امروزه با توجه به بحران جهانی آب لزوم استفاده از دانش مدیریت و به کارگیری ابزارهای مختلف در بهره برداری از منابع آب موجود بیش از پیش احساس می شود. روشی که به تازگی در کشور ما مورد توجه قرار گرفته ذخیره آب با استفاده از سد های زیرزمینی است. این سدها بدلیل شرایط خاصی که در انتخاب محل احداث می طلبند، دارای حجمی به مراتب کمتر از سدهای سطحی هستند همین امر مدیریت بهره برداری از این سدها را اهمیت می بخشد. در این تحقیق سعی شده با استفاده از مدل عددی pmwin میزان آب قابل برداشت از مخزن سد زیرزمینی ده میان شهرستان راور در استان کرمان در قبال گزینه های مختلفی از شرایط پمپاژ مورد بررسی قرار گیرد، در همین راستا با اطلاعات جمع آوری شده از این منطقه، آبخوان توسط مدل سه بعدی با روش تفاضل محدود شبیه سازی و مورد واسنجی و صحت سنجی قرار گرفت. سپس مدل جهت شبیه سازی گزینه های مورد نظر استفاده شد.

موضوع انتقال رسوب سال هاست که مورد توجه مهندسین قرار گرفته است. روش های مختلفی برای حل مسایل رسوب به کار گرفته شده است که نتیجه آن معادلات تجربی متعددی است که توسط صاحبنظران امر ارایه شده است. از آنجایی که معادلات موجود معمولا بر اساس شرایط اقلیمی یا آزمایشگاهی سایر نقاط جهان به دست آمده اند، لذا برای استفاده در رودخانه های ایران این معادلات باید واسنجی شده و معادله بهینه انتخاب گردد. در این تحقیق پس از جمع آوری آمار و اطلاعات دبی جریان و دبی رسوب اندازه گیری شده در ایستگاه عیش آباد نیشابور واقع در استان خراسان رضوی بار رسوب را برای دبی های مختلف معادلات تجربی محاسبه شده و سپس با مقایسه آنها و بررسی رفتار روابط مختلف و عوامل موثر در میزان محاسبات، معادله مناسب برای ایستگاه یاد شده انتخاب و پس از واسنجی معادلات، یک معادله نهایی برای محاسبه بار معلق رودخانه رومان ارایه گردید. در انتها با استفاده از مدل srh-1d نسبت به پیش بینی رفتار رودخانه فاروب رومان اقدام گردیده، و مقاطع طولی و عرضی مختلف رودخانه در دبی با دوره بازگشت های مختلف و در شرایط مختلف فرسایش و رسوب گذاری ارائه گردید.

یکی از راهکار های موثر برای استهلاک انرژی پائین دست سازه های هیدرولیکی نظیر سرریزها، تندابها و دریچه ها پرش هیدرولیکی می باشد. تاکنون مطالعات آزمایشگاهی زیادی در مورد پرش هیدرولیکی بر روی بسترهای صاف و اخیرا مطالعاتی برای کنترل پرش هیدرولیکی بر روی بسترهای زبر و موج دار انجام گرفته است. با این وجود مطالعات عددی مربوط به این پدیده دارای سابقه زیادی نیست. از طرفی نتایج مطالعات آزمایشگاهی بر روی بسترهای موج دار نشان می دهد که این نوع بسترها می توانند در استهلاک انرژی و کاهش هزینه های حوضچه آرامش به نحو قابل توجهی موثر باشند. در این پژوهش پدیده پرش هیدرولیکی بر روی بستر موج دار به کمک مدل عددیfluent شبیه سازی شده است. ابتدا برای صحت سنجی نرم افزار ، اقدام به شبیه سازی پرش هیدرولیکی در یک کانال مستطیلی با بستر صاف شد. در این مرحله از مدل های آشفتگی rng k-? و k-? استاندارد در ترکیب با روش حجم سیال، برای مدلسازی سطح آزاد و ایجاد جریان متلاطم دوفازی آب و هوا استفاده شد و نتایج حاصل از شبیه سازی با نمونه آزمایشگاهی مقایسه گردید، سپس مدل مربوط به پرش هیدرولیکی ایجاد شده بر روی بستر موج دار شبیه سازی شد و نتایج حاصله با اندازه گیری های آزمایشگاهی مربوطه مقایسه گردیدند. نتایج نشان داد شبیه سازی عددی پروفیل سطح آب و توزیع عمقی سرعت با اندازه گیری های آزمایشگاهی دارای انطباق قابل قبولی است.

آنالیز تراوش، یکی از مهمترین مراحل در طراحی و کنترل ایمنی یک سد خاکی پایدار است. در این پایان نامه، مطالعه موردی آنالیز تراوش به کمک روش المان محدود با فرض جریان اشباع و غیر اشباع بر روی سه سد خاکی شیان، خان آباد و هاله انجام گرفته است.بدین منظور، ابتدا داده های واقعی تراوش از بدنه و پی سدهای خاکی مذکور که در دره هایی با عرض متفاوت ساخته شده اند، جمع آوری گردید و سپس، آنالیز تراوش از طریق نرم افزارهای seep/w و seep/3d (که به ترتیب نرم افزارهایی جهت انجام آنالیز تراوش دو بعدی و سه بعدی هستند) بر روی آنها انجام شد. آنگاه، نتایج حاصل از آنالیزهای تراوش دو بعدی و سه بعدی با نتایج بدست آمده از رفتارنگاری مجموعه ابزار دقیق نصب شده در سدهای مورد مطالعه، مقایسه شده و در نهایت با توجه به مقایسات انجام شده، تحلیل نتایج حاصل از نرم افزارهای seep/w و seep/3d انجام شده و دلایل اختلاف خروجی های بدست آمده از نرم افزارهای مذکور با یکدیگر و با داده های واقعی مورد سنجش قرار گرفت.

در مناطق خشک و نیمه خشک می توان از جریان های زیر سطحی رودخانه ای به عنوان پتانسیل های موجود در جهت تامین بخشی از آب مورد نیاز استفاده کرد. مسلماً تمهیدات لازم در جهت استحصال این بخش از منابع آب از اهمیت بسزایی برخوردار است. شیوه های مختلفی برای برداشت آب زیر سطحی رودخانه ها تاکنون بکار گرفته شده است، که از آن جمله می توان به استفاده از محیط متخلخل و شبکه زهکشی که قادر به انحراف جریان های سطحی و زیر سطحی هستند، اشاره نمود. درتحقیق حاضر مدل آزمایشگاهی سازه جمع آوری وشبکه زهکشی جریان زیر سطحی آب در رودخانه در محل آزمایشگاه هیدرولیک گروه مهندسی آب دانشگاه فردوسی مشهد ساخته شده وعوامل موثر بر میزان جریان زیر سطحی انحرافی در دو حالت تراز سطح آب و دبی ورودی جریان با دیوار آب بند انتهایی و بدون آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد در حالت تراز سطح آب، مقدار جریان انحرافی رابطه مستقیم با تراز سطح آب بر روی زهکش ها دارد. دبی زهکش ها در طول محیط متخلخل روند متغیری داشته به نحوی که در ابتدا کاهش و سپس افزایش می یابد. ضمناً کمترین مقدار دبی مربوط به زهکش میانی بود. در حالیکه دبی زهکش ها در حالت دبی ورودی جریان در طول محیط متخلخل روندی نزولی داشته و در دبی های اندک جریان اصلی، دبی زهکشهای انتهایی به صفر می رسد و مقدار جریان انحرافی رابطه مستقیم با دبی ورودی بالادست دارد. در هر دو حالت با افزایش فاصله بین زهکش ها دبی هر زهکش افزایش می یابد. در بررسی نحوه آرایش زهکش ها نیز مشخص گردید که استفاده از زهکش های کار گذاشته شده در دو عمق، باکوتاه تر کردن محیط متخلخل نتایج مناسب تری را بدست میدهد. در نهایت مدلی های ریاضی رگرسیونی برای طراحی سازه آبگیر زیر سطحی با محیط متخلخل و شبکه زهکشی ارائه گردید.

کمبود آب در مناطق خشک و نیمه خشک، روش های آبگیری از جریان های سطحی و زیر سطحی را ضروری نموده است. روش های مرسوم آبگیری به دلیل هزینه ساخت و بار رسوبی بالای رودخانه ها در مناطق خشک نمی تواند استفاده شود. سدهای زیرزمینی و آبگیرهای زیر سطحی برای استحصال آب در این مناطق پیشنهاد شده است. هزینه ساخت کم و تاثیرات مخرب کم بر پائین دست منجر شده آبگیرهای زیر سطحی نسبت به سدهای زیرزمینی برتری داشته باشند. در این روش آبگیری یک سیستم زهکشی لوله ای در عمق مناسبی از یک محیط متخلخل در زیر بستر رودخانه نصب می گردد. نمونه هایی از این نوع آبگیر درچند نقطه از رودخانه های فصلی استان خراسان رضوی بدون استفاده از مستندات علمی ساخته شده است. در این تحقیق تاثیر پارامترهایی از جمله، اندازه ذرات محیط متخلخل تغییرات جریان های زیرسطحی رودخانه و دیوار آب بند روی جریان های انحرافی به صورت آزمایشگاهی مطالعه شده است. مقدار جریان انحرافی به ازای دبی ها و بارهای آبی مختلف در بالادست و محیط های متخلخل متفاوت اندازه گیری شده است. نتایج نشان داد که با افزایش جریان ورودی و تراز سطح آب در بالادست لوله ها، جریان انحرافی از لوله ها افزایش می یابد سپس به دلیل محدودیت هدایت هیدرولیکی و ظرفیت لوله های زهکش به یک مقدار ثابتی می رسد. اندازه ذرات محیط متخلخل تاثیر زیادی بر جریان انحرافی از لوله ها دارد. با کاهش اندازه ذرات و به تبع آن کاهش هدایت هیدرولیکی به میزان قابل توجهی جریان انحرافی کاهش می یابد. همچنین مشخص شد که دیوار آب بند تاثیر قابل ملاحظه ای بر جریان انحرافی دارد، به طوری که در صورت عدم دیوار آب بند جریان انحرافی به میزان 40? کاهش می یابد. همچنین با استفاده از نرم افزار آماری data fit معادلات رگرسیونی جهت تخمین میزان جریان انحرافی بر پایه میزان جریان ورودی و بار آبی روی لوله ها و هدایت هیدرولیکی محیط متخلخل ارائه گردید.

مهمترین عامل خرابی پل ها در هنگام سیلاب آبشستگی پایه آن است و بررسی جامع آن بسیار ضروری می باشد. بنابراین در این رساله به بررسی جنبه های مختلف آبشستگی پایه پل پرداخته شده است. برای رسیدن به این هدف از تحقیقات محققین مختلف که بر روی آبشستگی پایه پل انجام شده بود استفاده گردید. بعد از بررسی این تحقیقات، آبشستگی پایه پل به دو بخش عمده روش های جلوگیری از آبشستگی و روش های تعیین عمق آبشستگی تقسیم گردید. روش های تعیین عمق آبشستگی به سه قسمت روش های تجربی، نرم افزارها و شبکه عصبی تقسیم شد همچنین روش های جلوگیری از آبشستگی نیز به سه قسمت طوق، شکاف و صفحات مستغرق تقسیم شد. بعد از بررسی داده ها برای هر کدام از حالت ها یک مدل ارائه شد. بهترین نتایج در تعیین عمق آبشستگی به وسیله روابط تجربی رابطه ارائه شده در این تحقیق و بعد از آن مدل ارائه شده توسط دانشگاه کلرادو (1998csu) محاسبه می کند و در روش نرم افزارها بهترین نرم افزار برای تعیین عمق آبشستگی ssiim انتخاب شد همچنین در روش شبکه عصبی الگریتم mlp بهترین نتایج را ارائه می دهد. در بخش روش های جلوگیری از آبشستگی در قسمت طوق بیشترین جلوگیری از آبشستگی را طوق با قطر 5/2 برابرقطر پایه دارا می باشد و در قسمت شکاف، شکاف روی بستر تا 23% می تواند از آبشستگی جلوگیری کند. در بخش صفحات مستغرق ، صفحات با زاویه 30 درجه می توانند تا 32% از آبشستگی جلوگیری کنند.

از آنجایی که ایجاد حفره ی آبشستگی امکان ناپایداری سازه ی اطراف حفره را تشدید می کند،یکی از مهمترین موضوعات تحقیقاتی که در علم هیدرولیک مطرح است، آبشستگی ایجاد شده توسط جریان عبوری از اطراف سازه های هیدرولیکی است. در راستای بررسی هرچه بهتر پدیده آبشستگی، به جمع بندی نتایج مطالعات پیشین انجام شده در این زمینه پرداخته شده است و سپس مقایسه نتایج آزمایشگاهی محققین مختلف در قالب مدل های ارائه شده برای محاسبه عمق نهایی آبشستگی، بصورت جداگانه برای هر سازه که در واقع هدف اصلی از گردآوری این تحقیق می باشد صورت پذیرفته است. سازه های بررسی شده در این تحقیق عبارتند از: دریچه کشویی، آبشار قائم، پرتاب کننده جامی، سرریز لوله ای، کالورت و حوضچه آرامش. در راستای تحلیل و مقایسه هرچه بهتر نتایج محققین مختلف، در موارد لازم به استخراج مدل با استفاده از نرم افزار spss و داده های استخراج شده از اشکال ارائه شده توسط محققین اقدام شده است. همچنین با استفاده از نرم افزار spss یک مدل جداگانه برای تخمین آبشستگی پایین دست هر سازه ارائه شده است که نتایج قابل قبول تری نسبت به سایر مدل های ارائه شده توسط محققین بدست می دهد. نتایج مقایسات حاکی از تشابه پروفیل های بی بعد آبشستگی صرفنظر از شرایط مختلف می باشد. همچنین نتایج نشان می دهند که به علت پیچیدگی زیاد این پدیده نیاز به انجام مطالعات و آزمایشات بیشتر در این زمینه وجود دارد و ارائه یک رابطه قابل کاربرد در تمامی شرایط برای پیش بینی عمق ماکزیمم آبشستگی امکان پذیر نمی باشد. بررسی مدل های ارائه شده در زمینه گسترش زمانی آبشستگی از دیگر زمینه های بررسی شده در این تحقیق می باشد که نشان می دهد گسترش زمانی آبشستگی در سازه های مختلف از روند نسبتاً مشابهی برخوردار می باشد. در زمینه روش های جلوگیری از آبشستگی به بررسی سه روش محافظ بستر(کف بند صلب، سنگ چین، صفحات توری)، تهویه جت، حوضچه استغراق پرداخته شده است. نتایج بدست آمده حاکی از این امر می باشد که استفاده از محافظ بستر در پایین دست دریچه ها بصورت استفاده توأم از سنگ چین و کف بند صلب، احداث حوضچه استغراق در محل اصابت جت ریزشی و تهویه این جت ها راه حل مناسبی برای پیشگیری از وقوع آبشستگی به شمار می روند.

عوامل زیادی براز دست رفتن آب ازکانال های آبیاری پوشش نشده تاثیر گذارند. این عوامل گاه همزمان وگاه درتقابل باهم اثر می کنند بنابراین تفکیک وجداکردن اثر هریک از آنهابسادگی امکان پذیر نیست.به همین منظور تحقیقی در یک کانال خاکی با شیب های متفاوت در زمین واقع در پردیس دانشگاه فردوسی مشهد انجام شده است.هدف این است که رابطه نشت با محیط تر درکانال های ذوزنقهای با شیب متفاوت مورد بررسی قرار گیرد. همچنین تاثیرمیزان دبی ورودی وارتفاع سطح آب نیز بعنوان دیگر عامل موثر در نشت بررسی شود. با پوشش نمودن کف کانال اندازه گیری هایی برای مطالعه تفاوت میزان نشت از کف و جداره انجام گردید. با نمونه گیری از خاک اشباع در مقطع عرضی سطح آزاد نشت بدست آمد و محل سطح آزاد نشت در آزمایشات مختلف وبین کف پوشش شده ونشده مقایسه گردید. درصد تغییرات دبی نشتی با درصد تغییرات مساحت خیس شده درکانال با کف پوششی وکانال بدون پوشش مقایسه گردید.یک معادله رگرسیونی برای برآورد میزان نشت برحسب پارامترهای هیدرولیکی و هندسی در کانال خاکی بدست آمد. نتایج نشان داد نشت با محیط تر رابطه مستقیم دارد اما بخش عمده ای از نشت از کف کانال صورت می گیرد. مقایسه رابطه بدست آمده با روابط تجربی سایرین حاکی از وفق مناسب معادله پنجاب با نتایج این تحقیق دارد.

در سازه های هیدرولیکی با تشکیل پرش هیدرولیکی میزان قابل ملاحظه ای از انرژی آب مستهلک می‎گردد. برای افزایش افت انرژی از حوضچه های آرامش با موانع و بلوکها استفاده می شود. یکی از راههایی که می تواند باعث افزایش افت انرژی در پرش هیدرولیکی شود، ایجاد زبری در کف حوضچه های آرامش می باشد. از طرفی در پایین دست رمپ ها و شوت های سنگی پرش هیدرولیکی روی بستر زبر با افت زیاد انرژی می تواند رخ دهد. از این رو در این پژوهش خصوصیات پرش هیدرولیکی برروی بسترهای زبر درشت دانه، با زبریهای یکنواخت در فلوم افقی مستطیلی به عرض 30 سانتیمتر، طول 11 متر، نرخ جریان از 3 تا 30 لیتر بر ثانیه و اعداد فرود بین 3 تا 7/17 انجام گرفته اند. آزمایش ها برای بستر صاف و دو زبری با قطر میانه 5/3 و 11 میلیمتر و سه باز شدگی دریچه انجام شدند. مشخص شد که عمق ثانویه پرش بر روی سطوح زبر نسبت به سطوح صاف کاهش دارد و برای برخی از آزمایش ها تغییر در ارتفاع زبری ها تأثیر چندانی برروی مشخصات پرش ندارد و برای سایر آزمایشات با افزایش زبری مشخصات پرش تحت تأثیر قرار می گیرد. مقدار عمق ثانویه نسبت به حالت کلاسیک بین 29 تا 37 درصد کاهش می یابد. تنش برشی کف بر روی بسترهای زبر بیشتر از بسترهای صاف می باشد. طول پرش، طول غلطاب، افت انرژی و پروفیل سطح پرش نیز مورد بررسی قرار گرفتند. طول پرش نسبت به حالت کلاسیک بین 40 الی 56 درصد کاهش می یابد. در نهایت فرمول هایی برای بدست آوردن نسبت عمق ثانویه، طول پرش و غلطاب، افت و ضریب تنش برشی کف برحسب عدد فرود و زبری نسبی برای پرش های تشکیل شده برروی بسترهای زبر ارائه شده اند. این فرمولها با نتایج مطالعات قبلی انجام شده در این زمینه نیز مقایسه گردیده اند. . در تمامی مطالعات انجام شده در زمینه پرش، محدوده ی اعداد فرود بزرگتر از 4 بوده اما از آنجا که طبق مطالعات leutheusser وschiller در سال 1975 ، carollo و همکاران در سال 2007، pagliara و همکاران در سال 2008 اعداد فرود کمتر از 4 در معادله ی بلانگر صدق نمی‎کند، این محدوده ی اعداد فرود نیز بررسی شده است. اهداف عمده تحقیق بررسی موارد ذیل نیز می باشد: 1-تأثیر زبری های درشت دانه بر مشخصات پرش هیدرولیکی 2- افت انرژی در طول پرش هیدرولیکی 3-تأثیر زبری نسبی بر استهلاک انرژی و سایر پارامترهای پرش هیدرولیکی 4- استخراج روابط مربوط به پرش در بستر زبر درشت دانه 5- استخراج فرمول نسبت عمق ثانویه برای فرود کمتر از 4 از طرفی جهت صحت سنجی و بررسی روشی کارامد بدون نیاز به هزینه های اجرایی، اقدام به مدل سازی یک نمونه از آزمایش ها بصورت نرم افزاری می گردد

امروزه کمبود آب در جهان زندگی بشر را با چالش روبرو ساخته و مدیریت منابع آب به عنوان راه حلی پیش رو نیاز به فهم بهتر و دانستن مجموعه ی پیچیده ی تعاملات مرتبط با آب در بیلان آب حوضه است . تبخیر-تعرق یکی از اجزای مهم بیلان آب می باشد و تعیین سهم آن از بارش در مقیاس سال ـ حوضه به لحاظ مدیریت منابع آب پر اهمیت است. در این پژوهش روابط و معادلات تجربی و نیمه تجربی که برای برآورد تبخیر-تعرق واقعی در مقیاس بزرگ در دنیا مطرح است معرفی می شود و با توجه به قابلیت معادلات و داده های موجود، معادلاتی انتخاب و مورد ارزیابی قرار گرفتند. این روابط با استفاده از تبخیر-تعرق واقعی سالانه مدل swat که برای دوره ی آماری اکتبر2000 تا اکتبر 2010 (سال آبی 1389-1379) و محدوده مطالعاتی نیشابور-رخ موجود بود برای کل حوضه واسنجی شدند. برای ارزیابی دقیق تر این روابط حوضه به کوه و دشت تفکیک و معادلات برای هر بخش واسنجی شدند. واسنجی به روش cross validation انجام گرفت و برای ارزیابی میزان صحت cross validation نیز از آماره rmse استفاده شد. باتوجه به مقادیر rmse و مقدار r2 بین تبخیر-تعرق محاسبه ای معادلات و تبخیر-تعرق مدل swat، بهترین نتایج را برای دشت و کوه به ترتیب معادلات abcd (39/3= rmse میلی متر و 97/0=r2) و یانگ (95/10= rmse میلی متر و 93/0=r2 ) داشتند. منحنی یانگ همچنین برای کل حوضه نیز نتایجی بهتر از سایر معادلات ارائه داد (22/15= rmse میلی متر و 93/0=r2 ). این معادله نتایج بسیار مشابهی با دو معادله ژانگ و فو داشت.

چکیده پیش بینی رفتار و تعیین ابعاد هندسی کانال ها و رودخانه های آبرفتی که رسوب گذاری و فرسایش در آن ها به تعادل رسیده، یکی از مهم ترین مباحث مهندسی رودخانه است. پژوهشگران مختلف روابطی برای تعیین ابعاد هندسی کانال پایدار ارائه داده اند. ضرایب و نماهای معادلات رژیم ارائه شده توسط این محققین به طور متناوب تا به امروز دچار تغییر و تعدیل شده اند. از آن جا که هر یک از این معادلات با استفاده از شمار کم داده ها و در منطقه ی جغرافیایی مشخص به دست آمده اند تابعی از آثار جغرافیایی است و کاربرد آن را محدود می کند. این مسائل باعث می شود الگوها و معادلات پیشین به صورت همگانی کاربردی نباشد. از طرف دیگر به دلیل پراکندگی اطلاعات موجود، امکان استفاده ی بهینه از این منابع وجود ندارد. بعد از بررسی های صورت گرفته در این تحقیق و گردآوری طیف وسیعی از اطلاعات در مناطق مختلف جهان، شامل 1691 نقطه ی برداشتی، با آسیب شناسی آماری مناسب، الگوهایی برای تعیین ابعاد هندسی کانال پایدار ارائه شد. الگوهای به دست آمده برای 6 رودخانه در ایران نیز مورد استفاده قرار گرفت و نتایج نشان داد به خوبی در این مناطق نیز قابل کاربردند و از دقت خوبی برخوردار هستند.

رودخانه ها را می توان به سه گروه تقسیم بندی کرد. رودخانه های دائمی، تواتری و فصلی. رودخانه های فصلی، رودخانه هایی هستند که در فصول خاصی از سال جریان داشته و اغلب به دلیل ذوب برف و یا بارش ناگهانی باران در حوضه رخ می دهد. جریان در این رودخانه ها به صورت سیلاب ناگهانی عمل کرده بطوریکه آبنمود آن دارای نقطه اوج تیز و زمان پایه نسبتا کوتاهی بوده و می تواند باعث ایجاد فرسایش و انتقال رسوب در حوضه شود که این دو عامل مشکلات، محدودیت ها و خسارات زیادی را به وجود می آورد. هدف از این تحقیق، بررسی تغییرات زمـانی میزان رسوبات انتقال یافته (بارکف) تحت تاثیر سیلاب های سریـع (جریان غیرماندگار) به روش مدل سازی آزمایشگاهی می باشد. کانال آزمایشگاهی مورد استفاده در این تحقیق دارای طول 10 متر و عرض و ارتفاع به ترتیب 30 و 50 سانتی متر می باشد. جریان ورودی با استفاده از یک دستگاه الکتریکی که به پمپ کانال متصل می باشد، به صورت جریـان غیرماندگار تبدیل شده و سپس وارد کانال می گـردد. از ویژگی های این جریان می توان به افزایش و کاهش تدریجی آن در حین عبور از کانال آزمایشگاهی اشاره کرد. همچنین در این تحقیق، روشی نوین در نمونه برداری و اندازه گیری رسوب بارکف در آزمایشگاه که توسط جریان منتقل می شود، ارائه شده است. دو دانه بندی از رسوبات به عنوان رسوبات باربستر مورد استفاده قرار گرفته شد که دارای قطر متوسط 4/1 و 5/2 میلی متر می باشند. تحقیق حاضر شامل مجموعه ای از آبنمود های جریان به اشکال مختلف (مثلثی متقارن، مثلثی نامتقارن و ذوزنقه ای) و دارای زمان پایه و دبی اوج متفاوت بوده که از روی بستر رسوبی عبور داده شدند و بارکف منتقل شده تحت تاثیر آن ها به کمک نمونه بردار ساخته شده، برداشت گردید. همچنین تاثیر عواملی مانند شیب کف کانال و وجود و یا عدم وجود جریان پایه بر میزان بارکف منتقل شده توسط آبنمود ورودی مورد بررسی و آزمایش قرار گرفت. همچنین در بخش دیگر این تحقیق به بررسی تاثیر زبری های ثابت بستر بر مشخصه های آبنمود عبوری از کانال پرداخته شد. در این سری از آزمایشات، بستر ثابت از سه زبری مختلف شامل یک زبری از جنس شیشه و دو زبری با دانه بندی مختلف ایجاد گردید. نتایج حاصل از آزمایشات بستر متحرک نشان داد که شیب کف کانال تاثیر بسیار زیادی در فرسایش بستر رسوبی دارد به طوری که با دو برابر شدن شیب کف کانال، مقدار کـل رسوب منتقل شده به پایین دست 5/1 برابر و با چهار برابر شـدن شیب کف، مقدار آن 5 برابر می شود. همچنین نتایج حاصل، اختلاف زمانی بین رخداد مقدار اوج آبنمود ورودی و مقدار اوج سدیگراف رسوب را نشان می دهد که این مقدار در بازه 5 تا 11 درصد زمان پایه آبنمود می-باشد.

شکست سد پدیده ای است که در پی آن حجم عظیمی از آب به طور ناگهانی رها شده و باعث بوجود آمدن امواج بزرگ سیلاب در پایین دست می شود. این امواج سبب خسارات جانی و مالی فراوان، فرسایش زمین و اثرات زیست محیطی نامطلوب می گردند‎. سیلاب حاصل از شکست سد، از قدرت تخریب بالایی برخوردار بوده و علاوه بر آن در اکثر موارد، کانال رودخانه در پایین دست سد چنین سیلابی را تجربه نکرده و لذا قادر به مهار آن در کانال اصلی خود نمی باشد‎. از این رو انجام تحلیل شکست سد و ارزیابی تبعات ناشی از آن برای همه سدها ضروری به نظر می رسد‎. این تحلیل علاوه بر ارزیابی خسارت و میزان خطر موجود در پایین دست سد، امکان برنامه ریزی عملیات نجات و تسکین فاجعه ناشی از شکست سد را نیز فراهم می کند‎. در این رساله سعی شده است تا ابتدا با جمع آوری داده های مربوط به 142 سد خاکی شکسته شده در جهان، روابط مربوط به تخمین پارامترهای شکست سدهای خاکی بررسی و با استفاده از داده های موجود و روش های آماری روابط جدیدی برای تخمین پارامترهای شکست سدهای خاکی تهیه و با روابط قبلی مقایسه شود، سپس پارامترهای شکست سد با استفاده از مدل breach gui پیش بینی و با استفاده از قابلیت مدلسازی شکست سد در نرم افزار hec-ras به مدلسازی توسعه شکاف در بدنه سد و نیز روندیابی سیلاب حاصل در پایین دست سد پرداخته و پس از آن اقدام به پهنه بندی سیلاب در محیط arc map شود. سد مورد مطالعه، سد خاکی تبارک آباد در 20 کیلومتری شمال شرقی شهرستان قوچان می باشد. بررسی های آماری نشان داد که از بین کلیه روابط تجربی، رابطه فرولیخ (1995) برای تخمین حداکثر دبی خروجی و عرض متوسط شکست در حالت روگذری از سایر روابط دقیق تر است و نیز روابط پیشنهادی برای محاسبه پارامترهای شکست در این تحقیق، از روابط قبلی دقیق تر است و توصیه می شود در ورودی و مقایسه مدل های شبیه سازی جریان از آن ها استفاده شود. نتایج حائز اهمیت در مدلسازی نیز شامل دبی اوج خروجی از سد و تراز سطح آب در شهر قوچان بود‎. نتایج تحلیل نشان داد که اولین شکاف 30 دقیقه پس از آغاز تحلیل رخ می دهد و در زمان 2:30 موج سیلاب به شهر قوچان می-رسد. لذا فاصله زمانی بین آغاز شکست و رسیدن موج سیلاب به شهر تنها 2 ساعت می باشد. همچنین دبی خروجی از شکاف سد 1 ساعت و چهل دقیقه پس از آغاز شکست، به بیشترین مقدار خود یعنی 5/10661مترمکعب بر ثانیه در محل سد می رسد و زمان انهدام کامل سد 3 ساعت به دست و 2 ساعت و چهل دقیقه پس از آغاز شکست، بیشترین مقدار موج سیلاب به شهر خواهد رسید. لذا جمعیت تحت خطر باید پیش از رسیدن موج سیلاب از محل تخلیه شوند‎.

در مواقع سیلابی سدها با خطر آبشستگی در پایین دست و در نتیجه تخریب سازه های پایین دست روبرو می شوند. برای جلوگیری از صدمات ناشی از این آسیب، سازه¬هایی جهت استهلاک انرژی طراحی شده و به اجرا گذاشته می شوند. یکی از پر کاربردترین سازه های استهلاک انرژی، حوضچه آرامش است که به واسطه آن انرژی قبل از رسیدن به پایین دست تقلیل پیدا می کند. لیکن وجود پدیده پرش هیدرولیکی و جریانات چرخشی که باعث ایجاد نوسانات فشار در کف حوضچه می¬شود، بر کارکرد حوضچه های آرامش تأثیرات نامطلوبی می گذارد. اثر این نوسانات تأثیر مستقیمی بر ضخامت دال بتنی کف حوضچه دارد که بر اساس تغییرات فشار طراحی می شود. طراحان برای جلوگیری از بروز مشکل در کف حوضچه¬های آرامش، ضخامت دال بتنی کف را به گونه¬ای در نظر می¬گیرند که وزن آن بتواند در مقابل فشارهای منفی و زیر فشارهای وارده مقاومت کند و از ایجاد تنش¬های کششی و کنده شدن دال کف جلوگیری شود. تعیین توزیع فشارهای کف و همچنین تعیین نقاط بحرانی در حوضچه¬های آرامش از اهمیت خاصی برخوردار است که به بهینه شدن ضخامت دال بتنی کمک می¬کند. در نتیجه در این تحقیق سعی شد مطالعاتی که تا کنون در زمینه فشارهای نوسانی انجام شده مورد مطالعه قرار گیرد. با توجه به اطلاعات فشار نوسانی در کف حوضچه¬های تیپ usbrі الگویی برای تخمین فشارهای حداکثر مثبت و منفی در کف حوضچه استخراج شد. سپس این مدل با فشارهای نوسانی کف حوضچه آرامش سد سیاه بیشه که آن هم دارای حوضچه تیپ یک می¬باشد مقایسه شد. جهت تعیین ضخامت مناسب، با استفاده از روابط موجود ضخامت دال کف در حالت¬های یک بعدی و دوبعدی مقایسه و رابطه بهینه پیشنهاد شد. همچنین ضخامت دال کف در حوضچه های سه سد سیاه بیشه و نمرود و سیرجان با کمک روابط بهینه طراحی و مقایسه گردید تا بتوان به یک طراحی بهینه برای ضخامت دال کف دست یافت.

مدیریت یکپارچه منابع آب، فرآیندی است که توسعه و مدیریت هماهنگ آب، خاک و منابع وابسته را به منظور حداکثرکردن رفاه اقتصادی و اجتماعی ترویج می کند. با توجه به بحرانی بودن دشت های حوضه آبریز قره قوم و افزایش تقاضای آب در منطقه، در مطالعه حاضر، مدیریت جامع منابع آب حوضه آبریز قره قوم با کاربرد الگوریتم دسته ذرات مورد بررسی قرارگرفت. الگوریتم ذرات یکی از الگوریتم های فرا ابتکاری در حل مسائل بهینه سازی است. داده های مورد نیاز مطالعه بصورت سری زمانی ماهانه برای سال های 1392-1377 از سازمان آب منطقه ای استان خراسان رضوی جمع آوری گردید. در ابتدا اطلاعات اولیه مورد نیاز با به کارگیری شبکه عصبی و arima پیش بینی شد و نتایج مقایسه گردید. براساس معیارهای مربوطه نتایج حاصل از شبکه عصبی مورد استفاده قرارگرفت. نتایج مطالعه نشان داد که بیشترین انتقال آب از دشت سرخس به دشت مشهد می باشد. هم چنین، انتقال آب از دشت تربت جام به دشت شهرنو باخرز و از دشت تایباد به دشت آبراهه و کرات نیز جهت تأمین اهداف اجتماعی با در نظر گرفتن اهداف اقتصادی و زیست محیطی می بایست صورت گیرد. شایان ذکر است که آب انتقالی از دشت های تربت جام و تایباد به دشت های شهرنوباخرز و آبراهه و کرات بابت مصارف غیرشرب می باشد و برای جبران کمبود آب مصارف شرب می بایست استحصال آب زیرزمینی در دشت های شهرنو باخرز و آبراهه و کرات افزایش یابد. انتقال فاضلاب تصفیه شده نیز بین دشت ها وجود نداشت. همچنین کاهش 20 و 40 درصدی آب سد دوستی تأثیر زیادی بر انتقال آب به شهر مشهد نخواهد داشت اما با کاهش بیش از 40 درصد آب سد، آب انتقالی به شهر مشهد کاهش یافته و در مدل مدیریت جامع منابع آب برای جبران آب کشاورزی مشهد می بایست آب از دشت فریمان به دشت مشهد انتقال یابد و برای جبران آب شرب مشهد می بایست برداشت آب های زیرزمینی در مشهد بیش از حد مجاز مدل افزایش یابد. در این راستا مدیریت تقاضای آب در بخش مصارف خانگی و تغییر نوع آب مصرفی در بخش مصارف عمومی در دشت مشهد پیشنهاد می گردد لذا سازمان های دولتی ذیربط می بایست در جهت انتقال آب بین دشت های مذکور و تدوین برنامه جهت مدیریت تقاضای آب شرب دشت مشهد برنامه ریزی نمایند. نتایج مطالعه در سناریوی وضعیت آینده نشان داد انتقال فاضلاب تصفیه شده فقط از بخش شمال شرقی دشت مشهد به دشت نریمانی می بایست صورت پذیرد. در انتقال مقادیر آب سطحی در حالت غیرشرب، آب سطحی از دشت سرخس می بایست به دشت گنبدلی انتقال یابد و بیشترین میزان انتقال در خرداد ماه است. از دشت فریمان به دشت شهرنو باخرز و از بخش شمال غربی مشهد و چناران به بخش جنوب غربی مشهد لازم است انتقال آب صورت گیرد. در انتقال مقادیر آب سطحی در حالت شرب، از دشت سرخس می بایست آب به بخش جنوب غربی و جنوب شرقی مشهد انتقال یابد. انتقال آب در این حالت در تیر، مرداد و شهریور ماه می باشد. آب سطحی از دشت کلات نادری نیز لازم است به دشت درگز انتقال یابد و بیشترین میزان انتقال در مرداد ماه است. هم چنین از بخش شمال غربی مشهد و چناران به بخش شمال شرقی مشهد می بایست آب انتقال یابد. در ادامه مطالعه برنامه¬ریزی ریاضی مثبت تصحیح شده برای ارزیابی سناریوهای تغییر مقدار آب آبیاری در دسترس به کار گرفته شد. نتایج مطالعه نشان داد که در سناریوی وضعیت آینده با معرفی منابع آب و فاضلاب جدید، سطح زیرکشت مزارع استفاده کننده از آب زیرزمینی کاهش خواهد یافت.

دریچه های فلپ در شبکه های انتقال آب از دیر باز مورد توجه مهندسین صنعت آب بوده است. این دریچه ها با توجه به نیروی افقی فشار آب وارد بر دریچه و نیز نیروی وزن دریچه با توجه به رقوم سطح آب در کانال باز و بسته می شوند. معایب این دریچه با توجه به مسیر خطوط جریان در دریچه می توان به ایجاد پدیده کاویتاسیون، نوسان و ایجاد امواج غیر قابل کنترل در زمان کم آبی اشاره کرد. در این تحقیق با تغییری در ساختار دریچه فلپ سعی شد نقایص عملکرد این دریچه در کانال بر طرف شود. این تغییر در ساختار دریچه باعث از بین رفتن امواج سطح آب در زمان کم آبی در دریچه شد. همچنین به ارائه روابطی برای تخمین میزان دبی عبوری از دریچه اصلاح شده در حالت آزاد و مستغرق پرداخته شد که با آنالیز های آماری انجام شده نشان داده شد که این روابط از دقت بالایی برخوردار است. به علاوه هیدرولیک جریان در حالت آزاد و مستغرق در دریچه فلپ اصلاح شده و فلپ کلاسیک با یکدیگر مقایسه و مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به تغییر در ساختار دریچه برای تعیین میزان نیروی وارد بر دریچه از طرف آب روشی ارائه گردید که این روش نیز از دقت بالایی بر خوردار است. در انتها با مقایسه دو دریچه فلپ اصلاح شده و نیز فلپ کلاسیک این نتیجه حاصل شد که دریچه فلپ اصلاح شده به لحاظ عملکرد بهتر از دریچه فلپ کلاسیک عمل می کند.

برای مقابله با خطرات ناشی از سیلاب و کاهش اثرات زیان بار آن، روش های سازه ای و غیرسازه ای مختلفی وجود دارد که استفاده از آنها تابعی از شرایط مختلف فنی، اقتصادی، اجتماعی - سیاسی، زیست محیطی و ... است. در بین روش های مختلف سازه¬ای کنترل سیلاب در یک رودخانه خاص، استفاده هم زمان و تلفیقی از چند روش باعث بالا رفتن ضریب ایمنی و عملکرد طرح خواهد شد(سیمونوویک، 1999). بنابراین به منظور ارائه یک طرح موثر در کنترل سیل، ضمن پیش بینی رفتار هیدرولیکی رودخانه در قبال وقوع سیلاب های احتمالی، بایستی موثرترین و اقتصادی¬ترین روش¬ یا روش ها برای کنترل سیلاب به همراه بهترین مشخصات فنی روش برتر تعیین گردد. منطقه مورد مطالعه در این تحقیق، حوزه آبریز رودخانه کن واقع در شمال استان تهران می باشد. مسأله تحقیق حاضر عبارت است ازیافتن یک روش ترکیبی از سدهای تأخیری در حوضه آبریز بالادست و خاکریز ساحلی در محدوده مسکونی پایین دست حوضه به طوری که برای آن ترکیب، هزینه احداث سازه ها حداقل و کاهش دبی پیک سیلاب خروجی، حداکثر باشد. برای تعیین ترکیبی که دارای هزینه کمتر و کاهش دبی پیک بیشتر باشد از مفهوم تصمیم گیری چند معیاره و روش topsis استفاده شد و گزینه برتر سیلاب تعیین شد. نتایج بیانگر آن بود که ترکیب شماره 43 (سدهای شماره 1، 2 و 8) به عنوان ترکیب برتر کنترل سیلاب حوضه آبریز رودخانه کن انتخاب می گردد و ترکیب های 16، 22، 9 و 31 نیز در رتبه های بعدی قرار می گیرند. از نظر مسائل هیدرولیکی، طرح برتر (ترکیب 43)، موجب کاهش 31 درصدی دبی پیک هیدروگراف خروجی نسبت به حالت عدم وجود سدهای تأخیری گردیده است. علاوه بر این پخشیدگی و کشیدگی هیدروگراف خروجی در حالت برتر، قابل ملاحظه بوده و طرح برتر کنترل سیلاب به خوبی توانسته شدت وقوع سیلاب را کنترل نماید.

در این تحقیق در یک مثال عملی با بهره گیری از تلفیق دو نرم افزار hec-ras و ces که جزو روش های یک بعدی هستند، پهنه سیل گیر رودخانه زشک محاسبه شده است و نتایج حاصله با اتخاذ رویکرد دوبعدی مقایسه خواهد شد. بررسی ها نشان می دهند که اثر دادن تنش برشی ظاهری و همچنین لحاظ اثرات جریان های ثانویه بر جریان اصلی در کانال های مرکب، رویکرد خوب و قابل قبولی برای تخمین دبی در این کانال ها ارائه می کند. پیاده کردن نتایج در پلان نشان از آن دارد که تدقیق محاسبات با دیدگاه دوبعدی به افزایش پهنه سیلابی محاسباتی می انجامد. این مقادیر اهمیت و ارزش استفاده از این رویکرد را در مقیاس عملی گواهی می نماید.

در این تحققیق شرایط کیفی مخزن سد از نظر تغییرات ماهیانه پارامترهایی از قبیل دما، املاح محلول، فسفر، فسفات و ... در طول دوره یک ساله مورد بررسی قرار گرفت. مدل دوبعدی مورد استفاده کالیبره شد و نتایج حاصل، حاکی از موفقیت این مدل در شبیه سازی بود. سپس نتایج برای سال آبی 92-93 به دست آمده، بررسی و رسم شد. نتایج نشان دهنده لایه بندی حرارتی سه ماهه در مخزن بود.