با توجه به خطرات ناشی از شکست دایک ها، بررسی هیدرولیک جریان در محل شکست و روند یابی سیلاب خروجی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. تا کنون تحقیقات محدودی در این زمینه، دردیگر کشورهای دنیا صورت پذیرفته است. مدل های یک بعدی ناماندگار معمولا جواب های مناسبی جهت بررسی روند سیلاب در رودخانه را ارائه می نمایند، اما با توجه به خارج شدن شرایط جریان از حالت یک بعدی در محدوده شکست دایک و فراتر از آن، استفاده از این مدل ها جهت بررسی این مسئله دارای دقت مناسب نمی باشد. در پژوهش حاضر، وضعیت هیدرولیک جریان در محدوده شکست یک دایک از طریق مدل سازی ریاضی به صورت دو بعدی (معادلات متوسط گیری شده در عمق، سنت ونانت) و با استفاده از مدل mike21 بررسی شده است. جهت سنجش نتایج مدل در شبیه سازی شکست دایک، اطلاعات آزمایشگاهی موجود در پیشینه پژوهش مورد استفاده قرار گرفته است. موافقت نسبی خوبی بین نتایج شبیه سازی در پیش بینی میدان سرعت در مقابل محل شکست و اطلاعات اندازه گیری شده مشاهده گردیده است. پس از اطمینان از نتایج مدل، رودخانه حله در استان بوشهر به عنوان یک مورد واقعی مورد مطالعه قرار گرفت. اطلاعات موجود در مورد منطقه مذکور شامل اطلاعات هیدرولوژی، مقاطع عرضی و نقاط توپوگرافی می باشد. هیدروگراف جریان با دوره بازگشت 25 سال به منظور تعریف شرایط مرزی در بالادست رودخانه مورد استفاده قرار گرفته است. تعداد 222 مقطع عرضی و بیش از 40000 نقطه ارتفاعی در اختیار بوده است. به منظور بررسی شکست دایک، محدوده ای دارای 4 منطقه مسکونی انتخاب گردید. برای بدست آورن شرایط مرزی و اولیه، منطقه مورد مطالعه ابتدا بوسیله مدل یک بعدی hec-ras شبیه سازی گردید. پس از مقایسه نتایج مدل یک بعدی و دوبعدی، در پیش بینی تراز سطح آب، بدون در نظر گرفتن شکست دایک، و اطمینان از نتایج، شکست دایک ها به صورت سرریز های اطمینان (fuse plug) در سناریو های مختلف بررسی شده است. در اجرای مدل، مشکلات مربوط به انتشار جریان بر روی سطح خشک و تر و خشک شدن وجود دارد. هزینه محاسباتی مدل نیز در مقایسه با مدل یک بعدی بسیار بیشتر می باشد. با توجه به وضعیت سیلابدشت پیشنهاد می گردد بررسی پدیده فرسایش و تولید شاخه های فرعی که بصورت تاریخی در رودخانه حله وجود داشته است، به کمک مدلmike21 به انجام رسد.

برای مدل سازی حرکت آب در خاک مشخصات هیدرولوژیکی خاک به ویژه منحنی مشخصه رطوبتی خاک یعنی رابطه رطوبت–مکش و رابطه هدایت هیدرولیکی–رطوبت مورد نیاز است. تعیین این منحنی ها از طریق اندازه گیری در صحرا و آزمایشگاه کاری مشکل، پر هزینه و وقت گیر است. در طی سالهای گذشته، ارائه مدل هایی برای تخمین منحنی مشخصه آب خاک و هدایت هیدرولیکی خاک های غیراشباع مورد توجه محققین بوده است. خاک ها را می توان به دو صورت متراکم و غیرمتراکم تقسیم بندی کرد که بیشترین تحقیقات انجام شده در مورد عوامل هیدرولیکی بر روی خاک های غیرمتراکم صورت گرفته است. در این پژوهش سعی در بررسی عوامل هیدرولیکی خاک شامل منحنی مشخصه آب خاک و هدایت هیدرولیکی غیراشباع خاک های متراکم شده است. بدین منظور در ابتدا مقادیر مکش، رطوبت آب خاک و هدایت هیدرولیکی غیراشباع از دو نوع خاک انتخابی شامل یک نمونه خاک برداشت شده از هسته سد ملاصدرا با بافت clay و نیز یک نمونه خاک برداشت شده از خاک دانشکده کشاورزی شامل سری رامجردی دارای بافت loam و در 5 تراکم مختلف با روش گاردنر (1958) اندازه گیری شده است. سپس منحنی های مشخصه رطوبتی دو نوع خاک انتخابی در تراکم های مختلف ترسیم و مقادیر رطوبت با استفاده از مدل های ون گنوختن (1980) و فردلاند و زینگ (1994) تخمین زده شده و با مقادیر اندازه گیری شده مقایسه شده اند. سپس با استفاده از مقادیر اندازه گیری شده هدایت هیدرولیکی غیراشباع و همچنین منحنی های مشخصه رطوبتی خاک های مورد نظر، هدایت هیدرولیکی غیراشباع توسط مدل های ون گنوختن–معلم (ون گنوختن،1980) (vgm)، فردلاند و همکاران (1994) (fm)، (rosseta) ارائه شده توسط شاپ و لیج (2001) و (unsatk) ارائه شده توسط زندپارسا (2006) تخمین زده شده اند. نتایج نشان می دهد مدل فردلاند و زینگ با دقت نسبتاً بیشتری نسبت به مدل ون گنوختن منحنی های مشخصه رطوبتی را تخمین می زند. برای خاک سری رامجردی و تا رطوبت حجمی حدود 25/0 بترتیب مدل های (vgm) و (fm) تخمین خوبی از هدایت هیدرولیکی غیراشباع را ارائه می دهند، همچنین برای خاک هسته سد ملاصدرا هیچکدام از مدل ها تخمین مناسبی برای هدایت هیدرولیکی غیراشباع را ارائه نمی دهند.

دشت شیراز بخشی از حوضه آبریز دریاچه مهارلو بوده که مساحت آن حدود 288 کیلومتر مربع می باشد. ارتفاع متوسط این دشت 1540 متر از سطح دریا بوده که بیشترین ارتفاع 3100 متر و در بخش غربی شیراز در کوه دراک و کمترین ارتفاع 1400 متر در حاشیه دریاچه مهارلو می باشد.دشت شیراز شامل یک آبخوان آزاد تا عمق حدود 45 متر و سه آبخوان تحت فشار با ضخامت 10 تا 60 متر می باشد، اما از آنجایی که اطلاعات کافی درباره عمق و محدوده دقیق لایه های تحت فشار موجود نیست، لذا در مدلسازی تنها آبخوان آزاد مدنظر قرار گرفته است. برای بررسی نوسانات سطح ایستابی از داده های 11 حلقه چاه پیزومتریک استفاده شده است. محدوده مورد بررسی در مختصات utm، بین طول های 642132 تا 656332 و عرضهای 3268784 تا 3282984 قرار گرفته است. این محدوده به 3600 سلول در ابعاد 355 متر در 355 متر، شامل سلولهای فعال و غیر فعال تقسیم بندی شده است.در این تحقیق، پس از بررسی ساختار هیدروژئولوژیکی دشت، تاثیر زهکش های اجرا شده و روند حرکت نیترات از 15 حلقه چاه توسط مدل سه بعدی5.2 modflow شبیه سازی شد. این مدل توسط مک دونالد و هرباو ارائه شده و شامل چندین بسته مستقل از هم بوده که در شرایط ماندگار و غیر ماندگار قابل استفاده است.دوره شبیه سازی در این مدل شامل 14 دوره تحریک بوده که هر دوره به صورت یک فصل انتخاب شده است.کلیه اطلاعات هیدرودینامیکی مانند تغذیه از طریق پسابها و نزولات جوی، تخلیه از طریق چاههای بهره برداری، تبخیر و تعرق و تخلیه توسط زهکش ها در اختیار مدل قرار گرفتند. همچنین غلظت اولیه نیترات در سطح دشت توسط برنامه surfer میان یابی شده و به مدل اعمال گردید و مقدار ضریب پخشیدگی با فرمول نیومن محاسبه و به مدل ارائه شد.برای تخمین ضرایب آبگذری و آبدهی ویژه، محدوده مورد مطالعه به چندین ناحیه تقسیم شده و سپس با استفاده از مدل pest تخمین زده شده اند.پس از محاسبه ضرایب هیدرودینامیک و مقادیر سطح آب در گام های زمانی مختلف، همبستگی بین مقادیر سطح آب مشاهده شده و محاسبه شده مورد بررسی قرار گرفت و مدل کالیبره شد. بعد از تعیین صحت و مطلوبیت مدل، وضعیت آینده دشت در سالهای 1392 و 1402 شبیه سازی گردید. اجرای مدل جریان نشان می دهد که دو زهکش زندان و خاتون سطح آب را پایین انداخته اند. با مشاهده نتایج سطح آب در دوره های زمانی مختلف، می توان بیان داشت که افزایش تعداد زهکش ها تاثیر بیشتری در پایین انداختن سطح آب دارند. بررسی هیدروگراف واحد در سطح دشت نشان می دهد که میزان افت سطح آب با زمان افزایش پیدا کرده و همگرایی در هیدروگرافها در سالهای 1392 و 1402 بیشتر است و در این دو سال هیدروگرافها تقریبا موازی هستند و این نشان می دهد که آبخوان و زهکش به حالت تعادل نزدیک می شوند. لذا می توان گفت که افت سطح آب از سال 1392 با زمان ناچیز خواهد بود.با رسم ابر آلودگی در سطح دشت و بررسی نتایج در منطقه اطراف نقاط نمونه برداری، مشخص می شود که این ابر در جهت جریان و به سمت جنوب شرقی دشت در حرکت است. با توجه به گرافهای ارائه شده، روند حرکت این ابر تقریبا سریع می باشد. غلظت آلاینده حول نقاط مشاهده ای زیاد بوده و با حرکت به سمت مرکز دشت (به سمت چاههای بهره برداری)، غلظت آن کاهش می یابد.

بررسی خصوصیات و رفتار جریان در رودخانه ها وسازه های مرتبط با آن از پدیده های پیچیده است که استفاده از نرم افزار را امری اجتناب ناپذیر می نماید. در ابتدا از نتایج مدل آزمایشگاهی ارائه شده توسط دوان و همکاران (2009) در آزمایشگاه مینیسوتا آمریکا برای صحت سنجی نرم افزار flow-3d و مقایسه نتایج عددی شبیه سازی شده استفاده شده است. در این مقاله ابتدا آبشکن قائم جهت صحت سنجی نتایج مورد بررسی قرار گرفته است و در ادامه آبشکن مایل با زوایای 60 و 30 درجه نسبت به جهت جریان مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی ها بانرم افزار flow-3d، به مدت650 ثانیه و با استفاده از مدل های آشفتگی (k-?،rng،les)انجام شد. با مقایسه مدل های مختلف آشفتگی و نتایج آزمایشگاهی، حداکثر عمق آبشستگی در نوک آبشکن با زاویه 90 درجه در شرایط آزمایشگاه 82/8 سانتی متر و با استفاده از نرم افزار flow-3d ، حداکثر عمق آبشستگی در مدل های آشفتگی k-?،rng،lesبه ترتیب 1/9 ، 9/8 و 1/9 حاصل گردید که مدل آشفتگی rng تقریبا با 1 درصد خطا، نسبت به دو مدل آشفتگی k-? و les مطابقت بهتری را نشان می دهد. همچنین در شبیه سازی مربوط به آبشکن 60 و 30 درجه حداکثر عمق آبشستگی در نوک آبشکن ها به ترتیب 75/8 و 5/6 سانتی متر است. در ادامه به شبیه سازی عددی جریان متلاطم و آبشستگی موضعی بستر در اطراف سری آبشکن با حل معادلات سه بعدی ناویر استوکس و معادلات انتقال رسوب با استفاده از نرم افزار flow-3d پرداخته شده است. آبشکن ها در دو موقعیت 30 و 90 درجه نسبت به جهت جریان قرار گرفته و دبی جریان 35 لیتر بر ثانیه و عمق جریان 20 سانتی متر و قطر ذرات رسوب 85/0 میلی متر می باشد. از مدلهای آشفتگی (k-?) و گروه نرمال شده (rng) و شبیه سازی گردابه های بزرگ (les) در شبیه سازی سرعت جریان و حداکثر عمق آبشستگی در اطراف سری آبشکن ها با شرایط آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفته است. آنالیز حساسیت بر روی اندازه مش بندی انجام شده و نتایج نشان می دهد که در شبیه سازی با مش بندی بزرگ مدل آشفتگی les هم از نظر پروفیل چاله آبشستگی و هم از لحاظ حداکثر عمق آبشستگی با نتایج آزمایشگاهی مطابقت نزدیک داشته و خطایی در حدود 5 درصد می باشد. ولی با کوچک نمودن اندازه مش ها، مدل آشفتگی rng در تعیین حداکثر عمق آبشستگی و همچنین پروفیل چاله آبشستگی مدل دقیقتر و مناسبتری معرفی شده است و دارای خطایی در حدود 1 درصد می باشد

بخش عمده ای از شهر¬ها و آبادی¬ها به دلیل دسترسی به آب رودخانه¬ها به منظور بهره¬برداری زراعی، شرب و صنعت و از سوی دیگر مساعد بودن توپوگرافی و خاک اراضی ساحلی در امتداد رودخانه¬ها گسترش یافته¬اند. فرسایش و رسوب¬گذاری بستر و دیواره از جمله مشکلاتی است که در رودخانه¬های با بستر آبرفتی دیده می-شود. در رودخانه¬های پیچانرودی فرسایش و رسوب¬گذاری در سواحل موجب پیشروی قوس¬ها می¬گردد و اراضی ساحلی بیشتری را غیر قابل استفاده می¬نماید. امروزه روش¬های متعددی برای بهسازی و ترمیم کناره و بستر رودخانه¬های قوسی، توسط محققین مختلف پیشنهاد شده است. از جمله استفاده از سازه¬هایی همچون سرریز-ها، پره¬ها، آبشکن¬ها و غیره. تاثیر این سازه¬ها در کاهش آبشستگی و رسوب¬گذاری در قوس¬ها در پژوهش¬های پیشین مورد مطالعه قرار گرفته است. در این تحقیق نیز تاثیر سرریز¬های w شکل و خطی بر فرسایش بستر قوس¬ها مورد بررسی قرار گرفته و با جاگذاری این سرریزها در دو موقعیت بالادست و پایین¬دست قوس، تغییرات توپوگرافی بستر با حضور این سازه¬ها محاسبه می¬شود. این سرریزها در قوس در برخی موقعیت¬های مکانی باعث بهبود وضعیت بستر و در بعضی مکان¬ها باعث تشدید فرسایش شده است. حضور این سرریزها فرسایش و رسوب گذاری در قوس بالادست را کاهش داده، ولی در پایین¬دست سرریزها چاله¬های فرسایشی تشکیل شده¬است. در این تحقیق از پوشش سنگ¬چین برای قسمت¬هایی که تشدید فرسایش اتفاق افتاده استفاده شد. نتایج نشان داد که پوشش سنگ¬چین تاحدودی از فرسایش بستر پایین¬دست سرریزها جلوگیری کرده است.

چکیده ندارد.

آبگیر قائم یکی از سازه هایی است که به منظور آبگیری از رودخانه ها و یا مخازن استفاده می گردد و از ورود رسوبات درشت دانه به داخل سیستم جلوگیری می نماید. از مشکلات اصلی این آبگیرها ایجاد گردابهای قوی در دهانه آن است که این گردابها منجر به کاهش بازدهی سیستم آبگیری و در بعضی مواقع ایجاد ارتعاش ، سر و صدا و خلازایی می گردد. در این مطالعه با ساخت مدل آزمایشگاهی ، تاثیر تغییرات سرعت مماسی ، سرعت محوری و سیر کولاسیون جریان تقرب بر بازدهی آبگیری بررسی شده است. بدین منظور مدلی که متشکل از یک کانال تقرب و حوضچه آبگیر می باشد ساخته شد. نتایج بررسی نشان می دهد که افزایش سرعت مماسی و سیر کولاسیون جریان تقرب با روندی خطی باعث کاهش بازدهی آبگیر قائم می گردد. همچنین تغییرات سرعت محوری جریان تقرب تاثیر کمی بر بازدهی آبگیر قائم داشته و روند تغییرات بازدهی آبگیر قائم در برابر تغییرات سرعت محوری جریان تقرب سهمی شکل می باشد.

یکی از مشکلاتی که برخی سرریزهای نیلوفری با آن مواجه هستند ، تشکیل گرداب سطحی در ورودی مجرای آبگیر است که باعث کاهش بازدهی سیستم، کاویتاسیون و ارتعاش در خطوط لوله می باشد. در این تحقیق ضمن بیان معادلات حاکم ، به معرفی مدل آزمایشگاهی که شامل یک مخزن ذخیره ، سیستم انتقال آب ، حوضچه آرامش و کانال تقرب انتها مسدود ‏‎headrace channel‎‏ می باشد ، پرداخته شده است.دیواره انتهایی کانال تقرب به دو صورت نیم دایره و سه ضلعی (که داخل نیم دایره محاط شده) در نظر گرفته شده است.