فهرست مطالب عنوان صفحه فصل اول: معرفی مفاهیم اولیه آبشستگی تحت اثر لوله 1 1-1- مقدمه 2 1-2- ضریب بزرگنمایی 4 1-3- عمق تعادلی آبشستگی 5 1-4- آبشستگی آب شفاف و آبشستگی بستر فعال 7 1-5- آبشستگی موضعی و عمومی 9 فصل دوم: مکانیزم آبشستگی در زیر لوله های نفتی تحت اثر جریان 11 2-1- آبشستگی پای لوله های انتقال 12 2-2- شروع آبشستگی 13 2-3- مکانیزم آبشستگی در زیر لوله های نفتی تحت اثر جریان 15 2-3-1- جریان تراوش یافته و پدیده رگاب 19 2-3-2- فرسایش تونلی 26 2-3-3- فرسایش lee- wake 27 2-4- بررسی اثر سایر فاکتورها در عمق آبشستگی 30 2-4-1- اثر زبری لوله 30 2-4-2- اثر پارامتر شیلدز 30 2-4-3- اثر موقعیت لوله از بستر 31 2-4-4- اثر ارتعاشات 33 2-4-5- اثر زاویه حمله 36 2-4-6- اثر حضور چند لوله با هم 37 2-4-7- اثر آرمور 38 2-4-8- اثر رسوبات چسبنده 39 2-4-9- اثر عمق آب 41 فصل سوم: بررسی هیدرودینامیک جریان 44 3-1- مقدمه 45 3-2- جریان اطراف یک سیلندر استوانه ای تحت اثر جریان دائمی 46 3-2-1- انواع رژیم های جریان اطراف سیلندر استوانه ای 46 3-2-2- مکانیسم ریزش گردابه ای 48 3-2-3- عدد استروهال 50 3-2-4- تاثیر دیواره بر جریان 51 3-3- بررسی نیروهای وارده بر سیلندر تحت اثر جریان دائمی 54 3-3-1- تاثیر دیواره بر نیروهای وارده بر سیلندر 58 فصل چهارم: روش انجام پایان نامه 61 4-1-مقدمه 62 4-2-دانه بندی رسوب کف 62 4-3-تجهیزات آزمایشگاهی 63 4-4-آماده سازی فلوم برای انجام آزمایش 66 4-5-مشخصات و محدوده آزمایشها 67 4-6-نحوه انجام آزمایشات 69 4-7-آنالیز ابعادی 69 فصل پنجم: بررسی نتایج آزمایشگاهی 73 5-1-بررسی پروفیل آبشستگی در امتداد جریان نسبت به تغییرات زاویه لوله ها 74 5-1-1- بررسی پروفیل آبشستگی در زوایای 30 و 150 درجه 77 5-1-2- بررسی پروفیل آبشستگی در زوایای 60 و 120 درجه 78 5-2-بررسی ماکزیمم عمق آبشستگی در زوایای مختلف 79 5-3-بررس تغییرات آبشستگی نسبت به تغییرات xmax و زاویه ها 80 فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات 82 6-1-نتیجه گیری 83 6-2-پیشنهادات 83 منابع و مراجع 84

پایه پل مانعی است که در مسیر جریان آب در مجاری قرار گرفته و باعث انقباض و انبساط جریان شده و تغییراتی در رژیم جریان ایجاد می نماید. در احداث پل ها برای صرفه جویی و امکان طرح ساختمان پل، سعی می شود که همواره طول پل از عرض طبیعی رودخانه کمتر باشد و یا به عبارت دیگر سطح مقطع جریان را در محل ساختمان پل کم می نمایند. این امر موجب می شود که یک سطح انقباض جریان در محل ساختمان پل پدید آمده و جریان یکنواخت رودخانه را در محل پایه های پل به جریان متغیر سریع تبدیل نماید. فشردگی جریان در محل ساختمان پل باعث افت انرژی در سیستم جریان آب می گردد که نتیجه آن افزایش عمق جریان آب در بالادست پل می باشد افزایش عمق جریان آب در بالادست محل سازه پل به فراآب مشهور است.عمق فراآب یکی از پارامترهای بسیار مهم در طراحی پل ها می باشدوپارامترهای زیادی درتغییرآن موثراست. در این پایان نامه، با استفاده از مشاهدات آزمایشگاهی، تاثیر پارامترهای مختلف از قبیل شکل پایه پل، عدد فرود، ضریب انقباض و نسبت طول به عرض پایه پل بر رژیم جریان اطراف پایه های پل بررسی شده و روابط مناسبی برای تعیین عمق فراآب، افت انرژی، ضریب دراگ و فشار وارد بر کف کانال ارائه شده است.

تعیین ابعاد سیستم انحراف سدها همواره طراحان را با مسائل و مشکلات فراوانی روبرو نموده و نحوه انتخاب سیل طراحی، ارتفاع فرازبند، تعداد و قطر تونلها همواره مورد بحث و بررسی مهندسین طراح بوده است. چرا که طراحی نامناسب سیستم انحراف می تواند خسارت سنگینی بر طرح تحمیل نماید . از طرف دیگر؛ بدلیل ماهیت موقتی این سیستم، معمولا نمی توان درجه محافظه کاری را از حدود معقول افزایش داد زیرا مستلزم تحمیل هزینه های سنگین و احتمالا بی مورد خواهد بود. در این مطالعه سعی بر آن است تا با سازماندهی یک چارچوب ریاضی مناسب بر اساس هزینه نهایی پروژه که برابر است با مجموع هزینه های حفاری و تسلیح تونل همچنین احداث فرازبند و بکار گیری آن ابعاد بهینه سیستم انحراف شامل قطر تونل و ارتفاع فرازبند در شرایط هیدرولیکی و ژئوتکنیکی مختلف با کمک الگوریتم ژنتیک (ga) تعیین گردد . نتایج بهینه سازی توانایی این مدل را در کاهش هزینه های مربوط به سیستم انحراف درسد های مورد مطالعه نشان می دهد. همچنین نتایج حاصل از کاربرد الگوریتم های هوشمند ژنتیک و گروه ذرات، دو نمونه از قدرتمندترین و پرکاربردترین الگوریتم های بهینه سازی و مقایسه این دو الگوریتم در بهینه سازی مقطع سیستم انحراف حاکی از سادگی الگوریتم گروه ذرات و عملکرد بهتر آن در تکرارهای اولیه فرایند بهینه سازی نسبت به الگوریتم ژنتیک است

در این پایان نامه فلومی از جنس پلکسی ساخته شد که آزمایشهای جت ثقلی منفی با تزریق نفت آغشته به رنگ از بالا به داخل جریان آب و تزریق محلول آب نمک رنگی از پایین انجام شد. هدف بدست آوردن نفوذ نهایی، فاصله افقی طی شده تا نفوذ نهایی و فاصله افقی نهایی توسط جت می باشد. در تزریق از بالا زاویه بهینه 45 درجه می باشد و در تزریق از پایین زاویه بهینه 60 درجه می باشد.

عوامل هیدرولیکی جریان نقش بسزایی در ایجاد فرسایش و تخریب سواحل رودخانه ها دارند . افزایش دبی باعث افزایش سرعت ، تنش برشی و گردابها گردیده که این خود سبب ایجاد آبشستگی در بستر و پای دیواره ها می گردد . با توسعه آب شستگی بستر و دیواره ها ، ارتفاع و شیب قرارگیری دیواره ها افزایش یافته و اثر نیروی ثقل موجب ریزش و تخریب آنها می گردد . از جمله روشهای حفاظت سواحل ، ساخت سازه هایی است که بر خطوط جریان تأثیر گذاشته و موجب انحراف آنها از دیواره ها به وسط رودخانه می گردد و یا با کاهش سرعت از شدت برخورد جریان با دیواره کاسته و قابلیت رسوب گذاری جریان را افزایش می دهند . ساخت انواع مختلف آب شکن ها از جمله این روشها می باشند .احداث آب شکن یکی از روشهای ساماندهی و کنترل فرسایش در رودخانه و تغییر آن به نحو مطلوب است . عمدتاً آب شکن ها بر دو نوع متخلخل و نفوذ ناپذیر می باشند . آب شکن های نفوذ ناپذیر عمدتاً پر هزینه بوده و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشند . آب شکن های نفوذ پذیر علاوه بر اینکه رژیم بستر را کمی تغییر می دهد ، در بعضی موارد مقاومت دلخواه را در برابر سرعت جریان و فرسایش دیواره رودخانه ندارد و نیز با مشکل نفوذ رسوبات به داخل بدنه ، تغییر مورفولوژی رودخانه و فرسایش دماغه مواجه هستند . در این رساله سعی شده است آب شکن مرکب بصورت نفوذ پذیر در پایین و نفوذ ناپذیر در بالا و برعکس، همچنین عملکرد آن در یک فلوم 6 متری و به عرض 75 سانتی متر و دیواره ازجنس پلکسی گلاس در شرایط آب زلال و بستر زنده و مطالعه مزایا و معایب آن در مقایسه با آب شکن های همگن مورد تحلیل قرار گیرد.

خشکسالی یکی از بلایای طبیعی است که بر خلاف سایر حوادث غیر مترقبه دارای ماهیت تدریجی بوده که باعث بروز خسارات زیادی از جمله آسیب های اقتصادی، اجتماعی، سیاسی، فرهنگی و زیست محیطی می_ شود. کاهش شدید بارندگی و دوره های خشک ناشی از آن تأثیرات منفی بسیاری بر منابع آب می گذارد با توجه به آنی نبودن این پدیده و ماهیت تداومی آن با مدیریتی کارا می توان اثرات آن را کاهش داد، استفاده از سیستم های زودهنگام هشدارخشکسالی1 با شاخص های هیدرولوژیکی مناسب، می تواند در مقابله با خشکسالی و کمبود آب و همچنین پیشگیری از کاهش ذخایر آبی تا حد زیادی مفید واقع شود. در این تحقیق یک سیستم زودهنگام هشدار خشکسالی با استفاده از سطوح آستانه مناسب ارائه می شود .سیستم مورد استفاده پنج مدل اصلی شامل1)محاسبه یک شاخص کمبود آب، 2) پایش خشکسالی با شرایط جاری مخزن و طبقه بندی آن به روش خوشه بندی(kmeans)، 3) اندازه گیری و پایش میزان کمبود آب در آینده همراه با طبقه بندی آن، 4)تعیین سطوح هشدار و 5) ارزیابی دقت و آنالیز ریسک. ابتدا پارامترهای مناسب از میان اطلاعات ماهیانه دبی رودخانه ای و اطلاعات ماهیانه خروجی سد جهت تأمین مصارف شرب وکشاورزی بطور جداگانه بکار رفته و شاخص های بارش استاندارد شده(spi) و دبی استاندارد شده(sdi) با گامهای زمانی میان مدت 3 و 6 ماه جهت پیش بینی خشکسالی انتخاب شد. سپس با استفاده ازمدل شبکه عصبی مناسب به کمبود آب در آینده پیش بینی شد. با استفاده از روش خوشه بندی (kmeans) سطوح احتمالاتی مختلف با حدود آستانه مناسب تعیین و درپنج دسته (بدون خشکسالی، خشکسالی ضعیف، خشکسالی متوسط، خشکسالی شدید و خشکسالی خیلی شدید) طبقه بندی شد. با ارزیابی دقت مدل، سطوح مختلف هشدار خشکسالی از آبی(شرایط نرمال) تا قرمز(شرایط کم آبی شدید) برای تصمیم گیری، محاسبه گردید. با استفاده از آمار تاریخی 38 ساله حوزه کرج، عملکرد سیستم به طورجداگانه برای مصارف شرب و کشاورزی بررسی شد. نتایج حاکی از این بود که استفاده از شاخص های بارش استاندارد شده (spi) و دبی استاندارد_ شده (sdi) و اطلاعات ماهیانه خروجی سد (مصارف شرب وکشاورزی جداگانه)، پارامتر های مناسب تری جهت پیش بینی کمبود آب در آینده بودند. شبیه سازی مصارف شرب با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی نسبت به شبیه سازی مصارف کشاورزی، با ضریب r2 برابر 83/0، نتیجه بهتری داشت. در ارزیابی دقت مدل، در مقایسه سطوح هشدار شبیه سازی شده و سطوح هشدار واقعی، دقت کلی برابر با 6/0 و ریسک پذیری مثبت را نشان داد.

امروزه با پیشرفت علم و فن آوری و توسعه علم مهندسی رودخانه راهکارهای متنوعی برای مهار رودخانه ها ارائه شده است که آبشکنها از متداولترین این روشها محسوب می شوند.در این مطالعه از سه آبشکن نفوذپذیر و سه آبشکن نفوذناپذیر به طول 50 سانتی متر در یک فلوم بتنی به طول 6 متر و عرض 1.6 متر استفاده شده است تا تاثیر این آبشکن ها بر الگوی بستر جریان مورد بررسی قرارگیرد.کف فلوم با مصالح ریزدانه به قطر متوسط 2.5 میلی متر و به ارتفاع 20 سانتی مترپر شده است.این آبشنها در 3 فاصله متفاوت (1=s/l ) و (1.5=s/l ) و (2=s/l ) قرارداده شده و در معرض دبی های مختلف قرارگرفته اند.مطالعات نشان داد که حداکثر عمق آبشستگی تابع دبی جریان و فاصله نسبی آبشکن ها می باشد.همچنین بر اساس نتایج فوق با کاهش فاصله نسبی آبشکن ها آشفتگی بستر فلوم بیشتر شده و هر چه از آبشکن ها دور شویم آشفتگی کمتری مشاهده می نماییم.

سیلاب های که در رودخانه ها در فصل های مختلف از سال اتفاق می افتد بوسیله پدیده آبشستگی باعث تخریب و فرسایش اطراف پایه ها و نشست پی و در نتیجه فروریختن پل را سبب می شود. قرار گیری پایه ها در مسیر جریان باعث کاهش عرض عبوری ، افزایش دبی در واحد عرض و افزایش تنش برشی در مقطع تنگ شده و در نتیجه برخورد جریان عبوری با پایه های پل که نهایتا باعث انحراف مسیر جریان عبوری از حالت طبیعی به سمت کناره های پایه ها و بستر جریان را می شود. برای جلوگیری از رخداد چنین پدیده ای راه حل های گوناگونی ارائه شده است. در این پایان نامه به بررسی وجود شکاف در پایه پل که یکی از آن راهها است پرداخته شد. 3 نوع شکاف های در نظر گرفته شده نوع یک 30میلیمتر ارتفاع و 10میلیمترعرض و نوع دو 15میلیمتر عرض و ارتفاع برابر و نوع سه دارای 5/7 میلیمتر ارتفاع و 20 میلیمتر عرض بود. همچنین شکاف ها درتراز های صفر؛3/1 و 3/2 از عمق جریان قرار داده شدند. پس از انجام آنالیز مشخص شد که هر چه عرض شکاف بیشتر، ارتفاع شکاف کمتر و تراز قرار گیری آن بالاتر باشد نتیجه بهتر گرفته می شود. در این شرایط تا 20% عمق آبشستگی از حالت ساده و بدون شکاف کاسته خواهد شد. همچنین شکاف با ارتفاع زیاد و عرض کم و تراز قرار گیری نزدیک به بستر بدترین سناریو می تواند باشد.

تخلیه مایعات سنگین و فاضلاب های صنعتی تصفیه شده به رودخانه ها و دریا ها به صورت جت مستغرق در بستر رودخانه یا دریا یکی از روش های متداول برای دفع آلاینده ها می باشد. در صورتیکه این نوع تخلیه کننده ها درست طرح نشوند مشکلات زیست محیطی فراوانی به بار می آورند. به همین دلیل مطالعه مدل آزمایشگاهی جت ثقلی منفی به منظور یافتن زاویه بهینه تخلیه حائز اهمیت می باشد. کاربرد این تکنولوژی، به ویژه در مناطق ساحلی ( شمال کشور ) به جای رها سازی فاضلاب در زهکش های روباز کمک بسیار موثری در حفظ محیط زیست می نماید. با مدل آزمایشگاهی جت ثقلی منفی، می توان رابطه بین پارامتر های هندسی و هیدرولیکی جریان را بدست آورد و میزان گسترش جت، ارتفاع صعود و طول اتصال مجدد ( reattachment point ) را بدست آورد و به این ترتیب محدوده با غلظت آلاینده بالا را تعیین نمود. در این پایان نامه نتایج تجربی بر روی جت های ثقلی منفی که در آن آب نمک آغشته به رنگ برای تزریق از پایین و گازوئیل رنگی شده برای تزریق از بالا به عنوان آلاینده توسط نازلی انعطاف پذیر به داخل جریان آب تخلیه می شود ارائه شده است. 6 زاویه تخلیه از 30 تا 115 درجه نسبت به افق در محدوده عدد فروید دنسی متریک 2.69 تا 11.35 مورد آزمایش قرار گرفته و سیر تکاملی جت توسط یک دوربین دیجیتالی با قدرت تصویر برداری 25 فریم در ثانیه ثبت شده است. نتایج در فرم بی بعد بررسی و زاویه بهینه که ماکزیمم پخش شدگی را می دهد مشخص گردیده است.

به کارگیری روشهای بهینه سازی در تحلیل سیستم های عمران، همانند شبکه های توزیع آب و جمع آوری فاضلاب، منابع آب، سازه و .... در چند دهه اخیر مورد توجه متخصصین این رشته واقع شده است. با توجه به هزینه بری فراوان طرحهای آب و فاضلاب (شبکه های توزیع آب و جمع آوری فاضلاب) لزوم به کارگیری روشهای نو و به صرفه برای طراحی و اجرای سیستم های مذکور احساس می شود. روشهای سنتی و مرسوم طراحی شبکه های توزیع آب و جمع آوری فاضلاب بر اساس قواعد عملی محدودیت های موجود و قضاوت مهندسی انجام می شود که این روشها بسیار وقت گیر و پرهزینه می باشند. ضمناً گستردگی گزینه های مختلف احتمال دستیابی به طرح بهینه را کم می کند. ضرورت بهره گیری از روشهای بهینه سازی به منظور ارائه طرح هایی با کارآیی بهتر و توسعه الگوریتم های بهینه سازی مناسبتر و با قابلیت گسترده تر، غیر قابل انکار و از عوامل اصلی محرک در این کار تحقیقاتی می باشد. دراین راستا با معرفی الگوریتم کلونی مورچگانant colony optimazation algorithm به عنوان مدلی تکاملی و فرا ابتکاری برای حل بهینه شبکه های جمع آوری فاضلاب با جانمایی مشخص استفاده می گردد. در روش های بهینه سازی ارائه شده کلیه محدودیت های فنی درنظر گرفته شده است. در شبیه سازی شبکه های جمع آوری فاضلاب از مدل هیدرولیکی مانینگ و هیزین – ویلیامز اصلاح شده استفاده شده است و متغیر تصمیم در مدل پیشنهادی شیب لوله ها می باشد.

به طور معمول خطوط لوله مورد استفاده جهت انتقال نفت و گاز از سکوهای نفتی فراساحلی، به صورت مستغرق انجام میپذیرد. وقتی این لولهها در معرض جریان هاییکنواخت یا غیر یکنواخت قرار بگیرد و از طرفی بستر فرسایش پذیر باشد، در اطراف لوله فرسایش رخ میدهد. با توجه به اینکه مدلسازی های انجام گرفته در این زمینه اکثراً بر روییک لوله منفرد انجام گرفته ولی مطالعات جامعی بر روی دو یا چند لوله موازی انجام نشده است، هدف از انجام این پایان نامه انجام مطالعات بر روی دو لوله موازی میباشد. همچنین همانطور که ذکر گردید نرم افزار مورد استفاده برای انجام مدل سازی این پروژه نرم افزار flow3d میباشد. در این مقاله سعی شده تا با استفاده از مدل عددی، تاثیر نحوه قرار گیری دو لوله موازی و مستقرق تحت زوایای مختلف در جریان یکنواخت، بر آبشستگی زیر آنها مورد ارزیابی قرار گرفته و در نهایت بهترین زاویه قرار گیری دو لوله که کمترین آبشستگی در زیر آنها به وجود میآید، شناسایی شود. نتایج نشان میدهد که زاویه منسب در بازه 20 تا 30 درجه بایستی انتخاب گردد تا بهترین عملکرد به وجود آید.

پیچانرود ها در ادام? فرآیند تکاملی پیچان رود ساحل کوژ با رسوبگذاری ممتد توسعه یافته و دو انحناء موج سینوسی شکل پیچان?رود آنقدر به یکدیگر نزدیک می شوند که در یک سیلاب، دیوار? دو انحناء از بین رفته و پس از ایجاد میان بر طبیعی، بخش هلالی شکلی از رودخانه از آن جدا می گردد که به آن دریاچه شاخه گاوی یا ox-bow lake گفته می شود. با توجه به اینکه، امروزه با توسعه اراضی حاشیه رودخانه ها، هرگونه تغییر مسیر رودخانه و نیز تخریب سواحل باعث بروز خسارات مالی و تبعات اجتماعی متعددی خواهد شد، بنابراین پیش بینی رفتار رودخانه در اثر ایجاد میان بر بسیار ضروری بنظر می رسد. در پژوهش حاضر، اثرات اصلاح مسیر بازه ای از رودخانه شلمان رود در محدوده روستای دریاکنار بطول 7735 متر، بصورت عددی و آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفت. برای این منظور ابتدا با استفاده از نقشه های مقاطع عرضی موجود از این رودخانه و سپس تدقیق میدانی آن در بازه مورد مطالعه و تهیه نمونه هایی از مصالح بستر و دیواره آن، اثرات گزینه های مختلف اصلاح مسیر در آن مورد بررسی قرار گرفت. به منظور ارزیابی آزمایشگاهی، میکرومدلی از بازه مورد مطالعه از رودخانه ساخته شد و گزینه های ساماندهی مورد مطالعه در مدل شبیه سازی بصورت فیزیکی بررسی شد. برای شبیه سازی عددی نیز از نرم افزار hec-ras استفاده گردید و در نهایت مناسب ترین مسیر اصلاح مسیر از نتایج شبیه سازی آزمایشگاهی و عددی انتخاب گردید. گزینه های اصلاح مسیر به ترتیب عبارتند از: گزینه شماره یک که در اثر احداث آن طول بازه مورد مطالعه از 7735 به 4695 کاهش می یابد، گزینه شماره دو اصلاح مسیر باعث 4686 متر کاهش طول رودخانه می شود، در گزینه اصلاح مسیر شماره سه، طول رودخانه 2974 متر کاهش می یابد و در نهایت گزینه چهار اصلاح مسیر که با ایجاد آن طول رودخانه 1187 متر کم می شود. جهت بررسی اثرات اصلاح مسیر رودخانه، پارامترهای تغییرات تراز بستر رودخانه قبل و بعد از اصلاح مسیر در مقاطع عرضی از نتایج شبیه سازی با استفاده از مدل فیزیکی وعددی، مورد استفاده قرار گرفته و روند تغییرات آنها برای دبی متوسط ماهیانه 10 و 20 مترمکعب بر ثانیه و در دوره های زمانی یک ساله مورد بررسی قرارگرفت. مقایسه های صورت گرفته نشان داد که در اثر اصلاح مسیر شماره یک مقدار تغییرات بستر در قوس های شماره 1، 2 و 3 بیشترین مقدار را داشته است. تجزیه و تحلیل انجام شده در مورد اصلاح مسیر شماره دو حاکی از آن است که بیشترین افزایش تغییرات در قوس های شماره 1، 7 و 8 رخ می دهد. بررسی نتایج حاصل از تغییرات در اثر ایجاد اصلاح مسیر شماره سه بیانگر آن است که بیشترین افزایش تغییرات در قوس شماره 6، 7 و 8 رخ می دهد. ارزیابی های بعمل آمده از ایجاد اصلاح مسیر شماره چهار نشان داد که بیشترین تغییرات در قوس شماره 2، 5، 6و 7 رخ می دهد. با توجه به نتایج حاصله می توان گفت که بیشترین تغییرات در پیکره رودخانه ناشی از گزینه های اصلاح مسیر شماره دو و سه می باشد. همچنین مناسب ترین گزینه ها برای اصلاح مسیر، میان برهای شماره یک و چهار می باشند. ارزیابی های صورت گرفته بر روی تغییرات تراز بستر در بازه مورد مطالعه نشان داد که میکرو مدل به خوبی قادر به پیش بینی رفتار رودخانه می باشد اما در خصوص مدل عددی hec-rasتوانایی مناسبی در پیش بینی تغییرات بستر رودخانه مئاندری در اثر اصلاح مسیر، ندارد.

پل ها از جمله مهم ترین سازه هایی هستند که از دیرباز مورد استفاده قرا می گرفتند. تخریب پل ها اکثراً نه به دلایل سازه ای بلکه به دلیل درنظر نگرفتن نقش عوامل هیدرولیکی در طراحی پل ها می باشد. اهمیت استراتژیک پل ها، هزینه های سنگین ساخت و مشکلات احتمالی پس از شکستن پل ها از جمله دلایلی هستند که اهمیت عوامل تأثیرگذار در تخریب این سازه ها را بیشتر می کنندنتایج آزمایش حاکی از این است که با افزایش عدد فرود ( افزایش سرعت ) و کاهش نسبت طول به عرض صفحات، آبشستگی در محدوده اطراف پایه های پل افزایش می یابد. نتایج همچنین نشان داد صفحات دوبل مستغرق با زاویه مابین کم و چسبیده به پایه پل و صفحات دوبل با زاویه مابین زیاد و فاصله دار از پایه پل می توانند تا حد زیادی آبشستگی را کاهش دهند. آزمایش بر روی صفحات با شکل مثلثی نیز عملکرد حفاظتی پایین این صفحات را نسبت به نوع مستطیلی نشان داد.

انتقال هیدروکربنها از طریق خطوط لوله ای مستغرق در بستر دریا ، روشی بسیار متداول در مهندسی سواحل می باشد. اندرکنش این خطوط لوله با جریان اطراف آنها، باعث آبشستگی در زیر لوله و شکم دادن آنها می شود که با خطر شکست لوله و تخلیه سیال درون آن در آب همراه است. علت این پدیده تغییر در رژیم جریان آب در اطراف لوله و افزایش تنش برشی بستر و درجه آشفتگی در نزدیکی لوله می باشد. شکستگی لوله و تخلیه هیدروکربنها در آب، به سبب از بین بردن حیات آبزیان ، موجب آسیب به محیط زیست دریایی می گردد. بنابراین مطالعه وبررسی این پدیده ، به ویژه در حالت وجود دو لوله موازی با توجه به اندرکنش آنها با هم، دارای اهمیت زیادی است. هدف از ارایه این پایان نامه ، تعیین زاویه بهینه استقرار لوله دوم، نسبت به لوله اصلی است بطوریکه کمترین عمق آبشستگی را نتیجه بدهد. در واقع لوله اول در کف فلوم ثابت است و لوله دوم تحت زوایای مختلف نسبت به خط تراز کف بستر و بصورت موازی با لوله اول قرار می گیرد. آزمایشات در یک فلوم به طول 10 متر و عرض 75 سانتیمتر ، در آزمایشگاه تحقیقاتی سازه های هیدرولیکی که جناب دکتر حاجی کندی تاسیس نموده اند، انجام گردید. از ماسه به ضخامت 20 سانتیمتر به عنوان بستر طبیعی استفاده شد و لوله پلاستیکی به قطر 2.54 سانتیمتر در کف، عمود بر راستای جریان قرار گرفت.سپس لوله بعدی با همان قطر در سه فاصله مختلف از لوله اول و موازی با آن در زوایای0،30،45،60،90،120،135،150 درجه نسبت به خط تراز کف بستر قرار گرفت و جریان با دبی های مختلف عبور داده شد و عمق های آبشستگی در پایان هر آزمایش در جهت محور طولی بستر اندازه گیری گردید و شکل حفره آبشستگی در اطراف لوله ها برای هر آزمایش بدست آمد. با توجه به بررسی نتایج آزمایشگاهی، کمترین میزان آبشستگی در زاویه 0 درجه اتفاق افتاد و افزایش زاویه تا 90 درجه با افزایش عمق آبشستگی و افزایش زاویه از 90 درجه تا 150 درجه با کاهش عمق آبشستگی همراه بود. همچنین میزان عمق آبشستگی با فاصله دو لوله از هم، بعلت تغییر در میزان اندرکنش آنها، رابطه عکس داشت.

در مناطق ساحلی و نواحی کویری و بیابانی، چنانچه تداخل آب شور و آب شیرین به واسطه پدیده بالا آمدگی مخروطی ادامه یابد، آب تأسیسات بهره برداری بیشتر شور می شود و ضمن آن که برای بسیاری از مصارف غیر قابل استفاده می گردد، حتی در صورت عدم برداشت از آن ها، به حالت اولیه برگرداندن سطح مشترک بین آب شور و شیرین توسط تغذیه طبیعی و مصنوعی پر هزینه بوده و به زمان بسیار بیشتری احتیاج دارد. از طرفی وجود آب های شور و آثار هجوم آن به سمت آب های شیرین در مناطق مختلف ایران گزارش شده است که متأسفانه تاکنون اقدامات کامل، جدی و موثری جهت کنترل و جلوگیری از آن به عمل نیامده است.در این پژوهش با توجه به نتایج حاصل از آزمایش های مختلف توسط مدل آزمایشگاهی ساخته شده و با هدف ارزیابی و فراهم نمودن امکان انتخاب محل مناسب احداث تأسیسات بهره برداری از منابع آب زیرزمینی خصوصاً نحوه برداشت از چاه های پمپاژ در آبخوان های آزاد مناطق کویری، بیایانی و سواحلی که در معرض آلودگی ناشی از تداخل آب شور و شیرین به واسطه پدیده بالا آمدگی مخروطی آب شور زیر یک چاه بهره برداری قرار دارند، جهت افزایش کمیت و کیفیت آب برداشتی، به بررسی و مقایسه میزان و نحوه کنترل، کاهش و به تأخیر انداختن محیط متخلخل بواسط? فراهم کردن غلظت های نمک آب شور مختلف و دبی های برداشت متفاوت در میزان انتقال بار آلودگی ناشی از این پدیده پرداخته شد.

نیاز کشورهای در حال توسعه به ساخت و احداث تأسیسات پایه و زیر بنایی مانند انواع سدها و شاهراه های ارتباطی سبب شده است تا استفاده از مصالح بویژه شن و ماسه افزونتر گردد. از این میان شن و ماسه رودخانه ای که در معرض انتقال ممتد آب بوده منابع مطلوبی از مصالح می باشند، زیرا مواد ضعیف و سست آنها توسط سایش حذف گردیده و شن و ماسه بادوام ،گرد شده و با دانه بندی مناسب از آن بجا مانده است. عدم نیاز به فرآوری پیچیده وگران قیمت ،سهل الوصول بودن ونزدیکی به جاده های حمل و نقل ،کیفیت مناسب آنها ، و ارزش افزوده مصالح برداشت شده موجب بهره برداری بیش از ظرفیت رسوبی رودخانه ها شده که این امر موجب بروز آثار زیانباری همچون تخریب رودخانه ها ،تخریب محیط زیست ،تشدید عوامل رخداد سیلاب و خسارات آن و تخریب سازه های تقاطعی در رودخانه ها و نفوذ آب شور و شریانی شدن رودخانه ها و ..... می شود . بررسی ها نشان می دهد که یکی از علل وقوع سیل و در نتیجه خسارات جانی و مالی آن ناشی ازاستفاده های نادرست و بی رویه از رودخانه و رسوبات بستر بوده است. میزان این تأثیرات منفی و نحوه آنها بستگی به مقدار برداشت ها دارد. در بسیاری ازنقاط ایران ،برداشت ها به اندازه ای صورت گرفته است که حتی شکل ظاهری بستر رودخانه رادستخوش تغییر کرده و آنها را به گودالی بزرگ تبدیل نموده است. لذا تعیین نقاط فرسایش پذیر و رسوبگذار در رودخانه به منظور تعیین مکانهای مناسب برداشت مصالح لازم می باشد . رودخانه کاکاشرف یکی از محلهای برداشت مصالح رودخانه ای مانند شن و ماسه در استان لرستان می باشد . با توجه به اینکه برداشت بی رویه و مازاد بر ظرفیت مصالح رودخانه ای اثرات نامطلوبی بر بستر رودخانه ،ایمنی سازه های متقاطع و پایداری تاسیسات آبی واقع در سواحل رودخانه ای را به دنبال دارد. این تحقیق با اهدف ذیل انجام شده : 1. تعیین میزان آورد بار رسوبی دراز مدت سالیانه 2. تعیین ظرفیت برداشت مجاز شن و ماسه 3. تعیین نقاط فرسایش پذیر و رسوبگذار در رودخانه به منظور تعیین مکانهای مناسب برداشت مصالح 4. بررسی پارامترهای هیدرولیکی جریان با استفاده از شبیه سازی رودخانه با دو مدل کامپیوتری hec-rasو gstars2.1 که نرم افزارهای توانایی در شبیه سازی هیدرولیکی و رسوب جریان می باشند 5. بررسی تغییرات پارامترهای هیدرولیکی در اثر برداشت مصالح در هر دو مدل 6. مقایسه نتایج حاصله از هر دو نرم افزار

چکیده شیب شکن ها از جمله متداول ترین سازه های هیدرولیکی مستهلک کننده ی انرژی هستند که در شبکه های آبیاری و زه کشی، آبراهه های فرسایش پذیر، سیستم های تصفیه ی آب و جمع آوری و دفع فاضلاب استفاده می شوند. این سازه ها با توجه به توپوگرافی زمین برای انتقال آب از یک ارتفاع بالاتر به پایین تر، کاهش انرژی جنبشی ناشی از سقوط آب و اعمال سرعت بهینه درکانال ها و شبکه های آبیاری و زه کشی به کار می روند. از شیب شکن ها نیز در تصفیه خانه های آب و فاضلاب برای هوادهی طبیعی جریان استفاده می شود. جریان در بالادست شیب شکن ممکن است زیربحرانی یا فوق بحرانی باشد. در حالت جریان زیربحرانی در بالادست، عمق جریان در حوالی لبه ی شیب شکن، بحرانی می شود و پس از جاری شدن به پایین دست شیب شکن، جریان حالت فوق بحرانی پیدا می کند و اگر جریان بالادست شیب شکن فوق بحرانی باشد، رفتار آب به صورت جت آبی خواهد بود. در این تحقیق، الگوی دوبعدی جریان در شیب شکن قایم با حالت زیربحرانی در بالادست، با استفاده از نرم افزار ansys cfx که جریان سیال را به روش حجم محدود تحلیل می نماید، شبیه سازی شده است. شبیه سازی الگوی جریان با بررسی مدل های مختلف آشفتگی، شرایط مرزی مختلف و سایر پارامترهای موثر در مدل عددی برای یک دبی در دوحالت هوادهی در زیر جت ریزشی و بدون هوادهی انجام شده و نتایج مربوط به عمق گرداب، طول گرداب، عمق پایاب، عمق لبه ی شیب شکن و در نهایت افت انرژی نسبی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است و مورد صحت سنجی قرار گرفته است. سپس مناسب ترین مدل آشفتگی و شرایط مرزی انتخاب شده و مدل سازی جریان برای دبی های مختلف انجام گرفته است. نتایج به دست آمده از تحلیل عددی به شکل منحنی های بی بعد برای نشان دادن تغییرات عمق نسبی لبه ی شیب شکن، عمق نسبی گرداب، طول نسبی گرداب، عمق نسبی پایاب و افت انرژی نسبی برحسب دبی نسبی بر روی نمودار رسم شده است. مقایسه ی این نتایج نشان می دهد که در حالت هوادهی، طول نسبی گرداب، عمق نسبی پایاب و افت انرژی نسبی تطابق بسیار خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد. مقادیر عمق نسبی گرداب اختلاف بسیار کمی با نتایج آزمایشگاهی دارد که این موضوع به دلیل نوسان داشتن سطح آب است که اندازه گیری دقیق آن را دشوار می سازد. همچنین، عمق لبه ی شیب شکن اختلاف قابل توجهی با نتایج آزمایشگاهی دارد. در حالت بدون هوادهی، طول نسبی گرداب بیشتر از حالت هوادهی است، این موضوع به علت از بین رفتن فضای خالی زیر جت ریزشی در حالت بدون هوادهی است که باعث می شود زاویه ی پرتاب جت کمتر شود و برد افقی آن کاهش یابد. عمق پایاب و عمق لبه ی شیب شکن در دوحالت هوادهی و بدون هوادهی تطابق خوبی باهم دارند. واژه های کلیدی : شیب شکن قایم، ansys cfx، پارامترهای هیدرولیکی، افت انرژی، روش حجم محدود

پیرامون خطوط انتقال نفت و گاز که عموما از محیط های مختلف مانند بستر رودخانه ها و دریا ها عبور می کنند در اثر وجود جریان احتمال آبشستگی وجود دارد. آبشستگی در اطراف لوله باعث نشست و در نهایت منجر به شکستگی آن می شود. در طی آزمایشات، وضعیت پوشش گیاهی، فواصل لوله ها نسبت به یکدیگر و تغییر عمق آب بررسی می شود. نتایج نشان می دهد که با افزایش عمق آب و فاصله دو لوله نسبت به هم عمق آبشستگی بیشتر می شود.

برداشت بیش از حد از منابع آب زیرزمینی پیامدهایی از قبیل افت سطح آب آبخوان و نفوذ آب شور را به دنبال دارد. یکی از راه های حفظ آبخوان تغذیه مصنوعی آب های سطحی به داخل آبخوان است. در این پژوهش با مدل سازی آبخوان دشت کاشان نحوه تأثیر تغذیه مصنوعی و سیاست های مدیریتی بر آبخوان بررسی گردید. نتایج به دست آمده نشان می دهد که آبخوان بر اثر برداشت بیش از حد سالانه با کسری 38 میلیون مترمکعب مخزن روبرو می باشد. با تغذیه رواناب های حاصله از ارتفاعات در آبخوان می توان در یک دوره پیش بینی 40 ساله افزایش متوسط 5/1 متری در سطح آبخوان را مشاهده نمود. با توجه به برداشت زیاد و کسری مخزن کاهش بهره برداری اصلی ترین راهکار برای حفظ آبخوان می باشد که اجرای سیاست کاهش تخلیه و انجام تغذیه همزمان می تواند در یک دوره 16 ساله سطح آبخوان را در حدود 22 متر بهبود بخشد.

در این تحقیق با استفاده از نرم افزار فلوئنت، به شبیه سازی عددی الگوی جریان در اطراف پایه کج استوانه ای پل و صحت سنجی نتایج مدل عددی با داده های آزمایشگاهی موجود پرداخته شده است. در این تحقیق به منظور بررسی الگوی جریان اطراف پایه به قطر 4 سانتیمتر در حالت های قائم، کج شدگی در صفحه عمود برجریان به سمت راست و چپ با زاویه 21 درجه، کج شدگی به موازات جریان به سمت بالادست با زاویه 21 درجه و به سمت پائین دست با زوایای 7، 14 و 21 درجه، مقادیر سرعت در ترازها و مقاطع مختلف مورد تحلیل قرار گرفته اند. بررسی نتایج تحقیق نشان داد در کلیه حالت ها گردابه برخاستگی در پائین دست پایه تشکیل می شود. همچنین برگشت جریان به سمت پایه در خلاف جهت جریان در داخل گردابه ها کاملاً مشهود است، که از نکات جالب توجه در گردابه برخاستگی می باشد. در ضمن تراکم خطوط جریان در اطراف پایه و در اطراف محل قرارگیری گردابه ها نشانگر سرعت گرفتن جریان در این نواحی به علت تنگ شدگی سطح مقطع ناشی از وجود پایه و گردابه ها می باشد. تمرکز و تجمع کانتورهای تنش برشی در مجاورت پایه در حالت کج شدگی به سمت پائین دست با زاویه 21 درجه کمترین و در حالت کج شدگی به سمت بالادست با زاویه 21 درجه بیشترین می باشد، لذا انتظار می رود که پایه (در صورت فرسایش پذیر بودن بستر) در حالت کج شدگی به سمت پائین دست با زاویه 21 درجه فرسایش کمتری را نسبت به بقیه حالات قرارگیری پایه داشته باشد.

تحلیل هیدرولیکی شبکه های انتقال آب روباز به منظور تعیین عمق آب در نقاط مختلف و دبی عبوری از کانال ها، صورت می پذیرد. این تحلیل جهت بررسی عملکرد هیدرولیکی شبکه های طراحی شده ی جدید و بهینه سازی شبکه های موجود استفاده می شود. آنالیز هیدرولیکی شبکه ی انتقال آب روباز شامل تعیین مقادیر دبی توزیع شده در هرکانال و عمق آب در نقاط مختلف کانال و اتصال های شبکه میباشد، به طوریکه معادلات پیوستگی جریان در اتصال ها و افت انرژی در کانال های موازی ارضاء گردد. جریان در این شبکه ها اغلب به صورت زیر بحرانی و دائمی است. همچنین در این تحقیق فرض می شود هیچ گونه سازه هیدرولیکی در کانال های انتقال وجود ندارد هر چند می توان وجود آنها را با اعمال یک سری معادلات مشخص و مربوط هر سازه بررسی کرد ولی خارج از بحث این تحقیق می باشد. امروزه استفاده از الگوریتم فرا ابتکاری تبرید تدریجی در حل مسائل پیچیده ی مهندسی با توجه به قابلیت ها و توانایی آن رو به افزایش نهاده است. هدف از انجام این تحقیق تحلیل هیدرولیکی شبکه های انتقال آب روباز براساس الگوریتم تبرید تدریجی و مقایسه نتایج حاصل از آن با سایر روش ها می باشد. به منظور مقایسه نتایج، شاخص های آماری و مورد استفاده قرار گرفتند. پس از بررسی ها نتایج نشان داد، تحلیل هیدرولیکی مورد استفاده، با سرعت عمل بالا خروجی های دقیق و قابل اطمینانی دارد، که این قابلیت امکان طراحی و تحلیل شبکه های گسترده را آسانتر می نماید. کلمات کلیدی: تحلیل هیدرولیکی، شبکه های انتقال آب روباز، کانال، الگوریتم فراابتکاری، تبرید تدریجی

آبشستگی زیر لوله های مستغرق،پدیده ای مخرب است که در اثر اندرکنش جریان،لوله و بستر فرسایش پذیر به وجود می آیدو لوله را در طول های قابل توجه،بدون تکیه گاه،رها می کند-عامل اصلی توسعه ی این نوع حفره ها،جریان های گردابی پایین دست لوله است.در این پایان نامه علاوه بر مطالعه ی مدل آزمایشگاهی لوله و بستر،اثر وجود یا عدم وجود پوشش گیاهی روی حفره آبشستگی ،بررسی و پارامترهای موثر روی آن ها تحلیل شده است و نتایج نشان می دهند که وجود پوشش گیاهی ،به دلیل بالا بردن مقاومت جریان و نیروی درگ اعمال نموده بر روی جریان،به طور موثری از شدت آبشستگی می کاهد.

جریان چرخشی یکی از عمده جریان های مورد بحث در علم هیدرولیک بوده که به دلایل مختلف از جمله باز شدگی یا تنگ شدگی در لوله و یا کانال و یا وجود مانع مانند پایه پل در مسیر جریان و غیره به وجود می آید. بازشدگی در مسیر جریان به منظور تغییر سطح مقطع جریان ساخته می شوند، تا بتوان به آرامی و بدون ایجاد تلاطم و آشفتگی وضعیت جریان را تغییر داد. به طور کلی عمل ساختمان های بازشدگی این است که به کاهش انرژی جریان تا حد ممکن کمک کند. هر باز شدگی ناگهانی که در محل اتصال کانال ها به وجود می آید، تأثیر قابل توجهی در فشار هیدرو استاتیکی می گذارد و گردابه هایی که از آن ها به عنوان جریان ثانویه نام برده می شود، در محل باز شدگی ایجاد می کند. این تحقیق نتایج حاصل از بررسی تحلیلی و تجربی بر روی جریان فوق بحرانی در بازشدگی ناگهانی در کانال ثابت مستطیل شکل با نسبت باز شدگی 2/1، 5/1، 2ودبی های مختلف است. علاوه بر این داده های جمع آوری شده توسط محققان دیگر نیز استفاده شده است. میزان فشار هیدرواستاتیک و همچنین طول گردابه به عوامل مختلفی بستگی دارد مانند عدد فرود، عمق جریان و همچنین به نسبت باز شدگی مربوط می باشد. با استفاده از داده ذکر شده بالا، توزیع سرعت در سراسر عرض، طول گردابه، عدد فرود، اتلاف انرژی در کانال های باز وقتی در مسیر جریان یک تبدیل عریض کننده(expansion) قرار بگیرد، مورد مطالعه قرار گرفته است.

در این تحقیق اثر فاصله دو روزنه مجاورهم، بر روی ضریب آبگذری بررسی شده است. در این مطالعه آزمایشگاهی از 7 روزنه با سطح مقطع یکسان برای بررسی تاثیر فاصله بر ضریب آبگذری آن استفاده گردیده است . همچنین اثر جداره بر ضریب آبگذری در روزنه به صورت تک بررسی شده است . برای محاسبه ضریب آبگذری در این تحقیق از دقت 0.1 میلی متر و0.05 میلی متر برای ساخت اشکال روزنه و 1 میلی متر برای قرائت مقدار هد هیدرولیکی روی روزنه از مرکز سطح مقطع آن بهره گرفته شده است. بررسی و تحلیل آزمایش ها نشان می دهد ضریب روزنه تابعی از ارتفاع نسبی آب روی مرکز روزنه بوده ولی این ضریب درروزنه تک برای مقادیر ارتفاع نسبی بزرگتر از 9، ضریب تغییرات کمتر از 1.5% داشته و می تواند ثابت در نظر گرفته شود. در این صورت در محدوده آزمایش های انجام شده در روزنه تک با فاصله از جداره میزان ضریب آّبگذری نسبت به کناره کاهش می یابد و تغییرات فشارآب بیشتر از تغییرات دبی کل جریان بر ضریب آبگذری تاثیرگذار می باشدو این تاثیر تا محدوده 66% فاصله از جداره نسبت به مرکز کانال وجود دارد (d2). ودرروزنه های دوگانه در مقادیر ثابت d،با افزایش h/d میزان ضریب آبگذری کاهش می یابد. با افزایش فاصله دو روزنه از هم این کاهش ضریب کم ترمی گردد.و با افزایش فاصله تاثیر بر ضریب آبگذری تا 4dدر مدل آزمایشگاهی وجود دارد. وبا افزایش ازاین مقدار تاثیر روزنه دوگانه بر کاهش ضریب آبگذری از بین می رود. تفاوت ضریب متوسط روزنه ، حالت های مورد بررسی 9% می باشد. کلمات کلیدی: روزنه تک، روزنه دوگانه ، ضریب آبگذری

مخروط افکنه ها و حاشیه آن همواره بعنوان مناطقی حاصلخیز و مستعد جهت کشاورزی و باغداری مطرح بوده و وجود منابع آب زیرزمینی و خاک حاصلخیز موجب گسترش تجاوزات به بستر رودخانه های مخروط افکنه ای شده است. این در حالیست که در مخروط افکنه ها، عمق رودخانه از چند دهم متر تا چند متر متغییر بوده و شرایط هیدرولیکی متفاوتی در شریان های مجاور هم برقرار است. لذا مطالعه انواع جریان در مخروط افکنه ها جهت پهنه بندی سیل و تعیین حد بستر و حریم از اهمیت بالایی برخوردار است. استفاده از مدل های هیدرولیک جریان یکی از روش های متداول جهت پهنه بندی سیلاب و تعیین حد بستر رودخانه ها می باشد. با توجه به محدودیت های مدل های یک بعدی در مدلسازی و تفسیر الگوی جریان در رودخانه های شریانی، بررسی استفاده از مدل های دوبعدی جهت انجام مدلسازی توصیه شده است. در این پایان نامه با مدلسازی دوبعدی بخش مخروط افکنه ای رودخانه رودان در استان هرمزگان با استفاده از مدل cche2d و مقایسه نتایج آن با مدل یک بعدی hec-ras این محدودیت ها مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که پهنه سیلاب بدست آمده از مدل های دوبعدی تطابق زیادی با حد بستر تعیین شده از بازدیدهای میدانی و عکس های هوایی داشته، در حالیکه نتایج مدل یک بعدی در بخش های شریانی رودخانه غیرقابل اعتماد می باشد. همچنین الگوی جریان در بخش شریانی رودخانه تفاوت زیادی با بخش آبراهه ای آن داشته و مدل های یک بعدی قادر به شبیه سازی درست آن نیستند.

تمامی آزمایشاتی که در این پایان نامه به انجام رسید.در آزمایشگاه دانشگاه آزاد واحد تهران مرکز صورت گرفته.دراین آزمایش از یک فلوم ازجنس فلکسی،فشارسنج 6 فرکانسه،صفحه سوراخ دار و ساقه های مصنوعی استفاده شده است. از مولفه هایی مانندs شیب،n تعداد ساقه ها،d قطر ساقه ها ونیروی درگ و تنش برشی بستر و غیره مورد بررسی قرار گرفته است.مشاهده می شود وجود پوشش گیاهی باعث افزایش مقاومت جریان و کاهش سرعت می شود.با بررسی نمودارها و پروفیل سرعت ؛سرعت در وسط پوشش گیاهی نسبت به انتها از افت قابل توجهی برخوردار می شود. هدف از انجام این آزمایش این است که به وسیله پوشش گیاهی سرعت را کاهش دهیم زیرا این عمل از آورد رسوب در رودخانه ها و کانال هاو از فرسایش کف و جداره های آن ها جلوگیری می کند.و مقاومت جریان را بالا می برد.

سرریزها در کارهای عملی مهندسی عمران مورد استفادهی فراوان دارند، بنابراین بررسی و مطالعهی آنها از اهمیت خاصی برخوردار است. برخی از موارد به دلیل محدودیتهای اجرایی، طراحی سرریزهای با انحنا در پلان اجتنابناپذیر است. در این شرایط مطالعه پروفیل سطح آب در طول سرریز و دیگر پارامترهای مربوط به آن، حائز اهمیت خواهد بود. در این تحقیق مدل 0 سرریز سد، از نوع اوجی آزاد با پلان قوسی، مورد آزمایش قرار گرفت. اندازهگیریها در سراسر بدنه / فیزیکی با مقیاس 011 5 و 6 لیتر بر ثانیه انجام شد. با افزایش دبی تا میزان 4 لیتر بر ،4 ،3/35 ،3 ،2/5 ،2 ، سرریز و به ازای 9 دبی، شامل مقادیر 0 ثانیه افزایش ضریب تخلیه سرریز و برای دبیهای بزرگتر، به علت استغراق سرریز کاهش ضریب تخلیه مشاهده شد. همچنین با افزایش دبی ارتفاع سطح آب و ارتفاع معادل فشار در سرریز و شوت، افزایش پیدا کرد و با بررسی عدد کاویتاسیون و سرعت و مقایسه آن با مقدارهایی که منجر به کاویتاسیون میشود، مسلم گردید که پدیده کاویتاسیون در مدل سرریز اتفاق نمیافتد.

پدیده آبشستگی یک جریان دو فازی شامل آب و رسوب می باشد که به روش نظری کمتر مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است و عموماً از مطالعات صحرایی یا آزمایشگاهی برای شبیه سازی شرایط خاص استفاده شده است . درک و استنباط از فرایند های فیزیکی و مدل کردن حرکت آب و رسوب دررودخانه ها , مصب ها و سواحل در سالهای اخیر پیشرفت های زیادی داشته است . اگر چه این پیشرفت ها به سیستم های مدل های آماده ریاضی منجر شده است , لیکن این تحقیقات , موضوعات پژوهشی جدیدی را هم مطرح ساخته اند ,که یکی از این موضوعات تعامل زمانی بین جت های ریزشی و رسوب در یک رودخانه می باشد . تحقیقات حاضر بر اساس آزمایشات صورت گرفته روی مدل فیزیکی شامل مدل جت برخوردی و رسوب شکل گرفته است . در این تحقیق به بررسی تغییرات پروفیل طولی و عرضی حوزه آبشستگی , بررسی تغییرات ابعاد حفره آبشستگی و تغییرات ابعاد برآمدگی رسوبات ناشی از حفره آبشستگی در پایین دست آن در اثر تغییرات پارامتر های ارتفاع ریزش و عمق پایاب در زمان پرداخته شده است . بر اساس مشاهدات آزمایشگاهی عمق و عرض حفره آبشستگی و نیز ارتفاع برآمدگی رسوبات با افزایش زمان افزایش می یابد . اما نقطه قابل توجه روند تاثیر زمان و تاثیر عمق پایاب می باشد که جای بررسی و توجیه بسیار دارد . برای هر جت لوله ای با زوایه های افقی ،45 درجه و90درجه مختلف که ذارای سطح مقطع یکسان می باشند تحت 3 دبی مختلف و ارتفاع های ریزش cm 40 ,cm60 , cm80 و عمق های پایاب cm 4 ، cm 8 ، cm 12 در نظر گرفته شد و آزمایشات در زمانهای 5 , 10 و 30 دقیقه برداشت و مورد تحلیل قرار گرفت . در این آزمایشات حداکثر عمق آبشستگی hs , حداثر عرض حفره آبشستگی ws حداکثر طول حفره ls و طول کل تاثیر گرفته از پدیده lst و نیز حداکثر ارتفاع تپه حاصل از آبشستگی hm برداشت گردید . انتخاب ابعاد فوق پس از چند آزمایش مقدماتی صورت گرفت تا بتوان از این طریق به تحلیل فرمول dot که یک فرمول تجربی مهم بدست آمده توسط اداره حمل و نقل ایالات متحده می باشد , پرداخت . در بررسیهای مقدماتی مشخص شد که تاثیر زاویه ریزش و درصد تغییرات ارتفاع پایاب فوق العاده موثرتر از تاثیر درصد تغییرات ارتفاع ریزش می باشد . و نیز نتیجه گیری شد که تغییرات ارتفاع پایاب و زاویه ریزش بیشترین تاثیر را بر عمق حفره می گذارند و کمترین تاثیر را بر طول و طول کل در مجموع مشخص گردید طول و طول کل بسیار زودتر به حد نهایی و تعادل خود در زمان می رسند. در انتها با جایگذاری مقادیر ثابت و مقادیر بدست آمده مشخص شد که فرمول dot علی رغم اینکه فرمول نسبتاً مناسبی جهت تخمین ابعاد آبشستگی در زمان مناسب می باشد , لیکن تاثیر ارتفاع پایاب را که بسیار مهمتر از تاثیر ارتفاع پایاب می باشد در خود جای نداده است و علاوه بر آن تحت زاویه 45 و 90 درجه مورد بررسی قرار گرفت و نتایج قابل توجه ای کسب شد . جهت اصلاح فرمول dot در تخمین نتایج این آزمایشات , ضرایب اصلاحی ارائه گردید . واژه های کلیدی : جت های برخوردی , آبشستگی , فرمول dot , ارتفاع ریزش , ارتفاع پایاب , زمان

به علت قرار گرفتن شبکه های وسیع انتقال فرآورده های نفتی،گاز و همچنین انتفال آب و فاضلاب در مسیر رودخانه ها و دریاها و با توجه به این موضوع که خطوط لوله مستغرق هستند، مطالعه الگوی جریان اطراف خطوط لوله و بررسی هندسه حفره آبشستگی ایجاد شده در اطراف لوله از اهمیت زیادی برخوردار است. با توجه به وقوع سیلاب هایی در دوره های زمانی مختلف در رودخانه ها، لزوم بررسی جریان های غیر یکنواخت(سیلابی) عبوری از لوله، با توجه به موج منفرد ایجاد شده و بررسی آبشستگی لوله از اهمیت زیادی برخوردار است. هدف از انجام این پایان نامه انجام مطالعات آزمایشگاهی در زمینه بررسی اندرکنش جریان های غیر یکنواخت- لوله و بررسی تغییرات هندسه حفره آبشستگی می باشد. در این پایان نامه سعی شده با استفاده از مدل آزمایشگاهی تاثیر تغییرات شیب بستر، عمق نرمال اولیه، دانه بندی بستر بر تغییرات هندسه حفره آبشستگی برای جریان های غیر یکنواخت در حالت تک لوله و دو لوله موازی مورد ارزیابی قرار گیرد. نتایج نشان می دهد تغییرات شیب بستر، عمق نرمال اولیه، دانه بندی بستر سبب جابجایی مرز بستر زنده می شود، کاهش عمق نرمال اولیه سبب نزدیکتر شدن سرعت ماکزیمم جریان به بستر شده و در نتیجه منجر به افزایش عمق و طول حفره آبشستگی می شود. همچنین ریزدانه بودن بستر در مقایسه با بستر درشت دانه مزیت به حساب می آید. برای بستر ریزدانه با افزایش شدت جریان سیلابی حداکثر عمق حفره آبشستگی کاهش می یابد. در تحلیل نتایج حاصل از دو لوله موازی مستغرق می توان گفت با کاهش عمق نرمال اولیه ونزدیک شدن سرعت ماکزیمم جریان به بستر، حداکثر عمق حفره آبشستگی در زیر دو لوله بیشتر شده است. با ریزدانه شدن بستر و در نتیجه تغییر مرز بستر زنده، در هر سه حالتی که فاصله دو لوله از هم d ،2d و3d است حداکثر عمق حفره آبشستگی در زیر دو لوله بیشتر شده است. در حالتی که بستر درشت دانه و هد نرمال اولیه بیشتر است، در حالتی که جریان های ناگهانی با هد پایین از روی دو لوله عبور می کند با افزایش فاصله دو لوله حداکثر عمق حفره آبشستگی در زیر هر دو لوله بیشتر می شود. در حالتی که بستر درشت دانه و هد نرمال اولیه کمتر است با توجه به کاهش عمق نرمال اولیه ونزدیک شدن سرعت ماکزیمم جریان به بستر هر چه فاصله دو لوله کمتر باشد حداکثر عمق حفره آبشستگی بیشتر می شود. با ریزدانه شدن بستر و در هدهای پایین جریان ناگهانی، هر چه فاصله بین دو لوله کمتر باشد حداکثر عمق حفره آبشستگی بیشتر می شود و در هدهای بالا هر چه فاصله دو لوله بیشتر شود حداکثر عمق حفره آبشستگی بیشتر می شود. در نهایت یک مدل اجرایی جهت جلوگیری از آبشستگی لوله های مستغرق تحت اثر جریان ناگهانی ارائه شده است.

به طور کلی آبشکن ها به دو دسته ی نفوذپذیر و نفوذناپذیر تقسیم بندی می شوند.آبشکن های نفوذپذیر عموما بصورت شمع اجرا می شوند و به دلیل فضای خالی بین شمع ها،خیلی نمی توانند جریان های قوی را مستهلک کنند.آبشکن های نفوذپذیر دارای مزیت های ثبات خوب و نگهداری نسبتا مناسب هستند.با ایجاد فواصل مختلف بین شمع ها،گرادیان جریان در رودخانه تنظیم می شود. اگرچه برای نگهداری از کانال های کشتیرانی اینگونه از آبشکن ها کمتر مناسب می باشند. در مقابل آبشکن های نفوذناپذیر،به صورت سنگچین و یا گابیون (توریسنگی) اجرا می شوند. این نوع آبشکن،مقاومت خوبی در مقابل جریان دارد ولی در عوض باعث تغییر مورفولوژی بستر،فرسایش در دماغه ی آبشکن و رسوب گذاری در پایین دست می شود.نکته ی قابل تامل اینست که آبشکن نفوذناپذیر به صورت نسبی نفوذ ناپذیر است. گونه های مختلف آبشکن ها مشخصات و الگوهای جریان گوناگونی در مجاورتشان و در کانال اصلی ایجاد می کنند.بنابراین آنالیز آنها برای انتخاب گونه ی آبشکن مناسب،ضروری می باشد.لذا در این تحقیق هدف مطالعه ی تاثیر تخلخل بدنه در عملکرد آبشکن می باشد.بنابراین فرض اصلی این است که با تغییر قطر مصالح می توان به یک دانه بندی مناسب رسید،به طوریکه عملکرد آبشکن هم به لحاظ مهار نیروهای محرک و هم تثبیت بستر مناسب باشد.در این راستا عملکرد آبشکن های مرکب با دانه بندی های دولایه (لایه پایین نفوذناپذیرتر و بالا نفوذپذیرتر و برعکس)نیز مقایسه خواهد شد.

چکیده پایان نامه (شامل خلاصه ، اهداف ، روشهای اجرا و نتایج به دست آمده ): جریانهای چگال یا جریانهای ثقلی جریانهایی هستند که در اثر اختلاف چگالی بین دو سیال بوجود می آیند .اختلاف چگالی ممکن است به واسطه درجه حرارت ، شوری و یا ذرات معلق به وجود آید .دامنه وسیعی از جریانها می توانند در گروه جریانهای چگال قرار گیرند .به عنوان مثال حرکت جبهه هوای سرد زیر هوای گرمتر ، پیشروی آب شور دریا در آب شیرین ، حرکت جریان رودخانه در مخزن سدها و ........ . احداث سد بر روی رودخانه باعث قطع انتقال رسوب شده و شرایط جریان ورودی به مخزن را کاملا تغییر می دهد .مهمترین پدیده در این میان ، رسوبگذاری در مخزن سد و کاهش حجم مفید آن است .در غالب موارد سعی می شود که با استفاده از نیروی هیدرودینامیکی آب ، رسوبات ریز دانه خارج شود .یکی از روشها خارج کردن جریان سیلاب در قالب دینامیک جریانهای گل آلود می باشد . بنا براین بررسی و مطالعه حرکت جریانهای گل آلئد در مخزن در جهت وصول به هدف فوق اطلاعات گرانبهایی را در اختیار ما قرار خواهد داد .در این پژوهش از کانالی به ابعاد 4 * 0.5 * 0.5 استفاده شده است .ماده مورد نیاز جهت گل آلود کردن آب خاک رس با وزن مخصوص 1270 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد .از استوانه ای با حجم 500 لیتر جهت ساخت مواد استفاده شد .با توجه به آزمایشات انجام شده به این نتیجه رسیدیم که هر چه دبی جریان بیشتر و غلظت کمتر باشد ارتفاع جریان چگال بیشتر می شود .لازم به ذکر است از نمودار بی بعد شده ی زمان نسبت به محور x (حرکت جریان ) نتیجه گرفتیم که ابتدای امر به دلیل اصطحکاک کم اختشاش بسیار زیاد می باشد و به تدریج کاهش می یابد .

یکی از پارامترهای بسیار مهم در بررسی پوششهای گیاهی ضریب زبری پوشش گیاهی می باشد.این ضریب یکی از مشخصه های مهم در مطالعه خصوصیات جریان رودخانه ای است که بستگی به عمق و سرعت جریان و هم چنین وضعیت تراکم و نوع پوشش گیاهی دارد.با انجام آزمایش در یک کانال آزمایشگاهی می توان تغییرات ضریب زبری را با توجه به شرایط جریان، نوع و تراکم پوشش در حالتی که پوشش گیاهی در کف و سیلاب دشت ها مستغرق باشد بررسی نمود. نمونه ای از پوشش گیاهی پلاستیکی در یک فلوم به طول 10 متر و در حالت شیب دار 0.001 در آزمایشگاه هیدرولیک دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز مورد مطالعه قرار گرفت. ضریب زبری مانینگ با استفاده از شیب انرژی، دبی جریان و تراکم پوشش گیاهی از رابطه مانینگ محاسبه شد و با توجه به رابطه مانینگ،فاکتور دارسی_ویسباخ محاسبه گردید.نتایج نشان داد که این ضرایب ثابت نبوده بلکه با افزایش تراکم پوشش گیاهی افزایش و با افزایش سرعت و عمق جریان کاهش می یابد.لذا می توان با استفاده از تغییرات عمق،سرعت جریان و پوشش گیاهی مقدار ضریب زبری و فاکتور دارسی_ویسباخ را که تابعی از این عوامل می باشد برآورد کرد.

پرش هیدرولیکی از مباحث مهم در هیدرولیک کانالهای باز است که با توجه به کاربرد آن مطالعات دامنه داری روی آن صورت گرفته.برای انجام پرش هیدرولیکی لازم است طراحی کانال به نحوی باشد که مولفه های پرش هیدرولیکی در آن تعیین گردد.حل معادلات اندازه حرکت با روش سعی و خطا ،استفاده از نمودارهای کمکی عمق – سرعت و استفاده از جداولی برای تعیین میزان دبی و عدد فرود و اعماق قبل و بعد پرش میتواند مفید واقع گردد.در این پایان نامه ابتدا با در نظر گرفتن میزان سرعت و مقایسه سرعت آزمایشگاهی با مدل عددی،تعیین اعماق قبل و بعد پرش به بررسی پرش هیدرولیکی پرداخته و پس از تعیین نوع پرش انجام شده و بررسی خصوصیات آن به میزان افت انرژی پرداخته و یک سری معاذلات جدیدی جهت تعیین طول پرش هیدرولیکی و میزان عمق ثانویه با توجه به کارهای گدشته ارائه شده است.

راه ها شریانهای حیاتی یک کشور هستند و پل ها یکی از مهمترین سازه های راه ها به حساب می آیند طبق آمارهای ارائه شده توسط کشورهای مختلف می توان گفت اکثر تخریب پل ها نه در اثر ضعف های سازه ای بلکه در زمان های وقوع سیل و در اثر وقوع پدیده آبشستگی در اطراف پایه ها رخ می دهند. بنابراین شناخت فرایند آبشستگی و الگوی جریان دراطراف پایه های پل و نیز تخمین ماکزیمم عمق آبشستگی در اطراف پایه ها از اهمیت بالایی برخوردار است. استفاده از شکاف در پایه پل ها یکی از روش های نوین در کنترل و کاهش آبشستگی موضعی است. در این تحقیق به بررسی تاثیر ابعاد شکاف در کاهش آبشستگی با استفاده از مدل آزمایشگاهی پرداخته شد. بدین منظور با به کارگیری 7 مدل آزمایشگاهی، کنترل آبشستگی موضعی در اطراف یک پایه پل در شرایط آب زلال بررسی شد. مدل ها شامل یک پایه استوانه ای بدون شکاف و شش پایه استوانه ای شکاف دار هستند که شکاف ها به صورت سه شاخه با یک ورودی و دو خروجی با زاویه یکسان نسبت به یکدیگر (به شکل y) ایجاد گردیده اند. طول (ارتفاع) شکاف ها برابر نیم، یک و دو برابر قطر پایه و عرض شکاف ها برابر یک چهارم و نصف قطر پایه انتخاب شده و آزمایشات در سه دبی با مقادیر 6/8، 7/15 و 7/19 لیتر بر ثانیه و در دو موقعیت نزدیک و داخل بستر انجام شد. نتایج حاصل از آزمایشات نشان داد ایجاد شکاف روی پایه، موجب کاهش حجم و عمق آبشستگی می گردد و هر چه شکاف عریض تر باشد عملکرد بهتری در کاهش آبشستگی دارد. استفاده از شکاف داخل بستر (نصف ارتفاع شکاف) نسبت به شکاف مجاور بستر توانست آبشستگی را به میزان 9% تقلیل دهد و حداکثر کاهش حجم حفره و عمق آبشستگی، به وسیله شکاف هایی با طول و عرض معادل دو برابر و نصف قطر پایه (5/0w/d = و 2= z/d ) و در موقعیت داخل بستر اتفاق افتاد که توانست آبشستگی را تا 50% کاهش دهد.

آزمایشاتی با دو نوع رسوب و سه تراز متفاوت آب در بالادست یک اریفیس مدور به قطر 70 میلیمتر با جریان ثابت و در مدت 30 دقیقه صورت پذیرفت تا پروفیل جریان در بالادست اریفیس ،نوع حرکت رسوبات،عوامل دخیل در آب شستگی،مقیاس و شکل حفره آب شستگی مورد بررسی قرار گیرد. آزمایشات نشان دادند در 30 ثانیه اولیه، تنش برشی مازاد بستر در محدوده ای به شکل نیم بیضی و کوچکتر از محدوده حفره می باشدو پس از آن حضور گردابه های درون حفره عامل اصلی آب شستگی می باشند. پس از آزمایشات و برداشت نقطه به نقطه مختصات هر حفره ،حداکثر طول،حداکثر عرض،حداکثر عمق و همچنین حجم حفره های ایجاد شده در شرایط متفاوت آزمایشگاهی مقایسه و مورد بررسی قرار گرفتند. مقایسه حجم حفره های آبشستگی ایجاد شده در هر یک از رسوبات مشخص نمود با کمی افزایش تراز آب ، با جهشی بیش از دو برابر مواجه خواهیم شد و با افزایش مجدد تراز آب ، این روند صعودی کاهش خواهد یافت. در طول محور مرکزی حفره آبشستگی و در فواصل یک سانتیمتری ، عمق حفره را بی بعد نموده و پرو فیلهای آنها را رسم و در کنار هم مقایسه شدند. نتایج تقریبا مشابه حاصل شد. در طول محور مرکزی حفره آبشستگی و در فواصل 0.2 سانتیمتری ، عمق حفره را بی بعد نموده و پروفیلهای آنها را رسم و در کنار هم مقایسه. نتایج تقریبا مشابه حاصل شد. در شش نقطه از طول محور مرکزی حفره آبشستگی،پروفیلهای بی بعد عمق حفره را در مسیر عرضی رسم نموده تا در کنار یکدیگر مقایسه شوند

در این تحقیق جت ثقلی منفی با اعداد فرود دنسیمتریک پایین بین 8/2 و 7/4 تخلیه رو به پایین در یک کانال آب در جریان، با استفاده از نرم افزار انسیس cfx مدل سازی شده است. در مجموع 25 مدل با زوایای نازل 45 و 90 درجه نسبت به افق و پنج نسبت متفاوت سرعت اولیه جت به سرعت جریان اصلی بین 9 و 3/3 با چهار مدل رفتاری متفاوت k ?، sst، bsl و ssg مدل سازی شده است و نتایج شامل سه مقایس طولی از مسیر جت: 1- حداکثر عمق نفوذ، 2- فاصله افقی سر نازل تا مکان هندسی حداکثر عمق نفوذ و 3- فاصله افقی سر نازل تا نقطه تماس می باشد. بررسی صحت مدلسازی، با مقایسه نتایج مذکور با نتایج مدل آزمایشگاهی ساخته شده توسط حاجی کندی و برجسته ملکی انجام شده است، با توجه به نتایج بدست آمده از مدلهای رفتاری مذکور مشاهده می شود که نزدیک ترین نتایج را نسبت به نمونه آزمایشگاهی از مدل k ? بدست می آید همچنین بر اساس مدل k-? برای زوایای 90 و 45 درجه معادلات ذیل جهت محاسبه عمق نفوذ (z) بر اساس فاصله افقی از سر نازل (x) در مرز پایینی جت پیشنهاد می شود؛ برای z=11.666 x^2/(d_j ?fr?_d r^0.5 )-4.767x ? = 90? برای ? = 45? z=0.776 x^2/(d_j ?fr?_d r^0.5 )-0.8932x

چکیده آبگیرها به منظور انتقال آب از مخازن سدها به سمت تجهیزات نیروگاهی و همچنین انتقال آب رودخانه ها برای مصارف گوناگون مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از انواع مختلف آبگیرهایی که مورد استفاده قرار می گیرند آبگیر قائم است. جلوگیری از ورود رسوبات درشت دانه به مجاری آب بر از مزایای آبگیر قائم می باشد. اما در زمان بهره برداری از آبگیرها گاها با پدیده نامطلوبی به نام گرداب مواجه هستیم. گرداب ها موجب کاهش راندمان توربینها، وارد کردن ارتعاش در سیستم، افزایش افت هیدرولیکی در دهانه آبگیر نیروگاه، انسداد مجاری آشغالگیر در اثر مکش هوا و مواد شناور روی سطح آب می شوند. بنابراین بررسی علل به وجود آمدن گردابه ها و جلوگیری از شکل گیری آنها در آبگیرها امری مهم تلقی می شود. تحقیقات انجام شده نشان داده است که اندرکنش هندسه سازه در تقویت و یا استهلاک گردابه ها موثر است. در این تحقیق و در راستای این هدف به بررسی شکل گیری گردابه ها بر روی آبگیر دوگانه قائم پرداخته شده است. اثرات نحوه قرار گیری آبگیرها و تاثیرات متقابل آبگیرها بر روی یکدیگر، اثر مرزهای جامد بر جلوگیری از شکل گیری گرداب بررسی شد. نتایج تحقیق نشان می دهد که زمانی آبگیرها در به صورت متقارن و در شریط یکسان مورد استفاده قرار می گیرند از نظر وقوع گردابه ها و میزان آبدهی به مانند هم عمل می کنند و لی در حالت های نامتقارن اثر گذاری متقابل آنها بر روی یکدیگر افزایش خواهد یافت. همچنین نزدیکی آبگیر به دیواره ها جانبی و انتهایی کانال موجب کاهش عمق استغراق بحرانی در آبگیرها شد.

یکی از شیوه‎های برخورد با مشکلات و بحران‎های موجود در بخش آب، شناسایی نقاط ضعف و ارائه راهکارها جهت برطرف کردن آن ها است. به منظور بهبود و ارتقاء عملکرد بخش آب در هر کشور و استفاده بهینه از منابع آب موجود، باید عملکرد این صنعت بطور مستمر ارزیابی شده و نقاط قوت و ضعف آن مشخص شود. جهت نیل به اهداف فوق و نظارت بر بررسی وضعیت آب در هر مقیاسی، استفاده از شاخص های مناسب ضروری است. شاخص فقر آبی، یک شاخص چند بعدی است که علاوه بر در نظر گیری وضعیت منابع آب در هر منطقه، میزان دسترسی، شرایط محیط زیست، میزان مصرف و ظرفیت زیر ساخت ها را نیز بررسی می کند. چنین شاخصی این امکان را فراهم می سازد تا بتوان حوضه های آبریز را با در نظر گرفتن عوامل فیزیکی و اجتماعی- اقتصادی مورد ارزیابی قرار داد. در این مقاله با استفاده از این شاخص وضعیت بخش آب در حوضه آبریز کارون بزرگ و استانهای این محدوده مورد بررسی قرار گرفته است. مطالعات در این حوضه نشان می دهد شاخص مذکور در محورهای ظرفیت و مصرف شرایط نامطلوبی دارد. همچنین نتایج مقایسه پنج استانی که در این حوضه قرار گرفته اند نشان می دهد، استان چهارمحال بختیاری از شرایط بهتری برخوردار است.

تخلیه ی شورابه ها و پسابهای واحدهای صنعتی و نیروگاهها به رودخانه ها و دریاها و اقیانوسها باعث ضربه به محیط زیست میشود.جت ثقلی منفی به علت پیچیدگی جریان و کاربردهای فراوانی که در مهندسی عمران و محیط زیست دارد همواره مورد توجه پژوهشگران بوده است.تخلیه ی شورابه ها و فاضلابهای واحدهای صنعتی و نیروگاهها به رودخانه ها و دریاها و اقیانوسها از نوع جت ثقلی منفی میباشد.پارامترهای اولیه ی جریان جانبی شامل سرعت و چگالی و ویسکوزیته ی سیال محیط بر روی هندسه ی انتشار جت ثقلی منفی تاثیرگذار میباشد.در رودخانه ها با عمق زیاد مکانیزم عملکرد جت ثقلی منفی به گونه ای است که هرچه عدد فرود بزرگتر باشد رقیق سازی سریعتر انجام میشود.اما اگر عمق رودخانه کم باشد باعث میشود جت ثقلی منفی به بیرون از سطح رودخانه پرتاب شود.در این پایان نامه با فرض جریان جانبی بررسی شد که پارامترهای اولیه ی جریان جانبی چه تاثیری از نظر عدد فرود و نسبت سرعت جت به سرعت سیال(r) محیط بر روی هندسه ی انتشار جت ثقلی منفی میگذارد.شبیه سازی یک جت ثقلی منفی که بتواند در رودخانه های با عمق متفاوت سریعترین رقیق سازی را داشته باشد بسیار میتواند به محیط زیست رودخانه کمک کند. در این پایان نامه یک مدل جت ثقلی منفی شبیه سازی شد.نحوه ی انجام آرمایش به گونه ای بود که مخلوط آب نمک و ماده رنگی به عنوان آلاینده در یک مخزن تهیه شد.با استفاده از نمونه برداری وزن مخصوص ماده آلاینده محاسبه شد.با استفاده از پمپ قوی آب(سیال محیطی) داخل کانال جریان پیدا کرد و سیال رنگی که حکم یک ماده آلاینده را داشت با استفاده از پمپ ضعیف به صورت جت ثقلی منفی به داخل کانال تخلیه شد.با استفاده از دوربین در هر ثانیه 30 عکس از آزمایش گرفته شد.با استفاده از نرم افزار get data digitizer متوسط عکسها بدست آمد.سپس تحلیل پارامترهای هندسی که از عکسها بدست آمد انجام شد.تحلیل توسط نرم افزار excel انجام شد به طوریکه منحنی هایی رسم شد که تغییرات پارامترهای هندسی جت را نسبت به عدد فرود و نسبت r نشان میداد.سپس نتایج بدست آمده با نتایج کارهای محققان گذشته مقایسه شد. نتیجه اصلی این پایان نامه چنین شد که پارامترهای هندسی جت ثقلی منفی که در راستای محور x هستند در زاویه 45 درجه ماکزیمم و در زاویه 90 درجه مینیمم مقدار طول را دارند و پارامترهای هندسی جت ثقلی منفی که در راستای محور z هستند در زاویه 90 درجه ماکزیمم و در زاویه 15 درجه مینیمم مقدار طول را دارند.

در این تحقیق و در راستای این هدف به تاثیر صفحات ضد گرداب بر قدرت گردابه ها در آبگیر دوگانه قائم پرداخته شده است. اثرات نحوه قرارگیری صفحات ضد گرداب و نیز آبگیرها و اندازه صفحات ضد گرداب ، اثر مرزهای جامد بر جلوگیری از شکل گیری گرداب بررسی شد. نتایج تحقیق نشان می دهد که استفاده از صفحات ضد گرداب در مابین آبگیرها باعث کاهش قدرت گردابه ها و نیز کاهش عمق استغراق بحرانی آبگیرها شده و در نتیجه باعث افزایش قدرت آبگیری آبگیرها می شود.

یکی از روش های سامان دهی و کنترل فرسایش کنار رودخانه ها و یا تامین عمق مورد نیاز برای فعالیت های زیست محیطی و کشاورزی، استفاده از سازه های آبشکن می باشد. یکی از ملاحظه های بسیار مهم برای طراحی آبشکن های رودخانه ای بررسی پدیده آبشستگی و فرسایش دماغه می باشد. در بسیاری مواقع، سیلاب های بزرگ باعث تخریب آبشکن ها شده است و خسارات مالی و جانی به همراه دارند . وجود آبشکن ها در عرض رودخانه باعث کاهش عرض عبوری جریان، افزایش دبی در واحد عرض و در نتیجه افزایش تنش برشی جریان در مقطع تنگ می شود. در اثر احداث آبشکن در مسیر جریان در فشار هیدرواستاتیکی بالادست و پایین دست سازه اختلاف بوجود می آّید که باعث ایجاد جریان آشفته و گردابه های نعل اسبی در اطراف سازه می شود. این گردابه های رو به پایین مکانیزم اصلی آبشستگی موضعی به حساب می آیند که در درازمدت و یا در هنگام وقوع سیلاب سبب گسترش حفره آبشستگی در اطراف آبشکن می شود و احتمال شکست سازه را به همراه خواهند داشت. مراحل آبشستگی بالقوه را می توان توسط گروهی از منحرف کننده های جریان کاهش داد. شمع ها بعنوان یک ابزاربرای کاهش آبشستگی موضعی اطراف سازه های هیدرولیکی از دیر باز مورد نظر بوده است.ایده اصلی استفاده از شمع منحرف کردن جریان اطراف آبشکن و کاهش شدت جریان و شدت آبشستگی می باشد.در این پایان نامه سعی شده است که با عمق ثابت 7 سانتی متر و با 3 دبی 13، 5/14 و 16 لیتر بر ثانیه،3 زاویه مختلف برای ردیف شمع ( 30 ، 60 و 120 درجه )، 3 نوع تعداد شمع (4، 7 و 10 شمع) و 3 فاصله l ,1l2و l5/2، (l عرض تکیه گاه) شمع از بالادست تکیه گاه، در شرایط آب زلال و با رسوبات یکنواخت الگوی آبشستگی بررسی شود.

انتقال آلاینده ها در محیط های آبی، عموماً به صورت تخلیه با مکانیزم جت ثقلی مثبت از بستر دریا صورت می گیرد. اکثر مطالعات صورت گرفته در این حیطه نیز مربوط به تخلیه آلاینده ها به محیط سیال ساکن می شود. در این سمینار به بررسی پارامترهای تأثیرگذار روی انتشار جت و هندسه آن در جریان جانبی و کم عمق ، یعنی محیط رودخانه پرداخته می شود و عوامل موثر شامل سرعت جریان جانبی، چگالی آلاینده و سیال محیطی، سرعت جت، عدد فروید، و ..... مورد مطالعه قرار گرفته و نتایج تحقیقات موجود و نقاط ضعف و قوت هر یک بررسی می شود.

چکیده: آبشستگی پدیده ای است که در اثر جابه جایی ذرات توسط جریان از محل استقرار اولیه آن ها به مکان دیگری به وقوع می پیوندد. آبشستگی به عنوان تهدید جدی برای سازه های در مقابل جریان تلقی می شود. نگاهی به گذشته ی پل سازی در ایران و سایر کشورها بیانگر این موضوع است که بسیاری از پل ها بدلیل آبشستگی اطراف پایه هایشان تخریب شده اند. لذا ، تعیین حداکثر عمق آبشستگی در پایه های پل از اهمیت بالایی برخوردار است. بدلیل پیچیدگی معدلات حاکم بر میدان جریان و رسوب ، بسیاری از محققان به استفاده از مدل های آزمایشگاهی و ارائه روابط تجربی برای محاسبه عمق آبشستگی روی آورده اند. در این میان استفاده از مدل های عددی برای شبیه سازی جریان و رسوب امری اجتناب ناپذیر می باشد. اما باید توجه داشت که پیش از به کارگیری ، باید دقت این مدل ها در شرایط پیچیده و با توجه به فرضیات موجود در آن ها واسنجی شود. به همین منظور در این تحقیق ، کارایی یک مدل عددی سه بعدی موجود به نام ssiim در مدل کردن میدان رسوب اطراف گروه پایه های پل ، سنجیده شده است. برای این منظور ، ابتدا مدل با استفاده از داده های آزمایشگاهی کالیبره و در ادامه صحت سنجی شده است. نتایج مقایسه نشان می دهد که با دقت بالایی می توان از این مدل در شبیه سازی آبشستگی و تخمین حداکثر عمق آبشستگی اطراف پایه های پل استفاده کرد. واژگان کلیدی: آبشستگی موضعی ، گروه پایه های پل ، نرم افزار ssiim