شکل گیری و بسط روشهای نوین عددی، گسترش استفاده از این تکنیک را در تقریبا تمامی شاخه های مهندسی فراهم آورده است. امروزه حصول نتایج عددی دقیق در حل مسائل هیدرولیکی و رودخانه ای و بخصوص در شبیه سازی پدیده شکست سد، به یکی از موضوعات مورد علاقه محققین تبدیل شده است. در این پایان نامه، سیستم معادلات سنت-ونانت دو بعدی به روش المان محدود تقریب سازی عددی و حل شده است. رویه ی بکار گرفته شده در چهارچوب روش تیلور-گالرکین بوده و با یک روش محدود کننده ی شار؛ که خود دارای ویژگی های مربوط به کاهش تغییرات کل است و معمولا جهت حذف یا کاهش نوسانات مصنوعی نزدیک تغییرات ناگهانی شرایط اولیه مساله مورد استفاده قرار می گیرد، ادغام و فرمولسازی شده است. علیرغم اهمیت فزاینده ی این موضوع در روشهای عددی، تحقیقات قابل توجهی در استفاده از این روش در حل مسائل انجام نگرفته است. در این پژوهش، کارایی معادلات سنت-ونانت و قابلیت مدل ارائه شده جهت شبیه سازی انتشار امواج حاصل از جریان شکست سد در دامنه های محاسباتی یک و دو بعدی و با صرف نظر از اثرات توپوگرافی آن ها مورد بررسی قرار گرفته است. جهت انجام این کار، معادلات سنت-ونانت از معادلات پایه ای آن استخراج شده و ماهیت عددی آن بر حسب مقادیر و بردارهای ویژه معادلات دیفرانسیل بیان شده است. رویه ی مذکور به عنوان روش حل تقریبی معادلات حاکم مساله؛ جهت شبیه سازی پدیده ی شکست سد در دو حالت یک و دو بعدی برگزیده شده و سپس بر اساس مطالعه ی محققین دیگر و نتایج عددی و تحلیلی منتشر شده، اعتبار عددی مدل به چالش کشیده می شود. با بررسی نتایج مشاهده شد که مطابقت قابل قبولی بین جواب های بدست آمده وجود دارد و خود حاکی از آن است که مدل عددی ارائه شده قادر به تسخیره و نمایش ویژگی های برجسته ی جریان های حاصل از شکست سد می باشد. جهت واسنجی بیشتر کاربرد سیستم معادلات سنت-ونانت و رویه ی استفاده شده جهت حل آن، جواب حاصل از آزمون شکست سد دایروی این مدل با نتایج حاصل از مدلسازی انجام شده توسط یک نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی؛ که از روش حجم محدود جهت حل معادلات سه بعدی ناویر-استوکس و معادله پیوستگی استفاده می کند، مقایسه شده است.

شناخت میدان جریان در اطراف موانعی همچون پایه پل ها ، عرشه پل های مستغرق، سرریزها و ... در بسیاری از کاربردهای مهندسی حائز اهمیت است. در تحقیق حاضر به بررسی استغراق عرشه پلها و همچنین مشخصات جریان بر روی سرریزهای لبه پهن مستطیلی پرداخته شده است. در حین یک رخداد بحرانی در رودخانه ها مانند سیل، عرشه پل ممکن است نسبتاً و یا بطور کامل توسط جریان رودخانه مستغرق گردد. در ضمن استغراق، بارهای هیدرودینامیکی قابل ملاحظه ای به عرشه وارد می شود که می تواند پایداری آن را بطور جدی به مخاطره اندازد. در کنار اطلاعات مربوط به احتمال وقوع سیل، پیش بینی مناسب بارهای هیدرودینامیکی وارد به سازه در حین وقوع سیل اهمیت بسزایی در طراحی و ارزیابی آسیب پذیری سازه خواهد داشت. در تحقیق حاضر ابتدا میدان متوسط جریان در اطراف عرشه پل و ضریب نیروی درگ متوسط زمانی وارد بر آن با استفاده از نرم افزار فلوئنت نسخه 12.0.16 و بهره گیری از سه نوع مدل آشفتگی استاندارد، rng و realizable شبیه سازی شده است. در این شبیه سازی ها از روش های vof و سطح صلب جهت شبیه سازی سطح آزاد استفاده گردیده است. از طرح های بازسازی هندسی و کوئیک به منظور تعیین موقعیت سطح آزاد در روش vof استفاده شده است. تطابق مناسب نتایج شبیه سازی عددی با نتایج آزمایشگاهی موجود، نشان دهنده توانایی شبیه سازی عددی در پیش بینی مناسب میدان متوسط جریان مجاور عرشه و نیروی درگ متوسط وارد بر آن می باشد. در ابتدا در جریان های با عدد فرود پایین به بررسی اثر تغییر تراز غوطه وری، تأثیر شرایط مرزی سطح آزاد و کف کانال و همچنین اثر تغییر نسبت طول به ضخامت بر میدان متوسط جریان مجاور عرشه و ضریب نیروی درگ وارد بر آن پرداخته شده است. بیشترین مقدار ضریب نیروی درگ در ترازهای غوطه وری پایین رخ می دهد، بعبارت دیگر بحرانی ترین وضعیت برای پایداری سازه هنگامی رخ می دهد که تراز سطح آب بر روی سازه اندک باشد. در این شرایط میدان متوسط جریان مجاور عرشه نامتقارن است. اما در ترازهای غوطه وری بالا با افزایش تراز غوطه وری، ضریب نیروی درگ تقریباً ثابت است و میدان متوسط جریان مجاور عرشه متقارن می باشد. در شرایطی که فاصله عرشه از بستر کانال و سطح آزاد قابل ملاحظه است، شرایط جریان نامحدود بوده و میدان متوسط جریان اطراف عرشه متقارن و ضریب نیروی درگ با تغییر این فاصله، نسبتاً ثابت است. اما با نزدیک شدن عرشه به بستر کانال و یا سطح آزاد، وضعیت تقارن میدان جریان از بین رفته و با تغییر این فاصله ضریب نیروی درگ تغییر می کند. یکی از عوامل موثر بر بارهای هیدرودینامیکی وارد بر عرشه مستطیلی نسبت طول به ضخامت آن است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که با افزایش نسبت طول به ضخامت مقدار ضریب نیروی درگ کاهش می یابد و در نسبتهای طول به ضخامت زیاد، بدلیل عدم تغییر میدان متوسط جریان، مقدار ضریب نیروی درگ متوسط نیز تقریباً ثابت و مستقل از نسبت فوق می باشد. سپس به بررسی اثر تغییر تراز غوطه وری در جریانهای با عدد فرود بالا پرداخته شد. در جریانهای با عدد فرود بالا، تغییرات سطح آزاد بر روی عرشه قابل ملاحظه است. در این بخش، نتایج شبیه سازی ها نشان دهنده اختلاف قابل ملاحظه دو طرح بازسازی هندسی و کوئیک در روش vof می باشد. بطوریکه در شرایط استغراق نسبی طرح کوئیک قادر به شبیه سازی مناسب ضریب نیروی درگ نمی باشد و در چنین شرایطی طرح بازسازی هندسی ضریب نیروی درگ را بنحو مناسبی پیش بینی می نماید. همچنین هنگامی که تراز سطح آب بر روی عرشه کم است بدلیل اندرکنش سطح آزاد و عرشه، بر روی سطح آزاد جریان اختلاط آب و هوا مشاهده می شود که در این شرایط طرح بازسازی هندسی قادر به شبیه سازی این اختلاط نیست و در این حالت باید از طرح های حجم محدود مانند کوئیک استفاده نمود. در ادامه تحقیق جریان عبوری از سرریزهای لبه پهن مستطیلی شبیه سازی شد. سرریزهای لبه پهن از جمله سازه های هیدرولیکی رایج در سیستمهای آبیاری، طرح های هیدروالکتریک و... هستند. تغییرشیب وجه بالادست و پایین دست از عوامل مهمی می باشد که می تواند شرایط جریان و راندمان تخلیه سازه را تحت تأثیر قرار دهد. در تحقیق حاضر با استفاده از نرم افزار فلوئنت نسخه 12.0.16 و بهره گیری از روش شبیه سازی سطح آزاد vof و دو نوع مدل آشفتگی استاندارد، rng به صحت سنجی مدل پرداخته شده است. تطابق مناسب نتایج شبیه سازی عددی با نتایج آزمایشگاهی موجود، نشان دهنده توانایی شبیه سازی عددی در پیش بینی مناسب مشخصات جریان بر روی سرریزهای لبه پهن مستطیلی است. در ادامه با استفاده از مدل آشفتگی rng ، برخی از مهمترین مشخصات جریان بر روی سرریزهای لبه پهن بررسی شده است. در ابتدا به بررسی اثر تغییر دبی بر ناحیه جدایی جریان ابتدای تاج و همچنین اثر تغییر شیب در وجوه بالادست و پایین دست سرریز بر ناحیه جدایی جریان و ضریب دبی پرداخته شده است. همچنین میدان سرعت سرریزهای لبه پهن و اثر عوامل مختلفی چون تغییر دبی و تغییر شیب در وجوه بالادست و پایین دست بر پروفیل سطح آزاد و موقعیت تشکیل عمق بحرانی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با کاهش دبی، ناحیه جدایی جریان در ابتدای تاج کوچکتر می شود اما آهنگ تغییرات این ناحیه با تغییر دبی ثابت نیست بطوری که در دبی های پایین تر، تغییرات پروفیل جدایی جریان با تغییر دبی بیشتر است. با شیب دار کردن وجه بالادست سرریز، محدوده جدایی جریان ابتدای تاج کاهش یافته و در نتیجه ضریب دبی افزایش می یابد اما تغییر شیب وجه پایین دست اثری بر ناحیه جدایی جریان ابتدای تاج و ضریب دبی ندارد. بررسی میدان سرعت سرریزهای لبه پهن نشان می دهد که از ابتدای تاج تا محل تشکیل عمق نرمال، پروفیل سرعت تحت تأثیر عواملی مانند انحنای خطوط جریان و پدیده جدایی خطوط جریان، یکنواخت نیست. اما در محدوده تشکیل عمق نرمال خطوط جریان موازی و مستقیم بوده و پروفیل سرعت، به جز در ناحیه کوچک لایه مرزی، یکنواخت است. در گوشه پایین دست تاج پروفیل سرعت متناسب با شیب وجه پایین دست متفاوت می باشد. در سرریز با شیب وجه پایین دست قائم حداکثر سرعت در نزدیک کف رخ می دهد. با ملایم شدن شیب پایین دست، محل سرعت ماکزیمم از کف فاصله گرفته و همچنین مقدار آن کاهش می یابد. نتایج نشان می دهد که با افزایش دبی موقعیت تشکیل عمق بحرانی به سمت پایین دست منتقل می شود. تغییر شیب وجه پایین دست موقعیت تشکیل عمق بحرانی را تغییر نمی دهد، همچنین تغییر شیب در وجه بالادست نیز تغییر محسوسی در موقعیت تشکیل عمق بحرانی ایجاد نمی کند. اما عمق آب در بالادست و قسمت ابتدایی تاج تا قبل از محل تشکیل عمق بحرانی در سرریز با شیب وجه بالادست تند مقداری بیشتر از سرریز با شیب وجه بالادست ملایم می باشد. بعد از محل تشکیل عمق بحرانی تا قسمت های انتهایی تاج، عمق آب در سرریز با شیب وجه بالادست ملایم اندکی بیشتر از سرریز با شیب وجه بالادست تند می باشد. ضمناً افت سطح آب در ابتدای تاج در سرریز با با شیب وجه بالادست ملایم تر با شیب کمتری صورت می گیرد. با ملایم کردن شیب پایین دست با کاهش میزان فشار منفی بدلیل کاهش انحنای خطوط جریان و همچنین از بین رفتن ناحیه جدایی جریان ابتدای وجه پایین دست، احتمال وقوع پدیده کاویتاسیون کاهش می یابد.

در این تحقیق با استفاده از مفهوم انتروپی تسالیس و ماکزیمم سازی آن به کمک ضرایب لاگرانژ، رابطه ای برای پیش بینی توزیع تنش برشی در کانال های باز بدست آمده است. با توجه به اینکه ساده ترین مقطع هیدرولیکی کانال با مقطع عرضی مستطیلی می باشد، صحت سنجی رابطه در کانال مستطیلی صورت پذیرفته است. بر اساس نتایج محققین در پیش بینی توزیع تنش برشی مرزی، رابطه حاصل به دو رابطه مجزا برای بستر ودیوار کانال مستطیلی تفکیک شده است. با کمک دو رابطه بدست آمده، توزیع تنش برشی در چندین ارتفاع جریان در کانال مستطیلی محاسبه و ترسیم شده است که هماهنگی بسیار نزدیکی با نتایج آزمایشگاهی از خود نشان می دهد. درصد خطای متوسط بدست آمده از رابطه در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی در کانال مستطیلی کمتر از 4% بوده است. در بررسی بیشتر رابطه در مقاطع عرضی دیگر، سه الگوی مختلف از رابطه معرفی شده برای پیش بینی توزیع تنش برشی مرزی ارائه شده است. حالت اول: الگویی برای پیش بینی توزیع تنش برشی در کانال با مقطع عرضی دایره ای، حالت دوم: الگویی که برای پیش بینی توزیع تنش برشی در کانال با مقطع مستطیلی استفاده شده که از آن برای کانال دایره ای با کف پر شده از رسوبات نیز استفاده شده است و حالت سوم: الگویی که برای پیش بینی توزیع تنش برشی در کانال ذوزنقه ای کاربرد دارد. با استفاده از سه الگوی مختلف توزیع تنش برشی در کانال دایره ای، دایره ای با کف پر شده از رسوبات و کانال ذوزنقه ای محاسبه و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. با توجه به نتایج حاصله می توان گفت که مدل های ارائه شده کاملا با نتایج آزمایشگاهی هماهنگ و بر آن ها منطبق می باشند. مقادیر درصد خطای متوسط الگوهای ارائه شده در مقاطع عرضی مختلف در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی محاسبه شده است. درصد خطای متوسط در کانال دایره ای 2.7%، در کانال دایره با کف پر شده از رسوبات 3.8% و در کانال ذوزنقه ای 5.4% بوده است. با استفاده از معادلات ارائه شده برای پیش بینی توزیع تنش برشی مرزی در کانال مستطیلی و تعریف نیروی برشی دیوار و بستر، روابطی برای محاسبه مقدار تنش برشی متوسط در دیوار وبستر کانال مستطیلی حاصل شده است. به کمک دو رابطه حاصله، مقادیر تنش برشی متوسط در بستر ودیوار کانال مستطیلی در نسبت های مختلف b/h محاسبه شده است. با استفاده از این مقادیر و تقسیم آن ها بر مقادیر نظیر ghs? و grs? مقادیر تنش برشی بدون بعد در بستر و دیوار کانال محاسبه گردیده و تغییرات آن ها بر حسب میزان b/h ترسیم شده است. به کمک نتایج حاصل 4 رابطه برای پیش بینی تنش برشی بدون بعد (به کمک ارتفاع جریان و شعاع هیدرولیکی) در دیوار و بستر کانال و یک رابطه برای نسبت تنش برشی متوسط دیوار به بستر حاصل شده است. روابط بدست آمده در مقایسه با دو معادله تنش برشی متوسط محاسبه شده بسیار ساده بوده و تنها تابعی از نسبت b/h می باشند. در مقایسه روابط حاصله با روابط الیور و همکاران، 1999 که از تلفیق نتایج آزمایشگاهی بدست آمده از کانال و مجرای مستطیلی حاصل شده و نتایج آزمایشگاهی واقع در کانال و مجرای مستطیلی، مشاهده شده که روابط الیور و همکاران، 1999 به سمت نتایج بدست آمده از مجرای مستطیلی متمایل می شوند و مقداری با روابط بدست آمده در این تحقیق که از کانال مستطیلی حاصل شده است متفاوت می باشند. با کمک الگوی به کار رفته در کانال مستطیلی، توزیع تنش برشی در یک کانال مرکب با کانال اصلی مستطیلی و سیلاب دشت با دیوار قائم محاسبه شده است. همچنین نتایج بدست آمده با روابط ارائه شده توسط گو جولین، 2005 ، نایت و استرلینگ، 2002 و خداشناس و پاکووار، 1999 مقایسه شده است. نتایج حاصله نشان می دهد که الگوی معرفی شده نسبت به سه روش دیگر در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی عملکرد بسیار بهتری را از خود نشان می دهد.

چکیده از آنجا که از دیرباز رودخانه ها در شکل گیری تمدن های بشری نقش قابل توجهی داشته اند و برای زندگی بشر بسیار حیاتی بوده اند و از سوی دیگر اغلب رودخانه های طبیعی دارای شکل قوسی و پیچانرودی هستند و به ندرت به صورت مستقیم دیده می شوند بنابراین شناخت رفتار رودخانه های قوسی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. با ورود جریان به قوس در اثر نیروی گریز از مرکز در سطح آب شیب عرضی به نحوی ایجاد می گردد که موجب افزایش ارتفاع سطح آب در جداره خارجی قوس و کاهش آن در جداره داخلی قوس می گردد. جریان در قوس کاملا دارای ماهیت سه بعدی است و موجب ایجاد آشفتگی و تغییرات غیریکنواخت در توپوگرافی بستر و سطح آزاد و در نتیجه شکل گیری الگوی خاصی از جریان با نام جریان حلزونی می شود. این الگوی جریان توپوگرافی نامنظمی در قوس ایجاد کرده و باعث پدیده فرسایش در جداره خارجی و رسوبگذاری در جداره داخلی می‏شود. یکی از راهکارهای جلوگیری ازفرسایش ساحل و تثبیت جداره ها مستقر کردن آبشکن ها در جداره خارجی رودخانه هاست. هدف اصلی از کاربرد آبشکن ها افزایش عمق آب، ممانعت از فرسایش ساحل و جلوگیری از پدیده سیلاب است. الگوی جریان در اطراف آبشکن به خودی خود پیچیده است اما این پیچیدگی زمانی بیشتر می شود که آبشکن در قوس مستقر شود که دلیل عمده آن دلیل اندرکنش جریان در قوس با جریان حول آبشکن تشکیل جریان حلزونی در این ناحیه است. به طور کلی الگوی جریان در مسیرهای دارای خم به دلیل تشکیل جریان های حلزونی بسیار پیچیده ودارای ماهیت سه بعدی است. از این رو شناخت الگوی جریان در اطراف آبشکن ها بسیار ضروری به نظر می رسد. شناخت این پیچیدگی ها مستلزم انجام تحقیقات و مطالعات است و شبیه سازی این پدیده ها می بایست از طریق یک نرم افزار سه بعدی انجام پذیرد. در این پایان نامه از نسخه 9.3 نرم افزار flow-3d جهت شبیه سازی الگوی جریان استفاده شده است. همچنین در این شبیه سازی از روش حجم سیال برای شبیه سازی سطح آزاد و از مدل آشفتگی rng k-? برای بستن معادلات ناویر استوکس استفاده شده است. در تحقیق حاضر ابتدا الگوی جریان در قوس 90 درجه مورد بررسی قرار می گیرد و پس از صحت سنجی آن با داده های آزمایشگاهی دکتر واقفی، به بررسی اثر شعاع انحناء نسبی بر الگوی جریان در قوس پرداخته می شود در مرحله بعد در بررسی الگوی جریان در اطراف آبشکن، ابتدا الگوی جریان حول آبشکن ساده مستغرق در کانال مستقیم شیبدار آذین فر و سپس اثر طول بر پروفیل های سرعت و سطح آزاد در این کانال بررسی می گردد. در ادامه این پایان نامه الگوی جریان حول آبشکن t شکل در قوس 90 درجه واقفی بررسی و صحت سنجی می گردد و نتایج حاصل از این مدل سازی با نتایج حاصل از قوس بدون آبشکن مقایسه می گردد. شعاع انحناء قوس و نسبت شعاع به عرض 4/2 و 4 می باشد که نتایج عددی و آزمایشگاهی دراین شعاع انطباق مناسبی یا هم دارند. سپس به منظور یررسی اثر شعاع انحناء به عرض بر الگوی جریان، به ازاء3 شعاع انحناء نسبی2،3و4 الگوی جریان اطراف آبشکن مطالعه می شود. تطابق مناسب نتایج شبیه سازی عددی با نتایج آزمایشگاهی در پروفیل های سرعت و سطح آزاد آب موجود، نشان دهنده توانایی این نرم افزار در شبیه سازی عددی الگوی جریان در قوس و نیز در اطراف آبشکن در مسیر مستقیم و قوسی است. همچنین این نرم افزار توانایی مدل کردن ناحیه جداشدگی در اطراف آبشکن و گردابه های بالادست و پایین دست و جریان های چرخشی را نیز دارد.

در این مطالعه تاثیر فاضلاب¬های ورودی به رودخانه بر پارامترهای کیفی آن مورد بررسی قرار گرفت. . پارامترهای اندازه¬گیری شده شامل: اکسیژن محلول، اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی، اکسیژن مورد نیاز شیمیایی، دمای آب رودخانه، کدورت، مواد جامد معلق، مواد جامد محلول، هدایت الکتریکی، نیترات بر حسب n-no3 و ph بودند.از نتایج بدست به وضوح می¬توان دریافت که آب رودخانه¬ی قره¬سو متاسفانه حالت کاملا آلوده دارد.در ادامه به بررسی عملکرد شبکه عصبی در پیش¬بینی پارامترهای کیفی آب¬های زیرزمینی پرداخته شد.با انجام آنالیز حساسیت مشخص شد که پارامتر کیفی هدایت الکتریکی برای سولفات و پارامتر کیفی کلراید برای نیترات مهمترین پارامتر در پیش¬بینی آنها بودند. نتایج این را نشان می¬دهد که با در نظر گرفتن متغیرهای مناسب ورودی، مدل شبکه عصبی ابزاری توانمند در پیش¬بینی پارامترهای کیفی می¬باشد.

مطالعات فرسایش بستر رسوب بخش مهمی از طراحی پل ها و شبکه های حمل و نقلی می باشد. چنانکه پایداری و واکنش هیدرودینامیکی پل شدیداً به آبشستگی بستر رودخانه بستگی دارد. ایجاد و گسترش آبشستگی در پایه پل ها از مهمترین عوامل آسیب و خرابی پل ها می باشد. پیش بینی نحوه ایجاد و گسترش وضعیت نهایی گودال آبشستگی از مهمترین موارد طراحی هیدرولیکی پل ها می باشد. استفاده از روابط تجربی ارائه شده بر مبنای تحلیل ابعادی و مطالعات آزمایشگاهی در موارد واقعی نتایج قابل قبولی ارائه نمی کنند. علت این امر در نظر نگرفتن شرایط پیچیده میدانی و همچنین عدم فهم کامل جریان سه بعدی و مکانیزم های حاکم بر آبشستگی است. از طرفی در نظر نگرفتن کلیه شرایط واقعی در مطالعات آزمایشگاهی وقت گیر، هزینه بر و گاهی غیرممکن است. امروز با تکیه بر پیشرفت های چشمگیر در علوم کامپیوتر و توسعه مدل های عددی قوی می توان امید داشت که مسائل پیچیده ای همچون آبشستگی موضعی اطراف پایه ها را با دقت خوبی مدل سازی نمود. امتیازی که مدل های عددی نسبت به مدل های آزمایشگاهی دارند این است که در این مدل ها می توان با کمترین هزینه پیچیده ترین شرایط را در نظر گرفت از طرفی جهت اطمینان از نتایج و بهبود این مدل ها انجام آزمایش های دقیق اندازه گیری جریان و آبشستگی ضروری است. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار flow-3d میدان جریان سه بعدی اطراف پایه پل با بستر صاف به صورت عددی و با استفاده از مدل آشفتگی k-? rng مدل سازی و بررسی شده است. مقایسه نتایج عددی با داده های آزمایشگاهی نشان می دهد که این مدل قابلیت پیش بینی الگوی سه بعدی جریان مزبور را دارد. در ادامه به بررسی اثر قطر پایه بر افزایش میزان نوسانات میدان جریان پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد با افزایش قطر پایه، اندازه و قدرت گردابه های تشکیل شده، مقدار و محل سرعت ماکزیمم تشکیل شده در اطراف پایه افزایش می یابد. در ادامه برای کاهش نوسانات میدان جریان از پایه های شکاف دار استفاده شده و میدان جریان اطراف پایه های شکاف دار با ابعاد مختلف شکاف شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهد با شکاف دار شدن پایه، اندازه و قدرت گردابه های تشکیل شده در پایین دست پایه و مقدار سرعت ماکزیمم تشکیل شده در اطراف پایه کاهش می یابد. سپس میدان جریان اطراف پایه های دوتایی شبیه سازی شده است که این پایه ها به دو صورت کنار هم در جهت عمود بر جریان و متوالی هم جهت جریان در کانال قرار گرفته اند. نتایج مدل عددی شامل تحلیل الگوی جریان، پروفیل های سرعت در مقاطع مختلف افقی و قائم و مقایسه آنها با نتایج آزمایشگاهی می باشد. نتایج نشان می دهد در پشت هر یک از پایه ها گردابه های مجزا تشکیل می شود. در ادامه به بررسی میدان جریان اطراف پایه پل با هندسه پیچیده (شامل شمع، کلاهک شمع و ستون) پرداخته شده است و با نتایج آزمایشگاهی صحت سنجی شده است. بررسی نتایج مدل عددی در راستای طولی در نقاط مختلف بالادست و پایین دست پایه و کلاهک شمع اطراف پایه انجام خواهد شد. نتایج نشان می دهد تطابق قابل قبولی بین نتایج عددی و آزمایشگاهی وجود دارد. جریان در نزدیکی کلاهک شمع بسیار پیچیده است، چنان که جریان به جهت های مختلف منحرف می شوند.

براساس داده‎های اندازه‎گیری شده از مخزن سد ایلام شامل فسفر کل، کلروفیل آ و عمق سکی، کیفیت آب بین شرایط مزوتروفیک تا یوتروفیک می‎باشد. مدل دوبعدی متوسط‎گیری شده عرضی هیدرودینامیک و کیفیت آب ce-qual-w2 برای شبیه‎سازی پارامترهای کیفی در مخزن سد ایلام انتخاب شده است. مدل براساس داده‎های سال ???? کالیبره و با داده‎های سال ???? صحت سنجی شده است. کالیبراسیون مدل هیدرودینامیک، با کالیبراسیون ارتفاع سطح آب و پروفیل‎های دما انجام شده است. پارامترهای کیفی شبیه‎سازی شده شامل اکسیژن محلول، مواد مغذی و کلروفیل آ می‎باشند. برای ارزیابی مدل از روش‎های آماری خطای متوسط مطلق و ریشه میانگین مربعات خطا استفاده شده است. در تابستان غلظت کلروفیل آ بالا و شرایط بی هوازی در کف ایجاد شده است. نتایج شبیه‎سازی شده نشان می دهد که تحت شرایط بی‎هوازی مقدار زیادی فسفر از رسوبات کف آزاد شده است. پس از ترسیم تصویر کلی از شرایط تغذیه گرایی مخزن، آنالیز حساسیت به پارامترهای موثر بر پروفیل های دما و کیفیت آب انجام شده است. پس از کالیبراسیون و صحت‎سنجی مدل به منظور بررسی تغییرات هیدرولوژیکی بر روی کیفیت آب مخزن دو سناریو براساس سال‎های نرمال و خشک تعریف شد. نتایج سال خشک نشان‎دهنده یک لایه‎بندی شش ماهه از فروردین تا شهریور می‎باشد. در سال خشک به علت بالارفتن زمان ماند آب در مخزن، غلظت کلروفیل آ در تابستان افزایش یافته که باعث تغییر وضعیت مخزن از حالت مزوتروفیک به اوتروفیک می‎شود. نتایج سال نرمال نشان‎دهنده یک لایه‎بندی هفت ماهه از فروردین تا مهرماه می‎باشد که در این سال به علت کاهش زمان ماند آب، غلظت کلروفیل آ در تابستان کاهش یافته و باعث تغییر وضعیت مخزن از حالت مزوتروفیک به الیگوتروفیک می‎شود. سپس از مدل کالیبره شده برای پاسخ کلروفیل آ و فسفر کل به سناریوهای مختلف کاهش مواد مغذی مختلف استفاده شده است. نتایج اجرای سناریوهای مختلف نشان می‎دهد که حتی یک کاهش ???% تئوریکی از میزان مواد مغذی ورودی کیفیت آب را مخزن ایلام بهبود نخواهد داد. نتایج نشان می‎دهد که کاهش به تنهایی بار خارجی بر روی بهبود کیفیت آب موثر نخواهد بود و اهمیت در نظر گرفتن منابع داخلی را برای بهبود کیفیت آب این مخزن روشن می‎سازد. اثرات سطح برداشت آب بر روی لایه‎بندی حرارتی و کیفیت آب مخزن بررسی شد. برداشت آب از خروجی کف سبب تسهیل اختلاط در ستون آب، کاهش شرایط بی‎هوازی در لایه‎های پایین و کاهش رشد جلبک در لایه‎های سطحی می‎گردد.

سازه های انحراف واقع در دیواره ی جانبی کانال باز به منظور انحراف جریان از کانال اصلی مورد استفاده قرار می-گیرند. سرریز های جانبی، روزنه های جانبی و دریچه های تخلیه جانبی از جمله سازه های انحراف جریان محسوب می شوند که دارای کاربرد گسترده ای درسد ها، شبکه های آبیاری، زهکشی و سیستم های فاضلاب شهری هستند. در این پایان نامه به منظور بررسی الگو و مشخصات جریان عبوری از سازه های انحراف جریان، شبیه سازی عددی میدان جریان عبوری از سرریز جانبی مستطیلی لبه تیز و روزنه ی جانبی مستطیلی لبه تیز با استفاده از نرم افزارflow-3d انجام شده است. مدل آشفتگی rng به منظور بستن معادلات ناویراستوکس و روش vof برای مدل سازی تغییرات پروفیل سطح آزاد بکار رفته است. در تحقیق حاضر پس از صحت سنجی نتایج مربوط به توزیع مولفه های مختلف سرعت و زاویه ی جت خروجی در مجاورت سرریز جانبی مستطیلی لبه تیز در ارتفاع های مختلف از تاج سرریز با داده های آزمایشگاهی باقری و حیدرپور (2012)، به بررسی اثرات عدد فرود بالادست و ارتفاع تاج سرریز جانبی بر الگو و مشخصات جریان در اطراف سرریز جانبی در کانال اصلی پرداخته می شود. توزیع مولفه های مختلف سرعت در راستای ارتفاع جریان در روی وسط تاج سرریز نشان می دهد با کاهش عدد فرود بالادست، توزیع سرعت طولی در راستای ارتفاع بخصوص در نزدیک تاج سرریز غیر یکنواخت تر می شود. برای اعداد فرود متفاوت، سرعت جانبی تا ارتفاع معینی از روی تاج سرریز افزایش می یابد و سپس با افزایش ارتفاع و نزدیک شدن به سطح آزاد جریان مقدارآن کاهش می یابد. با افزایش عدد فرود، ماکزیمم سرعت جانبی در ارتفاع بالاتری نسبت به تاج سرریز جانبی رخ می دهد. ماکزیمم سرعت قائم برای عدد فرود های متفاوت، در نزدیکی تاج سرریز رخ می دهد و با افزایش ارتفاع و نزدیک شدن به سطح آزاد جریان سرعت قائم به تدریج کاهش می یابد. با کاهش عدد فرود بالادست، سرعت قائم در نزدیکی سطح آزاد جریان به دلیل حرکت جریان به سمت پایین منفی می باشد. در خصوص سطح آزاد جریان در مجاورت سرریز جانبی با افزایش عدد فرود بالادست، عمق سطح آب در انتهای مجاورت سرریز جانبی دچار تغییرات شدیدی می شود. همچنین با افزایش عدد فرود، زاویه انحراف جت خروجی جریان در طول سرریز جانبی افزایش می یابد. اثرات تغییرات ارتفاع تاج سرریز جانبی در این مطالعه نشان می دهد میزان حداکثر پایین افتادگی سطح آب در طول سرریز نسبت به عمق آب بالادست برای سرریز های جانبی با ارتفاع تاج 10، 15 و20 سانتی متر، به ترتیب 12، 11 و 7 درصد است. با کاهش ارتفاع تاج سرریز ابعاد ناحیه جدا شدگی در اطراف سرریز جانبی در نزدیکی بستر کانال اصلی، در مقطع طولی و عرضی کانال اصلی به ترتیب افزایش و کاهش می یابد و به سمت پایین دست سرریز جانبی منتقل می شود. با کاهش ارتفاع تاج سرریز، زاویه انحراف جت خروجی جریان در طول سرریز جانبی کاهش می یابد. در ادامه ی پایان نامه نتایج دبی عبوری از روزنه-ی جانبی مستطیلی لبه تیز و الگوی جریان در اطراف آن در مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی حسین و همکاران (2011) مورد مقایسه قرار می گیرد و سپس اثر عدد فرود بالادست بر توزیع مولفه های مختلف سرعت و سطح آزاد جریان در مجاورت روزنه ی جانبی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد در مدل های شبیه سازی شده با اعداد فرود متفاوت، ماکزیمم و مینیمم سرعت طولی به ترتیب در ابتدا و انتهای روزنه ی جانبی رخ می دهد. با افزایش عدد فرود بالادست سرعت طولی ماکزیمم کاهش و سرعت طولی مینیمم افزایش می یابد. باکاهش عدد فرود، ماکزیمم سرعت جانبی در طول روزنه افزایش می یابد، که نشان می دهد با کاهش عدد فرود دبی عبوری از روزنه افزایش می یابد. در حالت عدد فرود پایین که عمق جریان بیشتر است، تغییرات سطح آزاد جریان ناچیز می-باشد. اما با افزایش عدد فرود، تغییرات قابل توجهی در سطح آزاد جریان در اطراف روزنه ی جانبی رخ می دهد

به دلیل ساختار هیدرولیکی کانال های با سطح مقطع u شکل، این نوع مجاری به عنوان مقطع مبدل کانال های مستطیلی و دایروی دریچه های آدم رو و نیز به همراه سرریزهای جانبی در شبکه دفع فاضلاب شهری، سیستم های آبیاری-زهکشی، پروژه های محافظت سیلاب و غیره برای تخلیه جریان های مازاد مورد استفاده قرار می گیرند. در این نوع کانال ها رژیم جریان می تواند در شرایط زیربحرانی و یا فوق بحرانی باشد. در مطالعه حاضر، میدان جریان آشفته و سطح آزاد جریان در کانال های u شکل دارای سرریزجانبی در شرایط جریان زیربحرانی و فوق بحرانی با استفاده از نرم افزار فلو تری دی، مدل آشفتگی rng و طرح vof شبیه سازی شده است. مقایسه بین نتایج عددی و آزمایشگاهی نشان می دهد که مدل عددی، سطح آزاد و مشخصات میدان جریان را با دقت قابل قبولی شبیه سازی می-نماید. مقادیر درصد خطای متوسط و خطای ریشه میانگین مربعات نسبی برای پروفیل های طولی سطح آزاد جریان در هر دو رژیم زیربحرانی و فوق بحرانی به ترتیب 79/2%، 7/1%، 86/2% و 21/2% محاسبه شده است. در ادامه، الگوی جریان در کانال های u شکل دارای سرریزجانبی در شرایط جریان زیر بحرانی و فوق بحرانی مورد بررسی قرار گرفت. برای هر دو رژیم زیربحرانی و فوق بحرانی، یک افت سطح آزاد در یک چهارم ابتدایی دهانه سرریز و یک پرش سطحی در یک چهارم انتهایی طول دهانه به وقوع پیوسته است. سرعت جانبی در شرایط جریان زیربحرانی از ابتدای سرریز تا وسط دهانه سرریز در حال افزایش بوده و سپس با پیشروی به سوی انتهای پائین دست سرریزجانبی مقدار آن کاهش می یابد. این در حالی است که در شرایط فوق بحرانی، سرعت جانبی از ابتدای سرریز به سمت انتهای آن در حال افزایش می باشد. در رژیم زیربحرانی، جریان ثانویه ای بعد از سرریزجانبی به وجود می آید، به گونه ای که سلول جریان ثانویه مذبور با پیشروی به سمت پائین دست کانال اصلی توسعه یافته و بزرگای مولفه عرضی جریان به شکل قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. بر اساس نتایج شبیه سازی، حداقل زاویه ریزشی جت جریان برای رژیم های زیربحرانی و فوق بحرانی به ترتیب در یک پنجم انتهایی و وسط دهانه سرریزجانبی پیش بینی شده است. در شرایط جریان زیر بحرانی، با پیشروی به سمت انتهای پائین دست کانال اصلی از مقدار تنش برشی کاسته می شود به گونه ای که حداکثر و حداقل مقدار تنش برشی بستر به ترتیب در ابتدای بالادست و انتهای پائین دست سرریزجانبی و در زیر ناحیه ایستایی اتفاق می افتد. سپس اثر عدد فرود بالادست سرریزجانبی بر روی جریان های زیربحرانی و فوق بحرانی بررسی شد. با افزایش عدد فرود طول پرش سطحی و ارتفاع نقطه ایستایی به شکل قابل توجه ای افزایش می یابد. برای عدد فرودهای مختلف، بر خلاف طول ناحیه ایستایی، عرض صفحه جدایش جریان از کف کانال اصلی به سمت سطح آزاد جریان توسعه یافته و عرض ناحیه ایستایی از تراز تاج سرریز به سوی کف کانال u شکل افزایش یافته است. حداکثر قدرت جریان جانبی در انتهای پائین دست سرریزجانبی (5/0x= متر) به وقوع می پیوندد و برای کلیه عدد فرودها با پیش روی به سمت پائین دست کانال اصلی قدرت جریان جانبی کاهش می یابد. در ادامه اثرات نسبت طول سرریزجانبی به قطر کانال u شکل بر مشخصات میدان جریان مورد بررسی قرار گرفت. سطح آزاد جریان در قبل از سرریزجانبی به علت افزایش طول سرریز تحت تاثیر آن قرار گرفته و یک اختلاف تراز در کلیه مقاطع طولی به وجود آمده است. اختلاف متوسط انرژی مخصوص در بالادست و پائین دست سرریز با طول بیشتر برابر 94/2% محاسبه شده که در مقایسه با سرریزجانبی کوتاه تر تقریبا 5/2 برابر شده است. در بخش مربوط به تغییر پارامتر، اثرات استغراق سرریزجانبی بر الگوی جریان در کانال های u شکل برای هر دو رژیم جریان زیربحرانی و فوق بحرانی بررسی شده است. استغراق سرریزجانبی تنها بر روی الگوی تغییرات سطح آزاد در هر دو رژیم جریان، مولفه عرضی سرعت در شرایط جریان فوق بحرانی و زاویه ریزشی جت جریان در رژیم زیربحرانی اثر گذار بوده است.

سد مخزنی پانزده خرداد با ظرفیت 200 میلیون مترمکعب اولین سد مخزنی است که روی یکی از رودخانه های لب شور کشور با هدف تامین آب شرب و تامین آّب کشاورزی پایین دست سد در سال 1373 به بهره برداری رسید. غلظت مواد جامد محلول در آغاز بهره برداری 600 میلیگرم در لیتر بوده که پس از گذشت 5 سال به 2500 میلیگرم در لیتر رسیده است. در این بررسی برای شبیه سازی توزیع حرارت و شوری در مخزن این سد از مدل دو بعدی متوسط گیری شده در عرض ce-qual-w2 استفاده شده است. در ابتدا با معرفی یک روش صحیح برای انجام کالیبراسیون علاوه بر کاهش زمان صرف شده، میزان دقت در شبیه سازی بالا برده شده است. در این روش توسط آنالیز حساسیت ضرایبی تاثیرگذار مشخص شده، سپس با دسته بندی ضرایب، کالیبراسیون انجام گرفت. میزان خطای میانگین مطلق برای حرارت و غلظت مواد جامد محلول به ترتیب برابر 45/0 درجه سانتی گراد و 0.144 گرم بر لیتر بدست آمد. سپس از مدل کالیبره شده استفاده کرده و تاثیر محل برداشت آب بر کاهش شوری در مخزن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تاثیر آن بر کاهش شوری در مخزن ناچیز بود. در ادامه تاثیر کاهش شوری ورودی به مخزن در اثر اعمال روشهای مدیریت در حوضه آبریز بررسی شد. نتایج نشان داد که با کاهش 25 درصد شوری ورودی، افزایش شوری در مخزن رشد کمتری دارد و با کاهش 50 درصد، می توان میزان شوری داخل مخزن را کاهش داد.

چکیده حفاظت از حریم روردخانه¬ها از جمله مهمترین مسائل در علم هیدرولیک می¬باشد. یکی از اقتصادی ترین روش-های تثبیت ساحل خارجی ساخت آبشکن در دیواره آن می¬باشد. مدل¬های عددی با کاهش زمان و هزینه¬هایی که صرف کار¬های آزمایشگاهی می¬شود و همچنین قابلیت تکرار پذیری بالا، این امکان را فراهم کرده که بسیاری از پدیده¬های پیچیده هیدرولیکی شبیه¬سازی شود. به علت شرایط پیچیده در مسیر¬های مئاندری و هزینه بالایی که در تحلیل آزمایشگاهی آن نیازمند است، در این پژوهش با استفاده از مدل عددی flow-3d به آنالیز الگوی جریان در حول آبشکنt شکل و نیز اثر حضور سازه محافظ بر پارامترهای هیدرولیکی جریان پیرامون آبشکن اصلی پرداخته شده است. به منظور شبیه¬سازی از داده¬های مدل فیزیکی در حالت حضور آبشکن منفرد t شکل، جهت صحت سنجی مدل عددی استفاده گردید. نتایج نشان دهنده تطابق بسیار مطلوب بین داده¬های آزمایشگاهی و عددی و وجود خطای کمتر از 5 درصد بین این داده¬ها می¬باشد. در مطالعه حاضر تمامی پارامتر¬های هیدرولیکی جریان برای چهار مدل به ترتیب تغییرات، نسبت فاصله سازه محافظ از آبشکن اصلی، نسبت طول بال به جان آبشکن، نسبت طول جان به بال آبشکن و نیز تغییرات همزمان طول بال، جان و فاصله سازه محافظ بررسی شده است. نتایج نشان داد که با افزایش فاصله سازه محافظ از 3 تا 9 برابر طول آبشکن اصلی، طول ناحیه جدایی از 8/0 تا 5/2 برابر نسبت به حالت آبشکن منفرد افزایش و همچنین میزان قدرت گردابه¬ای در اطراف آبشکن اصلی حداکثر 40 تا 120 درصد کاهش می¬یابد. یافته¬ها نشان دادند که سازه محافظ در فاصله 5 برابری طول آبشکن اصلی، بهینه¬ترین عملکرد در پایداری بستر و سواحل کانال را دارد. پس از تعیین فاصله مناسب سازه محافظ و آبشکن اصلی، با افزایش نسبت بال به جان آبشکن t شکل طول ناحیه جدایی جریان از 7 تا 12 درصد و عرض ناحیه جدایی جریان 2 درصدی افزایش پیدا نموده است. کاهش نسبت بال به جان آبشکن t شکل موجب جابجایی مرکز گردابه پایین¬دست آبشکن اصلی به سمت جان آبشکن اصلی و کوچک¬تر شدن ابعاد گردابه بین آبشکن اصلی و سازه محافظ میگردد. تغییر نسبت جان به بال آبشکن، طول و عرض ناحیه جدایی را به ترتیب 88 و 26 درصد افزایش می¬دهد. کمترین مقدار قدرت جریان گردابه¬ای در نسبت جان به بال برابر یک ایجاد شده است. افزایش توام طول بال و جان آبشکن و به تبع آن فاصله سازه محافظ از آبشکن اصلی، سبب افزایش 22 درصدی طول ناحیه جدایی جریان شده است. افزایش فاصله سازه محافظ و طول باعث کاهش سطح آزاد سیال در محدوده بین سازه محافظ و آبشکن اصلی شده است. با افزایش طول بال و جان در نزدیکی آبشکن اصلی مقدار قدرت جریان ثانویه تا 25 درصد افزایش می¬یابد. دراین پایان نامه تمامی پارامتر¬های هیدرولیکی از قبیل خطوط جریان و کانتور¬های سرعت هر مدل به تفصیل ارائه شده است. کلمات کلیدی: مدل flow-3d، ناحیه جدایی جریان، سازه محافظ، آبشکن t شکل

پیش¬ بینی دبی بر اساس اشل از مسائل بسیار مهم و اساسی در تحقیقات هیدرولیکی و هیدرولوژیکی می¬باشد. در گذشته پیش بینی دبی معمولاً با استفاده از روش¬های رگرسیونی انجام می¬پذیرفت. با توجه به اینکه اخیراً تکنیک¬های هوش محاسباتی توسعه یافته¬اند، می¬توان با استفاده از آنها پیش ¬بینی¬هایی با دقت بالاتر انجام داد. بنابراین در این تحقیق، توانایی روش شبکه عصبی– ¬فازی برای پیش ¬بینی دبی رودخانه قره¬سو در ایستگاه¬های فرامان و قورباغستان بررسی شده است. این تحقیق نشان می¬دهد که شبکه عصبی– فازی با دقت قابل قبولی، توانایی پیش ¬بینی دبی رودخانه را داشته و می¬تواند به جای روش¬های دیگر مورد استفاده قرار گیرد. همچنین در این تحقیق تلاش می¬شود بهترین ترکیب از داده¬های ورودی که نتایج قابل قبول¬تری را ارائه دهد، پیدا شود. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که پیش ¬بینی دبی با استفاده از دبی روز قبل، اشل همان روز، اشل روز قبل و اشل دو روز قبل بهترین نتایج را در ایستگاه¬های فرامان و قورباغستان نشان می¬دهد.

پرش هیدرولیکی از مباحث اساسی در هیدرولیک کانال های باز بوده که با توجه به اهمیت آن در طراحی هیدرولیکی سازه ها، تاکنون تحقیقات گسترده ای درباره آن انجام شده است. هرگاه عمق آب پایین دست بیشتر از عمق ثانویه پرش هیدرولیکی گردد، پرش هیدرولیکی به صورت مستغرق شکل می گیرد. با توجه به ماهیت سه بعدی پرش هیدرولیکی مستغرق، در تحقیق حاضر جهت رسیدن به درک روشنی از فیزیک حاکم بر میدان جریان این پدیده، پرش هیدرولیکی مستغرق در پایین دست یک بازشدگی ناگهانی کانال مستطیلی با استفاده از نرم افزار flow-3d به صورت سه بعدی شبیه سازی شده است. مدل آشفتگی k-? rng به منظور بستن معادلات ناویر- استوکس و روش vof برای مدلسازی تغییرات پروفیل سطح آزاد بکار رفته است. مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی پروفیل سطح آب، پروفیل سرعت و طول غلتاب نشان دهنده قابلیت مدل عددی در شبیه سازی سه بعدی میدان جریان پرش هیدرولیکی مستغرق می باشد. در ادامه اثر عدد فرود، عمق پایاب و عرض مجرای ورودی بر الگوی جریان و مشخصات پرش هیدرولیکی مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج عددی با افزایش عدد فرود مقدار اتلاف نسبی انرژی در طول پرش و فاصله محل آغاز جریان چرخشی از ابتدای کانال افزایش یافته اما تراز سطح آزاد جریان کاهش می یابد. مقایسه مقادیر اتلاف نسبی انرژی پرش مورد مطالعه و پرش کلاسیک در هر عدد فرود نشان می دهد که مقدار اتلاف نسبی انرژی پرش مورد مطالعه بیشتر از مقدار اتلاف نسبی انرژی پرش کلاسیک است. با افزایش عمق پایاب طول و سطح ناحیه غلتاب قائم و نسبت استغراق افزایش یافته ولی مقدار اتلاف نسبی انرژی در طول پرش کاهش می یابد. با افزایش عرض مجرای ورودی مقدار اتلاف نسبی انرژی در طول پرش و سطح غلتاب افقی کاهش پیدا می کند. همچنین غلتاب های افقی بیشتر به سمت دیواره متمرکز می شوند. اما با افزایش عرض مجرای ورودی نسبت استغراق افزایش پیدا خواهد کرد.

روابط دبی- اشل از روابط بسیار مهم و اساسی در تحقیقات هیدرولیکی، هیدرولوژیکی و اکولوژیکی می باشد به همین دلیل تحقیق در خصوص این روابط از اهمیت فراوانی برخوردار است. استخراج روابط دبی- اشل که معمولا به روشهای تجربی یا رگرسیونی انجام می پذیرد بسیار زمان بر و هزینه بر می باشد همچنین با توجه به اینکه روابط دبی- اشل برای یک رودخانه می تواند منحصر به فرد نباشد لزوم تحقیقات بیشتر در این زمینه آشکار تر می شود. در این تحقیق تلاش شده است با استفاده از روش شبکه عصبی روابط دبی- اشل در رودخانه زرینه رود ایستگاه ساری قمیش مدلسازی شود. از شبکه mlp جهت انجام مدل در این تحقیق استفاده شده است. این تحقیق نشان می دهد شبکه عصبی با دقت قابل قبولی، توانایی شبیه سازی روابط دبی- اشل را دارد و می تواند به جای روشهای دیگر مورد استفاده قرار گیرد. همچنین در این تحقیق تلاش شده بهترین داده ورودی که نتایج قابل قبول تری را ارایه دهد پیدا شود. تحقیقات نشان می دهد پیش بینی دبی با استفاده از اشل همان روز، روز قبل و دبی روز قبل و دو روز قبل بهترین نتایج را در رودخانه زرینه ایستگاه ساری قمیش نشان می دهد.

باتوجه به کاهش شدید منابع قابل استحصال آب درمقیاس جهانی بررسی عوامل موثربرمدیریت منابع آب بیش ازگذشته مورد توجه قرار گرفته است. یکی از مسائل مهم در مدیریت منابع آب مساله قیمت تمام شده آب می باشد. در این مطالعه سعی بر آنست که عوامل موثر بر قیمت تمام شده آب شرب در سال 1390 در هر یک از شهرستان های استان کرمانشاه مورد بررسی قرار گرفته، و اولویت بندی گردند.به طور کلی عوامل تاثیر گذار بر قیمت آب را می توان به چهار بخش توزیع آب، خرید تامین و استحصال آب، تصفیه و گندزدایی و نگهداری تاسیسات و تجهیزات آب تقسیم نمود.سپس به بررسی و اولویت بندی جزء هزینه های موثر بر این چهار بخش که در نهایت قیمت آب را تشکیل می دهند، پرداخته شده است. جهت اولویت بندی از روش تحلیل عاملی و نرم افزار spssاستفاده گردید.تحلیل عاملی یکی از روش های کاهش حجم متغیرها و تشکیل ساختار جدیدی برای آنها است. هر یک از این بخش های موثر بر قیمت تمام شده آب به تنهایی از متغیرهای جزئی تری تشکیل می شوند. در بخش خرید تامین و استحصال آب عوامل موثر را می توان به استهلاک تاسیسات، استهلاک ساختمان، استهلاک ماشین آلات وتجهیزات تولید،آب خریداری شده،اجاره ماشین آلات،هزینه حمل ونقل، تعمیرونگهداری دارایی های ثابت تولید، تعمیرونگهداری تاسیسات تولید، گندزدا واستهلاک وسائط نقلیه تولید تقسیم نمود. استهلاک تاسیسات، استهلاک ماشین آلات وتجهیزات تولید، اجاره ماشین آلات، هزینه حمل ونقل، تعمیرونگهداری دارایی های ثابت تولید، استهلاک وسایط نقلیه تولید، استهلاک ساختمان و تعمیرونگهداری تاسیسات تولید متغیرهایی هستند که بخش توزیع آب را تشکیل می دهند. در بخش نگهداری تاسیسات و تجهیزات آب متغیرهای استهلاک تاسیسات، تعمیرونگهداری تاسیسات تولید، استهلاک ماشین آلات وتجهیزات تولید، استهلاک سایر دارایی ها،هزینه حمل ونقل، اجاره ماشین آلات، تعمیرو نگهداری دارایی های ثابت تولید، استهلاک وسائط نقلیه تولید، تعمیرونگهداری دارایی ثابت غیرازوسائط نقلیه، استهلاک ساختمان، هزینه نگهداری(حقوق) توسط آبدار و توزیع وفروش حقوق آبدار موثر هستند. و در نهایت متغیرهای استهلاک تاسیسات، استهلاک ساختمان، استهلاک لوازم آزمایشگاه، گندزدا، استهلاک ماشین آلات وتجهیزات تولید، هزینه حمل ونقل، اجاره ماشین آلات، تعمیرونگهداری دارایی های ثابت تولید، استهلاک وسائط نقلیه تولید، تعمیرونگهداری تاسیسات تولید، هزینه نگهداری (حقوق) توسط آبدار و توزیع وفروش حقوق آبدار بخش تصفیه و گندزدایی را تشکیل می دهند. نتایج حاصل نشان می دهد که هشت متغیر موثر بر توزیع آب، ده متغیر موثر بر خرید آب، دوازده متغیر موثر بر تصفیه و گندزدایی و دوازده متغیر موثر بر نگهداری تجهیزات و تاسیسات آب را به دو عامل کاهش داد. با توجه به نتایج بدست آمده می توان بیان نمود که در بخش توزیع بیشترین تاثیر متغیرهای عامل اول در شهرستان های ثلاث و کرمانشاه و در عامل دوم بیشترین مقدار عاملی در شهرستان های جوانرود و گیلانغرب و کمترین تاثیر در عامل دوم مربوط به شهرستان های سرپل ذهاب و قصرشیرین می باشد. در بخش خرید آب بیشترین تاثیر عامل اول در شهرستان جوانرود و در عامل دوم شهرستان های اسلام آباد و کرمانشاه از اهمیت بیشتر و شهرستان ثلاث از اهمیت کمتری برخوردارند. در بخش تصفیه شهرستان کرمانشاه در عامل اول و در عامل دوم شهرستان هایا سلام آباد و ثلاث بیشترین اهمیت را دارند. در بخش نگهداری تاسیسات بیشترین تاثیر متغیرهای عامل اول مربوط به شهرستان های گیلانغرب و جوانرود و در عامل دوم بیشترین تاثیر در شهرستان های کرمانشاه و اسلام آباد به چشم می خورند.

جریانهای چگالی ناشی از شوری که در اثر اختلاف میزان مواد محلول در دو سیال به وجود می¬آیند، در محل ورود آب رودخانه¬ها به دریاها و دریاچه¬ها حائز اهمیت می¬باشند. به لحاظ اهمیت شبیه سازی عددی در مطالعه¬ی این نوع از جریانها، در این تحقیق به مدلسازی عددی این جریانبا استفاده از نرم افزار فلوئنت 6.3 پرداخته شده است. در این نرم افزار از معادلات ناویراستوکس متوسط¬گیری شده¬ی رینولدز به همراه یکی از مدل¬های آشفتگی استفاده میشود. مدل¬های آشفتگی که در این تحقیق برای مدلسازی جریان چگالی مورد مطالعه قرار گرفته¬اند شامل مدل¬های استاندارد،rng وrealizable می¬باشند. همچنین در کنار بررسی اثر مدل¬های آشفتگی، اثر توابع مختلف نزدیک جداره شامل توابع جداره¬ی استاندارد، نامتعادل و روش مدلسازی نزدیک جداره بر اساس رویکرد جداره¬ی اصلاح ¬شده بر مدلهای آشفتگی و در نتیجه بر شبیه-سازی جریان چگالی مورد بررسی قرار گرفتند. بر اساس نتایج بدست آمده مقدار تاثیر جدی بر نحوه¬ی شبیه¬سازی دارد. مقایسه¬ی بین نتایج بدست آمده از شبیه¬سازی عددی در تحقیق حاضر و نتایج آزمایشگاهی آزمایشات گربر(2008)، نشان داد که در شبیه¬سازی توزیع چگالی و سرعت، بهترین انطباق با مشاهدات آزمایشگاهی، مربوط به نتایج حاصل از مدل آشفتگی rng با استفاده از مدلسازی نزدیک جداره بر اساس رویکرد جداره¬ی اصلاح ¬شده می باشد.

با استفاده از فلوتردی جریان زیر بحرانی در شیب شکن قائم با تبدیل همگرا شبیه سازی عددی و جهت صحت سنجی جریان شبیه سازی شده، نتایج آن با نتایج آزمایشگاهی مقایسه می شود. پس از تایید مدل شبیه سازی شده، اثر نسبت تنگ شدگی بر الگو و مشخصات جریان مورد بررسی قرا گرفته شده است. با کاهش نسبت تنگ شدگی محور چرخش جریان چرخشی که در ناحیه جریان برگشتی تشکیل شده از راستای قائم به راستای افقی تغییر می-یابد و مقدار افت نسبی هد انرژی افزایش می یابد. همچنین اثر عدد فرود بالا دست بر الگو و مشخصات جریان مورد بررسی قرا گرفت. نتایج نشانگر این بود که به ازای افزایش 33 درصدی عدد فرود در ورودی، متوسط سرعت طولی در عمق جریان در لبه شیب شکن 7 الی 8 درصد افزایش پیدا می کند. اثر ارتفاع شیب شکن قائم بر الگو و مشخصات جریان نیز مورد بررسی قرا گرفت که با افزایش ارتفاع شیب شکن، ضخامت جت ریزشی و همچنین ارتفاع آب بعد از جت ریزشی کاهش یافت.

یکی از مهمترین عملکردهای سرریز پلکانی انتقال جریان آب به پایین دست سد می باشد. از آنجا که انتقال جریان آب به پایین دست به دلیل اختلاف ارتفاع زیاد باعث بوجود آمدن سرعت بالای جریان می شود. این انرژی می تواند پایین دست سرریز را تخریب کند اگر به طریقی انرژی آن کاهش پیدا نکند. در دو دهه اخیر استفاده از سرریز پلکانی به دلیل سازگاری با بتن غلطکی متراکم بسیار زیاد شده است. دلایق فوق باعث شده است که تحقیقات عددی و آزمایشگاهی متعددی بر روی سرریزهای پلکانی توسط محققین برای افزایش اتلاف انرژی و بررسی سایر پارامترهای هیدرولیکی صورت پذیرد.