برآورد حجم رسوب ورودی به مخازن سدها از ضرورت های طراحی و مدیریت تأسیسات آبی می باشد. روش های تجربی و ریاضی مختلفی جهت برآورد حجم رسوب موجود است اما همواره این روش ها به دلیل عوامل مختلف موثر در پدیده رسوبگذاری و وجود فرآیند تصادفی در آن ها دارای قطعیت نبوده و موجبات شکست پروژه یا استفاده از ضرایب اطمینان بالا را فراهم می کند. در این راستا تحلیل عدم قطعیت می تواند درک درستی از نقش عوامل تأثیر گذار بر پدیده ایجاد کرده و شناختی راجع به سهم هر کدام از پارامترهای ورودی بر خطای ظاهر شده در مدل خروجی ارائه دهد. در این تحقیق، جهت برآورد دبی رسوب ورودی به سد، روش های همبستگی سالیانه، usbr، متوسط دسته ها و ضرایب تعدیل fao و فرگوسن با استفاده از آمار ایستگاه های هریرود-پل خاتون و کشف رود-پل خاتون برای سد دوستی مورد استفاده قرار گرفت. همچنین برای محاسبه راندمان تله اندازی از روش برون و وزن مخصوص ذرات از روش های لین و کولزر و میلر استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان داد که تعدیل ضرایب fao و fergosen روی روش متوسط دسته ها در برآورد دبی رسوب و روش میلر برای وزن مخصوص ذرات نتایج مطلوب تری را به همراه داشته است. در بحث عدم قطعیت، دو روش شبیه سازی مونت کارلو mcs و نقطه ای هار harr مورد بررسی قرار گرفت. بدین طریق که در روش مونت کارلو با نمونه گیری lhs به دلیل حجم بالای محاسبات برنامه ای توسط نگارنده در محیط matlab نوشته شده، که در این تحلیل سهم هر پارامتر در عدم قطعیت کلی حجم رسوب و محاسبه عدم قطعیت کلی مورد محاسبه قرار گرفته است. طبق نتایج به دست آمده دبی رسوب و پس از آن منحنی راندمان تله اندازی بیشترین تأثیر را در عدم قطعیت حجم رسوب دارا هستند. عدم قطعیت کلی حجم رسوب به روش مونت کارلو برابر 0.1341 به دست آمد. همچنین نتایج نشان داد که در روش هار به دلیل اجبار در حذف تعدادی از پارامترهای موثر در محاسبه عدم قطعیت نتیجه قابل قبولی را حاصل نکرد.

تنش برشی به عنوان مهم ترین پارامتر موثر در رفتار رودخانه می باشد. توزیع تنش برشی به هندسه مقطع، سلول های جریان ثانویه و توزیع زبری بستگی دارد. روش های زیادی برای تخمین تنش برشی ارائه گردیده است. این روش ها شامل روش های تجربی و آنالیتیکی می باشند. برخی از روش ها تنش برشی موضعی، برخی دیگر تنش برشی متوسط و برخی درصد نیروی برشی وارد بر جداره ها یا بستر را محاسبه می کنند. در این تحقیق از شبکه های عصبی مصنوعی برای تخمین تنش برشی موضعی استفاده گردیده است. برای این منظور، برخی از داده های آزمایشگاهی مربوط به تنش برشی موضعی ارائه شده در قالات بین سال های 1960 تا 2009 جمع آوری گردید. این داده ها برای مقاطع مختلف از جمله دایره ای، مثلثی، ذوزنقه ای، مستطیلی، سیلاب دشتی متقارن و نامتقارن می باشد. این مقاطع به صورت صاف یا زبر با توزیع زبریی همگن و غیر همگن می باشد. پس از جمع آوری داده ها، از برنامه نویسی در محیط مطلب برای ایجاد مدل ها استفاده گردید. برای ایجاد مدل ها از توابع فعالیت مختلف و همچنین توابع پیش پردازش گوناگونی استفاده شد. تعداد نرون های لایه مخفی از 1 تا 90 تغییر داده شد و هر تغییر، 10 بار تکرار شد. بنابراین برای هر مدل، 900 شبکه ایجاد گردید. پس از بررسی معیارهای آماری مانند مجذور میانگین مربعات خطا (rmse)و حداکثر خطا (maxe) بهترین مدل انتخاب شد. سپس نتایج حاصل از شبکه های عصبی با سایر روش ها مقایسه گردید و مشخص شد که شبکه عصبی توانایی تخمین بهتر تنش برشی موضعی را نسبت به سایر روش ها داراست. مقدار مجذور میانگین مربعات خطا برای داده های تست 0.26 n/m2 بدست آمد.

پل ها از جمله حیاتی ترین و مهمترین سازه های هیدرولیکی هستند که از دیرباز مورد استفاده قرار می گیرند و آبشستگی موضعی کنار پایه های آن ها در طول جریان های سیلابی از عوامل تهدید آن ها به شمار می آیند . لذا برای طرح یک سازه ایمن و جلوگیری از آبشستگی پایه پل به گونه ای که توجیه پذیری اقتصادی داشته باشد ، به تحقیقات زیادی نیاز است. همه ساله پلهای زیادی در سراسر جهان تخریب می شوندکه این تخریب در بیشتر موارد در اثر نادیده گرفتن نقش مسائل هیدرولیکی در طراحی پل ها است . یکی از روش های جدید درکاهش میزان آبشستگی در اطراف پایه های پل، استفاده از صفحات مستغرق می باشد . در این تحقیق نصب یک سری از صفحات مستغرق به صورت دوگانه، با طول های متفاوت و زاویه های قرار گیری مختلف که در چهار موقعیت نسبت به پایه پل استوانه ای قرار گرفتند، در جهت کاهش آبشستگی استفاده شده است . همچنین تمامی این آزمایش ها بر روی پایه های شکافدار به عرض 25/0 قطر پایه و ارتفاع 2 برابر قطر پایه انجام گرفت . همچنین پس از انجام آزمایشات فوق و پس از بدست آوردن نتایج آنها تعدادی آزمایش با همین شرایط و بر روی پایه بدون شکاف انجام شد . آزمایش ها در یک فلوم مستطیلی به طول 10 متر و عرض 30 سانتی متر انجام شد.قطر پایه 3 سانتی متر و طول صفحات در ابعاد33/0 ،66/0و 1 برابر قطر پایه انتخاب شد .زوایای قرارگیری زوج صفحات نیز در چهار زاویه 10، 20،30 و 90 درجه نسبت به جهت جریان انتخاب شد. مدت زمان همه آزمایش ها7 ساعت و همگی در شرایط آب زلال انجام گرفتند. نتایج آزمایشات بیانگر آن بود که قرار گیری صفحات در موقعیت سوم یا قرارگیری زوج صفحات در جلوی پایه بیشترین کاهش عمق آبشستگی را در پی دارد که طبق آن 86 درصد کاهش آبشستگی در این موقعیت و با زاویه 30 درجه و طول 2 سانتی متر داریم .

فرسایش و رسوبگذاری حوضه ها و رودخانه ها مشکلات زیادی را به وجود می آورد. از جمله این مشکلات پر شدن مخازن سد ها در اثر رسوبهایی که توسط رودخانه ها حمل می شوند و همچنین آلودگی منابع آبی در اثر رسوباتی که مواد شیمیایی مضری با خود حمل می کنند، می باشد. برای مقابله با این مشکل تا کنون راهکارهای زیادی مورد استفاده قرار گرفته است. در چند دهه ی اخیر روشی با عنوان منشأیابی یا انگشت نگاری مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است که اساس آن یافتن منشا رسوبات رودخانه با استفاده از خصوصیات فیزیکی ، شیمیایی ، بیولوژیکی و ... می باشد. دراین روش با یافتن منشأ آلودگی و تثبیت آن سعی می شود از ورود رسوبات آلوده به رودخانه ها تا حد زیادی جلوگیری شود. در تحقیق حاضر هدف منشایابی رسوبات رودخانه قلجق در استان خراسان شمالی با استفاده از عناصر شیمیایی است. در این تحقیق با نمونه گیری از آب رودخانه های کلیه زیرحوضه های حوضه بارزو و انجام آزمایشات xrf(طیف سنجی فلوئورسانس پرتو ایکس) روی نمونه ها و سپس انجام آزمونهای آماری از قبیل تجزیه خوشه ای و آنالیز تابع تشخیص، واحد های همگن از نظر زمین شناسی تعیین شده و عناصر منشأیاب نیز مشخص گردیدند. سپس با استفاده از مدل چند متغیره ترکیبی سهم هر واحد و زیر حوضه در تولید رسوب مشخص گردید. نتیجه این تحقیق نشان داد که تقریباً همه زیرحوضه های حوضه بارزو سهمی در رسوبدهی حوضه را دارند. در این میان زیر حوضه (dبه مساحتkm2 75/40)، زیر حوضه ای که روستا های دولو،محمد درالو،شرکانلو و خلاجو در آن قرار دارندبه میزان 3/27 درصد از رسوبات کل حوضه بیشترین نرخ رسوبدهی را دارا می باشد. همینطور نتایج نشان داد زیر حوضه( fبه مساحتkm2 41/20) 15 درصد ، زیر حوضه( aبه مساحتkm2 68/96 ) 3/18 درصد ، زیر حوضه ( bبه مساحتkm2 25/35 ) 6/4 درصد ، زیر حوضه ( gبه مساحتkm2 50/68) 8/25 درصد وزیر حوضه ( eبه مساحتkm213/230) 9 درصد از رسوب خروجی را تولید می نماید. واژه های کلیدی: استان خراسان شمالی، تابع تشخیص، تجزیه خوشه ای،رودخانه قلجق،منشأیابی،xrf .

سرریز جانبی یکی از متداولترین سازه های هیدرولیکی است که به عنوان یک سازه انحرافی در رودخانه ها، کانال های آبیاری و زهکشی و نیز سیستم جمع آوری فاضلاب شهری مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از راه های جهت بالا بردن راندمان عملکرد سرریز جانبی، تغیییر در هندسه سرریز می باشد. با انجام 520 آزمایش بر روی سرریز های منقاره ای و نیم دایره ای در سه سیکل 1، 2 و 4 به بررسی تاثیر متغییر های هندسی و هیدرولیکی بر روی جریان حاکم بر روی سرریز جانبی و ضریب تخلیه سرریز های جانبی پرداخته شد. نتایج نشان داد که افزایش تعداد سیکل باعث کاهش معایبی همچون جریان های گردابی، افت در ورودی سرریز و افزایش ناگهانی جریان در طول سرریز می شود و طول بیرون زدگی سرریز را کاهش می دهد. همچنین با توجه به آزمایشات، عملکرد سرریز های منقاره ای و نیم دایره ای در دو سیکل 1 و 2 نزدیک به هم هستند. نتایج نشان داد که سرریز های منقاره ای ضریب cm را بین 1.5 تا 3 و سرریز های نیم دایره ای بین 1.5 تا 2 برابر نسبت به سرریز های نرمال افزایش می دهند.

کشور ایران از جمله مناطق خشک جهان محسوب می شود، به طوری که به جز حاشیه دریای خزر دامنه و ارتفاعات البرز و زاگرس اغلب دارای آب و هوای خشک با نزولات آسمانی قلیل می باشد. روش جمع آوری آب باران برای مصارف مختلف از دیرباز در این سرزمین رایج بوده است. در این مطالعه که در حوضه آبخیز دوآبی کلات انجام شده دو موضوع مورد بررسی قرار گرفت. نخست روشی جهت تعیین مکان مناسب برای جمع آوری آب باران بررسی شد. برای این منظور ابتدا منطقه مورد مطالعه در محیط نرم افزار arcgis9.3 به بخش های کوچک تر تحت عنوان زیرحوضه تقسیم شد. سپس در یک دوره آماری 18 ساله (1389-7113) به محاسبه نیاز خالص آبیاری گیاهان الگوی کشت منطقه توسط نرم افزار cropwat، پرداخته شد. نیازخالص آبیاری در اراضی پایین دست هر زیرحوضه، با فرض یکسان بودن الگوی کشت هر زیرحوضه با الگوی کشت منطقه، محاسبه گردید. سپس به دلیل فقدان ایستگاه باران سنجی، برای محاسبه رواناب تولید شده در فصل بهار، از روش شماره منحنیscs استفاده شد و پس از برآورد رواناب تولیدی دراراضی بالادست هر زیرحوضه، با مقایسه نیاز خالص آبیاری در اراضی پایین دست هر زیرحوضه با رواناب تولیدی در بالادست آن، مکان مناسب جهت جمع آوری آب باران در این منطقه، پیشنهاد گردید. نهایتاً مشخص شد که می توان 46 درصد به اراضی فاریاب حوضه افزود. پس از آن به شناسایی مناطق مستعد استحصال آب باران پرداخته شد. جهت رسیدن به این هدف، پس از انتخاب معیار های مهم در شناسایی و تعیین وزن هر معیار توسط روش تحلیل سلسله مراتبی (ahp)، لایه های مزبور توسط ابزارraster calculator در محیط arcgis9.3ترکیب شدند و لایه نهایی مناطق مستعد برای جمع آوری آب باران تهیه شد. سپس این لایه بر اساس نقاط عطف منحنی فراوانی تجمعی پیکسل ها، در 5 کلاس طبقه بندی گردید و مشخص شد که 5/18، 1/17، 2/27، 1/32 و 1/5 درصد از مناطق به ترتیب دارای اولویت بسیارخوب، خوب، متوسط، ضعیف و بسیارضعیف برای استحصال آب باران می باشند.

سرریز جانبی یکی از متداول ترین سازه های هیدرولیکی است که به عنوان یک سازه انحراف جریان در رودخانه ها، کانال های آبی و زهکشی و سیستم جمع آوری فاضلاب شهری مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین این سرریزها معمولاً در دهانه های آبگیر و نیز به عنوان سازه حفاظتی در بالادست سیفون های معکوس، زیر گذر جاده ها و تصفیه خانه ها مورد استفاده قرار می گیرند. سرریز های منقاری نوعی از سرریزهای جانبی است، که به دلیل افزایش طول موثر آن دارای ضریب تخلیه بیشتری نسبت به سرریزهای معمولی می باشند. خصوصیات جریان پیرامون این سازه علیرغم پیچیدگی، عمدتاً به صورت آزمایشگاهی مورد پژوهش قرار گرفته است. در این تحقیق جریان پیرامون یک سرریز جانبی منقاری (کنگره ای) با استفاده از نرم افزار fluent به صورت سه بعدی با تعداد شبکه محاسباتی متفاوت و مدل آرام و متلاطم، با انواع شرایط مرزی و هندسه جریان، شبیه سازی شد و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردید. مدل با شرایط بدون کانال جانبی، شرط مرزی سرعت ورودی ، و شرط مرزی خروجی فشار صفر بر روی یک سرریز انتهایی مستطیلی لبه تیز در انتهای کانال اصلی، بهترین حالت را دارا می باشد. هر دو مدل آرام و متلاطم جواب های خوبی را نشان دادند. نتایج حاکی از آن است که، تطابق خوبی میان داده های آزمایشگاهی و شبیه سازی شده وجود دارد. از جمله مزایای شبیه سازی عددی، کاهش هزینه های آزمایشگاهی، تعیین اطلاعات جریان در هر نقطه از هندسه ی جریان، نداشتن محدودیت های آزمایشگاهی و از بین رفتن خطاهای آزمایشگاهی، می باشد. سطح آب و دبی خروجی از روی سرریز جانبی منقاری با سه زاویه رأس متفاوت (45، 60 و 90 درجه) شبیه سازی شده و با مقادیر آزمایشگاهی مقایسه گردید. همچنین تأثیر پارامتر l/b با تغییر در عرض کانال بدست آمد و بیشترین ضریب تخلیه سرریز در l/b=1 بدست آمد. در این شبیه سازی ضریب تخلیه سرریز جانبی منقاری 44/1 تا 96/1 برابر سرریز جانبی مستطیلی لبه تیز شبیه سازی شده در شرایط یکسان می باشد. کمترین و بیشترین خطای نسبی در برآورد عمق های بالادست و پایین سرریزها به ترتیب برابر 4/0 و 3/7 درصد می باشد همچنین کمترین و بیشترین خطای نسبی در برآورد دبی خروجی از روی سرریز جانبی به ترتیب برابر 3/0 و 4/36 درصد بدست آمد. همچنین روابطی برای تخمین ضریب تخلیه سرریز جانبی منقاری ارائه گردید و در انتها تحلیل گرافیکی تغییرات سرعت پیرامون سرریزهای جانبی ارائه گردید.

فرسایش بستر و حمل مواد جدا شده از آن بوسیله جریان آبشستگی نامیده می شود. آبشستگی موضعی که نوع خاصی از آبشستگی است یکی از دلایل عدم پایداری پل ها و در نهایت شکست آنها محسوب می شود. به همین دلیل ارائه روش هایی برای کنترل و کاهش این پدیده حائز اهمیت می باشد. در این تحقیق، با استفاده از مدل فیزیکی به بررسی این پدیده وکاهش آن به کمک طوق و شکاف، در تک پایه استوانه ای پرداخته شد. در ابتدا به منظور بررسی و مقایسه عملکرد طوق از دو نوع طوق مربعی و دایره ای در ابعاد (w قطر طوق دایره ای یا عرض طوق مربعی و d قطر پایه) در سه موقعیت بالای بستر، روی بستر و زیر بستر برای کاهش آبشستگی اطراف پایه استفاده شد. در مرحله بعد با ایجاد شکاف روی پایه به طول 2 برابر قطر پایه و عرض 25/0 قطر پایه عملکرد شکاف در کاهش آبشستگی بررسی گردید. شکاف نیز در دو موقعیت نزدیک بستر و بالای بستر قرار داشت. در نهایت از ترکیب طوق و شکاف برای کاهش عمق آبشستگی موضعی استفاده شد. نتایج حاصل از آزمایشات نشان داد، هر چه طوق عریض تر و ارتفاع آن روی پایه کمتر باشد عملکرد بهتر ی درکاهش آبشستگی دارد. طوق مربعی نسبت به طوق دایره ای در کاهش آبشستگی موثرتر است به گونه ای که به کاربردن طوق مربعی با عرض 2/5 برابر قطر پایه در زیر بستر باعث کاهش 70 درصدی عمق آبشستگی شد. استفاده از شکاف نزدیک بستر توانست عمق آبشستگی را تا 20 درصد تقلیل دهد. ترکیب دو روش طوق و شکاف روی پایه موجب شد عمق آبشستگی به میزان بیشتری کاهش یابد ترکیب طوق مربعی با زیر بستر و شکاف نزدیک بستر توانست عمق آبشستگی را تا 80% کاهش دهد.

با توجه به گسترش شبکه های آبیاری تحت فشار، کاربرد مدیریت توزیع بر حسب تقاضا در این شبکه ها توسعه یافته است. در این روش، برنامه ریزی بر این اصل استوار است که آب در زمان نیاز به میزان مناسب، حسب درخواست کشاورزان، تحویل محل های مصرف شود. بکارگیری این روش، نسبت به شرایط توزیع آب به صورت سنتی (گردشی یا دائمی) در شبکه های آبیاری تحت فشار موجود، موجب بهبود عملکرد شبکه و افزایش کارآیی مصرف آب می گردد. به علاوه، قیمت گذاری آب در این روش زمینه ساز مصرف معقول تر آب خواهد بود. هدف از تدوین این پایان نامه تهیه ی الگوریتم ها و روندنماهایی جهت طراحی شبکه ی تحت فشار توزیع آب برمبنای تقاضا می باشد. در تحقیق حاضر طراحی شبکه در هفت مرحله انجام می پذیرد. در مرحله ی اول الگوریتم ها و روندنماهایی جهت محاسبه ی هیدرومدول حداکثر و حداقل اراضی شبکه تهیه می شود. خروجی های این مرحله در مرحله ی سوم مورد استفاده قرار می گیرند. در مرحله ی دوم با استفاده از روش پریم (prim) الگوریتمی جهت ایجاد چیدمان مجاورت ارائه می گردد. در مرحله ی سوم با استفاده از خروجی های مراحل یک و دو الگوریتم محاسبه ی دبی طراحی اتصالات شبکه، با استفاده از مدل اول کلمان، ارائه می شود. در مرحله ی چهارم الگوریتمی جهت انتخاب لوله های مناسب برای هر اتصال ارائه شده است. در مرحله ی پنجم با استفاده از روش بهینه سازی لابیه و در سه گام شامل: گام اول- جمع زدن منحنی های پوش پایینی شبکه از پایین دست به بالادست؛ گام دوم- محاسبه ی ارتفاع بهینه ی آب در سرشاخه؛ گام سوم- انتخاب قطر های بهینه برای اتصالات شبکه از بالادست به پایین دست، الگوریتم هایی جهت محاسبه ی قطر بهینه ی اتصالات شبکه ارائه شده است. در مرحله ی شش، با استفاده از روش تحلیل عمکرد آکلا (akla) الگوریتم هایی جهت تحلیل عملکرد هیدرولیکی شبکه ارائه شده است و در مرحله ی آخر، مرحله ی هفتم توصیه هایی جهت رفع نقص احتمالی در شبکه پیشنهاد شده است.