاضی ssiim شبیه سازی شده است. در این مدل ریاضی، معادلات سه بعدی ناویه- استوکس به همراه مدل آشفتگی k-? حل شده و از حل همزمان معادلات جریان و پیوستگی رسوب، الگوی آبشستگی اطراف پایه پل در حالت تجمع مواد شناور در جلوی پایه شبیه سازی می شود. ابتدا با انجام محاسبات لازم، ابعاد بهینه شبکه محاسباتی مشخص شد و سپس به کمک داده های آزمایشگاهی، این مدل ریاضی واسنجی شد. در این تحقیق تأثیر تغییر طول، ارتفاع، عرض و محل قرارگیری توده شاخه و برگ در شرایط مختلف هیدرولیکی بر مقدار حداکثر عمق آبشستگی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج مدل ریاضی نشان داد که تجمع مواد شناور در جلوی پایه پل، عمق بیشینه آبشستگی را تا 50 درصد افزایش می دهد. افزایش عرض، طول و ارتفاع توده شناور باعث افزایش عمق حفره آبشستگی شده و افزایش عمق جریان باعث کاهش عمق حفره آبشستگی می شود. همچنین در حالت قرارگیری توده شناور در میانه عمق جریان، آبشستگی بیشتری نسبت به کف و سطح جریان ایجاد می شود. مقایسه نتایج بدست آمده با داده های آزمایشگاهی نشان داد که نتایج مدل ریاضی ssiim با ضریب تعیین 991/0 = r2 و مجذور مربعات خطای 00063/0 rmse= مطابقت خوبی با واقعیت داشته و این مدل قابلیت خوبی برای شبیه سازی الگوی آبشستگی پایه پل در حالت تجمع مواد شناور دارد.

آبشستگی تکیه گاه پایه پل به علت انقباض مقطع جریان و افزایش موضعی سرعت جریان در اطراف تکیه گاه پل و شکلگیری گردابه های جریان رخ میدهد. با توجه به اینکه مقطع عرضی رودخانه ها عموماً مرکب می باشند و تکیه گاه پلها ممکن است در قسمت سیلاب دشت واقع شود، بنابراین اندرکنش جریان اصلی با جریان در سیلاب دشت در حضور تکیه گاه پل الگوی پیچیده ای ایجاد می کند. بنابراین شبیه سازی عددی الگوی جریان و رسوب می تواند به درک بهتر پدیده کمک فراوانی نماید. لذا در این تحقیق از مدل عددی ssiim برای شبیه سازی الگوی جریان ورسوب در سه نوع سازه تکیه گاه پل (تکیه گاه های vertical-wall ، spill-through و wingwall) واقع در کانال مرکب استفاده شده است. نتایج تحقیق نشان می دهد که میزان آبشستگی در تکیه گاه vertical-wall بیشترین میزان و شکل تکیه گاهی spill-through کمترین میزان آبشستگی را دارا می باشد. همچنین میزان حداکثر آبشستگی مدل سازی شده با تفاوتی اندک، تشابه خوبی را با واقعیت نشان می دهد.

سرریز جانبی یکی از سازه های مهم هیدرولیکی است که با اهداف متفاوتی در سیستم های انتقال آب به کار گرفته می شود. این نوع سرریز به طور وسیعی برای کنترل سطح آب در سیستم کانال های آبیاری و زهکشی و در پروژه های حفاظت سیلاب برای خارج نمودن آب اضافی به درون کانال تخلیه و هم چنین در سیستم های زهکشی شهری مورد استفاده قرار می گیرد. این سازه هم-چنین به عنوان سازه حفاظتی در بالادست سیفون های معکوس، زیرگذر جاده، محل های خطرناک و سیل خیز رودخانه ها و سرریز انتهایی برای تخلیه آب مازاد ناشی از بهره برداری نادرست آبگیرهای بالادست، در انتهای کانال های اصلی قرار می گیرد. با توجه به کاربرد وسیع سرریزهای جانبی، این نوع سرریز باید دارای خصوصیاتی باشد تا بتوان از آن به خوبی در شبکه های انتقال آب و یا رودخانه ها استفاده کرد. از جمله این خصوصیات می توان به اندازه گیری دقیق دبی عبوری و توانایی آن در خروج میزان قابل توجهی آب در زمان رخ دادن دبی های سیلابی در مکان هایی که این سازه به عنوان سازه ای حفاظتی به کار می رود، اشاره کرد. سرریزهای جانبی ساده که معمولا به صورت مستطیلی طراحی و اجرا می شوند، این دو قابلیت را به صورت توام دارا نمی باشند بطوریکه اگر عرض سرریز کوچک باشد، فقط برای اندازه گیری جریان مناسب است و اگر عرض سرریز بزرگ درنظر گرفته شود، فقط برای تخلیه سریع سیلاب مناسب بوده و دقت اندازه گیری دبی جریان کاهش می یابد. به همین دلیل برای نخستین بار در این تحقیق، سرریزهای جانبی لبه تیز با مقطع ترکیبی پیشنهاد شده است. مزیت مهم اینگونه سرریزها، دقت مناسب اندازه گیری دبی در محدوده وسیعی از شرایط جریان (کم آبی تا سیلاب) و نیز تخلیه موثر سیل است. بر اساس بررسی های انجام شده، در زمینه اینگونه سرریزها تاکنون مطالعه ای صورت نگرفته و فقط مطالعات آزمایشگاهی اندکی در خصوص سرریزهای لبه تیز نرمال مرکب انجام شده است. این در حالی است که سرریزهای جانبی ساده، مطالعات فراوانی را به خود اختصاص داده اند که اغلب برای برآورد ضریب تخلیه سرریز جانبی بوده است. بنابراین تعیین ضریب تخلیه سرریز جانبی لبه تیز ترکیبی به منظور بهره گیری از این نوع سرریز ضروری است، لذا در این تحقیق برای برآورد ضریب تخلیه، آزمایش هایی در یک سرریز جانبی ترکیبی مستطیلی- مستطیلی و با عرض و ارتفاع متغیر انجام شده است. تحلیل ابعادی پارامترهای موثر بر دبی جریان عبوری از سرریز ترکیبی نشان داد که ضریب تخلیه این سرریز تابعی از عدد فرود در بالادست جریان ( )، نسبت ارتفاع وزنی تاج سرریز به عمق جریان در بالادست سرریز ( ) و عرض کانال به عمق جریان در بالادست سرریز ( ) است. بر اساس نتایج آزمایشگاهی و نیز اصول بهینه سازی، رابطه ای بدون بعد برای محاسبه ضریب تخلیه سرریز استخراج گردید. در نهایت معادله جدیدی برای محاسبه دبی جریان عبوری از سرریزهای جانبی ترکیبی مستطیلی- مستطیلی پیشنهاد شد. این معادله با استفاده از داده های آزمایشگاهی، واسنجی و صحت سنجی شد. شاخص های آماری خطای متوسط ( )، جذر میانگین مربعات خطا ( )، میانگین درصد میانگین مطلق خطا ( )، شیب خط رگرسیون ( ) و مجذور ضریب همبستگی ( ) برای مقایسه داده های دبی آزمایشگاهی و محاسباتی برای بخش واسنجی به ترتیب 592/0، 00027/0، 01/8، 94/0 و 96/0 و برای بخش صحت سنجی به ترتیب 133/0، 00038/0، 88/9، 90/0 و 98/0 بدست آمد که حاکی از قابلیت مناسب معادله پیشنهادی است. از طرف دیگر با توجه به کاربرد وسیع شبکه های عصبی مصنوعی و الگوریتم ژنتیک در علوم مختلف از جمله علوم آب و خاک، مدل سازی ضریب تخلیه سرریز جانبی لبه تیز ترکیبی با استفاده از این دو روش نیز انجام شد. با مقایسه آماری ضریب تخلیه بدست آمده از مدل شبکه عصبی با داده های آزمایشگاهی (با 9019/0 و 0111/0 ) نشان داده شد که شبکه عصبی به خوبی قادر به تعیین ضریب تخلیه سرریز جانبی لبه تیز ترکیبی با مقطع مستطیلی – مستطیلی می باشد. همچنین پارامترهای آماری نتایج بدست آمده از الگوریتم ژنتیک (me، ، و به ترتیب برابر با 0003/0، 0178/0، %2/3 و 998/0) بیانگر کارایی مناسب این روش می باشد.

هنگامی که پایه های پل در مسیر جریان قرار می گیرند، تغییراتی را در میدان جریان ایجاد کرده و باعث افزایش ظرفیت انتقال رسوب می شوند که این امر منجر به وقوع پدیده آبشستگی موضعی اطراف سازه می گردد. علّت تخریب اکثر پل ها در جهان نیز آبشستگی بیش از حد پایه های آن می باشد. بنابراین تخمین حداکثر عمق آبشستگی اطراف پایه ها به منظور طراحی ایمن و اقتصادی فونداسیون پایه ها از اهمیت بسزائی برخوردار است. بنا به دلایل اقتصادی و ژئوتکنیکی در طراحی پایه های پل از گروه پایه ها استفاده می شود. در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی آبشستگی اطراف پایه های پل همراه پی پرداخته شده است. آزمایش ها در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان صورت پذیرفت. کانال آزمایشگاهی دارای طول 12 متر، عرض و ارتفاع 6/0 متر می باشد. برای بررسی اثر فاصله بین پایه ها بر روی عمق آبشستگی، آزمایش هایی برای نسبت های مختلف فاصله بین پایه ها به قطر پایه (g/d) انجام شده است. نتایج نشان می دهد با افزایش فاصله بین پایه ها، حداکثر عمق آبشستگی جلوی پایه کاهش یافته و در g/d=6 به تک پایه نزدیک می شود. در ادامه آزمایش ها، گروه پایه های فوق بر روی پی پیوسته قرار گرفتند. وجود پی پیوسته هم عرض پایه منجر به کاهش تقریباً 50 درصدی عمق آبشستگی جلوی پایه ها نسبت به حالت تک پایه می شود و چنانچه از پی پیوسته دو برابر عرض پایه استفاده شود، هیچگونه آبشستگی در جلوی پایه مشاهده نمی شود. در پشت پی نیز دو حفره متقارن شکل می گیرد که محل حداکثر عمق آبشستگی را به پائین دست منتقل کرده و از سازه دور می سازد. همچنین آزمایش هایی نیز به منظور بررسی اثر آبپایه در پایه های پل صورت گرفت. نتایج نشان داد وجود آبپایه منجر به کاهش عمق آبشستگی جلوی پایه می شود و در حالتی که آبپایه کاملاً به پایه ها چسبیده است، عمق آبشستگی جلوی پایه حداکثر 34 درصد کاهش می یابد

چکیده آبشستگی در اطراف پی پایه های پل یکی از علل عمده آسیب های جدی به پل می باشد. در این تحقیق، با استفاده از مدل آزمایشگاهی به بررسی این پدیده و تأثیر عمق پی، شکل پی و زاویه قرارگیری پی نسبت به جریان بر آبشستگی پرداخته شد. آزمایش ها برای 4 شکل پی شامل پی مربعی، استوانه ای، چهارگوش با دماغه نیمدایره ای در جهت جریان، چهارگوش با دماغه نیمدایره ای عمود بر جریان و 5 تراز قرارگیری پی و 7 زاویه قرارگیری آن انجام شد. نتایج نشان می دهد که عمق آبشستگی به تراز قرارگیری، شکل پی و زاویه قرارگیری پی بستگی دارد. بهترین شکل پی که کمترین آبشستگی در اطراف آن رخ می دهد، به ترتیب پی چهارگوش با دماغه نیمدایره ای درجهت جریان، پی مربعی، پی چهارگوش با دماغه نیمدایره ای عمود بر جریان و پی استوانه ای می باشد. زمانی که پی زیر سطح اولیه بستر کانال قرار دارد، علاوه بر اینکه آبشستگی را به تأخیر می اندازد، مقدار آن را نیز کمتر می کند. همچنین عمق آبشستگی با افزایش تراز پی در بالای بستر افزایش می یابد و بهترین زاویه قرارگیری پی زاویه صفر نسبت به جریان می باشد. با تحلیل آزمایش ها، محدوده مناسب برای تراز قرارگیری پی، 25 الی 50 درصد قطر پایه پل پیشنهاد گردیده است.

یکی از متداول ترین روش های کنترل فرسایش در ساحل رودخانه ها استفاده از آبشکن می باشد. این سازه موجب کاهش سرعت در نزدیکی ساحل و افزایش رسوبگذاری در این محدوده می شود. با توجه به اینکه شکل آبشکن ها نیز در الگوی جریان شکل گرفته پیرامون آنها و حفاظت ساحل رودخانه موثر می باشد، انتخاب شکل مناسب آبشکن ها همواره مورد توجه مهندسین رودخانه بوده است. با توجه به اثر موضعی آبشکنها بر الگوی جریان، معمولاً در اطراف دماغه آبشکنها حفره آبشستگی بوجود میآید. تخمین حداکثر عمق آبشستگی اطراف آبشکنها و انتخاب شکلی از آبشکن که منجر به آبشستگی کمتری در اطراف دماغه خود شود، یکی از موضوعات مورد علاقه مهندسین هیدرولیک است. آبشکن t شکل از جمله آبشکن هایی است که در شرایط یکسان هیدرولیکی از عمق آبشستگی نسبی کمتری نسبت به بقیه آبشکن ها برخوردار است. با توجه به اینکه در شرایط سیلابی معمولاً آبشکن ها به صورت مستغرق عمل میکنند، در تحقیق حاضر به بررسی آزمایشگاهی مشخصات حفره آبشستگی پیرامون آبشکن نامتقارن مستغرق پرداخته می شود. آزمایش ها در دو بخش جداگانه بر روی آبشکن های متقارن و نامتقارن انجام گرفته است. نتایج این بررسی ها نشان داد که در آبشکن متقارن با افزایش استغراق و کاهش فرود، حداکثر عمق آبشستگی نسبی و ابعاد چاله آبشستگی کاهش می یابد و طول پیشروی پشته رسوبی کمتر خواهد شد. به حدی که اگر نسبت استغراق 6 برابر شود، حداکثر عمق آبشستگی نسبی، 30 درصد کاهش می یابد. همچنین در آبشکن-های نامتقارن با افزایش طول بال بالادست و پایین دست میزان آبشستگی افزایش می یابد و رسوبگذاری پایین دست در فاصله دورتری از آبشکن شکل می گیرد. چنانچه مجموع طول بال بالادست و پایین دست در آبشکن نامتقارن ثابت باشد، با افزایش نسبت طول بال بالادست به طول بال پایین دست، حداکثر عمق آبشستگی در حدود 17% افزایش می یابد.

هدف از انجام این پژوهش بهره برداری بهینه از منابع آب در شرایط مختلف مدیریتی می باشد. 3300 هکتار از اراضی کشاورزی شهرستان آق قلا در استان گلستان به عنوان منطقه مطالعاتی انتخاب گردید. سناریوهای مدیریتی در قالب چهار رویکرد الف)"تفاوت در منبع آب مزارع"، ب)"تفاوت در مساحت اختصاص یافته به محصولات گندم و برنج"، ج)"تفاوت در میزان بارش منطقه" و د)"تفاوت در قیمت فروش محصولات" طراحی و اجرا گردیده است. رویکرد دوم در سناریوی مدیریتی بر اساس مقدار مساحت تخصیص یافته به کشت برنج و گندم در سه حالت بدون قید مساحت، 50% و 80% مساحت کل مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بهینه سازی الگوی کشت، از دو روش برنامه ریزی غیرخطی و الگوریتم ژنتیک استفاده شد. نتایج نشان داد که الگوی کشت فعلی در منطقه بهینه نبوده و در صورت اعمال الگوی کشت پیشنهادی، درآمد خالص منطقه به همراه کاهش حجم آب مصرفی، به طور چشمگیری افزایش خواهد یافت. همچنین بر اساس نتایج به دست آمده، روش الگوریتم ژنتیک در بهینه سازی الگوی کشت، نسبت به روش برنامه ریزی غیرخطی ارجحیت دارد.

با توجه به طولانی بودن دوره رسیدگی جنسی در فیل ماهی، این مطالعه با هدف بررسی اثرات غلظت های مختلف فیتواستروژن های جنیستین و اکوال بر برخی شاخص های رشد و تولیدمثلی 54 قطعه فیلماهی ماده 5 ساله پرورشی طی یکسال انجام پذیرفت. فیلماهیان با استفاده از غلظت های 0، 2/0، 4/0، 8/0 و 6/1 گرم جنیستین و اکوال در هر کیلوگرم از جیره های حاوی درصد پروتئین مشابه (45 درصد) و میزان انرژی مشابه (5/19 مگاژول در کیلوگرم) و در حوضچه های بتونی طی یک سال تغذیه شدند. نمونه برداری بافتی و خونی به صورت فصلی صورت گرفت. میانگین وزن و طول فیلماهیان در همه تیمارها در انتهای دوره نسبت به ابتدای دوره آزمایش افزایش یافت. بطوریکه از 3/0±25/13 کیلوگرم به 6/0±26/29 کیلوگرم و از 2/1±3/140 سانتی متر به 3/1±4/163 سانتی متر در انتهای دوره رسید که در وزن دارای اختلاف معنی دار بود (05/0p<). شاخص های رشد از قبیل ضریب رشد (gr)، ضریب رشد ویژه (sgr)، ضریب تبدیل غذایی (fcr)، افزایش وزن بدن (bwi) و ضریب کارایی پروتئین (per) تغییرات معنی داری در تیمارهای مختلف نشان نداد (05/0<p). بیشترین رشد تخمدان (6/64 درصد) در تیمار اکوال با غلظت 4/0 گرم در کیلوگرم مشاهده گردید. برخی شاخص های تولید مثلی از قبیل میانگین قطر اووسیت ها، سطوح تستوسترون (t) و استرادیول (e2) بطور معنی داری در تیمار اکوال با غلظت 4/0 گرم در کیلوگرم در انتهای دوره نسبت به ابتدا افزایش یافت (05/0p<). در حالیکه سطح پروژسترون اختلاف معنی داری در بین غلظت ها نشان نداد (05/0<p). سطوح 17 بتا – استرادیول در برخی از غلظت های جنیستین و اکوال بطور معنی داری در انتهای دوره افزایش یافت و به حداکثر (04/1±6/12 نانوگرم در میلی لیتر) در تیمار اکوال با غلظت 4/0 گرم در کیلوگرم رسید (05/0>p). سطوح برخی شاخص های بیوشیمیایی از قبیل کلسترول، کلسیم و فسفر در غلظت های جنیستین افزایش یافت، در حالیکه در غلظت های اکوال که اثرات استروژنیک قویتری داشتند، در انتهای دوره کاهش یافت. ارتباط معکوسی بین سطوح آلکالین فسفاتاز (alp) و فسفر مشاهده گردید. در مقایسه، تأثیر استروژنیک اکوال نسبت به جنیستین بیشتر بود. بنابراین، با توجه به نتایج حاصل میتوان از اکوال با غلظت مناسب به عنوان یک ماده افزودنی به جیره مولدین فیل ماهی پرورشی به منظور کاهش دوره بلوغ جنسی استفاده کرد. شبکه عصبی مصنوعی مورد استفاده توانست شاخص وزن فیل ماهیان را با دقت 957916945/0 مدلسازی کند. دقت مدلسازی در خصوص شاخص های تولید مثلی از قبیل قطر تخمک معادل 954294652/0 و هورمونهای استرادیول، تستوسترون و پروژسترون به ترتیب معادل 829910724/0، 84762285/0 و 930741517/0، در مورد سطوح فسفر و آلکالین فسفاتاز با دقت بسیار بالایی به ترتیب معادل 996586805/0و 983779492/0 بود. دقت مدلسازی در خصوص سطوح کلسیم معادل 869076698/0 بود. کمترین دقت مدلسازی در خصوص سطوح کلسترول و معادل 76433001/0 بود. بر اساس نتایج حاصل، امکان مدلسازی اثرات فیتواستروژنهای جنیستین و اکوال بر برخی شاخص های رشد و تولید مثلی با دقت بالا وجود دارد.

آبشکن ها از جمله سازه های هیدرولیکی هستند که با هدف انحراف جریان از ساحل فرسایش پذیر رودخانه احداث می گردند. احداث آبشکن ها منجر به ایجاد تغییراتی در الگوی جریان می شود که مهمترین تبعات آن پدیده آبشستگی موضعی در اطراف آبشکن می باشد که ایمنی سازه را به خطر می اندازد. لذا مطالعه آبشستگی موضعی در اطراف آبشکن ها و پیش بینی شکل و عمق حفره آبشستگی ضرورت پیدا می کند. با توجه به اینکه آبشکن های t- شکل یکی از انواع آبشکن ها هستند که حداکثر آبشستگی در آن ها از آبشکن های دیگر کمتر است، بدین منظور در این مطالعه پدیده آبشستگی تحت شرایط آب زلال در آبشکن t- شکل متقارن و نامتقارن در شرایط غیرمستغرق با استفاده از مدل عددی ssiim2.0 شبیه سازی شده است. همچنین تأثیر طول های مختلف بال و جان بر روی حداکثر عمق آبشستگی مورد بررسی قرار گرفته است. جهت واسنجی و آزمون نتایج مدل عددی از نتایج تحقیق شجاعی (1391) استفاده شده است. نتایج عددی نشان داد که در شرایط جریان ثابت، در آبشکن نامتقارن در یک طول ثابت، هرچه نسبت اندازه بال بالادست به پایین دست بیشتر باشد، حداکثر عمق آبشستگی افزایش می یابد. همچنین در آبشکن متقارن با افزایش طول جان آبشکن یا کاهش عرض مقطع کانال، عمق حداکثر آبشستگی افزایش پیدا می کند. مقایسه نتایج بدست آمده با داده های آزمایشگاهی نشان داد که نتایج مدل عددی ssiim2.0 با ضریب همبستگی r2=0/9608، خطای متوسطme=0/1171 ، جذر میانگین مربعات خطا rmse=0/6198 و معیار درصد میانگین مطلق خطا mape= 2/46% مطابقت خوبی با واقعیت داشته و این حاکی از قدرت بالای نرم افزار جهت شبیه سازی رفتار جریان و رسوب اطراف آبشکنt- شکل است.

در بیشتر مطالعات هیدرولوژیکی وجود اطلاعات کامل و معتبر هواشناسی و هیدرولوژی از الزامات اساسی یک طرح محسوب می شود. اما برخی مواقع خلأ ناشی شده از عدم ثبت آمار در ایستگاه ها و استفاده از این اطلاعات ناقص، باعث ایجاد خطا در نتایج می گردد. بنابراین بایستی با استفاده از روش های گوناگون این نواقص را برطرف نمود، به عبارتی دیگر داده های گم شده را بازسازی نمود. امروزه روش های نوین متعددی در پیش بینی و مدل سازی پارامترهای گوناگون در مهندسی آب گسترش یافته است. در این تحقیق داده های گم شده دبی ایستگاه هیدرومتری قزاقلی واقع در حوضه گرگانرود استان گلستان به کمک اطلاعات ایستگاه کامل بالادست با استفاده از روش های مرسوم آماری و روش های نوین از قبیل شبکه عصبی مصنوعی(ann)، سیستم استنتاج فازی- عصبی تطبیقی (anfis)، برنامه ریزی ژنتیک(gp)، درخت تصمیم m5، نزدیک ترین k همسایگی(knn) و همچنین با استفاده از روش سری زمانی به کمک آمار خودایستگاه در مقیاس روزانه و ماهانه بازسازی شد و سپس این روش ها بایکدیگر مقایسه شدند. در تمامی روش ها از مجموع کل داده های دبی درطی یک دوره آماری مشترک 30 ساله، 80 درصد داده ها برای آموزش و 20 درصد داده ها برای آزمون مدل در نظر گرفته شد. براساس معیارهای ارزیابی مدل در مقیاس روزانه به ترتیب روش های شبکه عصبی مصنوعی و روش فازی- عصبی و در مقیاس ماهانه روش های فازی- عصبی تطبیقی و برنامه ریزی ژنتیک بهترین نتایج را در مقایسه با سایر روش ها ارائه می دهند. همچنین روش سری زمانی نتایج قابل قبولی را ارائه نمی دهد. بنابراین با توجه به اینکه روش های نوین باعث افزایش دقت و سرعت در انجام عمل محاسبات بازسازی داده های گم شده شده است، توصیه می شود در بیشتر مطالعات پروژه های آبی، طرح های توسعه کشاورزی و نظایر آن مورد استفاده قرار گیرند.

سرریزهای اوجی از انواع سازه های هیدرولیکی می باشند که با اهداف مختلف در سیستم های انتقال آب مورد استفاده قرار می گیرند. جریان در سرریزهای اوجی تاکنون موضوع بررسی بسیاری از پژوهش ها بوده است. در ایران، مانند اغلب کشور های دنیا سرریز اوجی به شکل مستقیم در راستای عمود بر جریان ساخته می شود. امروزه طرح بکارگیری سرریز هایی که طول تاج را در عرض ثابت افزایش دهند مورد توجه بسیاری از محققین بوده است. سرریز قوسی نیز نوعی از سرریز می باشد که طول موثر عبور جریان را افزایش می-دهد. مطالعات در زمینه سرریزهای قوسی بسیار محدود بوده و هیدرولیک جریان در این سازه ها ناشناخته می باشد. از این رو، لزوم انجام تحقیقات در این زمینه بیشتر احساس می شود. در این پایان نامه با توجه به کاربرد و اهمیت سرریزهای اوجی، به منظور بهبود شرایط هیدرولیکی و صرفه جویی اقتصادی، طرح سرریز اوجی با پلان قوسی با استفاده از نرم افزار flow-3d مورد مطالعه قرار گرفته است. شبیه سازی جریان در سرریز قوسی با استفاده از دو مدل واقعی سرریز قوسی واتن فال و سرریز اوجی بند انحرافی رادکان صورت گرفته است. در این مطالعه، از داده های صحرایی سد واتن فال در سوئد و نتایج مطالعات فنی و طراحی بند انحرافی رادکان، استفاده شده است. با انجام مراحل واسنجی، نتایج حاصل از مدل ریاضی با داده های واقعی مقایسه شده است. نتایج مقایسه میان مدل های تلاطمی موجود در این نرم افزار شامل مدل طول اختلاط پرانتل، مدل تک معادله ای، دومعادله ای k-?، دو معادله ایrng k-? و روش گردابه ای بزرگ (les)، نشان می دهد که مدل تلاطمی rng k-? از دقت بالاتری برای شبیه سازی دبی عبوری از سرریز قوسی برخوردار است. بر اساس این مقایسه ها، درصد میانگین و حداکثر خطای نسبی مدل ریاضی در برآورد دبی عبوری از سرریز به ترتیب 76/6 و 8 درصد بدست آمده است که دقت و کارایی مناسب این نرم افزار را نشان می دهد. تاثیر جایگزینی یک سرریز اوجی قوسی با سرریز اوجی مستقیم (در شرایط یکسان) بر دبی خروجی، عمق آب و ضریب آبگذری بررسی شده است. بررسی نتایج دبی-اشل دو سرریز بیانگر کاهش هد آبی روی تاج سرریز اوجی قوسی در برابر سرریز اوجی مستقیم در دبی عبوری ثابت می باشد. همچنین سرریز قوسی در بار آبی ثابت، موجب 25 درصد افزایش در دبی خروجی می شود.

مقادیر پتاسیم قابل عصاره گیری با استات آمونیوم در برخی خاک های لسی استان گلستان بسیار بالا بوده، درصورتیکه بر اساس سوابق تحقیق، مهمترین عامل محدود کننده رشد گیاه در خاک های لسی با رس غالب ایلایت در این استان، پتاسیم می باشد. هدف از این تحقیق تعیین عوامل فیزیکی و شیمیایی کنترل کننده پتاسیم قابل استفاده در این خاک ها و امکان سنجی برآورد پتاسیم قابل استفاده خاک ها با استفاده از پارامترهای زود یافت بود. برای انجام این پژوهش 61 نمونه خاک، با محوریت وجود تنوع زیاد مابین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آنها از عمق30 سانتی متری اراضی زراعی و جنگلی استان گلستان، جمع آوری شد. پس از انجام آزمایش های مورد نظر بر روی خاک ها همبستگی داده ها با استفاده از نرم افزار spss 20 و رگرسیون خطی بین متغییرها با مدل stepwise را با نرم افزار sas 9.3، هم چنین به کمک تکنیک الگوریتم ژنتیکی به ارائه فرمول محاسباتی پرداخته و در نهایت آموزش داده ها در شبکه عصبی مصنوعی با نرم افزار matlab r2011b و شبکه mlp انجام شد. از بین تمامی 22 متغییر اندازه گیری شده که عبارتند از واکنش خاک، هدایت الکتریکی خاک، ماده آلی، ظرفیت تبادلی کاتیونی، درصد رطوبت اشباع، پتاسیم اندازه گیری شده به سه روش استات آمونیوم، تترافنیل بران سدیم و اضافه بار سطحی پتاسیم، پتاسیم عصاره گل اشباع، درصد رس، سیلت و شن بافت خاک، سطح ویژه، میانگین وزنی و هندسی قطر خاکدانه، وضعیت و درجه دانه بندی، نسبت پراکندگی، بعد فرکتالی به دو روش اسپوزیتو و ویترکرافت - تیلر و نرخ تورم خاک ، نتایج نشان داد که وضعیت دانه بندی، درصد رس، سطح ویژه خاک و اضافه بار پتاسیم بالاترین همبستگی و کمترین ریشه میانگین مربعات خطا را با پتاسیم بدست آمده از روش عصاره گیر تترافنیل بران سدیم داشتند. نتایج آنالیز آماری بیانگر بالاتربودن دقت شبکه عصبی مصنوعی نسبت به رگرسیون خطی چندگانه، می باشد. بهترین مدل شبیه سازی از انتخاب ورودی های نرخ تورم خاک و پتاسیم قابل استفاده باعصاره گیر استات آمونیوم و خروجی پتاسیم قابل استفاده با عصاره گیر تترافنیل بران سدیم، حاصل شد که در آن میزان 84/0=r2، 99/0rtest=، 61rmse = ، می باشد.

دریای خزر در دهه های اخیر تحت تاثیر تغییرات اقلیمی و عوامل مخرب انسانی قرار داشته است. اما، به دلیل عدم وجود منابع اطلاعاتی جامع از مشاهدات محیطی از این بدنه آبی، شناخت علمی کافی از دریای خزر وجود ندارد. در تحقیق حاضر، دریای خزر به ده واحد اکولوژیکی همگن از نظر فیزیکی طبقه بندی شده است. یک فرایند طبقه بندی دو مرحله ای شامل (1) متراکم سازی داده ها با استفاده از روش نقشه های خود سازمان ده (soms) و (2) طبقه بندی نهایی داده ها با استفاده از روش دسته بندی سلسله مراتبی صعودی (hac) برای این منظور مورد استفاده قرار گرفت. مجموعه ای از اطلاعات فیزیکی ماهواره ای فاقد همبستگی خطی، شامل دمای سطح آب (sst)، تغییرات فصلی شوری آب (dsss)، عمق، پوشش یخ سطح آب دریا، کل مواد معلق (tsm) و تغییرات فصلی مواد معلق (dtsm) به الگوریتم طبقه بندی soms معرفی شدند. بر اساس مجموع خطاهای همسایگی و quantization، اندازه نرون 20×20 به عنوان تعداد بهینه نرون برای فرایند آموزش شبکه عصبی برای طبقه بندی دریای خزر انتخاب شد. از آزمون بررسی اعتبار ده لایه برای بررسی تعداد بهینه طبقات استفاده شد. در نتایج حاصل از طبقه بندی، تعداد بیشتر و اندازه کوچک تر طبقات در خزر شمالی شناسایی شد. با توجه به مساحت کم تر این حوضه در مقایسه با قسمت های دیگر دریا، این مساله می تواند نشان دهنده تغییرات مکانی بیشتر شرایط فیزیکی در این قسمت از دریا باشد. در ادامه، شباهت بین نقاط مشاهداتی شش بعدی در هر طبقه فیزیکی و بین طبقات مختلف با استفاده از روش مقیاس بندی چند متغیره غیرمتریک (nmds) در دو بعد مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج این آزمون، تمایز قابل ملاحظه ای بین طبقات خزر شمالی با طبقات خزر میانی و جنوبی مشاهده شد. از طرفی، تفاوت قابل توجهی نیز بین طبقات نیمه شرقی و طبقات نیمه غربی در خزر شمالی و همچنین بین طبقات قسمت های عمیق و طبقات قسمت های کم عمق دریا ملاحظه می شود. به علاوه، طبقات بر اساس هر یک از متغیرهای ورودی فیزیکی مورد بررسی قرار گرفتند و معنی داری شباهت بین هر یک از جفت طبقات از نظر هر یک از این متغیرها، با استفاده از آزمون مقایسات چندگانه dunns مورد ارزیابی قرار گرفت. در ادامه، معنی داری زیستی طبقات فیزیکی ارائه شده با استفاده از اطلاعات متوسط سالانه طولانی مدت کلروفیل آ به دست آمده از تصاویر ماهواره ای (2010-2003) بررسی شد. نتایج آزمون کروسکال والیس روی پراکنش کلروفیل آ در طبقات مختلف نشان داد طبقات فیزیکی تعریف شده در بررسی حاضر، از نظر پراکنش مکانی کلروفیل آ نیز با یکدیگر تفاوت دارند (0.05>p). به طور کلی، غلظت کلروفیل آ در طبقات خزر میانی و جنوبی در تمام ماه های سال به طور قابل توجهی پایین تر از غلظت کلروفیل آ در طبقات خزر شمالی است. همچنین، بررسی تغییرات فصلی کلروفیل آ با استفاده از اطلاعات میانه متوسط طولانی مدت ماهانه (2010-2003) از این رنگدانه در هر طبقه، تفاوت آشکاری را بین طبقات مختلف از نظر زمان آغاز شکوفایی، طول دوره و فراوانی آن نشان می دهد. نتایج این تحقیق دو دوره مشخص را در تغییرات فصلی کلروفیل آ در کل دریای خزر نشان می دهد: یک دوره شکوفایی در تابستان و پاییز و دوره غیر شکوفایی در زمستان و بهار. نتایج همچنین نشان می دهند زمان آغاز شکوفایی و شدت آن در طبقات مختلف متفاوت است. نتایج تحقیق حاضر با فراهم کردن نگاهی کلی از اکوسیستم های عمده در آب های سطحی دریای خزر، می تواند به عنوان ابزاری کمکی مورد استفاده مدیران و سیاست گذاران این بدنه آبی قرار گیرد. محققین می توانند از نتایج این تحقیق برای اهداف مختلفی نظیر، حفاظت محیط زیست، انتخاب مناطق نمونه برداری و مدلسازی اکوسیستمی استفاده کنند.

رطوبت خاک متغیر کلیدی برای درک فرآیندهای هیدرولوژیکی و شار انرژی در سطح زمین می باشد. بنابراین شبیه سازی و یا پیش بینی دقیق آن در طرح های آبیاری، مدیریت زراعی، پیش-بینی خشکسالی و سیل، مدیریت کیفیت آب و تغیر اقلیم از اهمیت بالایی برخوردار است. اما علیرغم اهمیت زیاد این متغیر هیدرولوژیک، بکاربردن روش های اندازه گیری صحرایی با توجه به تغییرات زیاد زمانی-مکانی خصوصیات خاک و همچنین هزینه های بالای آن منطقی نیست. بر این اساس استفاده از مدل های فیزیکی به عنوان راهکاری برای رفع این مشکل مد نظر پژوهشگران قرار گرفته است. در این مطالعه، مدل مفهومی swat در شبیه سازی رطوبت خاک در حوضه آبریز نومل مورد بررسی قرار گرفت. swat مدلیفیزیکیاست که فرآیندهایمرتبطباحرکتآب،رسوبات،رشدگیاه،چرخهمواد مغذیو ... رابطورمستقیماز رویپارامترهایورودیشبیه سازیمی نماید.این مدل نیازمنداطلاعاتیدرموردآبوهوا،مشخصات خاک،توپوگرافی،پوششگیاهیوروش هایمدیریتوکاربری اراضیدرسطححوضه می باشد. مدل در دوره ی زمانی 13 ساله در حوضه آبریز نومل اجرا شد. در فرآیند مدل سازی، حوضه آبریز نومل به 23 زیر حوضه تقسیم شد. برای واسنجی مدل swat در سطح محدوده مطالعاتی و براساس مقادیر اندازه گیری شده رطوبت خاک و نیز تحلیل عدم قطعیت مدلدر سطح حوضه، از الگوریتم sufi2 در بسته نرم افزاری swat-cup استفاده گردید. درجه عدم قطعیت توسط فاکتورهای p-factor و r-factor محاسبه شد. نتایج نشان داد که مقادیر r-factor در اکثر زیرحوضه ها کمتر از 1 و در کل حوضه 01/1 و مقایر p-factor در زیر حوضه ها بین 50-99 درصد و در کل حوضه 90 درصد می باشد. این مقادیر بیانگر واسنجی خوب رطوبت در سطح حوضه و عدم قطعیت زیاد پیش بینی ها هستند. شاخص 2br بعد از واسنجی 58 درصد بوده است که نشان می دهد واسنجی مدل در حوضه از دقت قابل قبولی برخوردار است و همچنین ضریب همبستگی 2r در حوضه برابر 63 درصد بوده که با توجه به بررسی های گذشته و کیفیت داده های استفاده شده در این پژوهش قابل قبول ارزیابی گردید. به این ترتیب، می توان مدل swat را ابزار مناسبی برای شبیه سازی و پیش بینی مقادیر رطوبت خاک در سطح حوضه های آبریز دانست. همچنین اطلاعات مهمی در مورد رطوبت خاک، هم از نظر توزیع مکانی (در مقیاس زیرحوضه) و هم از نظر توزیع زمانی (در مقیاس روزانه) به همراه باند تخمین عدم قطعیت پیش بینی ها به دست آمد.

تحلیل فراوانی سیلاب و در واقع کسب آگاهی از احتمال رخداد وقایع حدی و دوره بازگشت آنها می تواند کمک شایانی به برنامه ریزی منابع آب و کاهش خسارات ناشی از این پدیده طبیعی نماید. تحلیل یک متغیره ی وقایع هیدرولوژیک به علت عدم در نظر گرفتن مشخصه های موثر بر واقعه همواره با خطا همراه بوده بنابراین در این تحقیق تحلیل فراوانی دو متغیر ه ی سیلاب مدنظر قرار گرفته شد. استفاده از توابع توزیع چند متغیره در تحلیل فراوانی به علت در نظر گرفتن توابع توزیع حاشیه ای مشابه کارائی مطلوبی نداشته لذا در این تحقیق پس از تعیین ایستگاه ارازکوسه به عنوان ایستگاه منتخب، از توابع کوپلا برای تحلیل ساختار وابستگی دو متغیر تصادفی دبی اوج و حجم سیلاب استفاده شد. در این تحقیق از خانواده های کوپلاهای ارشمیدسی، نیمه بیضوی، مقادیر حدی و پلکت استفاده شده و توابع از نظر برقراری فرض صفر و تبعیت داده ها از کوپلای مورد نظر مورد آزمون نیکویی برازش قرار گرفتند. پس از انتخاب کوپلای مناسب، نهایتاً دوره بازگشت دو متغیره ی وقایع مورد بررسی قرار گرفت. برای تعیین سری زمانی داده های پدیده سیلاب از دو معیار حدی انتخاب داده شامل دبی اوج و حجم اوج و نیز دو روش انتخاب داده شامل روش حداکثر سالانه و حد آستانه در دو مقیاس زمانی روزانه و ساعتی استفاده شد. نتایج نشان داد که کوپلای مقادیر حدی گامبل برازش بهتری بر داده ها دارد. کوانتایل دبی در حالت مستقل در دوره بازگشت های مختلف در مقیاس ساعتی نسبت به روزانه، و در روش انتخاب حد آستانه نسبت به حداکثر سالانه، بیشتر بوده اما کوانتایل حجم همواره مانند دبی با افزایش همراه نبوده است. مقدار حد آستانه نیز در مقدار کوانتایل دبی و حجم برآورد شده موثر بود. دوره بازگشت توأم در دو حالت «یا» و «و» نشان داد که طراحی بر اساس حالت «یا» اطمینان پذیر تر بوده هر چند که ممکن است هزینه بیشتری داشته باشد اما طراحی براساس حالت «و» دارای ریسک پذیری بالاتری بوده هر چند که از نظر اقتصادی نسبت به دو حالت قبلی توجیه پذیر تر است. برای طراحی بر اساس معیارهای خاص و در نظر گرفتن مشخصه ها به طور توأم می توان از دوره بازگشت های شرطی استفاده نمود که شرایط بر اساس معیارهای حدی آستانه ی خطر تعیین می شوند و می توان به مجموعه نقاطی از مقادیر حد آستانه ی خطر دست یافت و طراحی را بر اساس آنها انجام داد.

به منظور افزایش بهره وری از سازه سرریز و دریچه، می توان سرریز و دریچه را با هم ترکیب نمود، به طوری که در یک زمان آب بتواند هم از روی سرریز و هم از زیر دریچه عبور نماید. با ترکیب سرریز و دریچه می توان دو مشکل عمده و اساسی رسوبگذاری در پشت سرریزها و تجمع آشغال و اجسام شناور در پشت دریچه ها را رفع نمود. در سازه ترکیبی سرریز - دریچه شرایط هیدرولیکی جدیدی حاکم خواهد شد که با شرایط هیدرولیکی هر کدام از این دو سازه به تنهایی متفاوت است. با توجه به فرمول عمومی سرریزها، افزایش طول سرریز بر مقدار آبگذری سازه ترکیبی موثر است. در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی مشخصات حفره آبشستگی پایین دست سازه ی ترکیبی سرریز- دریچه مایل در پلان پرداخته شده است. نتایج تحقیق نشان می دهد که در یک دبی ثابت، با افزایش زاویه افقی، ارتفاع جریان بالادست وارتفاع روی سرریز کاهش می یابد. علاوه بر این نتایج نشان داد که در یک زاویه ثابت، با افزایش دبی جریان، ارتفاع جریان بالادست، ارتفاع روی سرریز و فرود بالادست، میزان حداکثر عمق آبشستگی نیز افزایش می یابد. همچنین با ثابت گرفتن دبی جریان، بازشدگی و ارتفاع سازه، افزایش زاویه باعث کاهش عمق آبشستگی می شود.

مقاومت مکانیکی خاک با تاثیر بر رشد ریشه، بر جذب عناصر غذایی موثر است و چون با آبیاری می توان مقاومت مکانیکی خاک را کاهش داد ممکن است مبنای زمان آبیاری نیز قرار گیرد. این تحقیق با هدف بررسی مقاومت مکانیکی خاک به صورت تابعی از رطوبت و دیگر فاکتورهای فیزیکی و شیمیایی در پتانسیل های مختلف رطوبتی انجام گردید. بدین منظور تعداد 61 نمونه خاک با تنوع وسیعی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی، از اراضی استان گلستان و از عمق 0 تا 30 سانتی متری تهیه گردید. تجزیه و تحلیل داده های بدست آمده از آزمایشات فیزیکی و شیمیایی با روش های معمول آماری، شبکه عصبی مصنوعی و الگوریتم ژنتیک صورت گرفت. بهترین مدل ها با استفاده از متغیرهای درصد رس و رطوبت در پتانسیل های یک سوم، یک، پنج و پانزده بار بدست آمد. با توجه به دامنه وسیع درصد رطوبت و رس در خاک های مورد بررسی بهتر است جهت تعیین زمان آبیاری به جای استفاده از درصد رطوبت بخصوص در محصولات زمستانه از مقاومت مکانیکی خاک استفاده شود.

شبیه¬سازی توزیع دوبعدی سرعت جریان برای تعیین فرایندهای هیدرولیکی از قبیل دبی جریان، توزیع تنش برشی، رسوب، میزان فرسایش و رسوب¬گذاری و انتقال آلودگی حائز اهمیت است. از این رو محققین زیادی مدل¬های مختلفی را برای برآورد توزیع سرعت در کانال¬های روباز پیشنهاد نموده¬اند. از پرکاربردترین روش¬های کلاسیک ارائه شده در شبیه¬سازی توزیع قائم سرعت، قوانین توانی و لگاریتمی می¬باشند. از جمله ضعف¬های این دو مدل این است که قادر به برآورد توزیع عرضی سرعت نبوده و تنها برای کانال¬های عریض کاربرد دارند. در این پژوهش به معرفی دو مدل متفاوت برای توزیع دوبعدی سرعت جریان پرداخته شده است و عملکرد آن¬ها با استفاده از مقادیر آزمایشگاهی در یک کانال مستطیلی مورد ارزیابی قرار گرفته است. چیو (1987) با استفاده از مفاهیم احتمالاتی و اصل بیشینه¬سازی آنتروپی روشی را ارائه نمود که توانایی شبیه¬سازی توزیع دوبعدی سرعت را داشته و هم¬چنین قادر به برآورد دبی جریان، سرعت متوسط و حداکثر جریان است. کین و همکاران (2009) نیز یک معادله دیفرانسیل جزئی برای توزیع دوبعدی سرعت جریان در عرض و عمق کانال ارائه نمودند. در این پژوهش با حل عددی معادله دیفرانسیل جزئی کین و همکاران، توزیع دوبعدی سرعت جریان و دبی جریان برآورد شده است. مقدار متوسط خطای نسبی دبی جریان محاسبه شده در مرحله واسنجی برای دو مدل چیو (1987) و کین و همکاران (2009) به ترتیب برابر 7/9 و 8/4 درصد است. هم¬چنین این مقدار برای دو مدل در مرحله صحت¬سنجی برابر 9/3 و 2/4 درصد می¬باشد. روش کین و همکاران به دلیل سادگی محاسبات، می¬تواند به عنوان روشی کارآمد و موثر جایگزین روش¬های دیگر برای تعیین توزیع دوبعدی سرعت و محاسبه دبی جریان گردد.

چکیده سرریزها و دریچه ها از جمله سازه های پرکاربرد در مهندسی بشمار می روند، در این سازه ها همواره جت عبوری از بالا و پایین سازه وجود دارد. بر اثر جریان ناشی از جت عبوری از رو یا زیر سازه هیدرولیکی، احتمال ایجاد حفره های آبشستگی در پایین دست سازه هیدرولیکی وجود دارد. آبشستگی موضعی پایین دست سازه های هیدرولیکی، در صورتی که مهار نشود، باعث فرسایش شدید شده و پایداری آنها را به مخاطره می اندازد. برای جلوگیری از رسوب گذاری و تجمع مواد شناور در بالادست، می توان سازه سرریز و دریچه را با هم ترکیب نمود به طوری که در یک زمان آب بتواند هم از روی سرریز و هم از زیر دریچه عبور نماید. عبور جریان هم زمان از روی سرریز و زیر دریچه دو مشکل عمده تجمع مواد شناور و رسوب گذاری را مرتفع می نماید. از آنجایی که ضریب آب گذری این سازه مهم است و با توجه به این که تمایل سازه در ارتفاع می تواند بر ضریب آب گذری و هیدرولیک جریان اثر گذارد، لذا در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی مشخصات حفره آبشستگی پایین دست سازه ی ترکیبی سرریز- دریچه مستطیلی مایل در ارتفاع با زوایای مختلف پرداخته شده است. نتایج تحقیق نشان می دهد پارامترهای هندسی مدل سرریز- دریچه از جمله بازشدگی دریچه a، فاصله بالای دریچه تا کف سرریز w (ارتفاع سازه) و پارامترهای هیدرولیکی از جمله عمق جریان h و عمق آب بالای سرریز hw، در ضریب آب گذری نقش اساسی دارند. نتایج نشان می دهد به ازای یک فرود مشخص، بازشدگی دریچه، ارتفاع سازه ثابت با افزایش زاویه سازه ترکیبی، ارتفاع جریان در بالادست و ارتفاع آب روی سازه کاهش می¬یابد و هم چنین میزان آبشستگی کاهش می یابد. نتایج نشان می دهد که کمترین میزان آبشستگی پایین دست سازه ترکیبی در زاویه 35 درجه رخ می دهد نتایج نشان می دهد که با افزایش تمایل سازه نسبت به حالت قائم، کاهش ارتفاع سازه ترکیبی و همچنین کاهش بازشدگی دریچه میزان حداکثر عمق آبشستگی کاهش می یابد. کلمات کلیدی: سرریز، دریچه، زاویه تمایل، حداکثر عمق آبشستگی، ارتفاع سازه.

در تحقیق حاضر به منظور شناسایی تنوع آللی موجود در ناحیه پروموتور ژن پرولاکتین و ناحیه 5utr ژن igf-1از تعداد 158 قطعه مرغ بومی ایستگاه اصلاح نژاد مرغ بومی مازندران خونگیری انجام شد. از واکنش زنجیره¬ای پلیمراز(pcr) برای تکثیر قطعات ژن¬های موردنظر استفاده شد و تعیین الگوی باندی ناحیه 5utr مربوط به ژن igf-1 با استفاده از روشsscpانجام شد. صفات عملکردی شامل اوزان تولد، 8 و 12 هفتگی، سن و وزن بلوغ جنسی، میانگین تعداد تخم¬مرغ در 3 ماهه¬ی اول تولید و میانگین وزن تخم¬مرغ نیز اندازه¬گیری شد. در بخش اول پس از استخراج dna قطعه¬ای به اندازه 154- 130 جفت باز از ناحیه پروموتور ژن پرولاکتین و 621 جفت باز از ناحیه 5utr ژن igf-1با استفاده از تکنیک pcr تکثیر گردید. محصولات pcr به¬دست آمده با استفاده از ژل اکریلآمید آنالیز گردید که منجر به شناسایی ژنوتیپ¬های متفاوت در ژن پرولاکتین در مرغان مورد مطالعه شد. برای این جایگاه از ژن پرولاکتین، دو آلل iو dبا فراوانی¬های 615/0 و 385/0 و سه ژنوتیپ ii، id و dd با فراوانی¬های 35/0، 53/0 و 12/0 به¬دست آمد. در ژن igf-1 چندشکلی مشاهده نشد. در بخش دوم ارتباط چندشکلی ژن¬های مذکور با صفات اقتصادی به¬وسیله رویه glm نرم¬افزار sas مورد بررسی قرار گرفت. جهت پیش¬بینی تعداد و وزن تخم¬مرغ تولیدی با استفاده از اطلاعات مربوط به صفات عملکردی و چندشکلی ژن¬های مورد بررسی از شبکه عصبی مصنوعی استفاده گردید. برای ناحیه پروموتور ژن پرولاکتین،نتایج نشان داد کهپرندگان دارای ژنوتیپ‏ ddتعداد تخم تولیدیکمتر وسن بلوغ جنسی بالاتری نسبت به پرندگان دارای ژنوتیپ¬هایii وid داشتند.بنابراین استفاده از اطلاعات مربوط به چندشکلی ژن پرولاکتین می¬تواند در جهت ارتقاء تولید تخم¬مرغ در مرکز اصلاح¬نژاد مرغ بومی مازندران به¬طور موثری استفاده شود. همچنین شبکه¬ی عصبی مصنوعی با استفاده از اطلاعات مربوط به صفات عملکردی و چندشکلی ژن پرولاکتین با دقت بالایی قادر به پیش¬بینی تعداد و وزن تخم¬مرغ است.

در سازه های ترکیبی سرریز¬-¬ دریچه، تداخل جریان از زیر دریچه و روی سرریز باعث اختلاط شدید در جریان و تغییر در توزیع تنش های برشی کف می شود. از این رو شبیه سازی عددی الگوی جریان عبوری از این سازه ها بسیار پیچیده است. در شرایطی که سازه در پلان یا ارتفاع دارای زاویه تمایل باشد، هیدرولیک جریان نیز دستخوش تغییرات می¬شود. هدف اصلی از این تحقیق، شبیه سازی عددی هیدرولیک جریان و آبشستگی در پایین¬دست جریان ترکیبی همزمان از روی سرریز و زیر دریچه در حالت مایل در پلان و ارتفاع با استفاده از نرم-افزار flow3d است. نرم¬افزارflow3d یک نرم¬افزار قوی در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی است که برای حل مسائل با هندسه پیچیده مورد استفاده قرار می گیرد. این مدل برای شبیه سازی جریان¬های سطح آزاد سه¬بعدی غیر ماندگار با هندسه پیچیده کاربرد فراوانی دارد. در این تحقیق مدل¬سازی در حالت کف صلب و کف متحرک انجام شد و برای واسنجی و صحت¬سنجی این نرم¬افزار به منظور تخمین پارامترهای جریان در سازه¬های ترکیبی، از نتایج آزمایشگاهی صورت گرفته در این تحقیق استفاده شد. همچنین برای شبیه¬سازی آبشستگی جریان از مدل¬های مختلف آشفتگی مانند rng k-? و les بهره گرفته شد. پس از اطمینان از دقت مدل و با انتگرال¬گیری¬های پروفیل¬های سرعت روی سرریز و زیر دریچه، میزان دبی عبوری از روی سرریز و زیر دریچه تعیین شد. همچنین به منظور شبیه¬سازی پروفیل سطح آب از روش vof استفاده شد. سپس با انجام آنالیز ابعادی، نسبت دبی عبوی از روی سرریز به زیر دریچه، تابعی از عدد فرود (fr)، نسبت بازشدگی زیر دریچه به عمق بالادست سازه (w/h_1 )، زاویه تمایل (?) و تصویر هد آب روی سرریز به طول سازه (h_d/t) گردید. مقایسه نتایج مدل¬سازی در حالت کف متحرک با نتایج آزمایشگاهی نشان می¬دهد که مدل از قابلیت بالایی جهت شبیه¬سازی الگو و میزان آبشستگی برخوردار است.

پدیده های هواشناسی از سیستم گردش عمومی جو ایجاد می شوند. عواملی مانند پدیده های دورپیوند ولکه های خورشیدی هستند که این سیستم را تحت تأثیر قرار می دهند. خشکسالی از پدیده های ادواری و مهم هواشناسی است که برای مدیریت آن نیازمند پیش بینی آن هستیم. با توجه به اینکه پدیده های پیوند دور اثر تأخیری دارند، بنابراین می توان از آنها جهت پیش بینی استفاده کرد. بر این اساس تحقیقی صورت گرفت تا به صورت مطالعه موردی با استفاده از داده های بارش ماهانه ایستگاه هواشناسی سینوپتیک گرگان طی دروه آماری 1362-1392،شدت خشکسالی هواشناسی که براساس شاخص بارش استاندارد شده spi محاسبه می شود با پدیده های پیوند دور پیش بینی شود. بر این اساس همبستگی های تقاطعی نمایه spi با شاخص های پیوند دور با گام های تأخیری زمانی مختلف محاسبه و برای هر شاخص، گام تأخیری با بالاترین همبستگی به عنوان متغیر مستقل انتخاب تا متغیر وابسته یعنی شدت خشکسالی با روش های رگرسیون چندمتغیره خطی، شبکه عصبی مصنوعی، نزدیکترین k-همسایگی و درخت تصمیم m5 پیش بینی شود. نتایج نشان داد که با وجود همبستگی های ضعیفی که بین تک تک متغیرهای مستقل با شدت خشکسالی وجود داشت ولی شرکت دادن کلیه این متغیرها می تواند خشکسالی را در پنجره های زمانی 3، 6 و 12 ماهه بترتیب با ضرایب همبستگی 662/0، 79/0 و84/0و ریشه میانگین مربعات خطای771/0،634/0و611/0 پیش بینی کنند. از بین مدل های پیش بینی، مدل درختی m5 نیز در مقایسه با دیگر مدل ها نتایج بهتری را ارائه کرد.مهم ترین نتایجی که برای پیش بینی خشکسالی هواشناسی با استفاده از شاخص های اقلیمی پیوند از دور بدست آمد عبارتند از: 1) شاخص های اقلیمی پیوند از دور به تنهایی همبستگی بالایی با شاخص خشکسالی برقرار نمی کنند ولی در ترکیب با هم می توانند تا حد قابل قبولی در پیش بینی شدت خشکسالی موثر باشند. 2) در بین شاخص های پیوند از دور موثر بر خشکسالی، به ترتیب شاخص های nino4،soi، sunspot،mei در گام های زمانی متفاوت از بین دیگر شاخص ها بیشترین تاثیر را داشتند. 3) با توجه به اینکه شاخص های اقلیمی پیوند از دور در چند گام زمانی بعد بیشترین تأثیر را می گذارند بنابراین می توانند در پیش بینی متغیر های کارآمدی باشند. 4) لکه های خورشیدی به تنهایی همبستگی بالایی با شاخص خشکسالی برقرار نمی کند ولی در ترکیب با دیگر متغیر هاییش بینی کننده، به عنوان یک متغیر مهم و اساسی در نظر گرفته می شود. 5) در بین مدل ها روش های مختلف پیش بینی،مدل درختی m5 با ارائه روابط ساده و مشخص و هم چنین میزان خطای کم تر، نسبت به مدل های رگرسیونی چند متغیره خطی،شبکه عصبی مصنوعی و روش نزدیکترین k همسایگی، روش مناسب تری در پیش بینی خشکسالی بر اساس شاخص های اقلیمی پیوند از دور تشخیص داده شد. 6) با افزایش پنجره زمانی شاخص خشکسالی، دقت پیش بینی افزایش می یابد.

اندر کنش بین جریان و پایه های پل در مسیر رودخانه غالباً باعث آبشستگی موضعی می شود. برای طراحی پایه های پل تخمین مشخصات حفره آبشستگی ضروری می باشد. هدف از این تحقیق بررسی اثر فاصله بین پایه ها بر عمق آبشستگی و کنترل آن با استفاده از آبپایه می باشد. در این تحقیق، آزمایش ها بر روی گروه پایه دوتایی عمود بر مسیر جریان با قطر 3 سانتی متر انجام شد. سپس با تغییر فاصله بین دو پایه و تغییر موقعیت آبپایه به پایین دست، بالادست و همزمان پایین دست و بالادست پایه ها، توسعه زمانی عمق آبشستگی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد عمق آبشستگی در جلو پایه ها با افزایش فاصله بین دو پایه کاهش پیدا می کند. این کاهش در آزمایش های گروه پایه بدون آبپایه برای نسبت فاصله به قطر برابر 2 تا %38.2 می رسد. همچنین نتایج نشان داد که قرارگیری آبپایه ها هم زمان در بالادست و پایین دست پایه ها می تواند باعث کاهش حداکثر عمق آبشستگی در بالادست پایه ها تا %62.79 گردد. وجود آبپایه در اطراف گروه پایه باعث بوجود آمدن دو حفره در پایین دست پایه ها شده، که عمق آن ها با انتقال آبپایه از بالادست به پایین دست کاهش می یابد.

عامل اصلی تخریب پایه های پل، آبشستگی موضعی اطراف آن ها می باشد. بنابراین ارائه روش های مناسب به منظور کنترل و کاهش عمق آبشستگی از مسائلی است که بسیار مورد توجه بوده است. هدف از تحقیق حاضر بررسی آبشستگی در تک پایه، گروه پایه در راستای جریان و تأثیر آبپایه بر عمق آبشستگی در گروه پایه در راستای جریان می باشد. آزمایش ها به صورت توسعه زمانی برای فواصل مختلف بین پایه ها و موقعیت های مختلف قرارگیری آبپایه، چسبیده به پایه جلویی و پایه پشتی، در پایین دست یا بالادست آن ها صورت پذیرفت. نتایج نشان می دهد زمانی که پایه ها دقیقاً کنار هم باشند، عمق آبشستگی در پایه جلویی برابر با عمق آبشستگی در تک پایه می شود. اما با افزایش فاصله بین پایه ها، عمق آبشستگی در پایه جلویی به دلیل وجود عامل تقویت کننده پایه پشتی بیشتر از تک پایه و در پایه پشتی به دلیل وجود عامل محافظت کننده پایه جلویی کمتر از تک پایه می باشد. بیشترین تأثیر پدیده تقویت کننده در فاصله g=2d مشاهده شد. چنانچه از یک آبپایه برای گروه پایه استفاده شود، زمانی که آبپایه از پایین دست پایه پشتی به بالادست پایه جلویی انتقال یابد، خطر آبشستگی در پایین دست پایه ها بیشتر احساس می شود؛ ولی محل حداکثر آن در فاصله دورتری از سازه قرار می گیرد. به منظور کاهش این خطر و همچنین دورتر کردن آن، از آبپایه دوم برای پایه پشتی استفاده شد. نتایج حاصل از حضور دو آبپایه نشان داد که استقرار آبپایه ها در بالادست پایه ها موثرترین روش در کاهش عمق، طول و عرض حفره آبشستگی بالادست پایه ها می باشد. در فاصله-های g=2d,3d اگر آبپایه اول پشت پایه جلویی قرار گیرد، محل حداکثر عمق آبشستگی، جلوی پایه ها و اگر آبپایه اول جلوی پایه جلویی قرار گیرد این محل به پایین دست پایه پشتی انتقال می یابد. اما در فاصله g=4d محل حداکثر عمق آبشستگی در 4 حالت استقرار آبپایه، به پایین دست سازه منتقل می شود.

چکیده: آبشستگی پدیده ای است که در اثر جابه جایی ذرات توسط جریان از محل استقرار اولیه آن ها به مکان دیگری به وقوع می پیوندد. آبشستگی به عنوان تهدید جدی برای سازه های در مقابل جریان تلقی می شود. نگاهی به گذشته ی پل سازی در ایران و سایر کشورها بیانگر این موضوع است که بسیاری از پل ها بدلیل آبشستگی اطراف پایه هایشان تخریب شده اند. لذا ، تعیین حداکثر عمق آبشستگی در پایه های پل از اهمیت بالایی برخوردار است. بدلیل پیچیدگی معدلات حاکم بر میدان جریان و رسوب ، بسیاری از محققان به استفاده از مدل های آزمایشگاهی و ارائه روابط تجربی برای محاسبه عمق آبشستگی روی آورده اند. در این میان استفاده از مدل های عددی برای شبیه سازی جریان و رسوب امری اجتناب ناپذیر می باشد. اما باید توجه داشت که پیش از به کارگیری ، باید دقت این مدل ها در شرایط پیچیده و با توجه به فرضیات موجود در آن ها واسنجی شود. به همین منظور در این تحقیق ، کارایی یک مدل عددی سه بعدی موجود به نام ssiim در مدل کردن میدان رسوب اطراف گروه پایه های پل ، سنجیده شده است. برای این منظور ، ابتدا مدل با استفاده از داده های آزمایشگاهی کالیبره و در ادامه صحت سنجی شده است. نتایج مقایسه نشان می دهد که با دقت بالایی می توان از این مدل در شبیه سازی آبشستگی و تخمین حداکثر عمق آبشستگی اطراف پایه های پل استفاده کرد. واژگان کلیدی: آبشستگی موضعی ، گروه پایه های پل ، نرم افزار ssiim

منابع آب زیرزمینی یکی از مهمترین و ارزان ترین منابع آب به شمار می روند، که شناخت صحیح و بهره برداری اصولی از آنها می تواند در توسعه پایدار فعالیت های اجتماعی و اقتصادی نقش به سزایی داشته باشد. در این تحقیق ابتدا پارامتر های مورد نیاز برای مدل سازی به عنوان ورودی به نرم افزار gms معرفی و مدل مفهومی منطقه تهیه گردید و سپس مدل عددی برای حالت پایدار و ناپایدار شبیه سازی شد. واسنجی مدل در حالت ماندگار در یک دوره زمانی یک ماهه(مهر90) و در شرایط غیر ماندگار، در گام-های زمانی 12 ماهه (آبان 90 تا مهر91) اجرا شد. خطای محاسبات با استفاده از معیار rmse در حالت پایدار و ناپایدار به ترتیب 71/0 و 78/0 محاسبه گردید. در گام بعدی آنالیز حساسیت و صحت سنجی مدل صورت گرفت. در پایان صحت سنجی مقدار خطای rmse برابر 96/. متر محاسبه گردید. پس از تایید صحت مدل نتایج حاصل از آنالیز حساسیت نشان داد که مدل نسبت به تغییرات پمپاژ از چاه ها از حساسیت بیش تری برخوردار است. سپس به منظور بهبود مدیریت آبخوان در سال های آینده سه سناریو مطرح گردید. اولین سناریو با هدف بررسی اثر تغییر اقلیم بر سطح آب زیرزمینی انجام شد و نتایج حاصل از اجرای مدل برای دوره 2030-2011 نشان داد که سطح آب زیرزمینی به طور متوسط 7/1 متر افت خواهد کرد. دومین سناریو با هدف بررسی تاثیر افزایش راندمان آبیاری بر نوسانات سطح آب زیرزمینی انجام شد. نتایج نشان داد که افزایش راندمان آبیاری به میزان 10، 20 و 30 درصد باعث کاهش تغذیه آبخوان و افت سطح ایستابی، به ترتیب به اندازه 87/.، 47/1 و 78/2 متر می شود. در سومین سناریو تاثیر تغییرات نرخ پمپاژ بررسی شد که نشان داد با افزایش برداشت از آبخوان به میزان 15 و 25 درصد سطح آب زیرزمینی بطور متوسط به اندازه 1/3 و5/4 متر افت می کند و کاهش برداشت به میزان 15 و 25 درصد موجب بالا آمدن سطح ایستابی به ترتیب به اندازه 5/2 و 9/4 متر خواهد شد. کلمات کلیدی: مدل سازی، آب زیرزمینی، نرم افزار gms، دشت قاین

اندازه گیری دبی آب و کنترل سطح آب در شبکه های آبیاری یکی از الزامات مهندسان و بهره برداران از شبکه های آبیاری می باشد. سرریزها و دریچه ها، سازه های هیدرولیکی ساده ای هستند که به منظوراندازه گیری، کنترل و تنظیم تراز سطح آب در کانال های آبیاری و آبرسانی مورد استفاده قرار می گیرند. در این تحقیق سرریز و دریچه قوسی در پلان در زاویه های مرکزی صفر تا 135 درجه با ارتفاع 13 سانتی متر، از نظر پروفیل سطح آب، ضریب آبگذری و دبی عبوری از روی سرریز و زیر دریچه مورد بررسی قرار گرفتند. آزمایش ها در کانال 60 سانتی متری و درمحدوده دبی 8 تا 30 لیتر بر ثانیه صورت گرفت. و معادله کلی برای ضریب آبگذری سرریز و دریچه قوسی درپلان ارائه گردید. مقدار میانگین خطای مطلق دبی محاسبه شده با رابطه ارائه شده ، به ترتیب در سرریز و دریچه قوسی در پلان حدود 65/1% و 53/3% محاسبه شد. پایین بود درصد میانگین خطای مطلق در محاسبه ضریب آبگذری سرریز و دریچه قوسی در پلان نشان دهنده دقت مناسب مدل ارائه شده است. همچنین نتایج، افزایش 30 درصدی میزان دبی عبوری از روی سرریز قوسی با زاویه 135 درجه را نسبت به سرریز خطی (بدون قوس) و افزایش 28-10 درصدی دبی عبوری از زیر دریچه قوسی بسته به مقدار بازشدگی در محدوده 5/2?h/a ، را نشان داده است. همچنین با بررسی پروفیل سطح آب مواردی همچون پدیده دم خروسی و جریان چرخشی در جلوی سرریز و دریچه قوسی مشاهده گردید.

استفاده از سرریزها و دریچه ها به تنهایی سبب بروز مشکلات رسوبگذاری پشت سرریز و تجمع مواد زائد پشت دریچه می شود. به منظور افزایش کارایی سرریز و دریچه می توان این سازه ها را با هم ترکیب نمود، به نحوی که همزمان جریان هم از رو بصورت سرریز و هم از زیر بصورت دریچه وجود داشته باشد. با عبور جریان همزمان از روی سرریز و زیر دریچه دو مشکل عمده تجمع مواد زائد و رسوبگذاری، می تواند مرتفع شود. به منظور افزایش ضریب دبی، می توان سازه ترکیبی سرریز-دریچه قوسی در پلان را به کار برد.

مدیریت فشار در شبکه های آب شهری پارامتر مهمی در جلوگیری از نشت آب، حوادث شبکه و مدیریت مصرف می باشد. جهت بررسی وضعیت فشار در نقاط مختلف شبکه، نیاز به مدل سازی هیدرولیکی شبکه توزیع آب شهری است که بایستی بر اساس داده های واقعی واسنجی شده باشد. در این تحقیق شبیه سازی هیدرولیکی ناحیه 2 فشاری گرگان با استفاده از داده های آبان ماه 1393 و نرم-افزار water gems انجام شد و نتایج مدل بر اساس معیارهایی مانند شاخص اعتمادپذیری و آسیب پذیری مورد ارزیابی قرار گرفت سپس به منظور مدیریت فشار در مکان های مختلف، سناریوهای مختلف مدیریتی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که شاخص اعتمادپذیری و آسیب پذیری در واسنجی مدل به ترتیب 88/0 و 112/0 هستند که نشان از دقت بالای مدل در شبیه سازی است. همچنین تایج نشان می دهد که از بین سناریوهای مختلف مدیریتی، سناریوی اضافه کردن لوله مستقیم از مخزن به مناطق کم فشار به همراه شیر فشارشکن در مناطق پرفشار با شاخص اعتمادپذیری و آسیب پذیری 98/0 و 0161/0 می تواند جهت مدیریت فشار در شبکه مورد استفاده قرار گیرد.

چکیده ندارد.

در این مطالعه خصوصیات هیدرولیکی گرداب از قبیل افت انرژی ، عمق گرداب ، طول گرداب و عمق جریان در کانال پائین دست شیب شکن قائم با جریان زیر بحرانی در بالا دست و شیب معکوس در کانال پائین دست مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. همچنین مشخص شد که جریان در کانال پایین دست شیب شکن می تواند زیربحرانی و یا فوق بحرانی باشد . معادله ای تجربی نیز برای پیش بینی رژیم جریان توسعه داده شد. همچنین توزیع فشار واد بر کف شیب معکوس در اثر برخورد جت ضربه ای مسطح مورد آزمایش قرار گرفت . مطالعه اخیر از دو بخش تحلیلی و آزمایشگاهی تشکیل شده است. آزمایشها در آزمایشگاه هیدرولیک دانشکده عمران دانشگاه صنعتی اصفهان صورت گرفته است. دو مدل ریاضی برای بیان ویژگیهای کمی شیب شکن مورد استفاده قرار گرفته است. در مدل ریاضی اول فرضیات استفاده شده توسط محققین قبلی برای مدل جدید تعمیم داده شده است . در مدل ریاضی دوم جت سقوط یافته با جت مستغرق شبیه سازی شده و بیشترین سرعت جریان بر روی محور جت در نزدیکی دال کف کانال پائین دست از فرمولهای تجربی بدست آمده است. نتایج تجربی بدست آمده برای طول شیب شکن ، عمق حوضچه گرداب عمق جریان در پایین دست شیب شکن و افت انرژی با نتایج تخمین زده مدلهای تحیلی اخیر مقایسه شده اند . برای افت انرژی در شیب های ملایم معکوس نتایج مدل تحلیلی اول با داده های آزمایشگاهی نزدیکتر است . برای عمق گرداب مدل تحلیلی دوم به داده های آزمایشگاه نزدیکتر است . مقادیر تخمین زده شده برای عمق گرداب از داده های آزمایشگاهی کمتر است. علت این امر را می توان حضور هوا در حوضچه گرداب و صرفه نظر کردن آن در مدلهای تحلیل است.