سرریزهای کنگره ای از دیواره های متصل به یکدیگر تشکیل شده اند که در پلان بصورت ذوزنقه ای، مثلثی و غیره دیده می شوند. این سرریزها دارای تاج غیر خطی بوده و در یک عرض معین، نسبت به سرریزهای با تاج مستقیم در یک ارتفاع مشابه، دبی عبوری از این سرریزها بیشتر از سرریز مستقیم خواهد بود. لذا تحت بارهای هیدرولیکی کم و نیاز به مکان کمتر در پلان نسبت به انواع دیگر سرریزها، سازه هایی اقتصادی محسوب می شوند که کاربرد آن ها از جنبه های مختلف در حال توسعه می باشد. در این پایان نامه، ابتدا به کمک نرم افزارflow-3d به بررسی ضریب گذردهی جریان سرریزهای کنگره ای به روش cfd پرداخته شده است. جهت صحت سنجی مدل از داده های آزمایشگاهی تولیس وامانیان (1995) استفاده شد که نتایج مدل انطباق بسیار مناسبی با نتایج داده های آزمایشگاهی داشت. در این تحقیق به طراحی مدل سرریز کنگره ای ذوزنقه ای با تغییر زاویه دیواره در امتداد جریان و تغییر طول دماغه پرداخته شد. با گذراندن دبی های مختلف از روی سرریز، بررسی بر روی تغییرات ضریب گذردهی جریان انجام گرفت و نشان داده شد که با افزایش طول دماغه و زاویه دیواره سرریز در امتداد جریان ضریب گذردهی جریان افزایش یافته است که این امر به علت کاهش تداخل لایه ها جریان می باشد. همچنین اثرات شکل ، ضخامت، ارتفاع و شیب بالادست و پایین دست مقطع تاج سرریز کنگره ای مثلثی بر روی ضریب گذردهی جریان مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که مقطع تاج نیم دایره ای شکل بیشترین ضریب گذردهی را دارد. همچنین کاهش ضخامت، افزایش ارتفاع و افزایش شیب پایین دست مقطع تاج سرریز منجر به افزایش ضریب گذردهی جریان می گردد. با توجه به مزایای استفاده از سرریز های کنگره ای استفاده از بهینه ترین شکل هندسی که بیشترین گذردهی جریان را تحت شرایط خاص هیدرولیکی همراه با کاهش هزینه ساخت را داشته باشد امری ضروری است. به این منظور از قابلیت سیستم استنتاج فازی- عصبی و الگوریتم ژنتیک جهت بهینه کردن هندسه سرریزکنگره ای مثلثی و ذوزنقه ای و ارضای شرایط هیدرولیکی مناسب استفاده گردید. نتایج به دست آمده از بهینه سازی هندسه سرریز نشان می دهد که طرح بهینه ی جایگزین ظرفیت عبوری یکسان دارد و به میزان 95/11% و 34/13% به ترتیب برای سرریز کنگره ای مثلثی و ذوزنقه ای صرفه جویی در هزینه هایی اجرایی را شامل می گردد.

از مسائل مهم در بحث حوضه های آبخیز، کنترل و جمع آوری سیلابهای واقع در این حوضه ها جهت کاهش هزینه های ناشی از خسارات سیلاب و همچنین استفاده بهینه از آنها می باشد و دیگری تخمین میزان فرسایش و کنترل و مدیریت در آنها می باشد. فرسایش خاک علاوه بر از بین بردن خاک زراعی در بالا دست موجب وقوع سیلاب های مخرب در پایین دست شده و همچنین رسوب همراه با جریان های سطحی باعث کم شدن ظرفیت مخازن سدها و بندها شده و تغییرات مرفولوژی شدیدی در رودخانه ها و نهرها ایجاد می کند. یکی از دغدغه های همیشگی متخصصین در مباحث علمی، امکان پیش بینی کمیتی دلخواه که متاثر از پارامترهای مختلف قابل اندازه گیری و دردسترس است، می باشد. در بحث فرسایش و تولید رسوب در دامنه ها، کمیت دلخواه، میزان دبی رسوب در پایین دست و تغییرات آن در طول دامنه و پارامترهای معلوم, همان عوامل موثر در پیدایش فرسایش مانند عوامل اقلیمی، خصوصیات خاک، توپوگرافی دامنه و غیره می باشند. هدف اساسی این پژوهش بررسی اثر هندسه دامنه ها در پارامترهای پاسخ دامنه به عوامل هیدرولوژیکی و در نهایت تخمین تغییرات اجزائ فرسایش می باشد. در این تحقیق با در نظر گرفتن هندسه سه بعدی دامنه های مرکب که شامل شکل پلان دامنه (همگرا، واگرا و موازی) و انحناء پروفیل دامنه (مقعر، محدب و صاف) می باشد، مدل مجزا جهت ارتباط پارامترهای دینامیک جریان با رسوب بکار گرفته شده است. مدل پایه فیزیکی بر اساس مدل رواناب ناشی از بارش مدلسازی رواناب سطحی استفاده شده است. برای رسوب نیز از معادله پیوستگی رسوب در جریان یک بعدی کمک گرفته شده است. نتایج حاصل از تحقیق نشان می دهند که غلظت رسوب در طول دامنه متاثر از انحنائ طولی می باشد به طوریکه دامنه های محدب، مقعر و صاف با شکل پلان های مختلف، سه شکل خاص از منحنی غلظت رسوب نسبت به طول دامنه را تشکیل می دهند و همچنین غلظت رسوب خروجی در دامنه های محدب بسیار بیشتر از سایر دامنه ها می باشند. در دامنه های مقعر غلظت رسوب در نقطه ای در طول دامنه به حداکثر خود می رسد و سپس کاهش می یابد. نتایج مدل ریاضی همچنین نشان می دهند که تغییرات شیب و بارش هیچ گونه تغییری در شکل منحنی های غلظت رسوب نسبت به طول دامنه، دبی خروجی رسوب نسبت به زمان و شدت برداشت یا گذاشت رسوب در طول دامنه ایجاد نمی کنند و اثر تغییرات شیب و شدت بارش، به صورت افزایش و یا کاهش مقادیر اجزاء فوق الذکر نمایان می شود.

به دلیل پر هزینه بودن شبکه های جمع آوری و دفع فاضلاب و نقش کلیدی که این سیستم ها در زندگی ساکنین شهرها دارند، بهینه نمودن هزینه های ساخت و اجرای این شبکه ها نقش اساسی در اجرای هر چه بیشتر این طرح ها در سراسر کشور خواهد داشت.بیشتر روش های بهینه سازی پیچیده بوده و احتیاج به کدنویسی های پیچیده و وقت گیر دارند و امکان استفاده از آنها در کارهای اجرایی نیست، و به دلیل همین پیچیدگی و وقت گیر بودن اغلب مهندسان مشاور از بهینه کردن طرح هایشان سر باز می زنند، به همین دلیل ارائه طرحی بهینه که هزینه محاسباتی زیادی نداشته باشد ضروری به نظر می رسد.در این تحقیق از یک نرم افزار جدید با نام genetik برای بهینه سازی استفاده شده که تغییری در کدنویسی آن برای افزایش متغیرهای تصمیم انجام شد.در این بهینه یابی متغیر تصمیم شکل شبکه در نظر گرفته شد و سعی شد برای شیب های 0.006، 0.007، 0.008 و 0.009شکل شبکه ای به دست آید که کمترین هزینه را داشته باشد.

یکی از راهکارهای تخصیص بهینه و کارآمد بین متقاضیان در مصارف مختلف، ایجاد انگیزه در آن ها برای جلوگیری از اتلاف، صرفه جویی و ایجاد تعادل بین عرضه و تقاضا می باشد. این هدف می تواند با توجه به جنبه های اقتصادی آب و استفاده از ابزار بازار آب در منطقه به تحقق برسد. بازار آب می تواند منجر به ایجاد انگیزه در کشاورزان برای مصرف بهینه و استفاده از روش های نوین آبیاری برای کاهش تلفات آب شود. در این پژوهش، یک مدل بهینه سازی برای بیشینه سازی سود (رفاه) کشاورزان با رویکرد اقتصادی طراحی و پیاده سازی شد. در این مدل محدودیت هایی از جمله سطح زیر کشت، آب قابل دسترس (سطحی و زیرزمینی)، نیروی کار، کود شیمیایی و سموم، هزینه سرمایه گذاری نقدی و ماشین آلات کشاورزی، به عنوان قیدهای عملکردی مدل اعمال شده است. این مدل بر روی شش مزرعه از منطقه مهیار شمالی از حوضه آبریز زاینده رود استان اصفهان و همچنین با طراحی پنج سناریو عملکرد بازار آب در منطقه مورد ارزیابی قرار گرفت. برای اجرای این سناریوها، به دلیل غیرخطی بودن تابع هدف از بسته نرم افزاری gams که یکی از نرم افزار های مدل سازی سطح بالا برای حل مسائل برنامه ریزی ریاضی و بهینه سازی است، استفاده می شود. در سناریوی اول مقایسه ای بین کشت بهینه با کشت فعلی کشاورزان انجام شد که نتایج نشان می دهد سود کشاورزان 43/1 برابر شده است. در سناریوی دوم، با ایجاد بازار آب و امکان مبادله آب سطحی/زیرزمینی از طریق نیروی ثقلی، آبخوان مشترک و تانکر و هزینه های مربوطه آن ها، این افزایش سود به میزان 66/1 نسبت به شرایط فعلی تغییر پیدا کرد. در این دو سناریوی هیچ محدودیتی برای کاشت محصولات درنظر گرفته نشد. سپس سناریوهایی برای رفتارشناسی کشاورزان نسبت به سیاست های دولتی یا منطقه ای، برای کاشت حداقلی محصولات و همچنین بازه معین تغییرات کشت هر مزرعه نسبت به سال قبل، طراحی گردید. در این سناریوها نیز، سود کشاورزان به ترتیب 61/1 و 47/1 برابر نسبت به شرایط فعلی به دست آمد. سپس در سناریوی پنجم با حذف تمامی حق آبه ها، بانک آب اقدام به تخصیص بهینه آب در بین کشاورزان می کند. همچنین این سناریو می¬تواند برای مناطق جدیدالاحداثی که حق¬آبه مشخصی ندارند، مناسب ¬باشد. نتایج نشان می دهد سود منطقه در این سناریو 58/1 برابر سود فعلی کشاورزان خواهد بود. دراین سناریو نیز کشاورزان هیچ محدودیتی برای کشت محصولات خود ندارند. همچنین در تمامی سناریوها به دلیل تأثیر شرایط کم آبیاری بر رشد و عملکرد محصولات و نیز امکان دسترسی و بهره برداری از منابع آبی، میزان آب تخصیص داده شده به هر محصول تحت شرایط کم آبیاری برابر مقدار نیاز خالص آبی آن بدست آمد.