چکیده پل ها از مهم ترین سازه های هیدرولیکی هستند که از دیرباز مورد استفاده قرار می گیرند. نقش استراتژیک پل ها در برقراری راه های ارتباطی بر کسی پوشیده نیست. پل ها همواره در معرض تخریب بوده و می باشند و همه ساله تعداد زیادی از آنها در سراسر جهان تخریب می شوند. علت عمده تخریب پلها نادیده گرفتن نقش مسائل هیدرولیکی در طراحی از جمله آب شستگی کنار پایه پل ها است. لذا برای طراحی پل، شناخت پدیده آبشستگی و به کار بردن تمهیدات لازم برای کاهش و کنترل آن بسیار ضروری است. یکی از روش های جدید در کاهش میزان آبشستگی در اطراف پایه های پل، استفاده از صفحات مستغرق در کنار آنها است. در این تحقیق، از سری صفحات مستغرق بصورت دوگانه، با طول های متفاوت و نیز زاویه قرارگیری متفاوت که در موقعیت های مختلفی نسبت به پایه قرار گرفته اند، برای آزمایش استفاده شده است. آزمایش ها در آزمایشگاه هیدرولیک مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری استان تهران‏، در یک کانال مستطیلی با ابعادی بطول 14 متر، عرض 5/1 متر و ارتفاع 6/0 متر انجام شد. برای این منظور از رسوبات غیرچسبنده، با قطر متوسط 1 میلیمتر استفاده شد. مدل پایه پل از جنس آهن با قطر 6/7 سانتیمتر(3 اینچ) و صفحات مستغرق نیز از جنس فلز بصورت دوگانه (جفت)، با ارتفاع 10 سانتیمتر و ضخامت 1 سانتیمتر، با طول های مختلف (با اعمال ضرایب 33/0، 5/0، 66/0، 1 و 5/1 برابر قطر پایه) که در سه زاویه قرارگیری متفاوت نسبت به جهت جریان، در چهار موقعیت مختلف نسبت به مدل پایه قرار گرفتند، استفاده شد. آزمایش ها به مدت هفت ساعت و در شرایط آبشستگی آب زلال انجام شدند. در این آزمایش ها حداکثر عمق آبشستگی و حجم حفره آبشستگی اندازه گیری شدند. نتایج آزمایش ها نشان داد که کاربرد صفحات مستغرق دوگانه با زاویه قرارگیری 10 درجه با طول 5/0 برابر قطر پایه در موقعیت زاویه 45 درجه نسبت به جریان حداکثر عمق و حجم حفره آبشستگی به ترتیب به مقدار 82/48 و03/46 درصد کاهش بیشترین کاهش را داشته است.

وجود تکیه گاه ها در عرض رودخانه باعث کاهش عرض عبوری جریان، افزایش دبی در واحد عرض و در نتیجه آبشستگی می شود. استفاده از شمع ها به عنوان ابزاری برای کاهش آبشستگی اطراف این سازه ها از دیرباز موردنظر بوده است. در این پایان نامه سعی شده که با عمق ثابت 7cm، 4 نوع آرایش شمع و 4 فاصله شمع از بالادست تکیه گاه، اتلگوی آبشستگی بررسی شود. نهایتا این نتایج حاصل شد که با استفاده از شمع، ماکزیمم عمق آبشستگی از 25 تا 64 درصد و ماکزیمم حجم آبشستگی از 32.14 تا 91.84 درصد کاهش می یابد که بهترین حالت، استقرار 9 شمع و در فاصله ای بین 2.5l تا 3l بدست آمد.

آبشستگی از علل اصلی تخریب تکیه گاه ها، پایه های میانی، آبشکن ها و سازه های هیدرولیکی که در بستر رودخانه ساخته می شود می باشد. بیشتر تحقیقات انجام شده تاکنون بر روی شناخت پدیده بوده و تحقیقات کمتری در مورد روش های کنترل آن انجام شده است. دو روش عمومی برای کنترل آبشستگی استفاده می شود روش اول که عموما استفاده می شود افزایش مقاومت بستر در مقابل آبشستگی است. این روش شامل استفاده از سنگچین، بلوکه های بتنی، گابیون و فنداسیون پیوسته می باشد. . روش دیگری تغییر در خطوط جریان برای کنترل آبشستگی است مانند آبشکن محافظ، شمع های قربانی و دیواره هدایت از روش های از این دست می باشند. روش صفحه مدفون ( صفحه مستغرق) هر دو ویژگی روش های تعریف شده در بالا را برای کنترل آبشستگی در تکیه گاه قائم و آبشکن دارد. برای انجام این تحقیق از سه نوع تکیه گاه ( قائم، باله دار و صفحه مدفون) در 9 شرایط هیدرولیکی مختلف برای سه زاویه صفحه مختلف و 5 طول مختلف صفحه مدفون در شرایط آبشستگی آب زلال استفاده شده است. آزمایش ها در فلوم با مقطع مرکب با عرض 5/1 متر، طول 14 متر و عمق 7/0 متر انجام شده است. نتایج این تحقیق نشان داده است که استفاده از صفحه مدفون برای تکیه گاه قائم می تواند تا 60 درصد عمق آبشستگی را نسبت به تکیه گاه قائم در شرایط یکسان کاهش دهد. عمق آبشستگی با افزایش طول صفحه مدفون کاهش پیدا می کند و پیشنهاد می گردد از نسبت طول صفحه در جهت جریان به عمق جریان در سیلاب دشتl_2/y_f =1.5) ) استفاده شود. همچنین با توجه به نتایج این تحقیق زاویه صفحه مدفون بین 5/37 تا 45 درجه برای کنترل بهتر آبشستگی پیشنهاد می گردد.

حوضچه گردابی از جمله سازه های کنترل رسوب در سیستم های انتقال و مصرف آب است، که در شرایط خاص خود می تواند از نظر اقتصادی نسبت به سایر طرح ها ارجح باشد. در این حوضچه مکانیزم جداسازی مواد جامد از آب بر پایه استفاده از نیروی چرخشی جریان و اختلاف دانسیته مواد رسوبی و آب استوار می باشد. از جمله مشکلات بکارگیری این نوع رسوب گیر، باقی ماندن قسمتی از رسوبات در کف حوضچه و کاهش راندمان رسوبات خروجی از روزنه تحتانی می باشد. این مشکل که ممکن است به علت عدم طراحی مناسب و یا سیستم عملکرد حوضچه باشد، در طی زمان موجب ایجاد اختلال در کارکرد حوضچه می گردد. در تحقیق حاضر ضمن انجام بررسی آزمایشگاهی بر روی برخی از خصوصیات هیدرولیکی جریان در این حوضچه ها، طرحی برای افزایش راندمان رسوبات خروجی از روزنه ارائه شد و اثرات آن با استفاده از یک مدل آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. این طرح شامل تلفیق حوضچه رسوب گیر گردابی با صفحات مستغرق می باشد که در آن به منظور یافتن موقعیت مناسب برای کارگذاری صفحات در کف حوضچه، آرایش های مختلفی مورد بررسی قرار داده شد. در این راستا کارگذاری صفحات در سه حالت قطاعی (فاصله طولی)، شش فاصله شعاعی ساده و ترکیبی از روزنه به همراه سه قطر روزنه تحتانی بوده است. نتایج آزمایشگاهی نشان داد با کاهش فاصله قرارگیری صفحات نسبت به روزنه، افزایش رسوب گذاری در کف مشاهده می شود. اما در فاصله های دورتر نصب، صفحات با هدایت رسوبات کف به سمت روزنه تحتانی باعث رسوب زدایی از کف می شوند. افزایش تعداد قطاع کارگذاری صفحات در افزایش میزان رسوب زدایی و رسوب گذاری تأثیر گذار بوده است. افزایش قطر روزنه با تقبل تلفات دبی بیشتر باعث افزایش عملکرد صفحات در رسوب زدایی شد. همچنین نتایج حاکی از آن بود که کارگذاری صفحات با ثابت نگه داشتن راندمان رسوب گیری کل و تلفات دبی توانسته است این تغییر را در سهم رسوبات کف حوضچه ایجاد کند. فقط زمانی که صفحات در فاصله های شعاعی کم قرار داده می شوند، افزایش تلفات دبی مشاهده گردید. نتایج آزمایشات محدود انجام شده با تغییر دبی ورودی به حوضچه برای یک آرایش انتخابی حاکی از آن است که افزایش دبی ورودی باعث افزایش راندمان رسوب گیری کل و راندمان هیدرولیکی به همراه افزایش عملکرد صفحات در رسوب زدایی از کف گردیده است.

آبشستگی، پدیده ای است که بر اثر اندرکنش آب و خاک در رودخانه ها، مسیل ها و پایین دست سازه های هیدرولیکی رخ می دهد. این پدیده ممکن است پایداری سازه هایی را که در مجاورت جریان آب قرار دارند را تهدید کرده و حتی موجب تخریب آن ها شود. در مهندسی رودخانه، برای حفاظت سازه ها در مقابل آبشستگی، از تمهیداتی قبیل کف بند، سنگچین و یا ترکیبی از آن ها (محافظ مرکب) در پایین دست سازه ها استفاده می شود. اگرچه آبشستگی ناشی از جت افقی مستغرق خروجی از دریچه های کنترلی موضوع تحقیق بسیاری از محققیق قرار گرفته است، ولی نتایج و روابط ارائه شده توسط آنان در محدوده خاصی قابل کاربرد می باشد. بنابراین مطالعه بر روی پارامترهای این پدیده و برآورد ابعاد حفره آبشستگی و تاثیر تمهیدات حفاظتی بر آن همچنان ضروری می باشد. در این تحقیق، تاثیر پارامترهای موثر بر پدیده آبشستگی مانند زمان، سرعت جت خروجی از زیر دریچه، عمق پایاب و طول محافظ بستر مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش های این تحقیق در آزمایشگاه هیدرولیک مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری کشور در فلومی به طول 8 متر انجام شدند. با استفاده از آنالیز ابعادی آزمایش ها دسته بندی و به 4 گروه تقسیم بندی شدند. در آزمایش های دسته اول، تاثیر پارامترهای موثر بر پدیده آبشستگی در شرایط هیدرولیکی مختلف در حالت بستر حفاظت نشده بررسی شد. در شرایط هیدرولیکی مشابه با دسته اول، تاثیر طول های مختلف کف بند، سنگچین و محافظ مرکب بر آبشستگی، به ترتیب در دسته های دوم سوم و چهارم مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج بدست آمده از این تحقیق، قسمت عمده آبشستگی در 5 دقیقه ابتدای آبشستگی رخ می دهد، سپس روند آبشستگی به طور قابل ملاحظه ای کاهش پیدا می کند. همچنین افزایش سرعت جت (کاهش بازشدگی دریچه) منجر به افزایش ابعاد حفره آبشستگی می شود. به علاوه افزایش عمق پایاب تا حد معینی منجر به تغییرات ابعاد پروفیل طولی آبشستگی می گردد. نتایج تحقیق حاضر موْید این است که افزایش طول روش های مختلف حفاظت بستر، به طور قابل ملاحظه ای ابعاد پروفیل طولی آبشستگی را کاهش می دهد. اگر طراحی سنگچین به درستی انجام شود، در مقایسه با دیگر روش ها بیشتر می تواند باعث کاهش آبشستگی شود. در این تحقیق، سازه های هیدرولیکی براساس اهمیتشان به 3 دسته با اهمیت متوسط، زیاد و بسیار زیاد تقسیم-بندی شدند و برای محافظت از بستر پایین دست آن ها با استفاده از روش های مختلف طول هایی پیشنهاد شد. با استفاده از روش حداقل مربعات روابط تجربی مناسبی برای برآورد ابعاد اصلی پروفیل طولی آبشستگی پیشنهاد شد. مقایسه نتایج تحقیق حاضر با داده های اندازه گیری شده و روابط پیشنهادی دیگر محققین نشان دادند که از دقت نسبتا مناسبی برخوردار می باشند.

در این پژوهش هدف، مطالعه ی نحوه و میزان رسوب گذاری در مدخل نهر آبرسانی و بررسی کاربرد صفحات مستغرق و آبشکن به منظور جلوگیری از رسوبگذاری در انشعاب رودخانه می باشد که به کمک آزمایشات در مدل فیزیکی صورت گرفته است. متغیرهای مورد مطالعه در آزمایشات مدل فیزیکی دبی انحرافی جریان و محل قرارگیری، طول و زاویه ی آبشکن، در سه زاویه ی آبگیری بوده است. در مجموع تعداد 93 آزمایش، پس از آزمایش های اولیه انجام شده است. روش تحقیق در این پایان نامه طراحی مدل آزمایشگاهی و اجرا و ساخت مدل، انجام آزمایشات و نتیجه گیری و ارائه ی پیشنهادات می باشد. به طورکلی نتایجی که از این طرح تحقیقاتی حاصل می شوند عبارت است از: - بررسی مکان قرارگیری آبشکن در حضور صفحات مستغرق، به منظور هدایت رسوبات به مجرای اصلی و کنترل رسوبگذاری به منظور کاهش آن در مدخل انشعاب و افزایش دبی آبگیری که به طور کلی وقتی در موقعیت 2/1 عرض دهانه آبگیر بالادست آبگیر قرار می گرفت، باعث افزایش بیشتری در درصد دبی آبگیری، کاهش حداکثر عمق آبشستگی و تغییرات کمتری در مرفولوژی بستر نسبت به موقعیت 2 برابر عرض دهانه آبگیر بالادست آبگیر شد. نتیجه گیری از آزمایشات، شامل تعیین زاویه و طول آبشکن، که وقتی آبشکن در موقعیت 2/1 برابر عرض دهانه آبگیر، بالادست آبگیر قرار گرفت، کمترین تغیر در مرفولوژی بستر و بیشترین افزایش در درصد دبی آبگیری و کاهش حداکثر عمق آبشستگی، مربوط به آبشکن با طول 27 سانتی متر بود؛ ولی وقتی آبشکن در موقعیت 2 برابر عرض دهانه آبگیر بالادست آبگیر قرار می گرفت، به طور کلی با کاهش طول آبشکن، عملکرد بهتری از صفحات مشاهده شد. و در هر دو موقعیت قرارگیری آبشکن، آبشکن با زاویه 75 درجه نتایج بهتری در افزایش درصد دبی آبگیری، کاهش حداکثر عمق آبشستگی و کاهش تغییرات مرفولوژی بستر مشاهده شد. بررسی تاثیر افزایش دبی انحراف روی عملکرد سیستم صفحات مستغرق و آبشکن، دبی انحراف تاثیر چندانی بر درصد دبی آبگیری نداشت ولی با افزایش دبی انحراف، حداکثر عمق آبشستگی در دهانه آبگیر و تغییرات مرفولوژی اقزایش یافت. بررسی دو شکل صفحات خمیده و مستطیل شکل بر دبی آبگیری، حداکثر عمق آبشستگی و تغییرات مرفولوژی ، که صفحات خمیده باعث افزایش بیشتری درصد دبی انحراف، کاهش حداکثر عمق آبشتگی و کاهش تغییرات مرفولوژی شد. بررسی تاثیر زاویه ی آبگیری روی عملکرد سیستم صفحات مستغرق و آبشکن؛ هرچه زاویه آبگیری به 90 درجه نزدیک تر شد، درصد دبی آبگیری بیشتر حداکثر عمق آبشستگی کمتر و تغییرات مرفولوژی بیشتری در بستر مشاهده شد.

به دلیل افزایش چشمگیر ساخت و ساز در مناطق ساحلی، محافظت از این مناطق، موضوعی مهم در مهندسی سازه های دریایی می باشد که در این راستا از دیوارهای ساحلی برای محافظت از زمین های خطوط ساحلی در برابر نیروهای امواج، استفاده می شود. در طراحی دیوارها، امواج دریا در حالت طوفانی در نظر گرفته شده دارای رفتار تصادفی خواهند بود. با توجه به پیچیدگی رفتار موج از مدل های فیزیکی برای بررسی رفتار این سازه ها بهره گرفته می شود که در این راستا تحقیقات قابل توجهی صورت گرفته که از آن جمله می توان به تحقیقات برجسته گودا و نیلامانی اشاره نمود. در این تحقیق نیز رفتار دیوارهای ساحلی تحت نیروی امواج تصادفی بررسی آزمایشگاهی شد. به همین منظور رفتار دیوارها با شکل های هندسی قائم، شیب دار و شیب دو گانه مورد مقایسه قرار گرفتند. با توجه به هزینه زیاد و زمان بر بودن انجام آزمایش ها، ابتدا بررسی مدل عددی صورت گرفته است. مدل عددی دیوارها در نرم افزار sacs شبیه سازی گردید. موج تصادفی تابانده شده در مدل، بر مبنای موج تولیدی توسط پدل موج ساز و ابعاد دیوار بر اساس شرایط فلوم موج ساز که به منظور تحقیق حاضر طراحی و ساخته شده بود در نظر گرفته شد. نتایج حاصل از مدل عددی، بهترین زاویه قرارگیری دیوار شیب دار به منظور دستیابی به حداقل لنگر پای دیوار، 15 درجه در راستای موج و بهترین نقطه شروع شیب در دیوار با شیب دو گانه، نصف ارتفاع موج موثر پایین تر از سطح آب می باشد و به ازای زاویه 35 درجه بر روی شیب در دیوار با شیب دو گانه، لنگر خمشی حداقل می گردد و افزایش زاویه بیش از این مقدار تاثیر چندانی در کاهش لنگر نخواهد داشت. امواج تصادفی در فلوم تحت طیف jonswap ایجاد شده و امواج توسط سنسورهای ثبت تراز سطح آب برداشت گردیدند. به منظور رفتارسنجی دیوار، کرنش سنج و فشارسنج ها بر روی دیوار نصب و همزمان با برداشت تراز سطح آب، کرنش و فشار اندازه گیری شدند. دیوارهای شیب دار تحت زوایای 20، 30 و 40 درجه و دیوارهای با شیب دوگانه نیز با همین شیب ها و نقطه شروع 5 سانتی متر زیر سطح ساکن آب ساخته شد. با توجه به متفاوت بودن فرکانس های نمونه برداری از سطح آب، کرنش و فشار، یکسان سازی داده ها با استفاده از روش های میانگین گیری و ماکزیمم گیری انجام پذیرفت و با جابجایی تاریخچه های زمانی بهترین انطباق بدست آمد. تحلیل موج به موج به روش تقاطع صفر بالا به منظور بررسی رفتار موج بر مبنای ارتفاع موج و همچنین برای دستیابی به خواص آماری موج، کرنش و فشار انجام پذیرفت. بر اساس نتایج، دیوار با شیب 20 درجه در بین دیوارهای شیب دار و 30 درجه در بین دیوارهای با شیب دوگانه عملکرد بهتری داشته و در مجموع دیوار با شیب دوگانه نسبت به شیب دار وقائم رفتار بهتری را دارد. مدل سازی شبکه های عصبی به روش پیش خور با الگوریتم انتشار برگشتی بین تاریخچه های زمانی تراز سطح آب، کرنش و فشار صورت گرفت و ضرایب تعیین بالا حاکی از عملکرد خوب شبکه در مراحل آموزش و صحت سنجی را داشت. بررسی خود همبستگی تاریخچه های زمانی، ثابت کرد که داده ها از نوع مارکوفین درجه اول می باشند و در نظر گرفتن این موضوع، مقدار ضرایب تعیین در مدل شبکه عصبی را بیشتر کرد.

از دیرباز برداشت آب از رودخانه ها برای اهداف مختلفی از جمله کشاورزی و شرب و بعدها به منظور استفاده در صنعت و نیز تأمین انرژی معمول بوده است. یکی از عمده ترین مسائلی که مهندسین در طراحی سازه های آبی ، اعم از آبگیرهای آبیاری و برقابی و موارد دیگر با آن مواجه هستند وضعیت رسوبات وارده به سیستم انتقال می باشد که باید کنترل گردد. بعلت آثار زیانبار ناشی از ورود رسوبات به سازه های آبی و برای کنترل بخشی از رسوبات از وسایل مختلفی استفاده می شود. از جمله این راه‎ها ، حوضچه‎ رسوبگیر گردابی است. از مزایای این نوع حوضچه ها ، کنترل رسوب با تلفات کم آب، اقتصادی بودن آنها نسبت به سایر روش‎ها، دائمی بودن این سیستم بر خلاف سایر رسوبگیرها، عدم نیاز به لایروبی کوتاه مدت و سرانجام ابعاد کوچک‎تر نسبت به حوضچه کلاسیک برشمرد. یکی از مشکلات حوضچه‎های رسوبگیر گردابی ته‎نشست مقداری از رسوبات در کف حوضچه‎ رسوبگیر گردابی می‎باشد که در این تحقیق برای حل این مشکل از یک دسته صفحات مستغرق انحنادار با آرایشهای مختلف در کف حوضچه رسوبگیر گردابی استفاده گردید. در این تحقیق با استفاده از یک مدل آزمایشگاهی ، راندمان و رسوب زدایی حوضچه با استفاده از ترکیب مختلف صفحات مستغرق انحنادار مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در حوضچه ای به قطر 206 و ارتفاع 96 سانتی متر انجام شد. درون این مدل از صفحات مستغرق انحنادار برای اصلاح و افزایش قدرت گردابه با آرایش-های مختلف و در فاصله طولی متفاوت استفاده گردید. آزمایش ها با دو دبی 45 و 37 لیتر بر ثانیه و 6 آرایش مختلف صفحات و در 3 حالت فاصله قطاعی صفحات از هم انجام شد. نتایج آزمایش ها نشان می دهند که وجود صفحات مستغرق در کف حوضچه گردابی با آرایشی مناسب، ضمن ثابت نگه داشتن راندمان کل، سبب رسوبشویی رسوبات کف حوضچه شده و با هدایت این بخش از رسوبات به سمت روزنه باعث خروج آنها از سیستم رسوبگیر می شود. در نهایت براساس نتایج بدست آمده بهترین راندمان برای آرایش هایی در فاصله r>r/2 اتفاق افتاد و باعث افزایش رسوب شویی از کف گردید همچنین نتایج نشان داد که با افزایش دبی و کاهش قطاع گذاری صفحات، کارایی صفحات مستغرق انحنادار در راندمان روزنه حوضچه رسوبگیر گردابی بطور متوسط افزایش 85/27 درصدی داشته است.

به منظور افزایش قابلیت مصرف و نگهداری روغن های خوراکی نیاز است تا روغن خام طی چند مرحله تصفیه گردد. رنگبری یکی از مهم ترین مراحل تصفیه است، اگرچه مهم ترین هدف از رنگبری روغن کاهش میزان کلروفیل و بتا کاروتن است، ولی در این مرحله ناخالصی های دیگری از قبیل؛ اسیدهای چرب آزاد، پراکسید ها و فسفر نیز حذف می شوند. رنگبری نه تنها مشتری پسندی محصول را بالا برده، بلکه باعث افزایش پایداری و عمر نگهداری روغن نیز می شود. ازمیان فاکتورهای موثر بر رنگبری سه فاکتور میزان خاک رنگبر، دما و زمان رنگبری از دیگر فاکتورها با اهمیت تر می باشند. خاک های رنگبر متفاوتی برای رنگبری روغن های خوراکی استفاده می گردند، که یکی ازمهم ترین آن ها بنتونیت است، سپیولیت نیز یکی از انواع رس هایی است که معادن آن برای اولین بار در ایران در سال 1389 کشف و مورد استخراج قرار گرفته است و به علت سطح فعال بالا به نظر می رسد که می تواند به عنوان خاک رنگبر مورد استفاده قرار گیرد. در این تحقیق از سپیولیت فعال شده ی اسیدی به عنوان خاک رنگبر استفاده شد و نتایج آنالیز bet نشان دادکه در طی فعال سازی اسیدی، سطح فعال سپیولیت از m2/g 105 به m2/g 168 رسیده است. برای بهینه کردن شرایط رنگبری روغن کانولا متغیرهای متفاوتی شامل میزان خاک رنگبر، دما و زمان رنگبری در نظر گرفته شدکه در نهایت با استفاده از روش آماری سطح پاسخ (rsm)، بهینه سازی واکنش و تعیین سطوح مطلوب هر متغیر انجام شد. نتایج بدست آمده نشان داد که اختلاف معنی داری بین شرایط پیش بینی شده توسط نرم افزار با شرایط واقعی وجود نداشت. میزان خاک رنگبر بیشترین تاثیر را در خروج یا حذف پیگمان های رنگی و اسیدهای چرب آزاد نشان داد و بهترین شرایط رنگبری در میزان خاک رنگبر 3%، زمان 46/42 دقیقه و دمای 110 درجه ی سانتیگراد بدست آمد. پس از تعیین بهترین شرایط رنگبری، قدرت رنگبری سپیولیت فعال شده با خاک های تجاری مورد استفاده در صنعت در دو شرایط بهینه و شرایط اجرایی در صنعت مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد، رنگبری بوسیله ی سپیولیت در شرایط بهینه بهترین نتیجه را در حذف اسید های چرب آزاد، پراکسید و فسفر داشته است و میزان کلروفیل و بتا کاروتن در روغن به ترتیب 15/98% و 21% کاهش یافته است. در شرایط بهینه به طور کلی نتایج بهتر از شرایط صنعتی مشاهده شد که دلیل عمده آن بدلیل میزان خاک مصرفی بیشتر در شرایط بهینه بود. علی رغم اختلاف ناچیز در برخی از شاخص های رنگبری می توان سپیولیت را به عنوان جایگزینی مناسب برای خاک های رنگبر وارداتی معرفی کرد.

در این تحقیق اثر فاصله دو روزنه مجاورهم، بر روی ضریب آبگذری بررسی شده است. در این مطالعه آزمایشگاهی از 7 روزنه با سطح مقطع یکسان برای بررسی تاثیر فاصله بر ضریب آبگذری آن استفاده گردیده است . همچنین اثر جداره بر ضریب آبگذری در روزنه به صورت تک بررسی شده است . برای محاسبه ضریب آبگذری در این تحقیق از دقت 0.1 میلی متر و0.05 میلی متر برای ساخت اشکال روزنه و 1 میلی متر برای قرائت مقدار هد هیدرولیکی روی روزنه از مرکز سطح مقطع آن بهره گرفته شده است. بررسی و تحلیل آزمایش ها نشان می دهد ضریب روزنه تابعی از ارتفاع نسبی آب روی مرکز روزنه بوده ولی این ضریب درروزنه تک برای مقادیر ارتفاع نسبی بزرگتر از 9، ضریب تغییرات کمتر از 1.5% داشته و می تواند ثابت در نظر گرفته شود. در این صورت در محدوده آزمایش های انجام شده در روزنه تک با فاصله از جداره میزان ضریب آّبگذری نسبت به کناره کاهش می یابد و تغییرات فشارآب بیشتر از تغییرات دبی کل جریان بر ضریب آبگذری تاثیرگذار می باشدو این تاثیر تا محدوده 66% فاصله از جداره نسبت به مرکز کانال وجود دارد (d2). ودرروزنه های دوگانه در مقادیر ثابت d،با افزایش h/d میزان ضریب آبگذری کاهش می یابد. با افزایش فاصله دو روزنه از هم این کاهش ضریب کم ترمی گردد.و با افزایش فاصله تاثیر بر ضریب آبگذری تا 4dدر مدل آزمایشگاهی وجود دارد. وبا افزایش ازاین مقدار تاثیر روزنه دوگانه بر کاهش ضریب آبگذری از بین می رود. تفاوت ضریب متوسط روزنه ، حالت های مورد بررسی 9% می باشد. کلمات کلیدی: روزنه تک، روزنه دوگانه ، ضریب آبگذری

آبشستگی پدیده ای است که در بعضی مواقع به تخریب سازه های هیدرولیکی منجر شده و پیامدهای جبران ناپذیری را به همراه دارد. برای حفاظت این سازه ها و بستر در مقابل آبشستگی موضعی، از تمهیداتی نظیر ایجاد کف بند در پاییندست آن استفاده می شود. تاکنون تحقیقات بسیاری برای بررسی فرآیند آبشستگی موضعی انجام شده که در آنها اغلب محققین به منظور سهولت، آزمایشهای خود را بر بستر متشکل از رسوبات غیر چسبنده متمرکز کرده اند. حال آنکه بستر رودخانه ها در شرایط طبیعی، حاوی ترکیبی از رسوبات چسبنده و غیرچسبنده بوده و دارای طیف وسیعی از ذرات با اندازه های مختلف هستند. همچنین میزان رس در رودخانه های شاخه ای و مصب ها قابل ملاحظه می باشد. تحقیقات معدود قبلی نشان داده است در شرایطی که بستر متشکل از ذرات ریزدانه چسبنده باشد، کاربرد معیارهای مبتنی بر ذرات دانه ای ابعاد حفره آبشستگی موضعی را بیش از واقعیت برآورد نموده و هزینه های بیش از اندازه به طرح تحمیل می کند. در این تحقیق، آبشستگی موضعی ناشی از جت افقی مستغرق خروجی از دریچه کشویی قائم در شرایط وجود مصالح چسبنده (رس بنتونیت) در بستر فرسایش پذیر به صورت آزمایشگاهی مطالعه شد. در ابتدا پارامترهای اصلی موثر بر این پدیده شناسایی گردیده و مجموعاً 156 آزمایش در شرایط هیدرولیکی یکسان و در قالب 3 دسته در یک فلوم مستطیلی در آزمایشگاه پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، انجام گردید. دسته اول شامل (12 آزمایش) در بستر متشکل از مصالح غیرچسبنده (ماسه استاندارد) به عنوان آزمایشهای شاهد انجام شد تا بعنوان مبنایی برای مقایسه اثر اضافه نمودن مصالح چسبنده به مصالح غیرچسبنده پایه، استفاده گردد. دسته دوم شامل (36 آزمایش) با اضافه نمودن 3 میزان درصد رس به مصالح غیرچسبنده بوده تا تأثیر چسبندگی مشخص شود. دسته سوم (شامل 108 آزمایش) می باشد تا تأثیر طولهای مختلف کف بند در شرایط هیدرولیکی مختلف و میزان رسهای متفاوت بررسی گردد. نتایج نشان داد با افزایش میزان رس، حداکثر عمق آبشستگی کاهش چشمگیری می یابد. بنحوی که در شرایط وجود 20 درصد رس بنتونیت در بستر بطور متوسط 76 درصد کاهش در حداکثر عمق آبشستگی نسبت به مصالح غیر چسبنده رخ می دهد. اگر کف بند اضافه گردد، حداکثر عمق آبشستگی تا 53 درصد کاهش خواهد یافت که این میزان کاهش نسبت به استفاده از مصالح چسبنده، کمتر می باشد. در این شرایط چند رابطه کلی برای برآورد حداکثر عمق آبشستگی چه در شرایط وجود رس و چه در غیاب آن، (با کف بند و بدون آن) ارائه گردید. علاوه براین، حساسیت پارامترهای موجود در رابطه برآورد حداکثر عمق آبشستگی سنجیده و با رابطه محققین پیشین مقایسه شد. همچنین در انتها دو نوع پروفیل آبشستگی تعریف و صحت روابط برازش شده به آنها با پژوهشهای پیشین مقایسه گردید.

دریچه های کشوئی به منظور تنظیم و کنترل و همچنین اندازه گیری میزان دبی عبوری در کانال ها مورد استفاده فراوان دارند، در این پایان نامه سعی شده با بررسی نسبت های مختلف اختلاف عمق بالادست و عمق پائین دست به میزان بازشدگی دریچه به تاثیر این نسبت بر روی میزان ضریب آب گذری در دریچه بپردازد و ضمن مقایسه دریچه کشوئی لبه تیز با دریچه کشوئی نیم استوانه ای هم زمان اثرات شکل مقطع دریچه را بر روی مقادیر(c_d) مد نظر قرار داده و با رسم نمودارهای لازم به تجزیه و تحلیل پرداخته شود. بدین منظور آزمایش هایی در یک فلوم با ابعاد 7000×250×250 میلی متر با استفاده از دریچه های کشوئی لبه تیز و نیم استوانه ای با قطرهای مختلف با انحنای رو به بالادست انجام شد. با تغییر در پارامترهای مورد نظر همچون میزان دبی عبوری و بازشدگی های مختلف دریچه نسبت به تعیین مقادیرy_0 وy_t اقدام نموده و نسبت های(?_h/a) در بازشدگی های مختلف تعیین و با ترسیم نمودارها به بحث و بررسی پرداخته شد. نتایج نشان می دهد که استفاده از دریچه های نیم استوانه ای مقدار ضریب آب گذری را تا50% نسبت به دریچه کشویی قائم لبه تیز افزایش می دهد. همچنین افزایش قطر نیم استوانه باعث افزایش ضریب آب گذری می شود. ضمناً نمودارهای مختلفی از تاثیرات پارامترهای اثرگذار بر روی ضریب دبی ترسیم شد.

سرریز سازه ای است که جریان را به طور صحیح و امن به پایین دست سد انتقال می دهد، تا اینکه بتواند پایداری و گذردهی جریان سیلاب مربوط به سد را تضمین کند. سرریز اوجی با انحنا در پلان دارای تاج غیر خطی بوده و در یک عرض ثابت، نسبت به سرریز با تاج مستقیم، دبی بیشتری را عبور می دهد. لذا این نوع از سرریزها تحت بارهای هیدرولیکی کم و نیاز به مکان کمتر در پلان، نسبت به انواع سرریزها، سازه هایی اقتصادی محسوب می شوند که کاربرد آن ها از جنبه های مختلف در حال توسعه می باشد. این نوع سرریز ها بدلیل استاندارد نبودن شکل هندسی شان معمولاً با مطالعه یک مدل فیزیکی طراحی می شوند. یکی از مسائلی که در مطالعه مدل اتفاق می افتد اثر مقیاس می باشد. برای اینکه امکان کاهش نیروی ویسکوزیته و کشش سطحی وجود ندارد. در این پایان نامه، ابتدا به کمک مدل سازی فیزیکی در سه مقیاس 1:100، 1:75 و 1:50 و گذراندن دبی های مختلف از روی سرریز، به بررسی فشار پیزومتریک، پروفیل سطح آب، ارتقاع آب بالادست سرریز و ضریب دبی سرریز اوجی با انحنا در پلان و با دیواره جانبی همگرا پرداخته شد؛ در دبی های بین 0.25 تا 0.89 بدلیل همگرایی دیواره در پنجه سرریز موج دم خروسی و در دبی های بین 0.89 تا 1.18 در پنجه سرریز پرش هیدرولیکی مشاهده گردید. سپس مقایسه فشار پیزومتریک، پروفیل سطح آب، ارتقاع آب بالادست و ضریب دبی بین سه مقیاس مدل فیزیکی انجام گرفت. نتایج اختلاف مدل فیزیکی سرریز با مقیاس 1:100 و 1:75 نسبت به مدل با مقیاس 1:50 نشان داد که هرچه مقیاس کوچکتر باشد خصوصیاتی از سیال مانند تأثیر نیروی لزجت و کشش سطحی بیشتر است و این تأثیر زیاد اثرات ذکر شده باعث افزایش ارتفاع آب کاذب روی سرریز، افزایش فشار پیزومتریک، افزایش سطح آب بالادست سرریز و در نتیجه کاهش ضریب دبی می-گردند. برای تعیین میزان تأثیر مقیاس در ضریب دبی سرریز اوجی با انحنا در پلان و با دیوار جانبی همگرا رابطه ای با دقت مناسب ارائه گردید.

سرریزها در کارهای عملی مهندسی عمران مورد استفادهی فراوان دارند، بنابراین بررسی و مطالعهی آنها از اهمیت خاصی برخوردار است. برخی از موارد به دلیل محدودیتهای اجرایی، طراحی سرریزهای با انحنا در پلان اجتنابناپذیر است. در این شرایط مطالعه پروفیل سطح آب در طول سرریز و دیگر پارامترهای مربوط به آن، حائز اهمیت خواهد بود. در این تحقیق مدل 0 سرریز سد، از نوع اوجی آزاد با پلان قوسی، مورد آزمایش قرار گرفت. اندازهگیریها در سراسر بدنه / فیزیکی با مقیاس 011 5 و 6 لیتر بر ثانیه انجام شد. با افزایش دبی تا میزان 4 لیتر بر ،4 ،3/35 ،3 ،2/5 ،2 ، سرریز و به ازای 9 دبی، شامل مقادیر 0 ثانیه افزایش ضریب تخلیه سرریز و برای دبیهای بزرگتر، به علت استغراق سرریز کاهش ضریب تخلیه مشاهده شد. همچنین با افزایش دبی ارتفاع سطح آب و ارتفاع معادل فشار در سرریز و شوت، افزایش پیدا کرد و با بررسی عدد کاویتاسیون و سرعت و مقایسه آن با مقدارهایی که منجر به کاویتاسیون میشود، مسلم گردید که پدیده کاویتاسیون در مدل سرریز اتفاق نمیافتد.

چکیده سرریز¬ها در کار¬های عملی مهندسی عمران مورد استفاده¬ ی فراوان دارند، بنابراین بررسی و مطالعه¬ ی آن ¬ها از اهمیت خاصی برخوردار است. در برخی از موارد به¬دلیل محدودیت¬ های اجرایی، طراحی سرریز¬های با¬انحنا در پلان اجتناب ¬ناپذیر است. در چنین شرایطی مطالعه توزیع جریان در طول سرریز و دیگر پارامتر¬های مربوط به آن، حائز اهمیت خواهد بود. در این پژوهش یک مدل فیزیکی از سرریز سدگرمی¬چای میانه که از نوع اوجی آزاد با قوس محوری در پلان (مدل اصلی) است، در مقیاس 1:75 مورد آزمایش قرار گرفت. هم¬چنین به¬منظور بررسی اثر انحنای سرریز بر عملکرد هیدرولیکی آن یک مدل دیگر از سرریز با محور مستقیم و شرایط هندسی مشابه (مدل صاف) مورد مقایسه قرار گرفت. اندازه ¬گیری¬ ها در سراسر بدنه سرریز و برای 14 دبی (14 مقدار از نسبت عمق آب روی سرریز به عمق طراحی (h/hd) در مدل اصلی و 11 دبی (11 مقدار از نسبت عمق آب روی سرریز به عمق طراحی (h/hd) در مدل صاف انجام شد. نتایج مربوط به فشار استاتیک در مدل اصلی نشان داد حد¬اقل فشار برای همه دبی¬های مورد آزمایش تا قبل از استغراق سرریز، در محل اتصال پروفیل اوجی به تنداب سرریز و برای دبی¬های استغراق روی تاج آن اتفاق می¬افتد. هم¬چنین با افزایش دبی مقطع وقوع پرش هیدرولیکی و آشفتگی جریان، در جهت بالا¬دست و روی بدنه سررریز حرکت می¬کند که حد¬اقل اندیس کاویتاسیون و حد¬اکثر سرعت نیز برای هر دبی در مقاطع یکسان و در مقطع بحرانی مذکور محاسبه می¬شود. از طرفی با افزایش سرعت در هر دبی و کاهش فشار، ضریب خوردگی کاهش یافته و در مقطع انتهایی بدنه سرریز و برای کم¬ترین دبی به حد¬اقل می¬ رسد که این مقدار بزرگ ¬تر از مقدار بحرانی آن و برابر 45/1 محاسبه می¬شود. نتایج مربوط به راندمان سرریز نشان داد با افزایش هد جریان تا 13/1 برابر هد طراحی، ضریب دبی و کارایی سرریز افزایش می¬ یابد و برای دبی¬های بزرگ¬تر (هد جریان بزرگ¬تر از 26/1 برابر هد طراحی)، استغراق سرریز و کاهش ضریب دبی تا مقدار 92/0 در 08/2 برابر هد طراحی مشاهده می¬شود. برای سرریز با محور مستقیم افزایش ضریب دبی تا مقدار 25/1 برابر هد طراحی و پس از آن استغراق سرریز و کاهش ضریب تا مقدار 85/0 و در عمق جریان 98/1 برابر عمق طراحی محاسبه می¬شود که در مدل صاف به¬ازای هر دبی متناظر با مدل اصلی، ضریب سرریز مقدار کمتر و استغراق سریع¬تر اتفاق می¬افتد. میزان تأثیر افزایش ضریب دبی برای سرریز با قوس محوری به¬سمت بالا¬دست و یا کاهش ضریب برای شکل نرمال سرریز در این پژوهش، برابر 8 درصد محاسبه می¬شود. واژه¬های کلیدی: انحنای سرریز، سرریز اوجی، دبی و ضریب دبی، قوس محوری، کاویتاسیون، محور مستقیم، همگرایی جریان

رودخانه ها از دیرباز یکی از منابع مهم و حیاتی آب بوده اند، آبگیری از رودخانه بستگی به شرایط رودخانه و مقدار آب مورد نیاز دارد. یکی از انواع آبگیرها که به صورت ثقلی طراحی می شود، آبگیرهای جانبی هستند. اصل اساسی در طراحی این آبگیر ها، امکان آبگیری پیوسته به میزان مورد نیاز در تمام شرایط و زمان های مورد نظر می باشد. عوامل مختلف هیدرولیکی و مورفولوژی رودخانه ها که دائما در حال تغییر می باشند ممکن است باعث کاهش بازدهی آبگیرهای جانبی شوند. در چنین مواردی استفاده از روشها و سازه هایی که بتواند الگوی جریان را به نفع آبگیر در شرایط مختلف حفظ کند ضروری است. یکی از این سازه ها، آبشکن می باشد که باعث هدایت جریان به سمت ساحل مقابل شده و حال فرض بر این است که اگر در این محدوده سازه آبگیری احداث شود از شرایط مناسبتری برای دریافت جریان از رودخانه برخوردار خواهد شد. بدلیل هزینه بر بودن ساخت مدل های فیزیکی، طی سالهای اخیر مدل¬های ریاضی زیادی جهت تجزیه و تحلیل و شبیه¬سازی جریان در رودخانه¬ها تهیه و تنظیم گردیده¬ است، در این تحقیق نیز، اثر احداث آبشکن بر راندمان هیدرولیکی آبگیر جانبی با استفاده از مدل عددی cche2d بررسی شده و نتایج آن با مدل آزمایشگاهی صحت سنجی و مورد مقایسه قرار گرفته است. آزمایش¬ها در فلومی به عرض 1.5 متر با آبگیر جانبی به عرض 60 سانتی¬متر و با زاویه 90 درجه نسبت به فلوم اصلی انجام شدند، تأثیر سه موقعیت فاصله¬ صفر، 60 و 120 سانتی¬متری آبشکن از دهانه¬ی آبگیر و سه طول 25، 35 و 45 سانتی¬متری آبشکن نفوذپذیر و سه زاویه 70، 90 و 110 درجه بر تغییرات دبی کانال آبگیر مورد بررسی قرار گرفت. در هر شبیه سازی اطلاعات مربوط به دبی آبگیر استخراج و تحلیل شدند، نتایج نشان دهنده این بود که در هر سه دبی¬ انحرافی 5 ، 11 و 20 درصد، افزایش طول آبشکن باعث افزایش درصد آبگیری شده است. و این عامل در دبی 20 درصد تاثیر بیشتری نسبت به زاویه و فاصله آبشکن دارد. در دبی¬های انحراف 5 و 11 درصد افزایش فاصله آبشکن به سمت پایین¬دست دهانه آبگیر، باعث افزایش درصد آبگیری شد. و در دبی انحراف 20 درصد تغییرات فاصله تأثیر چندانی در افزایش درصد آبگیری ندارد. و همچنین بیشترین تغییر مربوط به جابجایی از فاصله صفر به 60 سانتی متر می باشد و با افزایش فاصله به 120 سانتی متر روند صعودی کند تر شده است. در دبی¬های انحراف 5 و 11 درصد در آبشکن با زاویه¬ی 90 درجه نسبت به 70 و 110 درجه بیشترین درصد آبگیری مشاهده شد و در دبی 20 درصد زاویه آبشکن در درصد آبگیری تقریبا بی تأثیر بود. در مجموع سه نسبت انحراف، بیشترین میزان تغییر، در دبی انحرافی 5 درصد به اندازه 29.76 درصد و کمترین میزان تغییر، در دبی انحرافی 20 درصد به اندازه 1.15 درصد مشاهده می شود. با افزایش نسبت دبی انحرافی، تأثیر پارامترهای فاصله، طول و زاویه کمتر شده است. نتایج مدل شبیه سازی شده با مدل آزمایشگاهی دارای خطای 4.7 ، 7.2 و 10.1 درصد به ترتیب در دبی های انحرافی 20 ، 11 و 5 درصد بوده است. نتایج نشان می دهد که مدل cche2d قابلیت بالایی در مدل سازی همزمان سازه آبگیر جانبی و آبشکن دارد و بخوبی می توان از آن در مدل سازی پدیده های رودخانه ای بهره گرفت.

کاربرد سازه استوانه¬ای و نیم¬استوانه¬ای نسبت به سازه¬هایی با اشکال دیگر (مثلثی، مستطیلی و...) دارای مزایایی چون هزینه کم، طراحی آسان، سهولت ساخت و ضریب دبی بالاتر می¬باشد. سرریز- دریچه نیم¬استوانه¬ای یکی از سازه¬های کنترل و تنظیم سطح آب بوده که به علت تداخل جریان عبوری همزمان از روی سرریز و زیر دریچه، سبب پیچیده شدن رفتار جریان اطراف خود می¬گردد، از طرفی شناخت رفتار جریان در بالادست و پایین¬دست سازه می¬تواند نقش بسزایی در طراحی صحیح و اصولی آن ایفا نماید. استفاده از مدل¬های عددی در شبیه¬سازی جریان دارای مزایایی چون، سرعت اجرای بالا، اقتصادی بودن و عدم نیاز به مکان فیزیکی برای اجرا، نسبت به مدل¬های آزمایشگاهی می¬باشد. لذا تحقیق حاضر به بررسی آزمایشگاهی و عددی میدان جریان اطراف سرریز- دریچه نیم¬استوانه¬ای، متمرکز شده است. در این مطالعه پارامترهای اصلی تاثیر گذار بر ضریب دبی جریان عبوری به صورت آزمایشگاهی بررسی شده است. به علاوه افت انرژی جریان عبوری نیز به کمیت در آمده است. پارامترهای تاثیرگذار بر سیستم مورد مطالعه در قالب شناسه¬های بدون بعد با استفاده از تئوری پای باکینگهام به دست آمده است. آزمایش¬ها در یک کانال آزمایشگاهی مستطیلی به طول 8 متر، عرض 0/282 متر و عمق 0/3 متر بر بستر صاف در آزمایشگاه پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، انجام شده¬اند. مدل¬های فیزیکی نیم¬استوانه¬ای از جنس لوله¬های پلاستیکی (pvc) با قطرهای 70، 120 و 160 میلی¬متر مورد استفاده قرار گرفتند. آزمایش¬ها در ارتفاع بازشدگی¬های مختلف بین صفر تا شعاع سازه و در دبی¬های متفاوت صورت گرفته است. نسبت ارتفاع سازه به عرض کانال محدوده 0/57> d/b > 0/25 را پوشش داده است. آزمایش¬ها در شرایط جریان آزاد انجام شده است و جریان ورودی محدوده 0/55 > f_r > 0/012 و 500000 > r_e > 25000 را در برگرفته است. به عبارت دیگر، در آزمایش¬ها جریان ورودی به صورت زیربحرانی- آشفته بوده است. سپس با استفاده از نرم¬افزار فلوئنت جریان اطراف سرریز نیم¬استوانه¬ای شبیه¬سازی گردیده، بدین صورت، که ابتدا مدل¬های مختلف آشفتگی در شبیه¬سازی جریان بررسی شده و سپس بهترین مدل انتخاب و با شبیه¬سازی جریان اطراف سازه و مقایسه داده¬های آزمایشگاهی سرعت و پروفیل سطح آب مدل صحت¬سنجی شده و سپس با استفاده از مدل صحت¬سنجی شده، پروفیل¬های سرعت در بالادست سازه شبیه¬سازی و بررسی گردید. نتایج مطالعه حاضر حاکی از آن است که تغییرات نسبت بازشدگی دریچه به عمق آب بالادست به ضریب دبی جریان عبوری از سازه رابطه عکس داشته، به گونه¬ای که با چرخش سازه حول مرکز، بیشترین ضریب دبی مربوط به زوایه 45 درجه و کمترین مربوط به زاویه صفر درجه می¬باشد. تغییرات نسبت عمق آب بالادست به تصویر سازه با ضریب دبی رابطه مستقیم داشته، به گونه¬ای که بیشترین ضریب دبی مربوط به زاویای 90 و 120 درجه و کمترین ضریب دبی مربوط به زاویه 180 درجه می¬باشد. همچنین مشاهده شده است که ضریب دبی سازه ترکیبی در محدوده 1/6- 0/4 متغیر بوده است. روند تغییرات ضریب دبی در مقابل تغییرات زاویه قرارگیری نشان می¬دهد بیشترین مقدار ضریب دبی مربوط به زوایای 90 و 120 درجه در حالت انحنا به سمت بالادست و 90 و 150 درجه در حالت انحنا به سمت پایین¬دست می¬باشند. همچنین بررسی¬ها نشان می¬دهد بیشترین مقدار برگشت آب مربوط به زاویه 90 درجه و کمترین مقدار مربوط به زاویه صفر و 180 درجه می¬باشند. همچنین مشاهده شده است تغییرات افت انرژی با تغییرات زاویه روند سینوسی دارد، به طوری که کمترین میزان افت در زوایای صفر و 180 درجه ایجاد می¬گردد. بعلاوه نتایج حاصل از شبیه¬سازی، حاکی از آن¬ است که مدل فلوئنت قادر به شبیه¬سازی میدان جریان بالادست سازه با دقت بالایی بوده ولی در شبیه¬سازی جریان پایین¬دست سازه دارای خطای زیادی می¬باشد و مشاهده می¬گردد که با قرارگیری سازه نیم¬استوانه¬ای در مسیر جریان، میدان جریان بالادست تا فاصله¬ای حدود دو برابر قطر سازه تحت تاثیر قرار می¬گیرد.

به منظور خارج نمودن سیلاب های مازاد بر ظرفیت مخزن سد ها از سازه ای به نام سرریز استفاده می گردد. یکی از انواع سرریز ها، سرریز اوجی است. سرریز اوجی یکی از معمول ترین و کارآمدترین انواع سرریز است. گاهی شرایط توپوگرافی و ملاحضات اجرایی طراحان را ناگذیر به استفاده از سرریز با انحناء در پلان می نماید. با توجه به ماهیت قوسی شکل این نوع سرریز، مطالعات آزمایشگاهی بر روی مدل فیزیکی به منظور درک عملکرد هیدرولیکی آن ها، ضروری به نظر می رسد. سرریز سد گرمی چای از نوع اوجی با قوس در پلان می باشد. جریان توسط یک سازه تبدیل، پس از عبور از سرریز وارد جعبه بتنی و سپس یک شوت می شود، که هر دو شیب 6% دارند. دبی طراحی سرریز برابر با 338 متر مکعب بر ثانیه و حداکثر سیلاب محتمل برابر با 772 متر مکعب بر ثانیه برآورد شده است. با افزایش دبی، به دلیل استغراق و تأثیر جریان پایین دست بر بالادست،کارایی سرریز کاهش پیدا می کند. در نتیجه سرریز و ورودی جعبه بتنی توانایی عبور حداکثر سیلاب محتمل را ندارند. مدل فیزیکی سرریز، جعبه بتنی و قسمتی از شوت با مقیاس1:25 از مصالح ضد آب ساخته و در آزمایشگاه پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیز داری نصب شد. آزمایش ها برای دو حالت تغییر دیواره جانبی سرریز و تغییر سقف جعبه به ازای دبی های مختلف انجام شد. اعماق آب و فشار ها برای تمام آزمایش ها برداشت شد. در حالت تغییر در دیواره جانبی سرریز، دهانه ورودی جعبه پلکسی گلاس در دبی های بیشتر از 181 لیتر در ثانیه دچار استغراق شد و مجموعه سرریز و جعبه بتنی توانایی عبوردهی دبی بیشتر از 208 لیتر در ثانیه را نداشت. با اعمال تغییرات در سقف جعبه، سرریز حداکثر سیلاب محتمل برابر با 247 لیتر در ثانیه را از خود عبور داد.

سرریزهای جانبی از جمله متداول ترین سازه های هیدرولیکی مورد استفاده در شبکه های آبیاری و زهکشی می باشند. این سازه های هیدرولیکی به منظور انحراف جریان از کانال اصلی در مواقع سیلابی و همچنین آبگیری از رودخانه ها مورد استفاده قرار می گیرند. اغلب مطالعات صورت گرفته در زمینه سرریز جانبی با بستر صلب در نظر گرفته شده است و اثر متقابل انتقال رسوب و سرریز جانبی کمتر مورد بررسی قرار گرفته است و ضمنا بررسی تحقیقات گذشته نشان می دهد که هیچگونه تحقیقی در خصوص تغییرات ابعاد فرم بستر با وجود سرریز جانبی صورت نگرفته است. بنابراین یکی از اهداف این مطالعه بررسی آزمایشگاهی اثر سرریز جانبی روی ابعاد فرم بستر می باشد. همچنین برای ایجاد معیاری واحد برای تعیین ابعاد هندسی فرم بستر، تلاش شده است تا سه روش آنالیز هندسی ابعاد فرم بستر به صورت برنامه های کامپیوتری تبدیل شوند وتوسط پروفیل های واقعی مورد ارزیابی واقع شوند. بنابراین آزمایش هایی روی فلومی به طول 10 متر که در پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری جهاد کشاورزی واقع شده بود، صورت گرفت که در طی این آزمایش ها از 3 طول مختلف تاج سرریز جانبی و 3 شدت جریان مختلف استفاده شد که با احتساب 3 آزمایش شاهد، به طور کلی 12 آزمایش انجام شد که در انتهای هر کدام از آن ها توپوگرافی بستر در بازه ای 220 سانتی متری برداشت شد. به منظور مطالعه توزیع ابعاد هندسی فرم بستر در عرض کانال، پروفیل هایی به فاصله 3 سانتی متر از یکدیگر در عرض کانال انتخاب شده و ابعاد هندسی این پروفیل ها به عنوان مقادیر مشاهده شده، تخمین زده شدند. نتایج حاصل از ارزیابی برنامه های مربوط به روش های هندسی آنالیز فرم بستر نشان دادند که برای روش تقاطع صفر و روش تاج مینیمم حداکثر خطای محتمل در تخمین طول فرم بستر به ترتیب 25 و 40 درصد می باشد که با اطمینان 90 درصد می توان اظهار نمود که حداکثر خطای این دو روش به ترتیب 20 و 30 درصد می باشد. همچنین آنالیز ابعادی صورت گرفته در رابطه با توزیع ابعاد هندسی فرم بستر در عرض کانال نشان داد که سرریز جانبی به خودی خود دارای اثر بالقوه ای می باشد که موجب افزایش ابعاد هندسی فرم بستر در نزدیکی سرریز جانبی به اندازه 70 درصد و 2 درصد عرض کانال به ترتیب برای طول و ارتفاع فرم بستر می شود. اثر بالقوه سرریز جانبی ناشی از پشته حاصل از ته نشینی رسوبات در مقابل سرریز جانبی می باشد. علاوه بر این افزایش ناشی از اثر بالقوه سرریز جانبی، با جاری شدن جریان در کانال اصلی ابعاد فرم بستر به طور کلی در تمام عرض کانال به صورت تابعی از نسبت انحراف افزایش می یابند.

یکی از روش های سامان دهی و کنترل فرسایش کنار رودخانه ها و یا تامین عمق مورد نیاز برای فعالیت های زیست محیطی و کشاورزی، استفاده از سازه های آبشکن می باشد. یکی از ملاحظه های بسیار مهم برای طراحی آبشکن های رودخانه ای بررسی پدیده آبشستگی و فرسایش دماغه می باشد. در بسیاری مواقع، سیلاب های بزرگ باعث تخریب آبشکن ها شده است و خسارات مالی و جانی به همراه دارند . وجود آبشکن ها در عرض رودخانه باعث کاهش عرض عبوری جریان، افزایش دبی در واحد عرض و در نتیجه افزایش تنش برشی جریان در مقطع تنگ می شود. در اثر احداث آبشکن در مسیر جریان در فشار هیدرواستاتیکی بالادست و پایین دست سازه اختلاف بوجود می آّید که باعث ایجاد جریان آشفته و گردابه های نعل اسبی در اطراف سازه می شود. این گردابه های رو به پایین مکانیزم اصلی آبشستگی موضعی به حساب می آیند که در درازمدت و یا در هنگام وقوع سیلاب سبب گسترش حفره آبشستگی در اطراف آبشکن می شود و احتمال شکست سازه را به همراه خواهند داشت. مراحل آبشستگی بالقوه را می توان توسط گروهی از منحرف کننده های جریان کاهش داد. شمع ها بعنوان یک ابزاربرای کاهش آبشستگی موضعی اطراف سازه های هیدرولیکی از دیر باز مورد نظر بوده است.ایده اصلی استفاده از شمع منحرف کردن جریان اطراف آبشکن و کاهش شدت جریان و شدت آبشستگی می باشد.در این پایان نامه سعی شده است که با عمق ثابت 7 سانتی متر و با 3 دبی 13، 5/14 و 16 لیتر بر ثانیه،3 زاویه مختلف برای ردیف شمع ( 30 ، 60 و 120 درجه )، 3 نوع تعداد شمع (4، 7 و 10 شمع) و 3 فاصله l ,1l2و l5/2، (l عرض تکیه گاه) شمع از بالادست تکیه گاه، در شرایط آب زلال و با رسوبات یکنواخت الگوی آبشستگی بررسی شود.

پدیده آبشستگی موضعی در پایین دست سازه های هیدرولیکی یکی از مسائل مهم مورد بررسی محققان می باشد. هدف از انجام تحقیق حاضر بررسی تاثیر رس در مصالح بستر و شکل دریچه در پدیده آبشستگی و ضریب آبگذری زیر دریچه می باشد. بدین منظور 87 آزمون در شرایط مختلف بر روی یک فلوم آزمایشگاهی واقع در آزمایشگاه هیدرولیک پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری انجام شد. آزمایش ها برروی مصالح غیرچسبنده با قطر متوسط 2/0میلی متر به عنوان شاهد و مصالح با چسبندگی 2،5،8،20 درصد انجام گردید. در محدوده تحقیق حاضر مشاهده شد که در بستر صلب بدون وجود مصالح، در محدوده عدد فرود 2تا4 دریچه کشویی ضریب آبگذری بیشتری را نشان می دهد، در این حدود میزان ضریب آبگذری با افزایش هلال پشت دریچه کشویی کاهش یافته است و در اعداد فرود بیشتر از 4 تاثیر بیشتر دریچه با هلال 45/7 سانتی متر نسبت به ضریب آبگذری از زیر دریچه با هلال 82/10 سانتی متر دیده شد. همچنین تاثیر هلال پشت دریچه بر ابعاد حفره و تپه حاصل از آبشستگی در شرایط تقریبا یکسان از سه دریچه هلال دار، ضریب آبگذری دریچه با هلال 5 سانتی متر بیشتر از دو هلال 45/7 و 82/10 سانتی متر بوده در نتیجه میزان آبشستگی افزایش یافته است. دریچه کشویی ساده در بستر صلب 08/0 ضریب آبگذری نسبت به بستر فرسایش-پذیر در پایین دست دریچه بیشتر می شود و در اثر دو برابر شدن قطر هلال ها ضریب آبگذری در حدود 26درصدکاهش می یابد. در مصالح غیرچسبنده حداکثر عمق حفره آبشستگی دریچه با هلالی به قطر 82/10 سانتی متری حدود 55درصد و برای دریچه با هلالی به قطر 45/7 سانتی متری 66/61 درصد کاهش نسبت به دریچه هلالی با قطر 5 سانتی متر پیدا کرده است.

چکیده ندارد.

عبور توان در مسیرهای ناخواسته و عدم بهره برداری کامل از ظرفیت واقعی خطوط انتقال از مشکلات عمده در بهره برداری از سیستم های قدرت می باشند. در چند دهه اخیر با پیشرفت صنعت نیمه هادی ها و استفاده از آنها در کاربرد های قدرت ، مفهوم سیستم های انتقال انرژی ‏‎ac ‎‏ انعطاف پذیر ‏‎(facts)‎‏ مطرح گردید که بدون احداث خطوط انتقال جدید و مواجهه با مشکلاتی همچون مسائل زیست محیطی ، قوانین حق عبور و مانند آن بتوان از ظرفیت واقعی سیستم های انتقال استفاده نمود و عبور توان را در مسیرهای مورد نظر کنترل کرد. پیشرفت های اخیر در زمینه طراحی کلیدهای نیمه هادی با قابلیت خاموش شدن و استفاده از آنها در مبدل های منبع ولتاژ در سطح توان و ولتاژ سیستم قدرت علاوه بر معرفی ادوات جدیدتر تحولی در مفهوم ‏‎facts‎‏ بوجود آورده و سیستم های انتقال انرژی را کارآمدتر و موثرتر ساخته است. در این پایان نامه پس از بررسی محدودیت های انتقال توان و راه های کلاسیک مقابله با آن به معرفی سیستم های انتقال انرژی ‏‎ac‎‏ انعطاف پذیر ‏‎facts‎‏ که در کنترل فلوی توان موثر می باشند جهت الحاق در برنامه های پخش بار حالت دائمی معرفی می شوند. سپس مساله کنترل فلوی توان با استفاده از این ادوات و روش های حل آن مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته و در پایان هم یک روش پیشنهادی جهت الحاق نیازهای کنترلی ادوات سری ‏‎facts‎‏ در برنامه پخش بار بهینه توان اکتیو ارائه می گردد.