یکی از پارامترهای موثر در مطالعه و شناخت رودخانه های با بستر شنی، اندازه ذرات رسوبی بستر می باشد. بررسی و آگاهی از ساختار بستر این گونه از آبراهه ها و لایه های تشکیل دهنده آن که طیف های مختلفی از اندازه ذرات را شامل می شود، لازمه فهم پدیده مسلح شدگی بستر در رودخانه های شنی است. توسعه مسلح شدگی که به صورت اختلاف اندازه ذرات سطحی و زیرسطحی بستر مطرح می شود، عاملی کنترل کننده در انتقال رسوب و فرسایش بستر این گونه آبراهه ها در نظر گرفته می شود. از همین رو در این پایان نامه با بررسی های میدانی بر روی تعدادی از رودخانه های کشور در دو استان خوزستان و چهارمحال و بختیاری، در مجموع از 24 ایستگاه هیدرومتری در بازه های شنی 17 رودخانه نمونه برداری جهت رسیدن به دانه بندی ذرات رسوب بستر به انجام رسیده است. با توجه به ساختار بسترهای شنی، کار برداشت مواد رسوبی با استفاده از روش های نمونه برداری سطحی و حجمی با تفکیک رسوبات در سه بخش ذرات سطح بستر، لایه مسلح و لایه زیرمسلح به انجام رسیده است. دانه بندی مواد برداشت شده سطح بستر با اندازه گیری قطر متوسط ذرات و رسم توزیع فراوانی ذرات به دست آمد. برای نمونه های حجمی نیز منحنی دانه بندی با انجام آزمایش دانه بندی با الک مشخص گردید. با تقسیمd50 ذرات لایه مسلح به زیرمسلح برای هر ایستگاه مقدار ضریب مسلح شدگی محاسبه شده است که در منطقه مورد مطالعه مقداری بین 7/1 تا 9 با متوسط 81/3 بدست آمده است. تغییرات مکانی، میزان مسلح شدگی از بالادست به سمت پایین دست در امتداد آبراهه روند کاهشی داشته که نشان می دهد اختلاف اندازه ذرات رو و زیر بستر در مناطق کوهستانی و مرتفع تر بیشتر است. ضریب مسلح شدگی علاوه برآن که معرف میزان توسعه پدیده مسلح شدگی است در واقع معرف نسبت تنش برشی بحرانی برای لایه مسلح نسبت به تنش برشی بحرانی ذرات لایه زیرمسلح می تواند تعریف شود. با محاسبه دبی بحرانی ذرات در هر لایه از بستر و تعیین مقدار تداوم آن در سال با استفاده از منحنی تداوم جریان، شرایط آستانه حرکت ذرات بررسی شده است. شرط شروع فرسایش و ترازکاهی بستر رسیدن دبی جریان به حد بحرانی حرکت ذرات لایه مسلح می باشد. با محاسبه دبی لب پر برای هر مقطع و مقایسه آن با دبی های بحرانی، مشخص گردید که شرایط شکست لایه مسلح تقریباً در زمان وقوع دبی لب پر محقق می شود؛ لذا می توان دبی لب پر را به عنوان دبی غالب در نظر گرفت. بررسی پایداری مقاطع با استفاده از مفهوم هندسه هیدرولیکی موضعی و استفاده از دیاگرام b-f-m، نشان داد مقاطع عمدتاً دارای شرایط پایداری دینامیک می باشند. روابط رژیم چگونگی تغییرات مشخصات مقطع را تحت تأثیر پارامترهای مختلف بهتر نشان می دهد. روابط تجربی رژیم از نوع روابط توانی بوده که با استفاده از رگرسیون غیرخطی برآورد شده است. این روابط به ترتیب با افزایش پارامترهای مستقل از دو تا چهار پارامتر به دو صورت بابعد و بی بعد محاسبه شده است. تفاوت روابط حاصله در این مطالعه با دیگر روابط موجود از مطالعات دیگر در تفکیک ذرات در سطح بستر، لایه مسلح و زیرمسلح به صورت جداگانه و همچنین منظور کردن ضریب مسلح شدگی در این روابط بوده است. نتیجه کار نشان داد که مبنا قرار دادن ذرات در لایه زیرمسلح و همچنین منظور کردن ضریب مسلح شدگی در روابط، میزان ضریب تعیین روابط رژیم برای عرض، عمق و یا شیب آبراهه را افزایش می دهد.

چکیده: شهر اهواز یکی از شهرهای آلوده ایران و جهان، همواره در کانون توجهات قرار داشته است. این شهر که مرکز استان خوزستان نیز می باشد در دهه های اخیر شاهد گسترش صنایع بدون توجه به اصل توسعه پایدار بوده است. در این میان رودخانه کارون به عنوان اصلی ترین شریان حیاتی منطقه و با عبور از شهر اهواز از اهمیت به سزایی برخوردار است. این رودخانه که در گذشته نه چندان دور محل عبور کشتی ها بوده به عللی از جمله احداث سدهای متوالی در بالادست این رود، برداشت آب از بالادست برای تامین نیازهای دیگر مناطق ایران، قرار گرفتن صنایع مختلف در کنار این رود و تخلیه انواع فاضلاب به آن، امروزه شاهد شرایط وخیمی است، بطوریکه امروزه عمق این رود به یک متر با غلظت بالای آلاینده ها رسیده است. در این مطالعه سعی شده روشی برای مدیریت کیفی آب های سطحی که در معرض پساب ها و فاضلاب های مختلف صنعتی، شهری و ... قرار دارند، ارائه گردد. در این پژوهش با در نظر گرفتن پارامترهای کیفی و با استفاده از مدل qual2k و با در نظر گرفتن استانداردهای کیفی آب و کاربری تعریف شده به ارزیابی توان خودپالایی این رود پرداخته شده است. از این رو چهار پارامتر bod، do، نیترات و کلیفرم کل به عنوان پارامترهای شاخص برای ارزیابی ظرفیت خودپالایی رودخانه انتخاب شد. سپس مدل برای داده های شش ماه اول سال 1391 کالیبره شد و صحت سنجی آن با داده های سه ماه زمستان 1391 و در نهایت اعتبارسنجی آن با داده های بهار 1392 انجام شد، سپس مدل برای اتخاذ تصمیمات مدیریتی برای شرایط بحرانی بکار گرفته شد. خوشبختانه برای پارامتر doو نیترات، رودخانه از لحاظ کیفی در شرایط مناسبی می باشد. برای پارامتر bodشرایط رودخانه مناسب نمی باشد اما با تعریف سناریوهای مدیریتی این مشکل برطرف شده و برای پارامتر کلیفرم وضعیت بسیار وخیم است، بطوریکه با حذف تمام بار آلودگی در دو بازه ی اول و کاهش بار کلیفرم در بازه ی سوم به اهداف کیفی آب دست پیدا خواهیم کرد. هشت سناریو برای مدیریت کیفی آب تعریف شد که دو سناریو ناکارآمد توصیف شد. شش سناریو باقی مانده مورد ارزیابی قرار گرفت و در نهایت سناریو پنجم به عنوان بهترین سناریو معرفی شده است.

سرریز نیلوفری یکی از محدود سازه های جدای از بدنه سد می باشد که جهت تخلیه سیلاب از مخزن سد مورداستفاده قرار می گیرد و متشکل از یک دهانه قیف مانند و یک شفت عمودی و افقی است و از آن در محل هایی که امکان ساخت دیگر سرریزها موجود نباشد استفاده می شود. در این نوع سرریز برخلاف دیگر سرریزها سه نوع مولفه سرعت شعاعی، محوری و مماسی وجود دارد که عامل اصلی بروز پدیده مخرب گرداب مولفه سرعت مماسی هست زیرا باعث طولانی شدن مسیر حرکت آب و افت و نهایتاً کاهش بازده می شود. در این تحقیق به وسیله مدل فیزیکی سد و سرریز موجود در آزمایشگاه سازمان آب و برق استان خوزستان، تأثیر گرداب شکن های زاویه دار با چهار زاویه قائم، 15 درجه، 30 درجه و 45 درجه و همچنین با چهار آرایش متفاوت سهتایی، چهارتایی، پنجتایی و ششتایی بر روی میزان تغییرات ارتفاع آب درون مخزن سد در دبی های ثابت با انجام 170 آزمایش مختلف موردبررسی قرار گرفت. بر اساس آزمایش ها و بررسی های انجام شده نتایجی که از انجام این تحقیق به دست می آید به این ترتیب می باشد که نصب تیغه های گرداب شکن بر روی تاج سرریز باعث افزایش ضریب تخلیه شده و بیشترین افزایش در ضریب دبی در حالتی رخ می دهد که شش تیغه گرداب شکن که هرکدام از آن ها با افق زاویه 45 درجه می سازند بر روی تاج سرریز نصب شوند. میزان افزایش ضریب دبی در دبی ثابت 0.0057، در آرایش سه گرداب شکن 45 درجه 233 درصد، در آرایش چهار گرداب شکن 45 درجه 8/260 درصد، در آرایش پنج گرداب شکن 45 درجه 5/278درصد و در آرایش شش گرداب شکن 45 درجه 366 درصد نسبت به حالت مبنا بوده است

سرریز نیلوفری عبارت است از سرریز جداگانه ای که می تواند جایگزین سرریز جانبی گردد واز یک تاج بتنی دایره ای تشکیل می گردد که جریان را به یک محور مایل به قائم هدایت می نماید. این نوع سرریز در جایی که از تونل جهت انحراف آب استفاده می شود، بسیار اقتصادی خواهد بود و از آن در محل هایی که امکان ساخت دیگر سرریزها موجود نباشد، استفاده می شود. این سرریز با ساختار شیپوری شکل مستقل از بدنه سد می باشد و با وجود همه مزیت هایش در هدهای بالاتر از هد طراحی دچار مشکلاتی از قبیل گرداب و لرزش در سازه می گردد. در این نوع سرریزها برخلاف دیگر سرریزها سه مولفه ی سرعت شعاعی، محوری و مماسی وجود دارد. در پدیده مخرب گرداب، مولفه ی سرعت مماسی باعث طولانی شدن مسیر حرکت آب، افت و نهایتاً کاهش بازدهی سرریز می شود. در این تحقیق سعی شده است رفتار هیدرولیکی سرریز صاف مورد مطالعه قرار گیرد و نتایج حاصل از آن با انواع سرریزهای زبر مقایسه شود. در این مطالعه، سرریز زبر در دو مدل (یکی با مجرای زبر و دیگری با دیواره ی بیرونی زبر) با زبری های متفاوت مورد بررسی قرار می گیرد. بنابراین پارامترهای جریان مانند نسبت استغراق، ضریب دبی و ارتفاع آب برای دبی های مختلف اندازه گیری می شود، و نتایج نشان می دهد که سرریزهای زبر در مقایسه با سرریزهای صاف، دبی جریان بیش تری را از خود عبور می دهند. بنابراین، استفاده از زبری تآثیر بسزایی در عبور جریان از سرریز نیلوفری دارد و در ارتفاع آب بالاتر از هد طراحی، مجرای زبر ضریب دبی و دبی را افزایش می دهد. در نهایت، معادلاتی برای ضریب دبی بدست می آیند.

چکیده: بهره برداری از منابع آب طبیعی و استفاده از آن جهت مصارف شرب و کشاورزی مستلزم شناخت کمیت و به ویژه کیفیت آن می باشد. زیرا منابع آب دریافت کنندگان نهایی آلودگی به دست آمده از فعالیت های مختلف انسانی هستند. در مطالعه توصیفی و موردی انجام پذیرفته، آنالیز کیفی براساس داده های موجود در ایستگاه های شوشتر و بندقیر واقع در رودخانه گرگر استان خوزستان و نمونه های به دست آمده از سال آبی 1382 تا 1391 با ترسیم نمودارهای پایپر و ویلکوکس و مقایسه با استانداردهای معتبر آنالیز کیفی آب صورت پذیرفت و بمنظور بررسی ساختار همبستگی و ارتباط میان متغیرها از روش آنالیز مولفه های اصلی (pca) و برای تعیین روند در داده ها از آزمون من کندال و شیب خط رگرسیون استفاده شد. همچنین شبیه سازی آمونیوم و نیترات توسط مدل qual2kw در ماه های سال 1391 انجام گرفت و به منظور انجام صحت یابی نتایج مدل مقادیر r² و خطای مطلق محاسبه گردید. نتایج نشان داد که آب رودخانه گرگر به سمت کلریده میل می کند. آب این رودخانه از نظر کشاورزی در ابتدای رودخانه در کلاس c?-s? و در انتهای رودخانه در کلاس c?-s? قرار داشت و حاکی از کاهش کیفیت آب برای کشاورزی و آبیاری در انتهای رودخانه بود و علت آن ورود آلاینده ها به داخل رودخانه می باشد. بررسی روند پارامترهای کیفی نشان داد که پارامترهای باقیمانده املاح، هدایت الکتریکی، بی کربنات، کلر، کلسیم، دارای روند صعودی و معنی دار و پارامترهای اسیدیته و دبی جریان نیز دارای روند نزولی و معنی دار در سطح 99 درصد می باشند و در طول مسیر رودخانه به دلیل ورود آلاینده ها به داخل رودخانه از کیفیت آب رودخانه برای کشاورزی کاسته می شود. نتایج pca نشان داد مهم ترین پارامترهای کیفیت آب در رودخانه گرگر، پارامترهای sar، so? و hco? می باشند که با توجه به نوع کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه، که شهری و کشاورزی می باشد، بیانگر این مهم بود که استفاده از مواد حاصلخیز کننده و کودهای در کشاورزی و همچنین ورود فاضلاب شهری شوشتر به رودخانه گرگر سبب تعیین این سه عمل بعنوان مهم ترین پارامترها در تعیین کیفیت آب این رودخانه شده است. همچنین نتایج شبیه سازی و صحت سنجی نشان داد علی رغم وجود داده های اندک موجود، مدل qual2kw بخوبی توانست پارامترهای nh? و no? را شبیه سازی کند، که نتایج حاصل بیانگر مناسب بودن پارامترهای شبیه سازی شده برای کشاورزی بوده و بیشترین بار آلودگی رودخانه به دلیل ورود پساب زهکش های کشاورزی و پرورش ماهی می باشد.