سرریز یکی از اجزای مهم سد ها می باشد که هزینه احداث آن حدود بیست درصد کل هزینه پروژه است. به دلایل گوناگونی از جمله تکمیل اطلاعات هیدرولوژیکی و هواشناسی و افزایش دبی سیلاب طرح، گاهی لازم می باشد ظرفیت سرریز افزایش بیابد. در مواردی نیز فضای کافی برای احداث سرریز وجود ندارد. یکی از گزینه های مناسب در موارد یاد شده فوق، استفاده از سرریز های چند وجهی است. فرضیه اصلی در کاربرد این نوع سرریز ها افزایش طول عبور دهی جریان در یک عرض ثابت است تا از این رهگذر ارتفاع آب به ازای عبور دبی ثابت کاهش یابد. برای بررسی و شناخت الگوی جریان از روی این نوع سرریز ها، مطالعات صورت گرفته از نوع آزمایشگاهی به دو گروه قابل تفکیک است. برخی از این مطالعات در راستای بررسی تاثیر عوامل مختلف بر عبور دهی جریان است و برخی دیگر سعی در تدوین روابط و نمودارهای طراحی این سرریز ها داشته اند. در این تحقیق با کمک نرم افزار “fluent” و روش عددی “vof” به صورت سه بعدی فرم بهینه سرریز مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا با داشتن داده های آزمایشگاهی بر روی سرریز های نرمال و چند وجهی صحت کارکرد نرم افزار سنجیده شده و نتایج با مدل های آزمایشگاهی مقایسه شد. با تعریف درجه آزادی بر روی عوامل موثر بر عبور دهی جریان، مدل ها ساخته و با هم مقایسه شدند و در نهایت طرح بهینه معرفی شد. در خاتمه کار پیشنهاداتی برای مطالعات آینده ارائه شد.

امروزه سد سازی به عنوان یک پروژه ی نسبتا گران به شمار می آید که جنبه های اقتصادی گوناگونی نظیر تولید نیرو، کنترل سیلاب و آبیاری را در بر می گیرد. تمام تلاش سرمایه گذاران و مجریان طرح در پروژه های بزرگی مانند سد سازی بر این است که در حد امکان از مصالح موجود در سایت برای ساخت سد استفاده شود. بنابراین ساخت سد های خاکی و سنگریزه ای در سال های اخیر رواج بیشتری یافته و اطمینان از ایمنی این نوع سد ها مورد توجه طراحان و پژوهشگران قرار گرفته است. این پژوهش به انجام بررسی موردی بر رفتار ژئوتکنیکی سد ملاصدرا با استفاده از مدل های رفتاری مختلف خاک اختصاص یافته است. در مدلسازی سد ملاصدرا، قرائت ابزار دقیق نصب شده در سد در حین ساخت، آبگیری و پایان ساخت بررسی و تحلیل شده است. تغییر شکل های داخلی، فشارهای آب منفذی، ضریب فشارهای آب منفذی و تنش های کل اندازه گیری شده با مقادیر به دست آمده از رفتارنگاری مقایسه شده است. برای انجام آنالیز از نرم افزار abaqus/cae نسخه 6.9.3 استفاده شده است. با استفاده از این نرم افزار ساخت لایه به لایه سد با انجام تحکیم دو بعدی همبسته مدل گردیده است. مدل های رفتاری استفاده شده در هسته، مدل الاستیک خطی، مدل های پلاستیک کم کلی، مدل کپ و موهر کولمب می باشند و مدل رفتاری الاستیک خطی در نواحی دیگر بدنه و پی سد استفاده شده است. در این پژوهش نتایج حاصل از مدل های پلاستیک کپ و کم کلی نتایج بهتری نسبت به مدل موهر- کولمب و الاستیک خطی داشته است. همچنین نتایج پیش بینی رفتار سد در شرایط افت سریع مخزن با نرخ تخلیه ی 1 متر بر روز با استفاده از مدل پلاستیک کپ مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است.

فرسایش خاکریزها به علت لبریز شدن آب یکی از علل اصلی خرابی آنها محسوب می شود. مشخصات و درجه تراکم مورد استفاده در ساخت خاکریزها به طور قابل توجهی بر سرعت فرسایش آن ها در طی سرریز شدن آب تاثیر می گذارد. هدف این پژوهش بررسی تاثیر درصد رس، انرژی تراکم و میزان رطوبت بر روی فرسایش پذیری خاک های چسبنده می باشد. خاک های مورد آزمایش ترکیبی از ماسه با رس بنتونیت در درصد های مختلف وزنی از 10% تا 20% می باشد. نمونه ها در انرژی تراکم های متفاوت و میزان رطوبت های مختلف در قالب تراکم استاندارد متراکم گردیده، سپس به وسیله یک فلوم بسته تحت دبی های متغیر مورد آزمایش فرسایش قرار گرفته و پارامترهای فرسایش برای هر یک به دست آمدند. نتایج نشان می دهد که تراکم نمونه در میزان رطوبت بهینه سبب می شود خاک بیشترین مقاومت در برابر فرسایش را از خود نشان دهد. همچنین نمونه های متراکم شده در قسمت تر منحنی تراکم نسبت به قسمت خشک آن، دارای مقاومت بیشتری در برابر فرسایش می باشند. افزایش انرژی تراکم در قسمت خشک سبب افزایش مقدار تنش برشی بحرانی و کاهش سرعت فرسایش می گردد. افزایش شوری آب منافذ باعث می شود فرسایش پذیری نمونه خاک ها افزایش یابد.

ساماندهی سواحل رودخانه بویژه در قوس ها، یکی از مسائل مهم در مهندسی رودخانه می باشد. آبشکن ها سازه هایی هستند که با هدف انحراف جریان از ساحل فرسایش پذیر رودخانه ها، در قوس یا مسیر مستقیم، جهت کنترل فرسایش و حفاظت از سواحل رودخانه ها استفاده می شوند. از جمله مسائل مهم در طراحی آبشکن ها، بررسی آبشستگی موضعی در دماغه آنها می باشد که به علت تنگ شدگی مقطع جریان و وجود گردابه های قوی بوجود می آید. در این پژوهش، با انجام مطالعات آزمایشگاهی، آزمایش هایی بر روی آبشکن های سری با تاج شیبدار، مستقر در یک فلوم آزمایشگاهی قوسدار، در دبی های مختلف و زوایای متفاوت قرار گیری، تحت شرایط آب زلال انجام گرفته و ماکزیمم عمق آبشستگی در پای هر آبشکن و در صد مساحت رسوبگذاری در بین آن ها اندازه گیری و با یکدیگر مقایسه شده است. همچنین جهت بررسی ساختار جریان، اندازه گیری سرعت در پای آبشکن های جاذب توسط یک دستگاه سرعت سنج الکترومگنتیک صورت گرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزایش شیب تاج آبشکن، عمق آبشستگی در پای آن کاهش می یابد اما از تاثیر آبشکن در محافظت از سواحل کاسته می گردد. همچنین ماکزیمم عمق آبشستگی در پای آبشکن ها مربوط به آبشکن عمودی است و برای آبشکن دافع، فقط در آبشکن بالادست میزان آبشستگی بیشتر از عمق آبشستگی در آبشکن جاذب بالادست می باشد. این در حالی است که در هر سه نوع آرایش عمودی، دافع و جاذب، آبشکن اول بیشترین عمق آبشستگی و آبشکن آخر از کمترین عمق برخوردار است. بررسی کانتور های سرعت و خطوط جریان نیز نشان می دهد که هر چه شیب تاج آبشکن ها افزایش می یابد، انحراف جریان به سمت آبشکن کمتر شده و جریان راحت تر عبور می کند بنابراین می توان اینطور بیان کرد که تاج-های شیبدار باعث افزایش سطح جریان شده که این خود موجب کاهش سرعت آب می گردد.

پدیده فرسایش یکی از مهمترین عوامل تخریب سازه های آبی می باشد. یک نوع از فرسایش ها که باعث شکست سدهای خاکی می شود، فرسایش پایپینگ (piping) می باشد. کاهش فرسایش پایپینگ می تواند به روش های مختلفی صورت گیرد. رایج ترین این روش ها، تزریق می باشد که در این روش مواد مختلفی از قبیل سیمان، رس و مواد شیمیایی به داخل خاک تزریق می شود. یک روش تزریق جدید، بیوگروت است که اساس این روش رسوب کردن کربنات کلسیم بین ذرات خاک می باشد. در این تحقیق بیوگروت برای کاهش فرسایش پایپینگ و بهبود خواص مکانیکی- هیدرولیکی خاک ماسه ای استفاده شده است. باکتری و محلول سمنتیشن به ترتیب با 3،od مختلف و 5 غلظت متغییر در خاک تزریق شدند. آزمایش فرسایش پذیری نمونه توسط فرسایش حفره ای het (hole erosion test) انجام شد. همچنین ویژگی های هدایت هیدرولیکی و مقاومت فشاری نمونه های بهبود یافته، به-وسیله ی آزمایش های بار افتان و load cell اندازه گیری شدند. نتایج نشان دهنده ی آن بود که: 1- فرسایش پذیری خاک از خیلی سریع به نسبتا آرام کاهش یافت. 2- هدایت هیدرولیکی نمونه های بهبود یافته تا 95 درصد کاهش یافت. 3- مقاومت فشاری نمونه های بهبود یافته حداکثر تا 293 کیلو پاسکال افزایش یافت.

آبشستگی یکی از مهمترین مسائل در مهندسی رودخانه محسوب می شود. علت اصلی تخریب بسیاری از پل ها آبشستگی موضعی اطراف پایه و نیم پایه پل گزارش شده است. بنابراین باید به طریقی این آبشستگی را کم کنیم. روش های هیدرولیکی و غیر هیدرولیکی برای کاهش عمق آبشستگی وجود دارد. روش های هیدرولیکی با انحراف جریان از اطراف پایه پل باعث کاهش آبشستگی می شوند. روش های به کار رفته در این پژوهش نیز از نوع روش های هیدرولیکی است. شمع فداشونده، طوق و شکاف با انحراف جریان از اطراف پایه از آن محافظت می کنند.که روش های تلفیقی نیز می تواند بسیار موثر واقع شود.