روش متداول برای بررسی جریان از روی سرریزها ساخت مدل فیزیکی آنها با مقیاس کوچک می باشد. استفاده از مدل های کامپیوتری برای تحلیل جریان آب در سازه های هیدرولیکی با پیشرفت روش های عددی و ابداع کامپیوترهای پرقدرت به مرور زمان فراگیر شده است. سرریز کرامپ جزو سرریز های لبه کوتاه است و برای اندازه گیری دبی جریان در کانال ها به کار برده می شود. مزیت عمده سرریز کرامپ امکان عبور رسوب از روی تاج سرریز می باشد. در تحقیق حاضر مدل فیزیکی سرریز کرامپ در کانالی به طول 10 متر، عرض 25 سانتی متر و ارتفاع 50 سانتی متر در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه تبریز مورد بررسی قرار گرفت. سرریزهای مذکور با شیب پائین دست و بالادست (1:2و1:2)، (1:5و1:2) و (2:9و2:3) و ارتفاع 15، 16 و 17 سانتی متر ساخته شد. با استفاده از داده های مدل فیزیکی، اثر ارتفاع و شیب پائین دست سرریز روی ضریب دبی و همچنین اثر شیب پائین دست سرریز روی حد استغراق بررسی شد. همچنین به ازای دبی های مختلف، پروفیل های سطح آب، سرعت و فشارهای هیدرواستاتیک بر روی سرریز کرامپ اندازه گیری شد. سپس جریان در سرریز کرامپ با مدل cfd از طریق حل معادلات پیوستگی و مومنتم و با استفاده از مدل های آشفتگی، روش های جریان دوفازی، روش حل عددی حجم محدود و الگوریتم حل همزمان سرعت – فشار شبیه سازی گردید. نتایج بدست آمده برای مشخصه های جریان در مدل cfd با مقادیر اندازه گیری شده در مدل فیزیکی سرریز کرامپ مقایسه شد. مطابق نتایج بدست آمده با افزایش ارتفاع سرریز ضریب دبی کاهش و با افزایش شیب پائین دست سرریز ضریب دبی افزایش می یابد. همچنین با افزایش دبی و افزایش شیب پائین دست سرریز نسبت استغراق کاهش می یابد. با مقایسه نتایج فیزیکی و عددی، مدل تلاطمی با الگوریتم حل هم زمان فشار – سرعت simple بهترین جواب را در شبیه سازی عمق جریان داشت. همچنین نتایج مدل k-? standard با الگوریتم حل هم زمان فشار – سرعت simple بهترین تطابق را در شبیه سازی مقادیر سرعت و sst k-omega با الگوریتم حل هم زمان فشار – سرعت simplec بهترین تطابق را در شبیه سازی مقادیر فشار هیدرواستاتیک بر روی سرریز کرامپ نشان دادند.

تکیه گاه های پل ها و آبشکن ها موجب تنگ شدن مقطع رودخانه ها و تغییر الگوهای جریان می شوند. در اثر وجود یک سازه نظیر پایه ی پل یا آبشکن در رودخانه، تمرکز زیاد سرعت، تنش برشی بستر، گردابه ها و آبشستگی دماغه ی بالادست آبشکن اتفاق می افتد. مجموعه ی این فاکتورها منجر به فرسایش ذرات از اطراف سازه و گسترش یک حفره ی آبشستگی می شود. محافظت از این پایه ها در برابر آبشستگی موضعی یکی از نکات لازم در طراحی سازه هایی است که در رودخانه های فرسایش پذیر احداث می شوند. یکی از روش های کاهش آبشستگی، استفاده از طوق و آبپایه بستر می باشد. مطالعات نشان می دهد که جریان روبه پایین در برخورد با طوق از بستر منحرف شده و وجود آبپایه ی بستر در پایین دست پایه از قدرت گرداب های برخاستگی که در پشت سازه ایجاد می شوند، می کاهد که در کل موجب کاهش عمق آبشستگی و به تاخیر انداختن پیشرفت آبشستگی می شوند. در این تحقیق با استفاده از مدل آزمایشگاهی، تاثیر آبپایه ی بستر به تنهایی و هم چنین طوق و آبپایه ی بستر به صورت توام در اطراف پایه ی پل های دایره ای مورد بررسی قرار می گیرد. در این آزمایشات از طوق با اندازه های مختلف و آبپایه ی بستر در فواصل مختلف از پایه ی پل استفاده و عمق آبشستگی اندازه گیری می شود و با توجه به نتایج حاصله مناسب ترین فاصله ی آبپایه ی بستر از پایه و ابعاد طوق در حالت ترکیبی تعیین می-گردد.

سرریزهای پلکانی به خاطر تاثیر قابل توجه آنها بر استهلاک انرژی جریان و به جهت قابلیت تطبیق ساخت آن با تکنولوژی بتن کوبیده دارای اهمیت زیادی هستند. در طراحی این سرریزها معمولا از مدل فیزیکی استفاده می¬شود که مستلزم صرف هزینه و زمان زیاد می¬باشد. از طرفی توسعه کامپیوترهای با سرعت بالا راه را برای انجام فعالیت در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی هموار کرده است و با استفاده از آن می¬توان از صرف هزینه و زمان زیاد جلوگیری نمود.در این تحقیق از نتایج آزمایشات بر روی مدل فیزیکی بدست آمده توسط چانسون و همکاران(2001) جهت شبیه¬سازی جریان بر سرریزهای پلکانی استفاده شده است. مدل cfd مورد استفاده نیز مدل کامپیوتری fluent می¬باشد. رژیم¬های جریان رویه¬ای و بینابینی برای این سرریز مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای مدل شده شامل عمق مشخصه، سرعت مشخصه و سرعت جریان آب زلال و غلظت متوسط حباب هوا بودند. مدل¬های جریان چند فازی حجم سیال، اختلاط و اولرین و همچنین مدل¬های تلاطم k-ε و les و k-ω و rsm به صورت دو بعدی و سه بعدی به همراه الگوریتم¬های حل همزمان فشار – سرعت piso وsimple مورد استفاده قرار گرفتند.از بین مدل¬های جریان چند فازی، مدل اختلاط و از بین مدل¬های تلاطم، مدل rng k-ε بهترین جواب را نشان دادند. نتایج بدست آمده، برای رژیم رویه ای جهت برآورد پارامترهای طراحی با در نظر گرفتن اختلاط حباب هوا مناسب¬تر و برای رژیم جریان بینابینی ضعیف است.

روش های مختلفی برای کنترل آبشستگی در اطراف پایه های پل وجود دارد که از آن جمله می توان به استفاده از صفحات مستغرق و مارپیچ برجسته اشاره کرد. تکنیک صفحات مستغرق و مارپیچ برجسته سازه های کوچکی هستند که در مسیر جریان قرار می گیرند و به منظور اصلاح الگوی جریان نزدیک شونده به بستر و توزیع جریان در مقطع عرضی کانال طراحی شده اند. در واقع این سازه ها با ایجاد جریانات ثانویه (چرخشی) مقدار و توزیع سرعت، عمق و انتقال رسوب را در منطقه ی مورد نظر تغییر می دهند. در این تحقیق، تأثیر قرارگیری امتداد صفحات مستغرق به صورت مستقیم یا شکسته و همچنین تأثیر زاویه و قطر برجستگی های مارپیچ برجسته بروی آبشستگی بررسی گرفت. بدین منظور از آزمایشگاه هیدرولیک، گروه مهندسی آب دانشگاه تبریز استفاده شد. آزمایشات در کانالی شیشه ای به طول 6 متر، عرض 80 سانتی متر، و ارتفاع 50 سانتی متر در شرایط آب زلال با استفاده از پایه ای از جنس پلاکسی گلاس با طول 20 سانتی متر و عرض 5 سانتی متر انجام شد. صفحات مستغرق مورد استفاده در آزمایشات دارای ارتفاع 5/2 سانتی متر در روی بستر بوده و زاویه ی آنها با امتداد جریان 40، 35 و 30 درجه است همچنین امتداد قرارگیری صفحات مستغرق 10، 5 و 0 درجه به صورت مستقیم یا شکسته که ترکیبی از این زوایاست می-باشد. آزمایشات مارپیچ برجسته در دو زاویه ی پیچش 10 و 5 درجه و با قطر برجستگی های 3/4، 7/6 و 7/8 میلی متر انجام شد. بیشترین کاهش در عمق حفره ی آبشستگی با استفاده از صفحات مستغرق در مدل با 50/80 درصد کاهش مشاهده شد. تغییر قطر برجستگی های مارپیچ برجسته تأثیر چندانی بر آبشستگی نداشت. نتایج آزمایشگاهی در آزمایشات مارپیچ برجسته نشان داد که افزایش زاویه مارپیچ سبب کاهش عمق آبشستگی می گردد.

سرریزها از جمله وسایل ساده ای هستند که برای اندازه گیری دبی در مجاری روباز مانند کانال ها و فلوم ها مورد استفاده قرار می گیرند. سرریزها متناسب با شرایط و دقت مورد نیاز برای سنجش دبی، دارای اشکال مختلفی در سطح مقطع خود می-باشند. سرریز لبه پهن از انواع سرریزها می باشد که در قسمت تاج خود به صورت طولانی و افقی بوده و خطوط جریان بر روی آن مستقیم و موازی می باشد. سرریز لبه پهن در سطح مقطع خود دارای اشکال مختلفی می باشد. سرریز لبه پهن مستطیلی یکی از انواع سرریزهای لبه پهن است که در قسمت بالادست خود به صورت تیزگوشه یا گردشده طراحی می شود. در تحقیق حاضر سرریز مرکب لبه پهن مستطیلی – مستطیلی با گردشدگی در قسمت ورودی در بالادست مورد بررسی قرار گرفته است. بیش از 300 آزمایش بر روی 15 مدل مختلف با پارامترهای متغیر: عرض قسمت مرکزی سرریز، ارتفاع سرریز و طول سرریز در فلوم آزمایشگاهی با دیواره های شیشه ای به طول 10 متر، عرض 25/0 متر و عمق 5/0 متر انجام شده و اثر تغییر این پارامترها بر روی ضریب دبی، ضریب سرعت و آستانه استغراق مورد بررسی قرار گرفته است. هم چنین پروفیل سطح آب و پروفیل گرادیان فشار در مدل های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. آنالیز نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که: در سرریزهای مرکب، در ناحیه ای که مقطع ساده به مقطع مرکب تبدیل می-شود، وجود یک ناپیوستگی در رابطه دبی- عمق آب مورد انتظار است. به منظور کاهش این ناپیوستگی، سرریزهای مرکب به صورت تبدیل واگرای شیبدار طراحی می شوند. نتایج حاصل از آزمایشات نشان دهنده حداقل میزان ناپیوستگی در رابطه دبی- عمق آب می باشند. به ازای ارتفاع آب ثابت روی تاج، مقدار دبی با افزایش عرض قسمت مرکزی، کاهش طول و ارتفاع سرریز افزایش می یابد. مقدار ضریب دبی جریان (cd) و ضریب سرعت (cv) با افزایش عرض قسمت مرکزی، کاهش طول و ارتفاع سرریز، افزایش می یابد. مقدار آستانه استغراق (ml) با افزایش کل بار آبی موثر، کاهش طول سرریز، افزایش ارتفاع سرریز و افزایش عرض قسمت مرکزی سرریز کاهش می یابد. برداشت پروفیل سطح آزاد آب نشان دهنده کاهش انرژی مخصوص جریان و در نتیجه افت سطح آب می باشد. روند تغییرات پروفیل سطح آب و گرادیان هیدرولیکی انطباق قابل قبولی دارند.

میزان جریان عبوری از بدنه سدهای خاکی تا حد زیادی به ابعاد و ویژگی های هسته رسی وابسته است. بنابراین بدست آوردن ابعاد بهینه برای هسته رسی سد خاکی غیرهمگن از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با کنترل میزان نشت و همچنین کاهش ابعاد هسته رسی می توان از هزینه کل ساخت و تلفات نشت هسته رسی کاست. تابع هدف در این پژوهش کمینه کردن میزان هزینه بوده که شامل دو بخش می باشد. بخش اول به محاسبه میزان نشت از داخل سد خاکی براساس روش اجزای محدود پرداخته و بخش دوم میزان حجم عملیات خاکی را به حداقل می رساند. درنهایت بهترین حالت از لحاظ اقتصادی با توجه به میزان کمینه نشت و حجم هسته انتخاب می گردد. برای تعیین مدل نشت از شبکه عصبی مصنوعی استفاده گردید. این مدل در مقایسه با سایر روش ها همچون مدل رگرسیون خطی و رگرسیون لگاریتمی از دقت بالاتری برخوردار بود. داده های خروجی مدل شبکه عصبی که شامل دبی نشت است وارد الگوریتم بهینه سازی pso شد و ابعاد بهینه بدست آمد. مدل بدست آمده برای تعیین ابعاد بهینه هسته رسی را می توان در مورد تمامی سدهای خاکی غیرهمگن با بستر نفوذناپذیر استفاده کرد. صحت سنجی مدل بهینه سازی بدست آمده با استفاده از مطالعه موردی سد خاکی علویان انجام شد. هزینه های بهینه شده این سد با هزینه های فعلی آن مقایسه گردید و مشاهده شد که با بکارگیری مدل بهینه شده از میزان هزینه های کل کاسته می شود.

لوله های انتقال آب و سایر سیال ها که در بستر دریاها و رودخانه ها قرار می گیرند، الگوی جریان را در اطراف خود تغییر می دهند. این تغییرات باعث افزایش تنش برشی بستر و شدت آشفتگی در اطراف لوله شده و حفره ی آبشستگی را در زیر لوله ایجاد می کنند. در این وضعیت وقوع آبشستگی در زیر لوله ها ممکن است منجر به ناپایداری، خمش و حتی شکستگی شده و در نهایت موجب خسارات اقتصادی و زیست محیطی بسیار شدیدی شود. جنبه مثبت فرآیند آبشستگی زیر لوله این است که لوله به طور خود به خودی دفن می-گردد و لذا در هزینه های اجرایی به شدت صرفه جویی می شود. در تحقیق حاضر علاوه بر بررسی آبشستگی زیر لوله، از آبپایه نیز به عنوان راهکاری نوین جهت کاهش و کنترل آبشستگی استفاده گردیده است. بدین منظور، 4 لوله (صاف و زبر) با قطرهای متفاوت در کانالی به طول 10 متر و عرض 25 سانتی متر و عمق 50 سانتی متر با شرایط جریان u?u_c =0/8-0/9، مدل سازی شد. آزمایش ها در 4 حالت: 1) آبشستگی زیر لوله صاف بدون آبپایه 2) آبشستگی زیر لوله صاف همراه با آبپایه 3) آبشستگی زیر لوله زبر بدون آبپایه 4) آبشستگی زیر لوله زبر همراه با آبپایه، انجام گردید. در حالت دوم و چهارم آبپایه در 4 فاصله مختلف (l=0,d?4,d?2,d) از مرکز لوله و در پایین دست لوله قرار داده شد. در آزمایش ها آبپایه مانعی برای انتشار گرداب های برخاستگی شد و فرسایش پایین دست لوله را کنترل نمود. نتایج این تحقیق نشان داد که هر چه فاصله آبپایه از مرکز لوله کمتر باشد، بیشترین تأثیر را در کاهش عمق آبشستگی در زیر لوله دارد. در حالتی که آبپایه درست در زیر مرکز لوله (l=0) قرار گرفت، عمق آبشستگی زیر لوله حدود 100% کاهش یافت. همچنین در این حالت با گذر مدت زمان طولانی از ابتدای آزمایش، به دلیل گردابه فکنی های ایجاد شده در پایین دست و جابه جا شدن ذرات به سمت لوله، فرآیند دفن طبیعی لوله به وقوع پیوست.

ارزیابی پارامترهای هیدرولیکی در کانال های باز و رودخانه ها یک عنصر مهم در مدیریت منابع آب است. دو روش ممکن برای به دست آوردن پارامترهای هیدرولیکی، اندازه گیری مستقیم این پارامترها به کمک تجهیزات مناسب و هم چنین استفاده از مدل های ریاضی است. روش اول برای کانال ها یا رودخانه های بزرگ دشوار است و از نظرهزینه و زمان مقرون به صرفه نیست. به همین دلیل می توان از مدل های ریاضی در برآورد پارامترهای هیدرولیکی استفاده کرد. با این حال استفاده از مدل های ریاضی گاهی مستلزم برنامه نویسی است و هم چنین نیازبه داده های زیادی دارد. به همین دلیل روش های زمین آماری در مقایسه با اندازه گیری مستقیم و مدل های ریاضی از لحاظ وقت و هزینه، موثر است. در این مطالعه، از علم زمین آمار و مدل hec-ras، در برآورد پارامترهای هیدرولیکی رودخانه ی خشکه رود، استفاده شد. این پارامترها شامل سرعت، شعاع هیدرولیکی و سطح مقطع جریان می باشد. برای این منظور از نرم افزارهای hec-ras، geoeas، variowin، surfer و minitab استفاده شد. نتایج حاصله حاکی از آن است نتایج کریجینگ با نتایج مدل hec-ras، تطابق دارد. تعداد داده ها برای تخمین این پارامترها مهم است. اگر این تعداد مناسب نباشد، واریوگرام ترسیم شده دقیق نخواهد بود و نتایج درست نخواهند شد. در این تحقیق، از داده های 97 نقطه در مسیر رودخانه استفاده گردید. در مرحله ی اول 25 درصد این تعداد(23) و در مرحله ی بعد 50 درصد این داده ها (48) حذف گردید و بقیه ی داده ها وارد نرم افزارهای زمین آماری گردید تا داده های حذف شده تخمین زده شود. پس از تخمین مشخص شد که نتایج تخمین از دقت خوبی برخوردار می باشند. دو شاخص me و mse برای هر گروه از تخمین ها محاسبه گردید. مقدار me محاسبه شده در اکثر گروه ها به سمت صفر میل می کند و این امر نشان دهنده ی دقت تخمین می باشد. در نهایت نمودار مربوط به پارامترهای هیدرولیکی در مدل surfer ترسیم گردید. با مقایسه ی این نمودارها با نمودارهای حاصل از مدل hec-ras، مشخص گردید نمودارهای ترسیم شده به کمک surfer، قابل اعتماد می باشند.

پرتاب کننده های جامی یکی از کم هزینه ترین سازه های استهلاک انرژی در انتهای سرریز سد ها می باشند. چنانچه بستر رودخانه در پایین دست این سازه آبرفتی باشد، آبشستگی در پایین دست آن موجب افزایش جریان زیر سازه ای شده و پیشرفت حفره آبشستگی به سمت سازه می تواند پایداری سد، سرریز و سازه های مرتبط را تهدید کرده و حتی منجر به شکست آنها گردد. روش های مهار و جلوگیری از آبشستگی بر اساس تخمین ابعاد حفره آبشستگی قبل از احداث سازه می باشد. در این تحقیق پدیده آبشستگی در پایین دست پرتاب کننده جامی مستغرق توسط 4 مدل فیزیکی با زوایای °30،°35،°40،°45 در شرایط هیدرولیکی مختلف با 4 دبی و 4 عمق پایاب بررسی شد و روابط رگرسیونی غیر خطی برای برآورد ابعاد آبشستگی ارائه شد. نتایج نشان داد که با افزایش زاویه جام از °30 به °45 حداکثر عمق حفره آبشستگی، گسترش طولی حفره، ارتفاع پشته بالادست و پایین دست و ارتفاع نسبی موج به ترتیب به مقدار متوسط 150 درصد، 27 درصد، 110 درصد، 24درصد و 213 درصد افزایش می یابند. بر اساس نتایج این تحقیق زاویه °30 گزینه خوبی جهت کاهش حداکثر عمق حفره آبشستگی، حجم آبشستگی، ارتفاع پشته ها و ناهمواری سطح پایاب تا مینیمم حد ممکن و زاویه °40 نیز گزینه مناسبی جهت افزایش فاصله ابتدای حفره، عمیق ترین نقطه حفره و موج تا ماکزیمم حد ممکن می باشد که هر دو زاویه دارای فواید کاهش آبشستگی بستر، کاهش خوردگی جام (در اثر گیر افتادن ذرات در عملکرد نامتقارن سرریز) و کاهش اثرات منفی ناهمواری سطح پایاب بر عملکرد تخلیه کننده ها و حاشیه رودخانه می باشند.

دریچه ها سازه هایی هستند که برای قطع و وصل جریان، تنظیم دبی و یا تنظیم سطح آب بکار می روند. دریچه های زیر- گذر یکی از انواع دریچه ها می باشد. در این دریچه ها حرکت آب از زیر دریچه صورت پذیرفته، تنظیم وکنترل براساس میزان بازشدگی از پایین انجام می گیرد. هیدرولیک این گونه دریچه ها تحت دو عنوان «جریان خروجی آزاد» و «جریان خروجی مستغرق» می تواند مورد بررسی قرار گیرد. از پرکاربردترین این نوع دریچه ها، دریچه قطاعی می باشد. دریچه قطاعی به شکل قوسی از دایره و دارای یک شعاع مشخص است و محور(مرکز) آن نسبت به کف کانال دارای فاصله است. تحقیقات نشان می دهد که ضریب دبی تابعی از عوامل بی بعد مانند نسبت ارتفاع آب بالادست به ارتفاع بازشدگی دریچه، نسبت شعاع دریچه به فاصله محور دریچه تا کف کانال و غیره می باشد. در تحقیق حاضر مدل فیزیکی دریچه قطاعی و آستانه در کانالی به طول 6 متر، عرض 80 سانتی متر و ارتفاع 50 سانتی متر در آزمایشگاه هیدرولیک، گروه مهندسی آب دانشگاه تبریز مورد بررسی قرار گرفت. مدل فیزیکی آستانه ها شامل آستانه های دایره ای، نیم دایره ای، مثلثی، مستطیلی و ذوزنقه ای بود. با استفاده از داده های آزمایشگاهی تاثیرآستانه بر روی ضریب دبی بررسی شد. نتایج نشان می دهد که آستانه های دایره ای، نیم دایره ای و مثلثی در صورتی که همواره در زیر بازشدگی دریچه قطاعی قرار گیرد باعث افزایش ضریب دبی دریچه قطاعی می گردند و در بین آستانه های مذکور آستانه نیم دایره ای بیشترین تاثیر را بر ضریب دبی دریچه قطاعی دارد. این آستانه باعث افزایش30 درصدی ضریب دبی دریچه با آستانه نسبت به دریچه بدون آستانه می شود. همچنین در این آستانه ها بیشترین تاثیر آستانه زمانی است که نسبت بازشدگی به ارتفاع آستانه (g/z) برابر7/0 باشد. آستانه های مستطیلی و ذوزنقه ای همواره و برای هر بازشدگی دریچه باعث افزایش ضریب دبی می گردند. در این آستانه ها میزان افزایش ضریب دبی بستگی به نسبت طول آستانه به ارتفاع آستانه(l/z) دارد به طوری که در l/z های کمتر میزان ضریب دبی تا 25درصد بیشتر از ضریب دبی دریچه بدون آستانه است.

آنالیز پایداری شیب طی مدت زمان افت سریع آب در طراحی سد های خاکی از اهمیت بسزایی برخوردار است. طی مدت زمان افت سریع آب، اثر پایدار کننده ی آب بر روی وجه بالا دست از بین می رود و فشار های آب منفذی افزایش می یابد. در نتیجه پایداری وجه بالا دست سد کاهش زیادی می یابد. نصب زهکش های افقی روشی بسیار موثر و کم هزینه برای کاهش فشار آب منفذی و افزایش پایداری شیب است. اگر چه روش استفاده از زهکش های افقی پوسته بالا دست سدهای خاکی، یک نظریه ی به خوبی اثبات شده است ولی به نظر می رسد که منابع موجود برای طراحی زهکش های افقی محدود می باشد. بنابراین، بررسی بر روی عملکرد زهکش های افقی بالادست پوسته سدهای خاکی در پایداری شیب و تراوش تحت شرایط افت سریع آب انجام خواهد شد. بررسی پارامتری بر روی تغییراتی در عوامل موثر بر زهکش های افقی همانند تعداد زهکش ها، طول زهکش ها و موقعیت زهکش ها انجام شده است. در این تحقیق، ده مورد براساس زهکش هایی با پیکربندی متفاوت آنالیز شدند و عملکرد هر مورد بر روی تراوش و پایداری شیب بالادست در طول مدت زمان افت سریع آب با استفاده از روش های المان محدود و تعادل حدی مورد بررسی واقع گردید. نتایج بررسی نشان داد که پایداری شیب بالادست با افزایش تعداد زهکش ها در طول افت سریع آب افزایش می یابد. گسترش طول زهکش ها فراتر از تقاطع اش با سطح گسیختگی بحرانی، تغییر قابل ملاحظه ای در پایداری شیب بالادست در طول افت سریع آب ایجاد نمی کند. همچنین بررسی ها نشان دادند که زهکش های افقی نصب شده در قسمت های پایینی شیب بالادست پایداری بیشتری نسبت به زهکش هایی که در قسمت بالایی نصب شده اند را می دهد.

مسئله کنترل فرسایش و رسوب گذاری در دهانه آبگیر های رودخانه ها برای شبکه های آبیاری وزهکشی، نیروگاه ها، تصفیه خانه های آب از دیرباز مورد توجه بوده است. محققین روش های مختلفی برای کنترل بار بستر ورودی به آبگیر جانبی ارائه کرده اند. یکی از ایده های کنترل بار بستر ورودی به آبگیر جانبی، استفاده از صفحات مستغرق می باشد. به طور کلی مکانیسم موثر برای کاهش ورود بار بستر به آبگیر باید بر اساس کاهش یا خنثی کردن قدرت جریان ثانویه، محدود کردن گسترش سطح تقسیم کننده جریان در بستر باشد. براساس الگوی جریان ورودی به آبگیر، شکل صفحه تقسیم کننده جریان، میزان دبی برداشت شده توسط کانال انحراف را مشخص می کند. از طرفی احتمال تجمع رسوبات وارد شده در نزدیک دیوار داخلی کانال انحراف (ناحیه جداشدگی) وجود دارد. بنابراین از لحاظ هیدرولیکی ایجاد سیستمی منطبق بر الگوی جریان آبگیر با حداقل میزان تلاطم به طوری که با تضعیف قدرت ناحیه گردابی و دور کردن بار بستر از جلوی دهانه آبگیر، راندمان آبگیری و کنترل رسوب بستر را نیز تامین کند، ضروری به نظر می رسد. هدف این تحقیق بررسی امکان به کارگیری یک سازه موثر برای کنترل بار بستر ورودی به آبگیر جانبی می باشد. دیوار منحرف کننده جریان- آستانه (current deflecting wall-sill) به عنوان روشی جدید در کنترل بار بستر ورودی به آبگیر بکار گرفته شد. همچنین عملکرد cdw-sill در ترکیب با صفحات مستغرق بررسی گردید. با استفاده از نرم افزار تحلیل جریان fluent، تاثیر مدل cdw-sill در عملکرد آبگیر و تغییرات الگوی جریان بررسی شد. آزمایش ها در شرایط وجود بار بستر و با سرعت نسبی جریان 1/1-1 v/vc= به مدت پنج ساعت انجام گرفت. دبی انحرافی جریان به داخل آبگیر که به صورت نسبت دبی در واحد عرض کانال اصلی به دبی در واحد عرض کانال آبگیر تعریف می شود، برابر 2/0، 4/0 و 6/0 در نظر گرفته شد. در این تحقیق اثر عرض کانال cdw اولیه، عرض کانال cdw ثانویه، ارتفاع آستانه و زاویه نصب cdw ثانویه مورد بررسی قرار گرفت. نتایح حاصل نشان داد نصب آستانه به طور موثر بار بستر را از دهانه آبگیر دور می کند و به علت وجود جریان چرخشی در پایین دست cdw اولیه و ایجاد یک دیوار مصنوعی در پایین دست آن، رسوبی از بالادست کانال اصلی وارد آبگیر نمی شود. در بررسی طرح اولیه cdw-sill، نتایح حاصل نشان داد دیوار منحرف کننده جریان با زاویه نصب 63 درجه برایcdw ثانویه بهترین عملکرد را داشت (حذف کامل رسوب ورودی تا دبی آبگیری 4/0)، بنابراین این زاویه به عنوان زاویه نصب cdw ثانویه در آزمایش های بعدی انتخاب شد. با توجه به نصب cdw اولیه در راستای جریان کانال اصلی، تامین آب کانال آبگیر توسط کانال cdw اولیه از تمام عمق جریان به صورت یکنواخت انجام گرفت. همچنین در حین آزمایش ها مشاهده شد، عملکرد دیوار منحرف کننده جریان تقریباً در تمام مدل ها تا نسبت آبگیری 6/0 نسبت به صفحات مستغرق بهتر بود و به طور متوسط 6/64 درصد کاهش رسوب ورودی نشان داد. در مجموع تا نسبت آبگیری 4/0، عرض کانال cdw اولیه برابر 14 سانتی متر به ازای تمام عرض های کانال cdw ثانویه بهترین عملکرد را داشت و رسوبی وارد آبگیر نشد. همراه با حذف کامل رسوب ورودی، میزان آبگیری در حدود 38-14 درصد افزایش یافت. رسوبات وارد شده به آبگیر در فاصله دوری از دهانه (تقریباً در فاصله 3 برابر عرض کانال آبگیر) و با ارتفاع کم ته نشین می شدند. همچنین عملکرد ترکیب cdw-sill و صفحات مستغرق تقریباً مشابه با حالت cdw-sill بود.

نفوذ آب از زیر سازه هایی که بر روی خاک های نفوذ پذیر بنا می شوند، یکی از عوامل ایجاد ناپایداری در زیر سد می باشد. این ناپایداری ها عمدتاً به علت توسعه زیر فشار (نیروی بالا برنده)، فرسایش تدریجی درونی مصالح پی (پایپینگ) و یا وقوع پدیده جوشش ماسه رخ می دهد. لذا محاسبه فشار وارده به سطح تماس سد و نیز گرادیان هیدرولیکی خروجی در پایین دست این گونه سازه ها ضروری به نظر می رسد. از جمله اقداماتی که برای جلوگیری از پدیده زیر شویی، کاهش گرادیان خروجی و همچنین کاهش دبی نشت از زیر سدهای انحرافی صورت می گیرد، احداث دیواره های آب بند و نیز زهکش می باشد. در فرآیند طراحی سد انحرافی، یکی از مهمترین نیروهای وارد بر آن، نیروی بالابرنده ناشی از فشار آب است که این نیرو از اختلاف بین تراز آب مخزن و تراز آب پایین دست سد در اثر جریان تراوش آب در زیر سازه ایجاد می گردد. همچنین بررسی پایداری حوضچه آرامش در مقابل نیروی بالابرنده و بلند شدگی نیز مهم می باشد. هدف از این تحقیق بررسی میزان تاثیر احداث زهکش در کف حوضچه آرامش سد انحرافی بر میزان کاهش نیروی بالابرنده است. برای این کار، در این پایان نامه با استفاده از شبیه سازی مدل عددی سد انحرافی توسط نرم افزار seep/w و بررسی نحوه قرار گیری زهکش پی و ترکیب آن با دیوار آب بند بالادست، میزان حداقل نیروی بالابرنده مشخص می شود. ابتدا سد انحرافی به همراه حوضچه آرامش فرضی با موقعیت های مختلف محل زهکش مدل سازی شده و سپس مدل نهایی روی یک سد انحرافی واقعی تعمیم خواهد یافت. با دانستن درصد کاهش نیروی بالا برنده و محل بهینه زهکش پایین دست، می توان سازه های اقتصادی تری طرح و اجرا نمود. بررسی نشان داد که استفاده از سه زهکش پی در حوضچه آرامش باعث کاهش بیشتر فشار بالابرنده و گرادیان هیدرولیکی در پایاب در زیر سازه می شود. بر اساس بررسی های انجام شده باید این سه زهکش در یک سوم ابتدایی حوضچه آرامش تعبیه شود، تا اثر خود را در کاهش نیروی زیر فشار و گرادیان هیدرولیکی در پایاب نشان دهد.

رسوب شویی هیدرولیکی تحت فشار یکی از روش های تخلیه رسوبات نهشته شده در مخازن سدها است. در این روش با باز کردن دریچه تخلیه تحتانی رسوبات ته نشین شده در داخل مخزن سد به همراه جریان خروجی از دریچه تخلیه تحتانی خارج می شود. این روش تاثیر موضعی داشته و برای تخلیه رسوبات در سدهای کوچک و یا رسوبات اطراف آبگیر نیروگاه های برق- آبی و شبکه های آبیاری استفاده می شود. در این تحقیق با انجام آزمایش هایی بر روی مدل فیزیکی تاثیر استفاده از سازه نیمه استوانه بر افزایش ظرفیت رسوب شویی تحت فشار هیدرولیکی در مخازن سدها مورد مطالعه قرار گرفت. سازه های نیمه استوانه مورد آزمایش سرپوشیده بوده و دارای شکافی به عرض برابر با قطر دریچه تخلیه تحتانی در قسمت بالادست دیواره و مقابل دریچه تخلیه تحتانی بودند. آزمایش ها با 4 دبی متفاوت، 3 حالت ارتفاع آب، 6 طول سازه و با 4 قطر سازه انجام شد و از سیلیس به عنوان رسوب غیر چسبنده و دارای قطر میانه 1/1 میلی متر و انحراف معیار هندسی 15/1 استفاده شد. بررسی نتایج حاصل از انجام آزمایش ها نشان می دهد که با افزایش دبی عمق مخروط رسوب شویی افزایش می یابد و بیشترین عمق مخروط رسوب شویی به ازای دبی 3 لیتر بر ثانیه با ارتفاع آب 30 سانتی متر و طول سازه d6 و با قطر سازه 7/12 سانتی متر ایجاد شد و نسبت به حالت بدون سازه 821 درصد افزایش داشت. به ازای دبی خروجی، طول و قطر سازه ثابت تغییرات عمق مخروط رسوب شویی در برابر تغییرات ارتفاع آب ناچیز بوده و تقریبا تاثیری نداشت. این موضوع را می توان به علت سر پوشیده بودن سازه دانست. همچنین نتایج نشان می دهد برای دبی خروجی، ارتفاع آب و طول ثابت یک قطر بهینه وجود دارد. در ارتفاع آب و طول سازه ثابت در دبی 65/0 لیتر بر ثانیه قطرسازه 62/7 سانتی متر و برای دبی 1 لیتر بر ثانیه قطر سازه 16/10 سانتی متر و برای دبی های 2و 3 لیتر بر ثانیه قطر سازه 7/12 سانتی متر بهینه بوده و بیشترین عمق مخروط رسوب شویی را ایجاد می کنند. به ازای ارتفاع آب و قطر سازه ثابت با فرض طول نامحدود برای سازه به ازای هر دبی خروجی یک عمق مخروط رسوب شویی بیشینه ایجاد می شود و برای سازه با طول موثر کمتر از این مقدار عمق مخروط رسوب شویی به ازای آن دبی از مقدار عمق بیشینه کمتر می شود.. همچنین مطالعه نتایج حاصل از انجام آزمایش ها نشان می دهد به ازای طول سازه کمتر از عمق مخروط رسوب شویی بیشینه برای یک دبی معین، برای دبی های بیشتر از آن میزان افزایش عمق مخروط رسوب شویی کاهش می یابد

: سازه های گابیونی به دلیل سهولت اجرا، نفوذپذیر بودن، دسترسی آسان و اقتصادی بودن به صورت گسترده در طرح های آبی مورد استفاده قرار می گیرند. سازه های متخلخل گابیونی از حیث مصالح و عملکرد با طبیعت اطراف سازگاری دارند و بنابراین از دیدگاه اکولوژیک نیز ارزشمند می باشند. در اینتحقیق برای بررسی ضریب دبی جریان در سرریز های لبه پهن مستطیلی، اقدام به ساخت هشت مدل فیزیکی از سرریز گابیونی و دو مدل سرریز صلب گردید. نتایج حاصل از سرریز گابیونی با نتایج بدست آمده از سرریز صلب با همان ابعاد مورد مقایسه قرار گرفت و مشخص شد که ضریب دبی جریان در سرریز گابیونی بزرگتر از سرریز صلب است.همچنین معادلات رگرسیون چند متغیره بر اساس تئوری آنالیز ابعادی برای محاسبه دبی عبوری برروی سرریزگابیونی برای دو حالت آزاد و مستغرق بدست آمد. مشاهده شد که ضریب دبی جریان سرریز گابیونی در َشرایط جریان آزاد حدود 7/16 درصد نسبت به شرایط مستغرق بیشتر است

سرریزهای پلکانی تاریخی چند هزار ساله دارند که معمولا در سدهای مخزنی به منظور رهاسازی ایمن سیلاب ها به کار می روند. امروزه استفاده از سرریزهای پلکانی در نقاط مختلف دنیا به علت توانایی فوق العاده آن ها در استهلاک انرژی جریان، رواج گسترده ای یافته است. در تحقیق پیش رو، هدف بررسی آزمایشگاهی افت انرژی بر روی سرریز پلکانی لبه دار و بدون لبه در رژیم جریان ریزشی می باشد. این تحقیق بر روی مدل یک سرریز 10 پله ای با شیب 45 درجه انجام شده است. لبه های طراحی شده، در ابتدا و وسط پله های مشخصی تعبیه گردید و به ازای دبی های مختلف میزان افت انرژی جریان محاسبه شد. نتایج این پژوهش نشان داد که در هر دو حالـت پله های لبه دار و بدون لبه با افزایش دبی جریان افـت انرژی نسبی کاهش می یابد. همچنین افت انرژی در حالت لبه دار بودن پله ها بیشتر از حالت بدون لبه بود. در حـالتی که لبه ها به طور جداگانه در ابتدا و وسط پله نصـب شدند، لبه با ارتفاع 1 سانتی متری به عنوان لبه مناسب معرفی شد. در حالتی که لبه ها همزمان در ابتدا و وسط پله نصب شدند، لبه با ارتفاع 5 سانتی متری به عنوان لبه مناسب معرفی شد. در حالتی که لبه ابتدایی پله ثابت بود و لبه وسط تغییر می کرد، با افزایش ارتفاع لبه در وسط پله افت انرژی هم بیشتر شد. همچنین استفاده از عمق آب قبل از پرش هیدرولیکی (در حالت جریان حباب دار)، باعث برآورد بیشتر افـت انرژی نسبی گردید. همچنین قرارگیری لبه بر روی پله های اولیه سرریز باعث کاهش طول حوضچه آرامـش شـد. همچنین نتایج نشان داد که تأثیر مقیـاس مدل در برآورد افت انرژی ناچیز می باشد. در مورد محل مناسب برای نصـب لبه ها نتایج نشان داد که در تمامی حالت ها استفاده از لبه با ارتفاع بیشتر مناسب تر می باشد. در حالت هایی که دو لبه مشابه در ابتدا و وسط پله قرار گرفتند، در مورد لبـه با ارتفاع 1 و 5 سـانتی متری، قرار گیری لبه در ابتدای پله مناسب تر بود ولی برای لبه 3 سانتی متری این مسئله متفاوت بود.

تمامی سازه های نگهداری و ذخیره ی آب در معرض عبور آب از پی و کناره ها و بعضا بدنه خود هستند. در بسیاری از این موارد، این نشت موجب افزایش فشار هیدرواستاتیکی در پی و اصطلاحا افزایش نیروی بالابرنده می شود. از جمله روش های کنترل و جمع آوری این آب ها باهدف خشک سازی قسمت های پایین دست سد و کاهش فشار منفذی و فشار بالابرنده و افزایش پایداری سد می توان به احداث چاه های فشار شکن اشاره نمود. چاه های فـشار شکن چاه هائی هستند که بعد از زهکش پنجه و در سرتاسر طول سد و در امتداد پنجه، در پایین دست سد های خاکی حفاری می شوند و با خروج آب از آنها چه به صورت طبیعی و چه بوسیله عملیات پمپاژ، موجب کاهش فشار آب در پی شده و از پدیده ی رگاب جلوگیری می نماید. در این پایان نامه چاه های فشار شکن در پایین دست یک سد خاکی همگن در پنج شعاع مختلف که در فواصل 5، 10، 25 و 50 متری از هم قرار گرفته اند، توسط نرم افزار seep/w و به روش اجزا محدود مدلسازی شده و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. این مدلسازی در سه حالت مختلف انجام گرفت که در هریک از حالت ها سطح آب بالادست مخزن سد تغییر پیدا می کند. یک مدل فیلتر دور چاه ها نیز شبیه سازی شد و تاثیر فیلتر دور چاه در میزان کاهش زیرفشار و گرادیان هیدرولیکی مورد بررسی قرار گرفت. دانستن میزان کاهش نیروی بالابرنده و میزان نشت و مشاهده ی اثر چاهک ها در گرادیان هیدرولیکی، کمک مهمی به طراحان در پروژه های سد سازی نموده و موجب ارائه طرح بهینه تر خواهد گشت. نتایج نشان داد که با کاهش فاصله چاه های فشار شکن و افزایش قطر آنها، نیروی زیرفشار وارده بر زیر سد کاهش پیدا می کند و با توجه به بازه های شبیه سازی شده در این تحقیق، مناسب ترین فاصله قرار گیری چاه ها، فاصله 5 متری از یکدیگر است. در بررسی گرادیان هیدرولیکی نیز مشاهده شد که با افزایش فاصله چاه ها، گرادیان هیدرولیکی بیشینه افزایش می یابد که این مساله نشان می دهد که استفاده از فیلتر دور چاه ها ضروری می باشد.

هر ساله وقوع باران¬ های شدید باعث ایجاد شکست در تعداد زیادی از شیب های خاکی می¬شود .در طول این باران ها، سطح آب زیرزمینی بالا آمده و باعث افزایش فشار آب منفذی و کاهش پایداری شیب می¬گردد. استفاده از زهکش های افقی روشی موثر و کم هزینه جهت کنترل پایداری شیب در این حالت می باشد. با استفاده از این زهکش ها، آب پیوسته از محیط خاک جمع آوری شده و به تبع آن فشار آب منفذی کاهش و پایداری شیب افزایش می¬یابد. در این تحقیق از دو نرم افزار seep/w و slope/w استفاده می¬شود. نرم افزار seep/w قادر است با استفاده از روش المان های محدود، جریان درون محیط های خاکی را شبیه¬سازی کند. نرم افزار slope/w نیز شامل مجموعه ای از روش های ترسیمی برای آنالیز پایداری شیب های خاکی است که این فرآیند از طریق روش های تعادل حدی انجام میشود. در این تحقیق از نرم افزار seep/w برای تعیین تغییرات فشار آب منفذی خاک در طول بارندگی استفاده می¬شود و با نصب زهکش های افقی در شیب فرضی، تأثیر بکارگیری زهکش ها در کاهش فشار آب منفذی در طول بارندگی مورد بررسی قرار می¬گیرد. همچنین طول، قطر، تعداد و محل قرارگیری زهکش های افقی به عنوان پارامترهای موثر در کارایی این زهکش ها مورد بررسی قرار می¬گیرد و با استفاده از نرم افزار slope/w مشخص می¬گردد کدام شکل به کارگیری زهکش ها بیشترین تأثیر را در افزایش ضریب اطمینان پایداری دارد. با توجه به نتایج حاصله در این تحقیق افزایش طول، قطر و تعداد زهکش های افقی موجب افزایش ضریب اطمینان پایداری شیب در زمان وقوع بارندگی های شدید و حفظ پایداری شیب می گردد. همچنین بکارگیری زهکش های افقی در قسمت پایین شیب تأثیر بسیار بیشتری نسبت به بکارگیری زهکش های افقی در قسمت های وسط و بالای شیب در پایدارسازی شیب خاکی دارد.

ذخیره آب، کنترل سیلاب و تهیه برق معمولاً مستلزم ساخت سدها و سازه های وابسته به آن است. از جمله یکی از این سازه ها سرریز است. سرریزها انواع مختلفی مانند سرریز ریزشی آزاد، اوجی، جانبی، تنداب، پلکانی، تونلی و مجرایی، نیلوفری، سرریز ریزشی مجهز به بار شکن، آبرو و سیفونی دارند. تنداب ها از جمله متداول ترین سازه های انتقال آب در سدها، شبکه های آبیاری و زهکشی، آبراهه های آبرفتی و سیستم های جمع آوری، تصفیه و دفع فاضلاب هستند؛ و برای انتقال آب از سطحی به سطح پایین تر در فاصله ی نسبتاً زیاد بکار می روند. این سرریز ها به سادگی قابل طرح و اجرا هستند، تقریباً در کلیه ی شرایط فونداسیون می توان از آن ها استفاده کرد؛ و حجم وسیع خاک برداری حاصله را می توان در بدنه سد خاکی مورد استفاده قرار داد؛ و از این طریق از هزینه کاست. کنترل و استهلاک انرژی تخریبی سیلاب با استفاده از این گونه سرریز ها مستلزم طراحی صحیح هیدرولیکی آن ها است.

جابجایی و لغزش توده زمین، اعم از خاک و سنگ، اثرات مخرب فراوانی بر راههای ارتباطی و تونل ها، خطوط آب و فاضلاب و سازه های آبی و حتی ساختمان ها و ... می گذارد. از آنجا که معیار ناپایداری بر هم خوردن تساوی نیروهای محرک و مقاوم می باشد. کاهش وزن توده خاک لغزنده باعث کاهش نیروهای رانش و در نتیجه افزایش اطمینان در برابر جابجایی خواهد شد. کاستن از زاویه شیب، پلکانی نمودن و زهکشی خاک و استفاده از مصالح سبک در خاکریزی ها نمونه هایی از روش های اجرایی برای کاهش وزن توده لغزنده و در نتیجه کاستن از نیروهای رانشی زمین می باشد. در این تحقیق سعی می شود علاوه بر اشاره مختصر به روش های اجرایی پایدارسازی شیب، روش های محاسباتی که در نرم افزارهای طراحی شده، برای این امر صورت گرفته را با هم مقایسه کرده و روش مناسب با توجه به ویژگی طرح ارائه گردد. لازم به توضیح است موضوع پایان نامه توسط نرم افزار geo studioبررسی خواهد گردید. برای این منظور سدهای خاکی گردیان را انتخاب و پس از اخذ اطلاعات آن مانند مقطع هندسی، شرایط ژئوتکنیکی پی و ضرایب نفوذپذیری هر یک از مصالح بکار رفته در ساخت آن، سد مورد نظر در دوحالت کلی یعنی در حالت قبل از آبگیری مخزن و در حالت بعد از آبگیری مخزن(در 4 تراز مختلف), توسط نرم افزار به صورت عددی شبیه سازی گردید. نتایج حاکی از این است که ضرایب اطمینان بحرانی در همه روش های مورد بررسی در نرم افزار، از تراز بالا به پایین کاسته می شود. همچنین مقدار ضرایب اطمینان بحرانی در حالت قبل از آبگیری، از ضرایب اطمینان بحرانی از تراز 870 و پایین تر از آن بیشترمی باشد

مدیریت بهینه مصرف آب کشاورزی و کاهش تلفات آب در طرح های آبیاری از اهمیت بالایی برخوردار است. از دلایل عمده اهمیت بررسی میزان نشت می توان به تلفات آب در اثر نشت، تنزل کیفیت اراضی و خاک اطراف کانال در اثر نشت و تهدید محیط زیست منطقه در اثر نشت اشاره نمود. مهم ترین مسائلی که کانال-های خاکی با آن مواجه هستند، مربوط به فرسایش، ته نشین شدن رسوبات معلق و اتلاف یا نشت از بدنه کانال است که می بایست از لحاظ طراحی مورد توجه قرار گیرند. در این پژوهش با توجه به اهمیت نشت در کانال های آبیاری، تلفات ناشی از نفوذ آب از بدنه کانال یا دبی نشت مورد بررسی قرار می گیرد. برای پیدا کردن روش مناسب محاسبه دبی نشت جهت جلوگیری از هدر رفت آب در کانال های خاکی تاکنون تلاش-های فراوانی به عمل آمده است، ولی متأسفانه در این زمینه روش دقیقی ارائه نشده است. هدف از این پژوهش بررسی توانایی نرم افزار seep/w برای محاسبه دبی نشت است. برای رسیدن به جواب های منطقی و از بین بردن احتمالات و خطاها تعداد نزدیک به 200 نوع کانال خاکی به صورت عددی مورد تجزیه و تحلیل قرار داده شده است.

با گسترش روزافزون سدسازی طی سالیان اخیر همواره پایداری بدنه سد در مقابل افت سریع آب مخزن موردتوجه پژوهشگران بوده است. افت سریع آب یکی از شدیدترین شرایط بارگذاری است که یک شیب خاکی می تواند تجربه کند. این پدیده در سد های خاکی بسیار رایج است. اگر مصالح سد نفوذپذیری کمتری داشته باشد، در این حالت افت سریع آب در مخزن باعث افزایش تدریجی فشار آب حفره ای و درنتیجه کاهش مقاومت برشی در بدنه سد می گردد. این پدیده به عنوان یکی از عوامل ناپایدار کننده سد محسوب می شود؛ بنابراین روش استفاده از زهکش های افقی یک روش بسیار موثر و کم هزینه برای کاهش فشار آب منفذی و افزایش پایداری شیب است.

یکی از عوامل موثر در کاهش نیروی بالابرنده در سدهای بتنی وزنی، ایجاد زهکش های پی است. هدف از احداث زهکش های پی جمع آوری آب های نشتی از پرده آب بند و کاهش نیروی بالابرنده می باشد. در این تحقیق رفتار زهکش های پی در سدهای بتنی وزنی در حالت پایدار به کمک روش اجزا محدود و با استفاده از نرم افزار seep/w مورد بررسی قرار گرفت. از جمله عوامل موثر در بررسی اثرات زهکش ها قطر، فاصله مرکز تا مرکز از یکدیگر و فاصله از پاشنه بالادست سد میباشد که نقش بسزایی در مقدار نیروی بالابرنده و هم چنین پایداری سد دارد. در این تحقیق ضمن بررسی پارامترهای موثر در نیروی بالابرنده، به بهینه سازی این فاکتور ها در کاهش نیروی بالابرنده پرداخته شده است تا به ازای حداقل نیروی وارده به سازه سد بهنرین مکان قرارگیری گالری زهکش بدست آید.

همه ساله با وقوع بارش های جوی و بالا آمدن سطح آب های زیرزمینی فشار منفذی در شیب های خاکی افزایش می یابد و خطر بالقوه ای را برای شیب های خاکی علی الخصوص برای خاک های ریزدانه به وجود می آورد. از این رو در شیب هایی که خطرات ریزش آن می تواند هزینه های بالا یا تلفات جانی را به بار آورد، نیاز به ساخت دیوار های حائل بیشتر احساس می شود. دیوارهای حائل معمولاً جهت نگهداری خاک در اختلاف سطح به کار می روند. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار slope/w پایداری شیب ها نسبت به شرایط هیدرولوژیکی بحرانی و با استفاده از نرم افزار seep/w فشار حفره ای مازادی که باعث ناپایداری دیوار حائل به ارتفاع 10 متر می گردد، مورد بررسی قرار گرفت. هر دو نرم افزار از بسته نرم افزاری geostudio 2007 می باشند.

پرش هیدرولیکی بر ای استهلاک انرژی در پایین دست سازه های هیدرولیکی نظیر سرریزها، تندآب ها و دریچه ها مورد استفاده قرار می گیرد. حوضچه های آرامش، محل مناسبی برای ایجاد پرش و کنترل و مهار آن می باشد و بلوک های داخل این حوضچه ها باعث استقرار پرش در درون این حوضچه و استهلاک بخشی از انرژی جنبشی پرش هیدرولیکی می گردد. جهت افزایش کارایی حوضچه های آرامش و کاهش طول پرش هیدرولیکی، معمولا از ضمائم زبر با اشکال مختلف در کف حوضچه ها استفاده می شود. در این تحقیق، شبیه سازی پرش هیدرولیکی قوی بر روی بسترهای زبر مستطیلی، مثلثی و ذوزنقه ای شکل با استفاده از نرم افزار فلوئنت با مدل آشفتگی( k-?) rng برای تخمین اثرات زبری بستر بر روی پارامترهای پرش هیدرولیکی انجام گرفت. در مجموع، 54 مورد شبیه سازی (18 مورد برای هر کدام از زبری های بستر) در دو سری a و b با بازشدگی دریچه به ترتیب 25 و 50 میلی متر، در بازه اعداد فرود 2 تا 12 اجرا شد. در همه آزمایش ها، پروفیل های سطح آب، پروفیل های سرعت و پارامترهای هیدرولیکی شامل طول پرش هیدرولیکی، عمق ثانویه، افت انرژی و ضریب تنش برشی بررسی گردید. مقایسه این پارامترها با پارامترهای مشابه در بستر صاف پرش هیدرولیکی نشان داد که عمق ثانویه و طول پرش هیدرولیکی کاهش یافته در حالی که افت انرژی و ضریب تنش برشی در بسترهای زبر افزایش یافته است و در حالت کلی زبری بستر خصوصیات پرش هیدرولیکی قوی را بهبود می بخشد. مطالعه این پارامترها نشان داد که تطابق بین نتایج آزمایشگاهی و عددی رضایت بخش است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.