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.

حوضچه های آرامش از اصلی ترین سازه های مستهلک کننده انرژی ناشی از پرش هیدرولیکی در پایین دست سرریزها، شوتها، شیب شکن ها و دریچه های تنظیم کننده جریان هستند. پرش هیدرولیکی با نوسانات شدید فشار و ایجاد ضربه در زیر خود، که عمدتا ناشی از ماهیت دوفازی و متلاطم این جریان است، اثرات مخربی بر بستر سازه حوضچه آرامش ایجاد می کند. هدف اصلی پژوهش فعلی طرح ریزی و اجرای مدلی آزمایشگاهی جهت ایجاد پرش هیدرولیکی و اندازه گیری مقادیر نوسانات فشار وارد بر بستر حوضچه آرامش در یک سوم کناری و یک سوم میانی از عرض کف حوضچه بوده که منجر به ارائه روابطی جهت تعیین پروفیل های طولی مقادیر فشارهای حداکثر و حداقل در طول پرش هیدرولیکی بر اساس عوامل تاثیرگذار جهت طراحی بهینه دال کف حوضچه های آرامش شده است. از سال 1950 به بعد با پیشرفت تجهیزات آزمایشگاهی اندازه گیری مقادیر فشار، پدیده نوسانات فشار در پرش هیدرولیکی توسط محققین مختلفی مورد بررسی قرار گرفته است اما تاکنون روابطی جهت پیشبینی این مقادیر در طول پرش هیدرولیکی ارائه نگردیده است. وسیله اندازه گیری مقادیر نوسانات فشار در اکثر پژوهش های صورت گرفته " ترانسدیوسر" بوده است که با متصل شدن به لوله های باریکی بر اساس مقادیر مختلف هد آب در طول پرش اقدام به قرائت مقادیر فشار در این پدیده می کند. در این پژوهش با طراحی و اجرای مدلی جدید با یک بستر انعطاف پذیر اقدام به اندازه گیری مستقیم مقادیر فشار وارد بر بستر حوضچه آرامش با استفاده از لودسل (سنسور وزن) بدون وجود اثر آب و غلظت هوا که در اندازه گیریهای ترانسدیوسر تاثیرگذار است، شده است. در نهایت با بررسی کمی و کیفی مقادیر نوسانات بر بستر حوضچه آرامش در محدوده مورد بررسی قرار گرفته از عرض کف، نقاط بحرانی که با بیشترین تغییرات فشار و انحرافات روبرو بوده اند تعیین، و روابطی جهت پیشبینی مقادیر حداکثر و حداقل فشار در طول پرش ارائه گردیده است.

وجود زبری در مسیر جریان آب، در طول عبور از سرریز، می تواند استهلاک بالایی در انرژی جریان ریزشی، ایجاد کند و به دنبال این موضوع، کاهش ابعاد و یا حذف سازه انرژی گیر پایین دست را به دنبال خواهد داشت. تاثیر این مسئله، به شکل هندسی، ابعاد و چیدمان اجزای زبری بستگی خواهد داشت. از اهداف اولیه این پژوهش، معرفی و ارائه سرریز دندانه دار بلوکی، با فرم زبری و چیدمان نوآوری شده، در جهت دستیابی به استهلاک انرژی بالا به همراه ویژگی های اجرایی، می باشد. آزمایش های این پژوهش در آزمایشگاه هیدرولیک دانشکده مهندسی دانشگاه شیراز انجام گردیدند. در این راستا، آزمایش ها در سه شیب 8/18، 23 و 28 درجه و تحت 6 دبی 5، 10، 15، 20، 25 و 30 لیتر بر ثانیه برای تمامی 5 مدل چیدمان بلوک ها، در جمع90 حالت صورت گرفت. برای اندازه گیری انرژی باقیمانده پایین دست سرریز، از روش ساده عمق گودال آب شستگی، با توجه به دو فازی بودن جریان، بهره گرفته شده است. با توجه به داده ها و نتایج حاصل از آزمایش ها،تاثیر مستقیم هندسه زبری بر میزان استهلاک انرژی مشاهده گردید. نتیجه حاصله دیگر، افزایش افت انرژی به دلیلافزایش ابعاد اجزای زبری، می باشد. در پایان با توجه به عملکرد خوب سرریز پلکانی جهت استهلاک انرژی، استهلاک انرژی و پاشش آب در طول آن با سرریز ارائه شده در این تحقیق، در شیب ها و دبی های یکسان، مقایسه گردید که در مجموع افزایش راندمان تا %21 و کاهش پاشش آب نهایتا تا %82 مشاهده شد که بهینه تر بودن عملکرد فرم جدید سرریز را نسبت به سرریز پلکانی معمولی ثابت می کند.