نام پژوهشگر: حسین سقاییان نژاد

بررسی عددی و آزمایشگاهی جریان در سازه ترکیبی سرریز و دریچه در کانال مستطیلی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده کشاورزی 1391
  یاسین حسینی   جهانگیر عابدی کوپایی

از سیستم های متداول سرریز و دریچه برای اندازه گیری دبی جریان در کانال های روباز استفاده می شود. ولی در مواردی که آب انتقالی حاوی مواد رسوبی یا شناور باشد موجب بروز مشکلاتی در نحوه عملکرد آن ها شده و خطای اندازه گیری بالا می رود. برای حل این مشکل، می توان سرریز و دریچه را با هم ترکیب نمود و سیستم هیدرولیکی متمرکزی به نام سرریز-دریچه تشکیل داد که امکان انتقال مواد رسوبی از زیر دریچه و مواد شناور از روی سرریز را فراهم می آورد. به طور کلی سازه های آبی قبل از فرآیند ساخت، مدل سازی می شوند تا از صرف هزینه زیاد و بعضاً بی مورد جلوگیری گردد. اما مشکلی که وجود دارد این است که در برخی مواقع رفتار جریان در مدل فیزیکی با رفتار در سیستم واقعی متفاوت می باشد و در نتیجه، بسط اطلاعات بدست آمده از مدل همیشه تمام جنبه های سیستم واقعی را شبیه سازی نمی کند. ضمن اینکه مشکلات جدی در اندازه گیری وجود داشته و وسایل اندازه گیری نیز عاری از خطا نمی باشند. به همین منظور نرم افزارهایی طراحی شده اند تا با استفاده از مدل های ریاضی و پیشگویی های تئوری این اندازه گیری ها را در حوزه جریان انجام داده و تفاوت های بین مطالعات در مدل و نمونه اصلی را به حداقل برسانند. در این مطالعه شبیه سازی عددی جریان در مدل ترکیبی سرریز-دریچه به کمک نرم افزار cfx صورت گرفته است. دبی تفکیک شده با استفاده از نرم افزار با روابط ارائه شده توسط سوامی 1988 و کیندزواتر- کارتر 1957برای سرریز و روابط سوامی1992، بنجامین، و بیرامی برای دریچه مقایسه شد. همه روابط مقادیر قابل قبولی برای دبی نسبت به میزان محاسبه شده توسط مدل عددی ارائه نمودند. روابط ارائه شده برای سرریز و دریچه با یکدیگر ترکیب شده و میزان دبی عبوری از سازه ترکیبی سرریز و دریچه محاسبه شد و با مقادیر دبی عبوری در آزمایشگاه مقایسه شد. از بین روابط ترکیبی ارائه شده ترکیب رابطه کیندزواتر-کارتر 1957 برای سرریز و رابطه بنجامین برای دریچه کمترین مقدار خطا را نشان داد. بعد از مقایسه روابط ارائه شده با مقادیر آزمایشگاهی ضریب c برای روابط ترکیبی محاسبه شده و این روابط با شاخص های آماری مختلف مقایسه شدند. بجز ترکیب رابط انرژی برای دریچه و و روابط ارائه شده برای سرریز، سایر روابط حداکثر 6/3± درصد خطا را نشان می دهند. استفاده از رابطه کیندزواتر و کارتر برای محاسبه دبی سرریز و رابطه بنجامین برای محاسبه دبی عبوری از زیر دریچه کشویی کم ترین محدوده خطا را در محاسبه دبی عبوری از سازه ترکیبی سرریز - دریچه دارا بود. در محدوده مورد آزمایش مقدار این خطا برای کل دبی ها عبوری از سازه ترکیبی در محدوده 7/1± مشاهده شد. در بررسی تاثیر میزان استغراق دریچه بر میزان دبی عبوری از سرریز و دریچه در سازه ترکیبی مشاهده شد که با افزایش میزان استغراق تا زمانی که سرریز مستغرق نشود میزان دبی عبوری از دریچه تغییر نمی کند و با مستغرق شدن سرریز میزان دبی عبوری از دریچه کاهش می یابد.

ارزیابی سیستم های آبیاری فضای سبز شهر اصفهان و بررسی امکان اصلاح آنها
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده کشاورزی 1384
  محمدمهدی کفایتی   منوچهر حیدرپور

در این مطالعه 9 سیستم آبیاری شامل سه سیستم آبیاری سطحی سه سیستم آبیاری بارانی و سه سیستم آبیاری قطره ای فضای سبز شهر اصفهان به عنوان نمونه انتخاب و مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفتند. در انتخاب این سیستمها سعی گردید تا از روش های متداول و الگوهای پیشنهادی در منابع علمی استفاده شود. عرصه های آبیاری سطحی مورد مطالعه شامل فاز جنگل کاری شرق اصفهان، اراضی شیب دار فضای سبز اطراف کوه صف و ریفیوژهای حاشیه خیابان باغ گلدسته میباشند. عرصه های آبیاری بارانی مورد مطالعه شامل بوستان آبشار دوم، فضای سبز حاشیه میدان قائمیه و بوستان قلمستان و همچنین عرصه های آبیاری قطره ای مورد مطالعه شامل فضای سبز بختیار دشت و فازهای 1 و 5 فضای سبز شرق اصفهان میباشند. برای هر نوع از سیتسمهای مورد مطالعه فاکتورهای ارزیابی محاسبه گردید. در سه سیستم آبیاری سطحی، متوسط راندمان کاربرد، آب نفوذ، عمقی، رواناب و راندمان نیاز آبی به ترتیب برابر 2/61, 8/34, 4 و 4/84 درصد به دست آمد. در سه سیستم آبیاری بارانی، متوسط ضریب یکنواختی کریستیانسن، یکنواختی توزیع ربع پایین، راندمان واقعی کاربرد ربع پایین به ترتیب برابر 4/72، 5/65، 1/34، 4 و 4/84 درصد به دست آمد. در سه سیستم آبیاری بارانی، متوسط ضریب یکنواختی کریستیانسن، یکنواختی توزیع ربع پایین، راندمان واقعی کاربرد ربع پایین و راندمان واقعی کاربرد ربع پایین راندمان پتانسیل کاربرد ربع پایین به ترتیب برابر 4/72، 5/65، 1/43، 9/59 درصد محاسبه گردید. همچنین متوسط تلفات پاششی و تلفات نفوذ عمقی در حین آزمایش در این نوع سیستم برابر 9/20 و 24/0 درصد محاسبه شد.

تعیین مشخصات کانال پایدار
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده کشاورزی 1384
  محمد عبدالحسینی   حسین افضلی مهر

کارهای انجام شده در زمینه معادلات ارائه دهنده هندسیه هیدرولیکی کانالهای پایدار عمدتا بر اساس جریان یکنواخت شکل گرفته و توسعه پیدا کرده اند و لذا استفاده از نتایج این معادلات در کانالها و رودخانه های طبیعی که جریان در آنها عمدتا به طور غیر یکنواخت صورت میگیرد مناسب نخواهد بود هدف اصلی این تحقیق برریس چگونگی توزیع تنش برشی و پارامتر شیلدز در مقاطع غیر یکنواخت کانالهای پایدار و توسعه مدلی برای پیش بینی مشخصات هندسه هیدرولیکی مقطع پایدار با استفاده از روشهای رگرسیون چندگانه آماری میباشد. برای این منظور با کاربرد روشهای مبتنی بر قوانین هیدرودینامیک، تنش برشی بشتر به کمک اندازه گیری های صحرایی نیمرخ سرعت جریان، مشخصات رسوب بستر کانال و مشخصات هندسی موجود تعیین شده و معادلات مناسب برای برآورد عرض، عمق و شیب طولی کانال با استفاده از پارامترهای هیدرولیکی نظیر تنش برشی، دبی و پارامترهای مورفوژیکی نظیر قطر ذرات رسوب ارائه شده اند. برای این کار، پس از بررسی های اولیه و بازدیدهای صحرایی در مناطق مختلف، مطالعات به دو قسمت تقسیم شد. قسمت اول شامل 4 بازه انتخابی از مسافتی به طول 20 کیلومتر از رودخانه کاج در استان چهار محال بختیاری میباشد. قسمت دوم شامل 12 بازهدر انهار فضای سبز واقع در حاشیه زاینده رود است. در مجموع از تمام بازه های مورد مطالعه مشخصات هندسی 76 مقطع و 338 پروفیل سرعت به همراه مشخصات ذرات بستر و داده های نقشه برداری ثبت گردید. با انجام محاسبات اولیه مشخصات مورفولوژیکی و هیدرولیکی بدست آمد. سپس با استفاده از داده های پروفیل سرعت و با استفاده از روش مشخصات لایه مرزی، مقادیر سرعت برشی مربوط به هر پروفیل محاسبه گردید. سپس با استفاده از این مقادیر تنش برشی و پارامتر شیلدز محاسبه شده و نحوه توزیع آنها در مقاطع غیر یکنواخت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این بررسی نشان میدهد که چگونگی توزیع این دو پارامتر، ابزار مناسبی برای تحلیل پایداری مقاطع عرضی در اختیار قرار میدهد. به منظور برآورد مدل پیش بینی مشخصات هندسه هیدرولیکی کانال پایدار شامل عرض، عمق و شیب از روش رگرسیون چندگانه غیر خطی استفاده شد.

برآورد نیاز آبی برخی از گونه های غالب فضای سبز شهر اصفهان با استفاده از لایسیمتر
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده کشاورزی 1384
  ابراهیم هاشمی گرم دره   منوچهر حیدرپور

رشد سریع جمعیت جهان و متناسب با آن افزایش نیاز آبی اعم از مصارف شرب و صنعت کشاورزی و توسعه شهری ضرورت برنامه ریزی در جهت استفاده بهینه از این منبع حیات بخش را بیش از پیش ایجاب می کند.به منظور جلوگیری از آلودگی هوا و ایجاد محیط زیست مناسب نیاز شدیدی به توسعه فضای سبز در داخل و حومه شهرها احساس می گردد.تخصیص منابع آب جدیدبرای ایجاد فضای سبز خصوصا" در مناطق خشک و بیابانی به دلیل محدودیت شدید منابع آبی با مشکلاتی روبرو می باشد.برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل گیاهان فضای سبز شهری به منظور کاربرد در برنامه ریزی طراحی و مدیریت طرح های آبیاری و زهکشی امری ضروری می باشد.در این راستا نیاز آبی دو گونه چمن( چمن لولیوم و اسپرت)و دو گونه درخت(زبان گنجشک و سرو نقره ای) با استفاده از لایسیمتر زهکش دار در مزرعه تحقیقاتی محمود آباد اصفهان در سال 84-3831 اندازه گیری شد.میزان تبخیر و تعرق پتانسیل برای دوره 8 ماهه فروردین تا آبان برای چمن اسپرت 1832 میلی متر چمن لولیوم 1937 میلی متر درخت زبان گنجشک 983 میلی متر و درخت سرو نقره ای 837 میلی متر بدست آمد.نسبت تبخیر و تعرق چمن لولیوم نسبت به تبخیر و تعرق چمن اسپرت برای کل دوره 1/055 بدست آمد.متوسط ضریب گیاهی درخت زبان گنجشک برای کل دوره 0/48 حداکثر آن 0/77 در مرداد و حداقل آن 0/2 در فروردین بدست آمد.متوسط ضریب گیاهی درخت سرو نقره ای برای کل دوره 0/43 حداکثر آن 0/58 در تیر و مرداد و حداقل آن0/3 در فروردین بدست آمد.

بررسی مکانیزم انتقال بار بستر در پایین دست تونل چشمه لنگان
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده کشاورزی 1385
  آرتمیس معتمدی   حسین افضلی مهر

زمانی یک دره رسوب به حرکت در می آید که برآیند نیروهای وارد بر ذره، بیش از نیروی وزن آن باشد. در این حالت ذره در استانه حرکت قرار گرفته و می تواند به دو صورت بار معلق و بستر حرکت کند. اندازه گیری مواد رسوبی رودخانه ها، یکی از اصولی ترین روش های مدیریتی برای مقابله با خسارت ناشی از انتقال رسوبات است که به صورت نمونه برداری بار معلق از سال 1340 در کشور آغز شده است ولی تاکنون مطالعات قابل توجهی روی مواد درشت دانه و بار بستر در رودخانه ها و حتی آبراهه های مرتبط با پروژه های آبی صورت نگرفته است. در این تحقیق پایین دست چشمه لنگان در رودخانه زاینده رود، در سه بازه، مورد مطالعه و تجزیه و تحلیل قرار گرفته شد. در این پروژه سعی شده است که با توجه به اندازه گیری های سرعت جریان، بار بستر عبوری، قطر ذرات انتقالی و نیز محاسبه تنش برشی و پارامتر شیلدز از طریق محاسبه سرعت برشی به روش سهمی، رابطه ای بین عوامل موثر بر انتقال بار بستر یافت شود. تفاوت چشمگیر 50 d های مقاطع مختلف در طول رودخانه، اثرات قابل توجهی را بر روی پارامتر شیلدز و نیز مقدار بحرانی آن، باعث می گردد. با گذشت زمان و پیشرفت علم و تجهیزات، این طور به نظر می رسد که دیگر بیان یک مقدار جهانی پارامتر شیلدز بحرانی حتر برای یک مقطع نیز کار ساز نباشد، چنانچه هر مقطع باتوجه به شرایط مورفولوژیکی و هیدرولیکی جریان، پارامتر شیلدز بحرانی منحصر به فردی را نیازمند است بررسی روابط پیش بینی کننده نرخ انتقال رسوب نیز نتایج متفاوتی را نشان داد. چنانچه حتی برای یک بازه با خصوصیات مورفولوژیکی تقریبا یکسان نیز، نمی توان معادله شخصی را معرفی نمود. ولی از بین معادلات مورد بررسی قرار گرفته می توان، ویل کوک کالیبره شده را پیشنهاد کرد. همچنین با مقایسه داده های اندازه گیری شده سازمان آب و داده های موجود در این پروژه معادله توانی دبی-دبی رسوبی حاصل می شود که با درنظر گرفتن نسبت بار بستر به بار معلق حدود 2 الی 3 درصد، می توان در پروژه های آبی از آن استفاده نمود. از اهداف اصلی این تحقیق می توان اندازه گیری بار بستر و شناسایی مکانیسم انتقال آن، شناخت نقاط قوت و ضعف معادلات موجود در مراجع هیدرولیکی برای پیش بینی بار بستر در رودخانه های شنی و نیز معرفی نرم افزار bags را بیان نمود.

تاثیر کم آبیاری و روش prd بر عملکرد و کارآیی مصرف آب در زراعت سیب زمینی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده کشاورزی 1387
  عباس غفاری ششجوانی   فرهاد موسوی

سیب زمینی یکی از مهم ترین و عمده ترین محصولات زراعی ایران و جهان می باشد. در اکثر مناطق جهان به ویژه در ایران، عامل محدود کننده تولیدات زراعی، آب است. کم آبیاری یک راهکار بهینه برای صرفه جویی در مصرف آب در شرایط کم آبی و در نهایت کاهش هزینه و افزایش سود است. به منظور بررسی روش های مختلف آبیاری شیاری از لحاظ عملکرد و کارآیی مصرف آب در زراعت سیب زمینی، آزمایشی در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی اصفهان (ایستگاه رزوه) در سال 1386 انجام شد. این تحقیق در قالب بلوک های کامل تصادفی با تیمار آب آبیاری در سه سطح (آبیاری پس از 75، 100 و 120 درصد تبخیر تجمعی از تشت تبخیر کلاس a) و روش آبیاری (آبیاری شیاری معمولی، prd، شیاری یک در میان، شیاری یک در میان تا اواسط فصل، شیاری یک در میان از اواسط فصل به بعد و شیاری با دو ردیف کاشت روی پشته) در سه تکرار انجام گرفت. نتایج نشان داد که راندمان کاربرد آبیاری به روش prd (8/93 درصد) بیشتر از روش شیاری معمولی (1/74 درصد) است. اثر روش آبیاری بر عملکرد سیب زمینی در سطح 1 درصد معنی دار بود. کمترین عملکرد مربوط به روش شیاری یک در میان تا آخر فصل (13/16 تن در هکتار) و بیشترین عملکرد مربوط به روش شیاری یک در میان تا اواسط فصل (47/24 تن در هکتار) می باشد. اثر مقدار آب آبیاری بر عملکرد سیب زمینی در سطح 1 درصد معنی دار بود. حداکثر عملکرد (82/25 تن در هکتار) مربوط به تیمار آب آبیاری 120 درصد و حداقل عملکرد (84/13 تن در هکتار) مربوط به تیمار آب آبیاری 75 درصد بود. اثر روش آبیاری بر کارآیی مصرف آب در سطح 1 درصد معنی دار بود. بیشترین کارآیی مصرف آب مربوط به روش های شیاری یک در میان تا اواسط فصل (33/5 کیلوگرم بر متر مکعب) و prd (24/5 کیلوگرم بر متر مکعب) و کمترین کارآیی مصرف آب مربوط به روش شیاری دو ردیفه (78/3 کیلوگرم بر متر مکعب) بود. اثر مقدار آب آبیاری بر کارآیی مصرف آب در سطح 1 درصد معنی دار بود. بیشترین کارآیی مصرف آب (68/4 کیلوگرم بر متر مکعب) در تیمار آب آبیاری 100 درصد و کمترین کارآیی مصرف آب (82/3 کیلوگرم بر متر مکعب) در تیمار آب آبیاری 75 درصد به دست آمد. اثر روش آبیاری بر درصد غده های بزرگتر از 55 میلی متر در سطح 1 درصد معنی دار بود. بیشترین تولید غده های بزرگتر از 55 میلی متر (44/30 درصد) در روش شیاری یک در میان تا اواسط فصل و کمترین (38/16 درصد) در روش شیاری با دو ردیف کاشت روی پشته حاصل شد. با افزایش آب آبیاری، درصد غده های بزرگتر از 55 میلی متر افزایش یافت.

تاثیر مواد معدنی و الیاف پلیمری بر ویژگیهای مکانیکی خاکهای گچی و ماسه ای برای زیر سازی کانالهای آبیاری
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده کشاورزی 1391
  سمانه سلطانیان   مهدی قیصری

عدم شناخت ویژگی ها و مسائل ژئوتکنیکی خاک بستر می تواند مشکلات عدیده ای در رابطه با بهره برداری و نگهداری شبکه های آبیاری و زهکشی را در پی داشته باشد. به طور کلی تمام خاک های نامتعارف می توانند مشکلاتی را در کانال های آبیاری ایجاد نمایند که دو نوع از خاک های نامتعارف یا مشکل آفرین، خاک های گچی و خاک ماسه ای ناپایدار است که در اصطلاح متداول به آن ماسه بادی گفته می شود. پژوهشهای کمی در مورد نحوه تثبیت این خاک ها در زیر سازی سازه های آبی و به ویژه کانال های آبیاری انجام شده است. دراین تحقیق در راستای تثبیت و اصلاح خاک های مذکور مواد معدنی پرلیت و پامیس با درصدهای متفاوت (5%، 10% و 15%)، میکروسیلیس با درصدهای متفاوت (1%، 5% و 10%) و الیاف پلی پروپیلن با دو طول 6 و 12 میلیمتر با درصدهای (05/0%، 1/0%، 15/0%و 25/0%) با آنها مخلوط گردیدند و ویژگی های مکانیکی خاکها از جمله پارامترهای برشی، ظرفیت باربری، مشخصات تراکمی و حدود اتربرگ درنمونه های تهیه شده، بررسی شد. نتایج استخراج شده در قالب طرح کاملاً تصادفی مورد تجزیه وتحلیل آماری قرار گرفت و مقایسه میانگین های آنها در سطح آماری 1 درصد (01/0p<) انجام پذیرفت. نتایج نشان داد میکروسیلیس بهترین تاثیر را روی پارامترهای برشی، باربری، تراکمی و حدود اتربرگ خاک گچی و ماسه بادی دارد و باعث بهبود این پارامترها در هر دونوع خاک گردید. پامیس نیز در خاک گچی خواص برشی، باربری، مشخصات تراکمی ودر ماسه بادی نیز تنها خاصیت باربری آن را بهبود داد. الیاف باعث بهبود خواص برشی، باربری ومشخصات تراکمی خاک گچی گردید. اما در ماسه بادی فقط ویژگی های باربری و برشی آن را بهبود بخشید. پرلیت نیز باعث تضعیف ویژگی های برشی، باربری ومشخصات تراکمی در هر دو نوع خاک گچی وماسه بادی گردید.

اثر ریشه گیاهان کراسولا وتاغ تحت آبیاری با پساب تصفیه شده بر مقاومت برشی خاک
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده کشاورزی 1386
  فرهود فکوری   سعید اسلامیان

فرسایش زمین یکی از مهمترین عوامل تهدید کننده منابع خاکی جهان است. این فرسایش چه توسط باد و چه توسط آب باشد نه تنها سبب فقیر شدن خاک از نظر مواد غذایی می شود، بلکه نقش مهمی در پر شدن مخازن سدها و تهدیدی جدی برای زندگی بشر است. به منظور بررسی تاثیر ریشه های دو گونه کویری بر کاهش فرسایش پذیری خاک، طرحی آزمایشی (گلخانه ای) بصورت کرتهای خرد شده در قالب بلوک کامل تصادفی در دانشگاه صنعتی اصفهان صورت گرفت. تیمارهای در نظر گرفته شده در این طرح شامل سه تیمار آب آبیاری آب چاه، مخلوط آب چاه و پساب تصفیه شده به نسبت 50-50 و پساب تصفیه شده، دو تیمار گونه گیاهی شامل کراسولا و تاغ، یک خاک لومی شنی رسی از حوالی فرودگاه اصفهان و سه تیمار نیروی فشاری 2/0، 6/0 و 1 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع جهت تعیین مقاومت برشی خاک در قالب 8 تکرار بودند، که در مجموع 144 گلدان را شامل می شدند. نتایج آزمایش نشان داد که در هر 3 آبیاری اعمال شده گیاه کراسولا با ایجاد مقاومت برشی بالاتر در خاک نسبت به گیاه تاغ، نقش مهمی در کاهش فرسایش پذیری خاک دارد. با افزایش میزان پساب در آب آبیاری اعمال شده، میزان ریشه، قطر متوسط ریشه، حجم و طول کل آن برای برای هر دو گیاه تاغ و کراسولا بصورت معنی داری افزایش یافت و این افزایش برای گیاه تاغ مشهود تر از گیاه کراسولا بود. تیمار گیاه کراسولا آبیاری شده با پساب با ایجاد مقاومت برشی 22/0 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع به علت وجود تراکم زیاد و خشبی بودن ریشه ها، بهترین تیمار برای کاهش فرسایش و تیمار گیاه تاغ آبیاری شده با آب چاه با ایجاد مقاومت برشی 13/0 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع در خاک در پایان فصل کمترین نقش را در بین تیمار های اعمال شده در کاهش فرسایش خاک نشان داد. نتایج این طرح موید این نکته است که با افزایش میزان پساب میزان ریشه دهی گیاه افزایش یافته و مقاومت برشی بالاتر خاک را سبب خواهد شد.

اثر نسبت ظرافت در تخمین ضریب هیدرودینامیکی دراگ در جریان کندشونده در کانال هایی با بستر شنی و پوشش گیاهی در دیوار
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده کشاورزی 1393
  نازنین محمدزاده میاب   حسین افضلی مهر

وجود پوشش گیاهی در رودخانه ها و دشت های سیلابی از یک طرف دامنه وسیعی از شرایط اکوسیستم را فراهم می کند و از طرف دیگر تأثیر به سزایی بر روی افزایش مقاومت جریان دارد که منجر به کاهش انتقال جریان و تغییر در فرایند ته نشینی رسوبات می گردد. مقاومت جریان (ضریب دراگ) یک پارامتر اساسی برای جریان کانال های باز است و اثر مهمی بر روی محاسبات مهندسی و زیست محیطی دارد. هدف از تحقیق حاضر بررسی اثر پوشش گیاهی و سایر عوامل اثرگذار بر روی ضریب دراگ می باشد. از آنجا که انتخاب سرعت برشی مستقیماً بر روی ضریب دراگ تأثیرگذار است روش های مختلف محاسبه سرعت برشی مورد بررسی قرار گرفته، همچنین گشتاور های آماری اول تا چهارم بحث می شوند. در نهایت برای نقاط عطف منحنی تنش برشی، فرآیند چرخه برستینگ انجام می گیرد. در این پژوهش، داده برداری شامل دو بخش صحرایی(رودخانه بابل رود در شمال ایران) و بخش آزمایشگاهی صورت گرفت. در بخش صحرایی 13 مقطع (هر مقطع شامل 5 نیمرخ عمود بر جهت جریان) که 2 مقطع آن بدون پوشش گیاهی و11 مقطع با پوشش گیاهی انتخاب شد. داده های سرعت نقطه ای بوسیله یک دستگاه مولینه اندازه گیری شد. پوشش گیاهی غالب در کناره مقاطع مشابه پوشش برنج و بستر شنی بود. در بخش صحرایی نیز 36 نیمرخ سرعت (18 نیمرخ با پوشش گیاهی برنج در دیواره ها و 18 نیمرخ بدون حضور پوشش گیاهی) به کمک دستگاه adv در شرایط بستر شنی با دو شیب 5/0 و 5/1 درصد برداشت شد. نتایج نشان می دهد سرعت حداکثر در نسبت های ظرافت بزرگتر از 5 نیز به دلیل حضور پوشش گیاهی در زیر سطح آب رخ می دهد این در حالی است که مطالعات پیشین نشان می دهد در جریان های دو بعدی با نسبت ظرافت بزرگتر از 5 انتظار می رود سرعت حداکثر در سطح آب رخ دهد. حد اعتبار قانون لگاریتمی در کنار پوشش گیاهی کمتر از محور مرکزی است که نشان می-دهد وجود پوشش موجب انحراف داده های بیشتری از قانون لگاریتمی می شود. در توزیع تنش برشی سه ناحیه مشاهده شد. همچنین عوامل مختلف وجود پوشش گیاهی، تغییر شیب بستر، نسبت ظرافت، عدد فرود، عدد رینولدز و پارامتر شیلدز بر روی ضریب دراگ موثر است.

اثر شناوری نسبی بر آستانه حرکت ذرات رسوب در شیب های تند تحت جریان کندشونده
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - پژوهشکده مهندسی آب 1393
  رامین بوالحسنی   حسین افضلی مهر

جریان آب در رودخانه ها و انهار طبیعی یکنواخت نیست و با نزدیک شدن به موانع نظیر شکل های بستر و سازه های آبی به صورت جریان های غیر یکنواخت کندشونده و تندشونده ظاهر می شود. شناخت آستانه حرکت ذره رسوب در این نوع جریان ها نقش مهمی در برآورد بار رسوبی و بررسی مسائل مرتبط با آبشستگی و مقاومت جریان در رودخانه ها ایفا می کند. هدف از تحقیق حاضر مطالعه خصوصیات جریان های آشفته در شرایط شروع حرکت ذرات رسوب بستر در جریان های غیریکنواخت است تا بدین وسیله شناختی از عوامل موثر بر این پدیده حاصل گردد. آزمایشات این تحقیق در آزمایشگاه آب دانشگاه صنعتی اصفهان در کانالی به طول 8 متر به عرض40 و عمق 60 سانتی متر با استفاده از سه گروه ذرات رسوبی یکنواخت با قطر میانه ( mm95/0، 8/1، 8/3= ) و شیب بستر 0075/ 0 ، 0125/0 و015/ 0 تحت شرایط جریانهای غیر یکنواخت کندشونده انجام گردید. اندازه گیری های سرعت و مولفه های جریان آشفته در هر آزمایش در سه مقطع عرضی به فواصل 5، 75/5و 5/6 متری از ورودی کانال اصلی با استفاده از دستگاه سرعت سنج صوتی adv صورت پذیرفت. در مجموع 81 نیمرخ سرعت جریان برداشت و به وسیله نرم افزار winadv تحلیل و غربال شده و بر اساس آن تنش های برشی و نرمال رینولدز و نوسانات سرعت در شیب ها و روی ذرات رسوبی مختلف مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که حرکت و اندازه ذرات مختلف وشیب بستر متفاوت، خصوصیات جریان نظیر توزیع سرعت، تنش های برشی و نرمال رینولدز را نزدیک به بستر تحت تاثیر قرار می دهد. در محاسبه ی پارامتر شیلدز بحرانی عوامل مختلفی از جمله انتخاب روش محاسبه ی سرعت بر شی که دو روش تئوری لایه مرزی و روش پایه ای لگاریتمی مقایسه شد که دارای همسانی قابل قبولی بودند ،ثابت های عددی این روش های و حتی انتخاب کردن یا نکردن یک داده تاثیر قابل توجه ای روی مقدار پارامتر شیلدز دارد. این تحقیق نشان داد پارامتر شیلدز بحرانی در جریان کندشونده ثابت نبوده وبه رینولدز ذره و شناوری نسبی ذره بستگی دارد به طوری که با افزایش رینولدز ذره وکاهش شناوری های نسبی، پارامتر شیلدز افزایش می یابد.در نمودار شیلدز روند افزایش پارامتر شیلدز بحرانی در رینولدز های بزرگ که دارای شناوری های نسبی های کوچکتر می باشند به سمت خط صاف و یک مقدار ثابت برای پارامتر شیلدز بحرانی می روند که در نهایت از پراکندگی داده ها جلوگیری می شود.