تعیین دقیق سرعت متوسط و دبی مجرا با دقت زیاد از اهداف مهم محققین علم هیدرولیک میباشد. دقیقترین روش تعیین سرعت متوسط، استفاده از توزیع دوبعدی دقیق سرعت در سطح مقطع جریان میباشد. تاکنون برخلاف توزیع یکبعدی سرعت، تحقیقات چندانی بر روی توزیع دوبعدی سرعت انجام نگرفته است. ازجمله مدلهای توزیع دوبعدی موجود مدل مغربی است که در آن توزیع دوبعدی بیبعد سرعت با استفاده از توابع توزیع یکبعدی و شکل مقطع جریان، ترسیم میگردد. در این تحقیق به بررسی کاربرد این مدل برای برخی از مقاطع در کانالهای آبیاری از جمله دایرهای و ذوزنقهای پرداخته شده است. با توجه به نتایج حاصل مشخص گردید علیرغم اینکه مدل مغربی قادر به نمایش پایین افتادگی مکان سرعت ماکسیمم نسبت به سطح آزاد آب میباشد، توزیع دو بعدی حاصل از این مدل مطابق با واقعیت نمیباشد. روش دیگر تعیین سرعت متوسط که دارای محبوبیت فراوانی نیز میباشد، استفاده از رابطه مانینگ است. در واقع این رابطه را میتوان، براساس انتگرالگیری از توابع توزیع یکبعدی سرعت بر روی سطح مقطع جریان بدست آورد. کاربرد این رابطه در برخی از مقاطع دارای شکل خاص از جمله مقطع دایرهای با خطا همراه میباشد. بنابراین در این تحقیق جهت تدقیق این رابطه تعریف جدیدی برای شعاع هیدرولیکی براساس شکل مقطع جریان، به نام شعاع هیدرولیکی هارمونیک اصلاح شده ارائه شده است. با کاربرد شعاع هیدرولیکی هارمونیک اصلاح شده در رابطه مانینگ برای مقطع دایرهای تطابق خوبی بین نتایج حاصل و نتایج آزمایشگاهی موجود مشاهده گردید. سپس با توجه به نزدیکی شکل مقطع نعلاسبی به دایره روابط حاکم بر شعاع هیدرولیکی هارمونیک اصلاح شده در آن مقطع نیز استخراج گردید

روش کاهش سطح یکی از رایج ترین روش های تجربی برای تعیین توزیع رسوبات در مخازن می باشد. در این روش مخازن از نظر هندسی به چهار نوع تقسیم بندی می شوند. برای هر یک از چهار نوع مخزن پارامترهایی ارائه شده است که بر اساس تعداد محدودی مخزن بدست آمده است و به این دلیل پیش بینی این روش را با خطای زیادی همراه است. با تعیین پارامترهای مناسب در مخازنی که در حال بهره برداری می باشند و عملیات هیدروگرافی در آنها حداقل یکبار انجام شده باشد، می توان به دقت قابل قبولی دست یافت و به اصطلاح روش را واسنجی کرد. هدف از این پژوهش واسنجی روش تجربی کاهش سطح با استفاده از الگوریتم جامعه مورچگان می باشد. به همین منظور دو برنامه کامپیوتری بر اساس اصول حاکم بر روش تجربی کاهش سطح به عنوان شبیه ساز و الگوریتم جامعه مورچگان به عنوان بهینه ساز در محیط متلب تهیه شد. در مدل تهیه شده ضرایب روش کاهش سطح به عنوان متغیر تصمیم و مجذور میانگین مربعات خطا به عنوان تابع هدف در نظر گرفته شده است. مدل تهیه شده پارامترهای روش تجربی کاهش سطح را برای هر مخزن بنحوی تعیین می کندکه بیشترین تطابق بین مقادیر حجم رسوب محاسباتی و اندازه گیری شده بدست آید. سپس با ترکیب این دو برنامه، مدل شبیه سازی- بهینه سازی واسنجی خودکار تهیه شد. مدل تهیه شده برای سد مخزنی کرج در ایران و سد های آلتوس ، کابالو و گلندو در آمریکا که دارای حداقل سه دوره اطلاعات هیدروگرافی می باشند بکار برده شد. با کاربرد دو دوره اطلاعات واقعی می توان ضرایب بهینه برای یک مخزن را بدست آورد. به منظور صحت سنجی مدل تهیه شده، با استفاده از ضرایب بدست آمده در دوره واسنجی توزیع رسوب در دوره دیگری انجام و نتایج با مقادیر واقعی مقایسه شد. نتایج نشان داد کاربرد مدل، افزایش قابل ملاحضه ای را در دقت روش کاهش سطح در دوره های واسنجی و صحت سنجی دارد.

تحویل آب به مقدار کافی و در زمان مناسب یکی از اهداف اصلی سیستم های توزیع آب در شبکه های آبیاری می باشد. دور شدن از این اهداف باعث عدم دستیابی به شرایط مورد نظر و همچنین کاهش عملکرد کانال در توزیع آب می شود. شبکه آبیاری تجن یکی از مهم ترین شبکه های شمال کشور می-باشد که از سال 1376 بخش عمده ای از دشت ساری را آبیاری می کند. ارزیابی عملکرد وضع موجود و کمی سازی آن باعث سهولت ارزیابی طرح ها شده و میزان کارایی این طرح ها مشخص می شود. در این پژوهش عملکرد کانال اصلی واحد عمرانی شماره یک شبکه آبیاری تجن در دو دوره آبیاری با استفاده از شاخص های راندمان، کفایت، عدالت و پایداری مورد ارزیابی قرار گرفت. این بازه از کانال اصلی دارای سه آبگیر می باشد. برای اندازه گیری شاخص ها ابتدا روابط دبی- اشل برای هر یک از کانال های فرعی و مقطع ورودی و خروجی کانال اصلی با استفاده از اندازه گیری های صحرایی بدست آمد. سپس با بکارگیری دستگاه خودکار اندازه گیری تراز سطح آب و استفاده از روابط دبی- اشل مقدار دقیق دبی تحویلی به هر آبگیر و همچنین دبی در کانال اصلی در دو دوره آبیاری در بازه های زمانی 1 دقیقه بدست آمد. نیاز آبی هر یک از آبگیرها با استفاده از برنامه کامپیوتری netwat محاسبه شد. با استفاده از نیاز آبی محاسبه شده توسط نرم افزار و نیاز آبی ارائه شده توسط میراب شاخص های ارزیابی عملکرد هر یک از آبگیرها محاسبه و شاخص های عملکرد کانال اصلی محاسبه شد. به صورت کلی نتایج نشان دهنده پایین بودن عملکرد این کانال می باشد. آبگیرهای شهاب لیلم و خاریک بیشتر از نیاز آبی محاسبه شده توسط نرم افزار آب تحویل می گیرند در حالی که آب تحویلی به آبگیر دولت آباد و مقطع خروجی کمتر از مقدار آب مورد نیاز محاسبه شده توسط نرم افزار است. توزیع سنتی آب در شبکه با وجود مکانیزه بودن، عدم اطلاع دقیق میراب از نیاز آبی هر آبگیر، عدم آگاهی کافی کشاورزان و ضعف در نگهداری و تعمیر سازه های کنترل و آبگیر مانع از انجام مدیریت مناسب بر توزیع آب شده است. در نتیجه شناخت کامل از زمان تحویل آب به مزارع آبیاری و خطوط انتقال آب و ارائه راه کارهایی برای مدیریت بهره برداری و برنامه تحویل آب به شبکه، می تواند عملکرد این شبکه آبیاری را افزایش دهد.

عدم بازده مورد انتظار از شبکه های آبیاری لزوم ارزیابی و بهبود عملکرد آنها را آشکار می سازد. تعیین روش های بهره برداری بهینه در شبکه های انتقال و توزیع آب یکی از اساسی ترین راهکارها برای تحقق افزایش بهره وری از منابع آب و شبکه های احداث شده می باشد. تعیین روش بهینه تحویل و توزیع آب یکی از راه های دست یابی به این هدف می باشد. به منظور بهینه سازی برنامه تحویل آب می توان از روش های تحلیلی و عددی بهینه سازی استفاده نمود. در سال های اخیر، الگوریتم های فراکاوشی با پیشرفتی سریع در مسائل پیچیده و مشکل بهینه سازی مورد استفاده قرار گرفته اند. در این پژوهش از مدل بهینه سازی جامعه مورچگان برای تعیین برنامه ریزی بهینه توزیع آب استفاده شده است. بر این اساس با توجه به مبانی الگوریتم جامعه مورچگان یک برنامه کامپیوتری به زبان فرترن تهیه شد. سپس مدل تهیه شده بر اساس اصول حاکم بر مسئله توزیع آب در کانال های آبیاری به منظور تعیین توزیع بهینه آب در کانال توسعه داده شد. مدل تهیه شده برای کانال mc شبکه آبیاری البرز، کانال bp14 شبکه آبیاری فومنات، کانال amx شبکه آبیاری ورامین و کانال دولت آباد شبکه آبیاری تجن به کار گرفته شد. برنامه ریزی توزیع آب در این کانال ها با در نظر گرفتن اهداف متفاوتی شامل کاهش ظرفیت کانال، حداقل سازی اختلاف حجم آب موردنیاز و تحویلی، تعداد تنظیمات دریچه سراب، حداقل نمودن زمان مازاد و یا ترکیبی از آنها انجام شد. نتایج نشان داد به کمک این مدل می توان اهداف تعیین شده را تامین کرد و یا با توجه به اهمیت، هدفی خاص را بهینه نمود.

تخصیص بهینه آب امروزه با افزایش فاصله بین عرضه و تقاضا اهمیت خاصی یافته است و یافتن بهترین راه یکی از بزرگ ترین مشکلات در مدیریت بین عرضه و تقاضای آب است. بدین منظور در جهت مقایسه نتایج در دو مدل مدیریت منابع آب مطالعه ای صورت گرفت. هدف از این مطالعه مقایسه نتایج حاصل از مدل weap21 با نتایج مطالعه انجام شده توسط شرکت نسپاک با استفاده از مدل mikebasin می باشد. منبع اصلی تأمین آب در محدوده پایاب سد البرز، آب های سطحی می باشد. در راستای برنامه ریزی و مدیریت، منطقه تحت مطالعه در محیط weap21 مدل سازی گردید. برای تخصیص عادلانه آب در محدوده پروژه کل منطقه به 2 نقطه نیاز شرب و 8 محدوده تقسیم شد، که هر کدام از این محدوده ها دارای نقطه نیاز و منابع آب (رودخانه ها، آببندان ها و آب-های زیرزمینی) مختص به خود هستند. این منطقه شامل 3 بخش کشاورزی توسعه(t)، بهبود(b) و خارج از طرح(a) و دو نقطه نیاز شرب شهرهای قائمشهر و جویبار می باشد. اطلاعات 30 ساله بخش ها شامل دبی رودخانه ها، اطلاعات آب زیرزمینی، حجم آببندان ها، مساحت زیرکشت و جمعیت شهرها وارد مدل شد. این مدل تا سال 1385 شبیه سازی گردید. نتایج این مطالعه نشان داد مشکل مدل mikebasin، در زمینه بهینه سازی از مواردی است که انتخاب این مدل را برای اهداف کلان، یکپارچه و سیستم های تصمیم یار تا حدی با مشکل روبرو می کند که با توجه به قیمت تجاری این مدل و با مقایسه با قیمت مربوط به مدل weap21، استفاده از مدل mikebasin مقرون به صرفه به نظر نمی رسد.

برآورد بار رسوبی یکی از مهمترین مسائلی است که در مدیریت رودخانه ها و مخازن سدها و به طور کلی در پروژه های آبی اهمیت زیادی دارد. تعداد روابط تجربی ارائه شده نشان می دهد که هنوز روش تحلیلی یا تجربی مناسبی برای تخمین صحیح بار رسوبات معلق پیشنهاد نشده است. در مطالعه حاضر به منظور دستیابی به تخمینی نزدیک به واقعیت از میزان حمل رسوبات توسط رودخانه ها، از روش های نوین هوش مصنوعی شامل؛ شبکه عصبی پرسپترون چند لایه (mlp) و سیستم استنتاج فازی- عصبی تطبیقی (anfis) استفاده شده است. در این راستا از آمار دبی متوسط جریان و غلظت متوسط رسوب اندازه گیری شده به صورت روزانه در طول یک دوره طولانی مدت 23 ساله، از سال 1356 تا 1379 در ایستگاه هیدرومتری قرآن تالار واقع بر رودخانه بابل رود استفاده گردید. بدین منظور ترکیبات مختلفی بر اساس کلاسه بندی و تفکیک زمانی دبی ها و استفاده از دبی های با تأخیر زمانی به عنوان پارامترهای ورودی به شبکه تشکیل شد. سپس با آموزش شبکه و تعیین ساختار مطلوب به کمک نرم افزار matlab، مناسب ترین مدل بر اساس رتبه بندی چهار شاخص آماری میانگین مربعات خطا، میانگین انحراف خطا، کارآیی مدل و ضریب تبیین بدست آمد و با نتایج حاصل از روش کلاسیک منحنی سنجه رسوب مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل حد وسط دسته ها، به عنوان مناسب ترین مدل ایستگاه قرآن تالار می باشد. همچنین، هر دو روش هوش مصنوعی نسبت به روش منحنی سنجه رسوب، برآورد نسبتاً دقیق تری از میزان رسوبات حمل شده ارائه داده و با مقادیر مشاهداتی تطابق بهتری داشته اند. ضمناً، روش anfis به دلیل این که اساس آن بر پایه قوانین منطقی بیان شده است، از دقت بالاتری نسبت به شبکه عصبی mlp در برآورد بار رسوبات معلق رودخانه ها برخوردار می باشد.

رشد اقتصادی جهانی در نیمه دوم قرن گذشته، نیاز به مواد خام برای تهیه زیر ساخت ها داشت. شن و ماسه، برخی از این مواد بودند. استخراج آن ها از سامانه رودخانه (بستر رودخانه، تراس های رودخانه ای، و ...) بسیار ساده تر از معادن سنگ است. علاوه بر این، به طور کلی مواد آبرفتی به دلیل فرایند ساییدگی که سبب جدا شدن ذرات ریز دانه از درشت دانه می شود، معمولاً دارای کیفیت بهتری از سایر منابع هستند (کاندولف، 1994آ). نتیجه این ویژگی های سودمند این است که برداشت مصالح رودخانه ای، به یک پدیده گسترده در سراسر جهان تبدیل شده است. آثار به جا مانده از این برداشت در رودخانه ها باعث می شود که شکل بستر و رژیم رودخانه دچار تغییر گردد. میزان این اثرات و نحوه آن بستگی به مقدار برداشت ها دارد. چنانچه این برداشت از حد معینی تجاوز نماید، آثار سوء جبران ناپذیری بر شکل بستر رودخانه برجای خواهد گذاشت. حفره های برداشت در بستر رودخانه ها ماحصل این برداشت هستند که روی فرایندهای فرسایش و رسوب گذاری رودخانه اثر می گذارد که این امر موجب بروز آثار زیان باری همچون تشدید عوامل رخداد سیلاب، تخریب سازه های تقاطعی و تخریب محیط زیست در رودخانه ها گردیده است. رودخانه تالار از بخش های شمالی رشته کوه های البرز سرچشمه می گیرد و از شاخه های متعددی تشکیل شده و جهت جریان عمومی آن نیز از جنوب به شمال می باشد که پس از گذر از غرب قائم شهر و روستای عرب خیل به دریای خزر می ریزد. این رودخانه با مشکل سیلاب متناوب روبرو می باشد، ولی مسئله اصلی که در این رودخانه مشکلات فراوانی را ایجاد کرده است، برداشت بی رویه مصالح شن و ماسه است. در این پژوهش با استفاده از توانایی مدل hec-ras، arc gis و الحاقیه hec-georas، سناریوهای مختلفی برای مدل سازی برداشت تعریف شد. در این سناریوها تأثیر حالت های مختلف برداشت از کناره ها و بستر رودخانه بر شرایط هیدرولیکی و سازه های پل مورد بررسی قرار گرفت.پس از شبیه سازی، با بررسی پارامترهای هیدرولیکی جریان نظیر سرعت، عمق، تنش برشی و تغییرات بستر، بهترین مکان برای حفر گودال های برداشت، به طوری که کمترین تأثیر را روی سازه های متقاطع داشته باشند پیشنهاد گردید. با توجه به نتایج بیشترین مقدار برداشت در فروردین ماه مجاز است و بهتر است در شهریور ماه برداشت صورت نگیرد. به طور کلی بازه مورد مطالعه در حال فرسایش است و برداشت از بستر رودخانه سبب پایین افتادگی بستر در اطراف پل ها می شود، به طوری که بیشترین عمق پایین افتادگی اطراف پل در اثر حفره ایجاد شده در بالادست رخ داده فاصله کمتری نسبت به پل دارد. در نهایت پهنه سیلابی در دو حالت وجود حفره های برداشت و عدم وجود آنها مورد ارزیابی قرار گرفت که نشان داد پهنه سیل کلی برای دوره بازگشت 25 ساله تا 10/16 درصد و برای دوره بازگشت 50 ساله 21/13 درصد نسبت به قبل از برداشت افزایش داشته است.

با رشد جمعیت، کمبود منابع آب های شیرین و نیاز به ذخیره و استفاده بهینه از آب های شیرین موجود، احداث سدهای مخزنی افزایش یافته است. درصد بالایی از این سدها به دلیل در دسترس بودن مصالح و دوام طولانی از نوع خاکی ساخته می شوند. با همه ی اهمیت سدهای مخزنی در جوامع بشری، این سازه های بزرگ آبی خطر شکست را به دنبال دارند. از این رو تحلیل پدیده شکست و ارزیابی خسارات ناشی از آن، از شدت این خسارات می کاهد. با گسترش رایانه ها و به کار گیری از مدل های ریاضی، کاربرد آنها در تحلیل پدیده شکست افزایش یافته است. در پژوهش حاضر شکست سد مخزنی در حال ساخت پلرود در استان گیلان، مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا شکست سد در اثر دو عامل مهم شکست سدهای خاکی یعنی روگذری و رگاب در مدل breach gui شبیه سازی شده و سپس هیدروگراف های بحرانی در مدل hec-ras 4.1 روندیابی شد. در پایان نیز نقشه پهنه بندی سیل وارد محیط google earth شده و مناطق مسکونی و کشاورزی در خطر سیلاب تعیین شده است. همچنین حساسیت مدل breach gui نسبت به پارامترهای ورودی سنجیده شد. نتایج حاصل از آنالیز شکست نشان داد که در شکست ناشی از رگاب، با افزایش تراز شروع رگاب، اوج سیلاب کاهش یافته و در ترازهای نیمه ی بالایی سد، سیلاب دارای دو اوج می باشد. همچنین هرچه تراز شروع رگاب افزایش یابد، ابعاد شکاف ایجاد شده در شکست کوچک تر می شود. اوج هیدروگراف سیلاب ناشی از شکست روگذری بین بیشترین و کمترین اوج سیلاب حاصل از رگاب قرار دارد. نتایج حاصل از آنالیز حساسیت مدل شکست نشان داد که این مدل نسبت به سیلاب ورودی در حالت رگاب و نسبت به ضریب زبری مصالح سد در هر دو حالت روگذری و رگاب حساسیت ندارد. نسبت عرض شکاف به عمق جریان، در حالت رگاب تا 31% و در حالت روگذری 4% بر دبی اوج هیدروگراف موثر است و عرض اولیه شکاف نیز، در هر دو حالت روگذری و رگاب حداکثر تا 10 درصد بر اوج هیدروگراف تاثیرگذار است. بررسی روندیابی سیلاب ها نشان داد که 34 دقیقه پس از شروع رگاب و 46 دقیقه پس از شروع روگذری از سد، زمان طول می کشد تا سد شکسته شود. نتایج روندیابی دو سیلاب ناشی از رگاب با بیشترین و کمترین دبی اوج، و سیلاب ناشی از روگذری نشان داد که به ترتیب پس از 53، 57 و 54 دقیقه از وقوع دبی اوج در مقطع اول، دبی اوج سیلاب به مقطع خروجی می رسد. در طی مسیر، دبی اوج سیلاب ها به ترتیب به میزان 87، 49 و 62 درصد افت می کند. مقدار متوسط حداکثر سرعت عبور موج سیلاب، در سه حالت بیان شده به ترتیب 8/6، 4/5 و 6/6 متر بر ثانیه می باشد. نتایج حاصل از پهنه-بندی سیلاب ها نشان داد که در صورت وقوع شکست سد، 18 روستا و محدوده ی باریکی از شهرهای رحیم آباد و کلاچای در پایین دست سد، با آب گرفتگی شدید روبرو خواهند شد که میزان دبی اوج و زمان رسیدن این دبی به مناطق یادشده در حالات مختلف شکست متفاوت می باشد.

اطلاع از چگونگی فرسایش و توانایی حمل رسوب در آبراهه های مختلف از جمله مواردی است که در هر طرح مهندسی رودخانه و هیدرولوژی باید مورد نظر قرار گیرد. تجزیه و تحلیل و پیش بینی میزان فرسایش و رسوب گذاری در رودخانه ها از مهم ترین مباحث هیدرولیک رسوب و مهندسی رودخانه می-باشد. ازبین روش های مختلف برای بررسی این پدیده استفاده مدل های ریاضی به دلیل قابلیت های نسبی زیاد، سادگی اجرا و هزینه اندک، مناسب و مقرون به صرفه می باشد. رودخانه تالار از بخش های شمالی رشته کوه های البرز سرچشمه می گیرد و ازشاخه های متعددی چون کبیررود، سرخاب، بزلا، چرات، شش رودبار، کسیلیان، تجون و توجی تشکیل شده. طول رودخانه 152 کیلومتر و مساحت حوضه آبریز آن 2900 کیلومترمربع است. بستر رودخانه تا شیرگاه دارای شیب نسبتا تندی در حدود 4 درصد بوده و سپس رودخانه با شیب ملایم حدود 1 درصد به سمت دریا پیش می رود. بیش از نیمی از مشکلات رودخانه تالار مربوط به مسائل و مشکلات ناشی از فرسایش بستر و دیواره ها می باشد. البته باید توجه داشت که در بروز این مشکل علاوه بر آثار فرسایشی جریان آب رودخانه، عوامل دیگری از جمله برداشت مصالح به صورت غیر مجاز نیز موثر بوده است. نظر به این که مدل_های هیدرولیکیgstars2/1 و hec-ras4.0 دارای قابلیت های خوبی برای تحلیل هیدرولیکی جریان و رسوب می باشند، در این پژوهش بر اساس داده های اندازه گیری شده رسوب و دبی جریان در ایستگاه های هیدرومتری موجود، مقاطع مورد نیاز و ... در بازه ای به طول 5/12 کیلومتر رودخانه تالار از ایستگاه هیدرومتری شیرگاه به-سمت پایین دست، با استفاده از این دو مدل شبیه سازی شده و تغییرات فرسایش و رسوب مورد بررسی قرار گرفته، آورد رسوب برای دوره آماری سه ساله تعیین شد و تخمینی برای میزان برداشت مجاز به دست آمد. استفاده از منحنی سنجه برای دوره آماری 18 ساله نشان داد میزان آورد رسوب معلق برای ایستگاه شیرگاه 153212 تن در سال می باشد. نتایج نشان داد در مدل gstars2/1 معادله انتقال رسوب یانگ( 1996) و در مدل hec- ras4.0 معادله انتقال رسوب میرپیترمولر بیشترین تطابق را با واقعیت داشته و می توانند برای پیش بینی روند تغییرات رودخانه مورد استفاده قرار گیرند. همچنین نتایج آنالیز حساسیت نشان داد مدل gstars2/1 به ازای تغییرات منحنی سنجه یه میزان 30±% دارای حساسیت می باشد. همچنین مدل gstars2/1 نسبت به تغییرات ضریب زبری به ازای 10±% و30±% دارای حساسیت می باشد ولی مدل hec- ras4.0 نسبت به افزایش ضریب زبری به میزان 10% و 30% دارای حساسیت نمی باشد ولی به ازای کاهش به میزان 10% و 30% دارای حساسیت می باشد.

با توجه به کمبود شدید آب در جهان و افزایش روز افزون تقاضا، نقش مدیریت عرضه و تقاضای این ماده حیاتی بسیار با اهمیت می باشد. تداوم افزایش میزان تقاضا باعث افزایش شکاف میان عرضه و تقاضای آب در آینده خواهد شد. اصل اساسی در مدیریت منابع آب ارتباط متقابل انسان و طبیعت می باشد و با توجه به دخیل بودن متغیرهای زیاد مکانی و زمانی در این ارتباط، رسیدن به یک راه حل ثابت و پایدار در اکثر مواقع غیرممکن است. بنابراین لازم است در هر محل با توجه به شرایط خاص آن راه حل مناسبی انتخاب شود و این راه حل نیز به مرور زمان تصحیح و بهینه شود. یکی از مباحث مهم در مدیریت منابع آب اعمال روش مدیریت یکپارچه منابع آب می باشد. اجزای مدیریت یکپارچه آب شامل موارد زیر است: 1. کیفیت آب، 2. کمیت آب ،3. آب زیرزمینی و 4. آب سطحی. در این شیوه سیاست ها بر سه محور متمرکز است: 1. آب، 2. برنامه ریزی و 3. محیط. مدیریت تخصیص آب با استفاده از روش تحلیل سناریوها و برنامه ریزی تکاملی یکی از راه های مناسب برای بالابردن ظرفیت تامین و استفاده بهینه از آب موجود می باشد. به عبارت دیگر با اعمال مدیریت مناسب بر سدهای موجود و منابع آب زیرزمینی اتخاذ سیاست های بهینه بهره برداری از آن ها و همچنین پیش بینی مناسب از میزان تقاضا در آینده، می توان بدون اجرای طرح های جدید، ظرفیت منابع آب موجود را با هزینه مناسب افزایش داده و جلوی خسارت ناشی از تخصیص نامناسب آب را گرفت. در این تحقیق مدیریت منابع آب منطقه ای از شهرستان ساری که بین سد شهید رجایی این شهر و دریای مازندران واقع شده، مورد بررسی قرار گرفته است. در محدوده مورد نظر رودخانه تجن که از رودخانه های مهم حوضه آبریز دریای مازندران می باشد قرار دارد. در این تحقیق از مدل weap جهت برنامه ریزی و مدیریت منابع آب استفاده شده است. برای انجام این تحقیق ابتدا اطلاعات لازم شامل منابع تامین آب و میزان تقاضا (شامل جمعیت و سرانه مصرف در بخش شرب، الگوی کشت، راندمان آبیاری و میزان مصرف آب برای هر محصول در بخش کشاورزی، مقدار آب مصرفی در بخش صنعت و نیاز زیست محیطی) از سازمان های مربوطه جمع آوری و مطابق با فرمت نرم افزار تهیه و وارد نرم افزار گردید. بعد از شبیه سازی منطقه در محیط شماتیک نرم افزار، سناریوهای مختلف جهت مدیریت مصرف در منطقه نوشته شد. در نهایت نتایج نشان داد که در بخش شرب با اجرای سناریوی تامین آب شرب شهر ساری از سد شهید رچایی مقدار کمیود آب در این بخش به طور کامل برطرف خواهد شد. همچنین در بخش کشاورزی با اجرای سناریو تغییر الگوی کشت همراه با افزایش راندمان آبیاری در سال های خشک، کمبود آب به کمترین میزان خود خواهد رسید.

با رشد جمعیت نیاز به آب شیرین افزایش یافته، بنابر این حجم مخزن سدها باید افزایش یابد. یکی از راه حل های افزایش حجم مخزن، اصلاح سرریز به گونه ای که ارتفاع تاج سرریز افزایش یافته، دبی حداکثر افزایش یافته، دبی حداکثر عبور کرده و پایداری سد حفظ شود. شکل تاج اغلب سرریزها مستقیم است که می تواند به غیر مستقیم (شکسته) اصلاح شود تا در یک عرض ثابت طول تاج بیش تری برای جریان آب فراهم سازد. از سرریزهای با تاج غیرمستقیم می توان به سرریزهای کنگره ای اشاره کرد که دارای سه شکل کلی مستطیلی، ذوزنقه ای و مثلثی هستند که رفتار هیدرولیکی سرریزهای مستطیلی کم تر بررسی شده است. سازه ترکیبی سرریز - دریچه دارای مزایایی نسبت به استفاده جداگانه هریک از سازه ها، از جمله عبور هم زمان مواد شناور (چوب، یخ و ...) و رسوبات است. یکی از انواع این مدل ها سازه ترکیبی سرریز کنگره ای مستطیلی دریچه دار می باشد که دارای ویژگی هایی از جمله اقتصادی بودن، طراحی آسان، سهولت ساخت و ضریب دبی بالا می باشد. در این پژوهش با پنج مدل فیزیکی اثر تغییرات ارتفاع سرریز و طول دماغه، روی ضریب دبی مدل ترکیبی سرریز های کنگره ای مستطیلی دریچه دار بررسی می شود. آزمایش-ها در فلوم تحقیقاتی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری به عرض 0/5 متر و طول 12 متر در محدوده دبی 10 تا 90 لیتر بر ثانیه انجام شد. نتایج نشان داد با افزایش نسبت h/p مقدار ضریب دبی به دلیل تداخل جت آب کاهش می یابد. هم چنین در عرض ثابت عمل کرد هیدرولیکی سرریزهای ذوزنقه ای و مستطیلی به ترتیب کاهش می-یابد. اما در یک طول ثابت برای نسبت h/p کم تر از 0/4 سرریز مستطیلی بیش ترین دبی جریان را در یک h/p ثابت دارد. برای ارتفاع آب بالادست ثابت (برای نسبت h/p کم تر از 0/6)، دبی سرریز کنگره ای مستطیلی دریچه دار حداکثر 1/021 برابر سرریز خطی و در دبی ثابت، ارتفاع آب بالادست سرریز مستقیم 1/24 برابر سرریز کنگره ای مستطیلی دریچه¬دار است. بنابراین استفاده از سیستم ترکیبی سرریز کنگره ای مستطیلی دریچه¬دار در مناطقی که محدودیت ارتفاع و دبی وجود دارد، توصیه می¬شود. به علاوه افزایش شیب فلوم موجب افزایش ضریب جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز کنگره¬ای دریچه¬دار می¬شود. نتایج نشان می دهند ضریب دبی سیستم ترکیبی سرریز کنگره ای مستطیلی دریچه دار و سرریز کنگره ای مستطیلی به ترتیب کاهش می¬یابد و به عبارت دیگر، وجود دریچه در سرریز کنگره ای موجب افزایش ضریب دبی می شود.

کشور ایران در ناحیه اقلیمی خشک و نیمه خشک جهان قرار دارد. بنابراین برای تهیه آب برای شرب و کشاورزی باید از منابع آب زیرزمینی استفاده شود و این موضوع معضلات زیادی به همراه دارد. به دلیل بیشتر بودن چگالی آب شور نسبت به آب شیرین در اثر برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی در مناطق ساحلی آب شور به سمت آبخوان ساحلی پیشروی میکند. تعیین فصل مشترک آب شور و شیرین و همچنین پیشبینی آن از موارد مهم در مدیریت منابع آب است. شبیهسازی انتقال و تخلیه آلاینده ها از آبخوانهای ساحلی به دریا پیچیده میباشد. بنابراین از مدلهای عددی به منظور حل این مسئله باید استفاده شود. مدل sharpباروش سطح تماس غیر اختلاطیدر این پژوهش برای مدل سازی پیشروی آب شور در آبخوان ساحلی حوضه تجن استفاده گردید و معادلات جریان آب شور و شیرین را با شرایط مرزی تساوی فشار در دو سمت سطح تماس به طور همزمان حل شد. اثر پیشروی آب شور، تاثیر ابعاد مش بندی و تاثیر 14 سناریو بر خروجی مدل در آبخوان ساحلی حوضه تجن شبیه-سازی شد. به منظور نشان دادن اثر مش بندی بر نتایج مدل، مدل در دو حالت مش بندی ساده و مختلط اجرا گردید. نتایج نشان می دهد پیشروی آب شور اثر قابل توجهی بر آبخوان ساحلی بویژه در ناحیه غربی حوضه دارد. همچنین تحلیل حساسیت برای 3 پارامتر تخلخل ویژه، هدایت هیدرولیکی و تغذیه خالص آبخوان صورت گرفت. نتایج نشان داد پارامترهای تخلخل ویژه و هدایت هیدرولیکی چندان تاثیری بر نحوه تغییرات فصل مشترک ندارند اما مدل نسبت به تغییرات تغذیه خالص آبخوان حساس میباشد.

احداث سد روی رودخانه¬ای که در آن مدت زمان طولانی جریان پایدار وجود داشته باعث تغییر رژیم جریان و ناپایداری آن می¬شود. جریان پایدار جریانی است که در آن بار کل رسوب وارد شده از مقطع بالادست کاملاً از مقطع پایین¬دست تخلیه شود و ترازهای بستر بدون تغییر ثابت بماند. مخزن، ظرفیت انتقال بالادست را کاهش می¬دهد و در پایین¬دست سد به واسطه راندمان تله¬اندازی مخزن، بار رسوب واقعی به کمتر از طرفیت انتقال آبراهه کاهش می¬یابد. بنابراین در هر دو ناحیه رژیم انتقال رسوب مختل می¬شود و آبراهه واکنش نشان می¬دهد به¬طوری¬که بالا آمدن بستر در بالادست مخزن و کف¬کنی در پایین¬دست آن رخ می¬دهد. این موضوع مدت¬هاست که مورد مطالعه¬ی متخصصین و مورفولوژیست¬های رودخانه بوده و تاکنون روش¬های مختلفی برای برآورد میزان انتقال رسوب به کار رفته است که غالباً نتایج حاصل از این روش¬ها تفاوت فاحشی با یکدیگر و مشاهدات صحرایی دارند. لذا در عمل باید برای حل یک مسئله از فرمول انتقال رسوبی استفاده نمود که اساس استخراج آنها با شرایط جریان و رسوب مسئله در دست بررسی هماهنگی داشته باشد و در صورت امکان برای حل یک مسئله بهتر است از چندین فرمول استفاده نمود و نتایج را با هم مقایسه کرد. سد ساوه در 25 کیلومتری جنوب¬غربی شهرستان ساوه احداث شده است. این سد بر اساس اهداف چند منظوره شامل تنظیم آب کشاورزی، کاهش خطرات سیل، تولید انرژی الکتریکی، اشتغال¬زایی و ایجاد مرکز گردشگری بر روی رودخانه قره¬چای با حوضه آبریز به وسعت 17800 کیلومتر¬مربع ساخته شده است. در این پژوهش رسوب¬گذاری سد ساوه ابتدا با روش¬های تجربی بررسی شده و سپس شبیه¬سازی رسوب-گذاری توسط مدل cche2d انجام شده و نتایج حاصل با آبنگاری انجام شده در سال 1386 مقایسه شده است. نتایج مقایسه دو روش تجربی با اطلاعات رسوب¬سنجی سال 1386 با توجه به پارامترهای آماری، نشان داد روش کاهش سطح بهتر از روش افزایش سطح جهت ارزیابی نحوه توزیع رسوب در مخزن سد ساوه عمل کرده است. هم¬چنین در فرآیند واسنجی در مدل cche2d، از توابع انتقال رسوب وو و همکاران، ایکرز و وایت اصلاح شده، انگلوند و هانسن اصلاح شده و sedtra استفاده شد که با توجه به میزان خطای هر تابع نسبت به خط¬القعر نشان داد رابطه¬ی وو و همکاران تطابق بهتری از نظر تغییرات خط¬القعر با نتایج هیدروگرافی داشته و به عنوان پارامترهای ورودی مورد استفاده قرار گرفتند.

سرریزها یکی از سازه¬های هیدرولیکی می¬باشند که برای تنظیم سطح آب، اندازه¬گیری جریان، پایداری و امنیت سدها و رودخانه¬ها احداث می¬شوند. فیوزگیت یکی از انواع ¬سرریزها می¬باشد که با توجه به نمای از بالا، به دو مدل تاج مستقیم و تاج کنگره¬ای تقسیم می¬شود. فیوزگیت¬ تاج کنگره¬ای با افزایش طول تاج، ظرفیت تخلیه و ذخیره آب در مخزن، می¬تواند در زمان سیلابی با کاهش ارتفاع آب بالای سازه، از آب-گرفتگی زمین¬های بالادست جلوگیری کند که شامل سه نوع: دریچه باریک با بار کم (nlh)، دریچه عریض با بار کم (wlh) و دریچه عریض با بار زیاد (whh) می¬باشد. در این تحقیق، به بررسی آزمایشگاهی تأثیر پارامترهای هندسی و هیدرولیکی بر ضریب دبی سرریز فیوزگیت پرداخته شد و آزمایش¬ها در دو بخش با دو فلوم متفاوت انجام گردید. بخش اول آزمایش¬ها در فلومی به طول 5 متر و عرض 75 میلی¬متر و بخش دوم آن در کانالی به طول 12 متر و عرض 5/0 متر، در آزمایشگاه هیدرولیک گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری اجرا شد. در بخش اول، از فیوزگیت مدل wlh که از جنس پلکسی گلاس با ضخامت 3 میلی¬متر و ارتفاع جام 50 میلی¬متر بوده، با 6 چاهک با ارتفاع¬های متفاوت و در بخش دوم، از چهار مدل فیوزگیت nlh، wlh، خطی و خطی مایل از نیمرخ که از جنس پلکسی گلاس با ضخامت 10 میلی¬متر بوده و به¬ترتیب دارای ارتفاع جام 25، 7/16، 7/16 و 7/16 سانتی¬متر می¬باشند، در شیب¬ها و چاهک¬هایی با ارتفاع متفاوت، استفاده شد. نتایج نشان داد که در کانال¬های کوچک، ضریب دبی سرریز فیوزگیت قبل از واژگونی به پارامترهای بدون بعد h/h و we، و در کانال¬های بزرگ به پارامتر h/h بستگی دارد. در فیوزگیت کنگره¬ای با افزایش این پارامتر¬های بدون بعد، ضریب دبی به علت استغراق پایین¬دست و کاهش هوادهی، کاهش می¬یابد. بعد از واژگونی، سازه جدید نقش سرریز لبه پهن را دارد و ضریب دبی به پارامتر h/w وابسته است که افزایش آن، سبب افزایش ضریب دبی به¬صورت خطی می¬شود و مقدار آن بیش¬تر از حالت قبل از واژگونی است. با افزایش شیب، استغراق پایین دست سرریز کم، هوادهی افزایش و بر مقدار ضریب دبی افزوده می¬شود. هم¬چنین، با افزایش ارتفاع چاهک، ضریب دبی کاهش می¬یابد که در چنین حالتی در یک دبی ثابت، ارتفاع آب بالای سازه در چاهک¬های بلندتر افزایش می¬یابد، به¬عبارتی دبی واژگونی افزایش و مدل دیرتر واژگون می¬گردد. ضریب دبی فیوزگیت خطی نسبت به wlh، افزایش 57 درصدی داشته است و در یک دبی ثابت، ارتفاع آب بالادست آن نسبت به سرریز wlh، 44 درصد افزایش و در یک ارتفاع ثابت، ظرفیت تخلیه آن 128 درصد کاهش می¬یابد. مدل wlh نسبت به خطی، 12 درصد حجم آب بیش¬تری را در خود ذخیره می-کند و به¬علت بیش¬تر بودن طول محفظه در مسیر جریان نسبت به مدل خطی در هد بیش¬تری واژگون خواهد شد. در نهایت، معادله ضریب دبی در فیوزگیت¬های کنگره¬ای و مستقیم به¬ترتیب به¬صورت توانی و خطی استخراج شد که پارامترهای آماری محاسبه شده حاکی از دقت بالای معادلات می¬باشد.

چکیده سرریز¬ها در کار¬های عملی مهندسی عمران مورد استفاده¬ ی فراوان دارند، بنابراین بررسی و مطالعه¬ ی آن ¬ها از اهمیت خاصی برخوردار است. در برخی از موارد به¬دلیل محدودیت¬ های اجرایی، طراحی سرریز¬های با¬انحنا در پلان اجتناب ¬ناپذیر است. در چنین شرایطی مطالعه توزیع جریان در طول سرریز و دیگر پارامتر¬های مربوط به آن، حائز اهمیت خواهد بود. در این پژوهش یک مدل فیزیکی از سرریز سدگرمی¬چای میانه که از نوع اوجی آزاد با قوس محوری در پلان (مدل اصلی) است، در مقیاس 1:75 مورد آزمایش قرار گرفت. هم¬چنین به¬منظور بررسی اثر انحنای سرریز بر عملکرد هیدرولیکی آن یک مدل دیگر از سرریز با محور مستقیم و شرایط هندسی مشابه (مدل صاف) مورد مقایسه قرار گرفت. اندازه ¬گیری¬ ها در سراسر بدنه سرریز و برای 14 دبی (14 مقدار از نسبت عمق آب روی سرریز به عمق طراحی (h/hd) در مدل اصلی و 11 دبی (11 مقدار از نسبت عمق آب روی سرریز به عمق طراحی (h/hd) در مدل صاف انجام شد. نتایج مربوط به فشار استاتیک در مدل اصلی نشان داد حد¬اقل فشار برای همه دبی¬های مورد آزمایش تا قبل از استغراق سرریز، در محل اتصال پروفیل اوجی به تنداب سرریز و برای دبی¬های استغراق روی تاج آن اتفاق می¬افتد. هم¬چنین با افزایش دبی مقطع وقوع پرش هیدرولیکی و آشفتگی جریان، در جهت بالا¬دست و روی بدنه سررریز حرکت می¬کند که حد¬اقل اندیس کاویتاسیون و حد¬اکثر سرعت نیز برای هر دبی در مقاطع یکسان و در مقطع بحرانی مذکور محاسبه می¬شود. از طرفی با افزایش سرعت در هر دبی و کاهش فشار، ضریب خوردگی کاهش یافته و در مقطع انتهایی بدنه سرریز و برای کم¬ترین دبی به حد¬اقل می¬ رسد که این مقدار بزرگ ¬تر از مقدار بحرانی آن و برابر 45/1 محاسبه می¬شود. نتایج مربوط به راندمان سرریز نشان داد با افزایش هد جریان تا 13/1 برابر هد طراحی، ضریب دبی و کارایی سرریز افزایش می¬ یابد و برای دبی¬های بزرگ¬تر (هد جریان بزرگ¬تر از 26/1 برابر هد طراحی)، استغراق سرریز و کاهش ضریب دبی تا مقدار 92/0 در 08/2 برابر هد طراحی مشاهده می¬شود. برای سرریز با محور مستقیم افزایش ضریب دبی تا مقدار 25/1 برابر هد طراحی و پس از آن استغراق سرریز و کاهش ضریب تا مقدار 85/0 و در عمق جریان 98/1 برابر عمق طراحی محاسبه می¬شود که در مدل صاف به¬ازای هر دبی متناظر با مدل اصلی، ضریب سرریز مقدار کمتر و استغراق سریع¬تر اتفاق می¬افتد. میزان تأثیر افزایش ضریب دبی برای سرریز با قوس محوری به¬سمت بالا¬دست و یا کاهش ضریب برای شکل نرمال سرریز در این پژوهش، برابر 8 درصد محاسبه می¬شود. واژه¬های کلیدی: انحنای سرریز، سرریز اوجی، دبی و ضریب دبی، قوس محوری، کاویتاسیون، محور مستقیم، همگرایی جریان

سیلاب ها جزء جدائی ناپذیر و طبیعی زندگی مردم در کلیه جوامع شهری و روستایی هستند. لذا تلاش های زیادی برای مهار این پدیده طبیعی صورت گرفته است که در سه بخش اقدامات سازه ای، غیرسازه ای و ترکیبی از این دو می توان از آن ها نام برد. احداث سدهای تأخیری، از جمله روش های سازه ای کنترل سیلاب می باشد. هدف از این پژوهش طراحی و احداث ترکیبی این سدها برای کنترل سیلاب حوضه نکا است. یکی از مهم ترین عوامل تعیین کننده در طراحی سیستم ها و سازه های عمرانی، عامل هزینه است. بنابراین، بهینه سازی پروژه های کنترل سیلاب به منظور کاهش هزینه ها به نحوی که کارایی (بازده) آن ها در حد مطلوب باشد و کلیه پارامترها و محدودیت های طراحی را برآورده سازد، مورد نیاز است. الگوریتم های متعددی برای حل مسائل بهینه سازی توسعه یافته اند. الگوریتم بهینه سازی ژنتیک (ga)، یکی از جدیدترین الگوریتم هایی است که در این راستا توسعه یافته است. در این تحقیق از الگوریتم ژنتیک برای بهینه سازی و از مدل hec-hms برای شبیه سازی هیدرولوژیکی استفاده شده است. ابتدا مدل hec-hms براساس سه واقعه سیل واسنجی و براساس یک واقعه سیل دیگر مورد اعتبارسنجی قرار گرفت. سپس بارش با دوره بازگشت های 2، 10، 15، 25، 50 و 100 سال در مدل مذکور وارد گردید و هیدروگراف های سیل مربوطه شبیه سازی شد. به دلیل عدم قابلیت لینک بین مدل بهینه ساز و نرم افزار hec-hms، مدل شبیه سازی در محیط نرم افزار matlab توسعه داده شد که قادر به محاسبه هیدروگراف سیل خروجی از حوضه در دو حالت قبل از احداث سد و بعد از احداث سد با آرایش های مختلف باشد. این مدل شبیه ساز به صورت یک زیربرنامه در مدل بهینه ساز برای انجام محاسبات هیدرولیکی استفاده شد. برای نمایش تأثیر بهینه سازی بر کاهش هزینه ها، تابع هدف به دو روش در مدل بهینه ساز تعریف گردید. در روش اول تابع هدف به گونه ای به مدل معرفی شد تا مدل بهینه ساز آرایشی را به منظور احداث سدهای تأخیری بدست آورد که به ازای آن دبی پیک خروجی از حوضه حداقل شود و در روش دوم تابع هدف براساس حداقل نمودن مجموع ضرایب هزینه و دبی پیک به مدل بهینه ساز معرفی گردید. پس از مقایسه نتایج حاصل از هر دو روش مشاهده شد که روش دوم علاوه بر کاهش دبی پیک خروجی از حوضه و به تأخیر انداختن وقوع آن، هزینه لازم برای احداث سدهای تأخیری را حدود 91 درصد نسبت به روش اول کاهش می دهد.

مواد رسوبی در رودخانه ها عموماً به دو صورت بار بستر و بار معلق جابجا می شوند. بار بستر بخشی از بار رسوبی حمل شده توسط رودخانه است که به حالت لغزش، غلطش و یا جهش در بستر رودخانه حرکت می کند. عواملی نظیر خصوصیات دانه بندی، چگالی دانه ها، دمای آب، هیدرولیک جریان و مشخصه های هندسی رودخانه در نحوه انتقال مواد رسوبی تأثیرگذار می باشند. به لحاظ اهمیت و نقش پدیده انتقال رسوب در عرصه های مختلف مهندسی تعیین کمیت بار رسوبی از دیرباز مورد توجه متخصصین مسائل رودخانه ای قرارگرفته است. اندازه گیری مواد رسوبی در رودخانه ها معمولاً به صورت بار معلق انجام می گیرد و همواره درصدی از آن را به عنوان بار بستردر نظر می گیرند. اندازه گیری مستقیم بار بستر در رودخانه ها به ندرت اتفاق افتاده است. در این تحقیق رودخانه بابل رود که یکی از رودخانه های دائمی حوزه دریای مازندران می باشد در 3 بازه مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفته شد. در این پروژه با نقشه برداری از مقاطع مختلف ، اندازه گیری داده های سرعت جریان، قطر ذرات کف، داده های بار بستر و قطر ذرات بار بستر انتقالی، پارامترهای مختلفی چون شیب کف رودخانه، دانه بندی قطر ذرات بار بستر انتقالی، سرعت برشی به روش تئوری لایه مرزی، تنش برشی، پارامتر شیلدز، سرعت متوسط و دبی جریان محاسبه شد و ارتباط بین پارامترهای محاسباتی بر انتقال بار بستر مورد بررسی قرار گرفت. همچنین ارزیابی رفتار و پیش بینی های متفاوت در دیاگرام شیلدز و پارامتر شیلدز بحرانی، نشان می دهد که به جای تأکید بر مقادیر ثابت گزارش شده در مراجع توسط محققین مختلف می بایست بر یک مقدار قابل دفاع که براساس آن حرکت ذره مشاهده می شود تأکید کرد. با مقایسه داده های اندازه گیری شده توسط سازمان آب و داده های موجود در این پروژه معادله توانی دبی- دبی رسوب حاصل می شود که براساس معادله به دست آمده، نسبت بار بستر به بار معلق حدود 3-2 درصد محاسبه گردید. همچنین با بررسی روابط تجربی و نیمه تجربی بار بستر انتقالی، معادلات دوبوی، حسن زاده و ریکینگ در این رودخانه پیشنهاد می شود. در این پروژه دو معادله تجربی براساس رابطه خطی که با توجه به پارامترهای بی بعد هیدرولیکی و هندسی به دست آمد و با داده های دیگر مورد واسنجی قرار گرفت، مشاهده شد که این پارامترها نقش به سزایی را در انتقال بار بستر ایفا می کنند. از اهداف اصلی این تحقیق می توان به اندازه گیری بار بستر انتقالی و بررسی مکانیسم انتقال بار بستر، شناخت معادلات مناسب در رودخانه بابل رود، ارائه معادله تجربی خطی برای بار بستر با استفاده از داده های اندازه گیری شده و واسنجی آن توسط داده های موجود در حوزه های آبریز دیگر اشاره کرد.

آبراهه های طبیعی و رودخانه ها برای ایجاد یک تعادل نسبی همواره در حال تغییر و دگرگونی هستند. تغییر در مورفولوژی رودخانه به دلیل تغییر در میزان ظرفیت انتقال رسوبات می باشد. از آنجایی که رودخانه یک سیستم پویاست، همواره ظرفیت انتقال رسوب آن به دلیل عوامل مختلف در حال افزایش و کاهش است که این امر، فرسایش و رسوب گذاری در مسیر رودخانه را به همراه دارد. شناخت پدیده ها و آثار ناشی از تغییرات آن بر شرایط جریان و رسوب و همچنین پیش بینی رخدادهای هیدرولیکی و رسوبی در رودخانه ها، می تواند نقش موثری در به حداقل رساندن خسارات و مشکلات ناشی از سیل و نیز بهره برداری از رودخانه ها داشته باشد. در پژوهش حاضر تغییرات مورفولوژیکی رودخانه شلمان رود واقع در استان گیلان مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور ابتدا توسط داده های اشل مشاهداتی موجود، ضریب زبری مانینگ رودخانه توسط مدل hec-rasمحاسبه گردید. نتایج نشان داد که روش کاون بهترین روش برای تعیین ضریب زبری این رودخانه می باشد. سپس با وارد کردن پارامترهای موثر در فرآیند انتقال رسوب مناسب ترین تابع انتقال انتخاب گردید که معادله ایکرز – وایت به عنوان مناسب ترین تابع انتقال انتخاب شد.با استفاده از این تابع و داده های مربوط به متوسط دبی ماهانه و دبی لحظه ای سیلاب های بزرگ مربوط به سال های گذشته، مدل برای 20 سال آینده اجرا شد. نتایج نشان داد که در طول 20 سال آتی حدود 69 درصد مقاطع فرسایش می یابند و مابقی رسوب گذاری می کنند. همچنینبیشترین فرسایش و رسوب گذاری به ترتیب در مقطع 142 با کاهش 31/2 متر در تراز بستر و مقطع 107 با افزایش 28/1 متر در تراز بستر رخ داده است. از طرفی پس از محاسبه متوسط رسوب حمل شده سالانه مشخص گردید که در طی سال های آتی، میزان رسوب انتقال یافته در بستر رودخانه به شدت افزایش می یابد. با محاسبه و تعیین پهنه های سیلابی، مشاهده شد که مساحت مناطق زیر آب رفته از حاشیه رودخانه و نیمرخ سطح آب در سیلاب های بزرگ نسبت به سیلاب ها با دوره بازگشت کوتاه مدت، رشد محسوسی داشته است. با پهنه بندی سیلاب 25 ساله در سال 1413 مشاهده شد که عمق و عرض سطح آب نسبت به زمان حال کاهش می یابد. دلیل این امر فرسایش اکثر مقاطع در سال های آینده است.

سرریزها یکی از سازه های هیدرولیکی می باشند که برای تنظیم سطح آب، اندازه گیری جریان، پایداری و امنیت سدها و رودخانه ها احداث می شوند. بر اساس شکل تاج در عرض رودخانه، سرریزها به دو گروه مستقیم و غیر مستقیم تقسیم می شوند. از سرریزهای با تاج غیر مستقیم می توان به سرریزهای کنگره ای اشاره کرد که با توجه به نمای از بالا، در چهار مدل مثلثی، ذوزنقه ای، مستطیلی و قوسی وجود دارند. فرضیه اصلی در طرح کنگره ای سرریزها، افزایش ظرفیت انتقال جریان روی سرریز با تاج ثابت و به ازای ارتفاع معین سطح آب در بالا دست سرریز می باشد. یک تغییر در پارامترهای طراحی استاندارد به مانند تغییر شیب وجه بالا دست و پایین دست می تواند شرایط جریان و راندمان تخلیه این سازه ها را تحت تاثیر قرار دهد. در این پژوهش، به بررسی آزمایشگاهی تأثیر شیب وجه بالا دست و پایین-دست بر ضریب دبی سرریز کنگره ای مستطیلی پرداخته شد. پارامترهای تأثیر گذار بر سیستم مورد مطالعه در قالب شناسه های بدون بعد با استفاده از تئوری پای باکینگهام به دست آمد. آزمایش ها در یک کانال آزمایشگاهی مستطیلی به طول 12 متر، عرض 0/5 متر و ارتفاع 0/8متر با محدوده دبی 10 تا 70 لیتر بر ثانیه در آزمایشگاه هیدرولیک گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری اجرا شد. مدل های فیزیکی از جنس پلکسی گلاس با ضخامت 10 میلی متر در سه ارتفاع 15، 20 و 25 سانتی متر با طول تاج متفاوت مورد استفاده قرار گرفت. آزمایش ها در چهار شیب مختلف سرریز کنگره ای مستطیلی بدون شیب، 15، 30 و 45 درجه نسبت به تاج سرریز در وجه های بالا دست، پایین دست و هردو وجه به صورت همزمان صورت گرفت. نتایج پژوهش حاضر حاکی از آن است که پارامتر بدون بعد ht/p نتایج دقیق تری را برای تعیین ضریب دبی ارائه می دهد. در سرریز کنگره ای مستطیلی با حالت های بدون شیب و شیب وجه های بالا دست، پایین دست و هردو وجه با افزایش این پارامتر بدون بعد، ضریب دبی به علت تداخل جت های آب و افزایش استغراق محلی، کاهش می یابد. همچنین مشاهده شد با ایجاد شیب نسبت به تاج سرریز کنگره ای مستطیلی در وجه بالا دست، ضریب دبی نسبت به حالت بدون شیب کاهش می یابد، که با افزایش نسبت ht/pاز میزان کاهش آن کاسته می شود و انتظار می رود در دبی های بالا و نسبت های ht/p بیشتر، ضریب دبی در سرریز کنگره ای با وجه بالا دست شیب دار از ضریب دبی سرریز بدون شیب بیشتر شود. به علاوه نتایج نشان دادند که متناسب با میزان شیب در وجه پایین دست ضریب دبی این سرریز افزایش می یابد. به طوریکه در این پژوهش بیشترین ضریب دبی سرریز کنگره ای مستطیلی مربوط به شیب 45 درجه وجه پایین دست می باشد. همچنین مشاهده شد با ایجاد شیب همزمان وجه بالا دست و پایین دست سرریز کنگره ای مستطیلی، در محدوده ای که ارتفاع آب روی سرریز کم می باشد، ضریب دبی نسبت به حالت بدون شیب مدل کاهش می یابد. با افزایش پارامتر بدون بعد ht/p از میزان کاهش ضریب دبی کاسته شده و در ارتفاع های زیاد آب روی سرریز، ضریب دبی سرریز کنگره ای مستطیلی با شیب هم زمان وجه بالا دست و پایین دست بیشتر از ضریب دبی سرریز کنگره ای مستطیلی بدون شیب می شود. در نهایت، معادله ضریب دبی سرریز کنگره ای مستطیلی در سه حالت سرریز با شیب وجه بالا دست، پایین-دست و هردو وجه به صورت توانی استخراج شد که پارامترهای آماری محاسبه شده حاکی از دقت بالای معادلات می-باشد.

با رشد جمعیت نیاز به آب شیرین افزایش یافته، بنابراین حجم مخزن سدها باید افزایش یابد. یکی از راهحلهای افزایش حجم مخزن، اصلاح سرریز به گونهای است که با افزایش ارتفاع تاج سرریز پایداری سد حفظ شود. شکل تاج اغلب سرریزها مستقیم است که میتواند به غیرمستقیم )شکسته( اصلاح شود تا در یک عرض ثابت طول تاج بیشتری برای جریان آب فراهم سازد. از سرریزهای با تاج غیرمستقیم میتوان به سرریزهای کنگرهای اشاره کرد که دارای سه شکل کلی مستطیلی، ذوزنقهای و مثلثی هستند. رفتار هیدرولیکی سرریز کنگرهای مستطیلی و تاثیر هوادهی روی آن کمتر بررسی شده است. در این پژوهش با پنج مدل فیزیکی اثر هوادهی با نصب تیغههای شکافنده و لولههای هوادهنده روی سرریز روی ضریب دبی بررسی شده است. آزمایشها در 2 متر و طول 30 متر در محدوده دبی 32 تا 2 لیتر بر ثانیه انجام شد. تعیین ضریب دبی با نسبت / فلوم تحقیقاتی به عرض 5 h/p ، نتایج دقیقتری ارایه داد. با افزایش نسبت h/p مقدار ضریب دبی به دلیل تداخل جت آب کاهش یافت. با افزایش تعداد و ضخامت تیغه شکافنده، مقدار ضریب دبی سرریز کاهش یافت )مییابد(. با افزایش تعداد لولههای هوادهنده در سرریز، مقدار ضریب دبی سرریز افزایش یافت. تیغههای شکافنده و لولههای هوادهنده روی سیکلهای عمود بر جریان کارایی بهتر داشتند

تعیین دقیق سرعت متوسط و دبی مجرا با دقت زیاد از اهداف مهم محققین علم هیدرولیک می باشد. دقیقترین روش تعیین سرعت متوسط، استفاده از توزیع دوبعدی دقیق سرعت در سطح مقطع جریان می باشد. تاکنون برخلاف توزیع یک بعدی سرعت، تحقیقات چندانی بر روی توزیع دوبعدی سرعت انجام نگرفته است. ازجمله مدل های توزیع دوبعدی موجود مدل مغربی است که در آن توزیع دوبعدی بی بعد سرعت با استفاده از توابع توزیع یک بعدی و شکل مقطع جریان، ترسیم می گردد. در این تحقیق به بررسی کاربرد این مدل برای برخی از مقاطع در کانال های آبیاری از جمله دایره ای و ذوزنقه ای پرداخته شده است. با توجه به نتایج حاصل مشخص گردید علی رغم اینکه مدل مغربی قادر به نمایش پایین افتادگی مکان سرعت ماکسیمم نسبت به سطح آزاد آب می-باشد، توزیع دو بعدی حاصل از این مدل مطابق با واقعیت نمی باشد. روش دیگر تعیین سرعت متوسط که دارای محبوبیت فراوانی نیز می باشد، استفاده از رابطه مانینگ است. در واقع این رابطه را می توان، براساس انتگرال گیری از توابع توزیع یک بعدی سرعت بر روی سطح مقطع جریان بدست آورد. کاربرد این رابطه در برخی از مقاطع دارای شکل خاص از جمله مقطع دایره ای با خطا همراه می باشد. بنابراین در این تحقیق جهت تدقیق این رابطه تعریف جدیدی برای شعاع هیدرولیکی براساس شکل مقطع جریان، به نام شعاع هیدرولیکی هارمونیک اصلاح شده ارائه شده است. با کاربرد شعاع هیدرولیکی هارمونیک اصلاح شده در رابطه مانینگ برای مقطع دایره ای تطابق خوبی بین نتایج حاصل و نتایج آزمایشگاهی موجود مشاهده گردید. سپس با توجه به نزدیکی شکل مقطع نعل اسبی به دایره روابط حاکم بر شعاع هیدرولیکی هارمونیک اصلاح شده در آن مقطع نیز استخراج گردید.

هدف از انجام این تحقیق تدوین سیاستی جهت بهینه سازی بهره برداری از مخزن و کمینه سازی کمبودها می باشد. در این تحقیق به منظور شبیه سازی بهره برداری مخزن از سیاست بهره برداری استاندارد (sop) استفاده شده است. پس از تهیه ی مدل (sa) به عنوان یک مدل بهینه سازی عددی با ساختار تصادفی هوشمند، جهت بهینه سازی بهره برداری مخزن از مدل ترکیبی sop-sa استفاده شده است. با توجه به حساسیت مدل sa نسبت به پارامترهایش آزمون حساسیت صورت گرفته و مدل sop-sa به روش مجانب صحت سنجی شده است. دو مدل sop و sop-sa برای سد مخزنی درودزن با دوره ی آماری 28 ساله به اجرا در آمده اند و خروجی های دو مدل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند. در پایان تاثیر مدل sop-sa روی دو سال خشک در طول دوره ی آماری سد مخزنی درودزن بررسی شده است. این مدل میزان برداشت بهینه ی آب را به نحوی مشخص می کند که در سال های خشک با کمترین مقدار کمبود آب مواجه شویم.

در روش کاهش سطح که یکی از رایج ترین روش های تجربی در تعیین توزیع رسوبات در مخازن می باشد، مخازن از نظر هندسی به چهار نوع تقسیم بندی می شوند. برای هر یک از چهار نوع مخزن پارامترهای ارائه شده بر اساس تعداد محدودی مخزن بدست آمده است،که پیش بینی این روش را با خطای زیادی همراه می کند. لذا در مخازنی که در حال بهره برداری می باشند و عملیات هیدروگرافی در آنها حداقل یکبار انجام شده باشد، می توان با تعیین پارامترهای مناسب به دقت قابل قبولی دست یافت یا به اصطلاح مدل را برای آن مخزن خاص واسنجی نمود. در این تحقیق در محیط متلب ، ابتدا بر اساس تئوری روش کاهش سطح یک مدل کامپیوتری تهیه شد، سپس مدل بهینه سازی به روش الگوریتم ژنتیک آماده شد و در نهایت این دو مدل ترکیب شدند. مدل تهیه شده پارامترهای روش تجربی کاهش سطح را برای هر مخزن بنحوی تعیین می کندکه بیشترین تطابق بین مقادیر محاسباتی و اندازه گیری شده بدست آید. با توجه به اینکه برای واسنجی و صحت سنجی مدل تهیه شده حداقل به سه دوره اطلاعات اندازه گیری شده نیاز است و به علت کمبود اطلاعات هیدروگرافی مخازن کشور ابتدا مدل تهیه شده برای سد مخزنی آلتوس در آمریکا و کرج در ایران که دارای سه دوره اطلاعات می باشند بکار برده شد. نتایج حاصله نشان داد که استفاده از پارامترهای بهینه در سد آلتوس باعث کاهش میزان تابع هدف به مقدار 22% و در سد کرج باعث کاهش میزان تابع هدف به مقدار 57% شد. این مسئله نشان دهنده ی صحت نتایج و قابلیت کاربرد مدل در دوره-هایی غیر از دوره ی واسنجی مدل می باشد. سپس با استفاده از این روش بهترین پارامترها برای سد مخزنی کارده که تنها دو هیدروگرافی از آن در دسترس بوده، بدست آمد. سپس بر اساس پارامترهای بهینه بدست آمده برای هریک از سدهای کرج و کارده، نحوه ی توزیع رسوبات در سال های آینده برای این مخازن پیش بینی شد.

چغندر قند مهمترین گیاه برای تولید شکر در مناطق معتدله است. در زراعت چغندرقند علاوه بر عملکرد ریشه، کیفیت آن به خصوص میزان قند و میزان ناحالصی های ریشه نیز باید مد نظر قرار گیرد. نیتروژن و تراکم بوته دو عامل مهم هستند که هم عملکرد ریشه و هم کیفیت محصول را تحت تاثیر قرار می دهند. به منظور بررسی تاثیر تراکم بوته و مقادیر نیتروژن روی صفات آگرونومیک چغندر قند یک آزمایش فاکتوریل در ساال 1378، در مزرعه تحقیقاتی مرکز تحقیقات دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز واقع در کوشکک انجام شد. طرح آزمایش، بلوکهای کامل تصادفی و در 4 تکرار اجرا گردید. فاکتورهای آزمایشی عبارت بودند از فاکتور اول فاصله ردیف های کاشت در سه سطح 50، 60 و 70 سانتی متر