جریان جت ها به طور کلی به دو دسته جریان آزاد و جریان مستغرق تقسیم بندی می شود. در جریان مستغرق، سیال جت به سیالی از جنس خود تزریق می گردد که چنانچه دارای دانسیته متفاوتی نسبت به سیال پیرامون باشد جریان جت مستغرق غلیظ را بوجود می آورد. یکی از راههای سریع برای رقیق نمودن آلودگی هایی که به رودخانه ها یا دریاها می ریزند استفاده از جتهای مستغرق متلاطم است که می تواند در فاصله زمانی نسبتاَ کوتاهی مقدار زیادی آب و جریان آلودگی را به علت شرایط تلاطمی بالای خود مخلوط نموده و اثرات آن را سریعاً کاهش دهد. رفتار جت های متلاطم به عوامل متعددی بستگی دارد که عبارتند از پارامترهای جت، پارامترهای محیطی، پارامترهای هندسی. در این تحقیق عوامل موثر بر جریان جت مستغرق تخلیه شونده به منابع آب پذیرنده ساکن مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا، کلیه پارامترهای جت، پارامترهای محیطی و پارامترهای هندسی موثر بر جریان جت های دایره ای مستغرق، بررسی و با استفاده از آنالیز ابعادی روابط بدون بعد مربوطه استخراج شد. برای بررسی چگونگی ارتباط بین این پارامترها یک مدل فیزیکی در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهید چمران اهواز ساخته شد و آزمایش های مختلف در هندسه و جریان غلیظ متفاوت جت به طور مجموع با 215 آزمایش انجام گردید. در این راستا خصوصیات مهم توسعه جریان جت که شامل طول اختلاط یا طول شناوری مثبت (x)، حداکثر طول مرز بالایی (xmax) و حداکثر طول مرز پایینی (xmin) است، بررسی شده است. از طرفی با استفاده از سیستم سرعت سنج uvdp با دستگاه dop2000 پروفیل های سرعت در مقاطع مختلف از جت اندازه گیری شده و الگوی جریان جت بررسی شده است. پروفیل های سرعت اندازه گیری شده با روابط تئوری توزیع نرمال گوسین مقایسه و مشخص شد کلیه پروفیل های سرعت اندازه گیری شده از تابع گوسین پیروی می کنند. اندازه گیری های سرعت و غلظت در مکان های مختلف از جت نهایتاً مشخص نمود که داده های اندازه گیری شده با نتایج تئوری تطابق خوبی دارد. بر اساس نتایج بدست آمده برای کلیه آزمایش های انجام شده مشخص گردید، با افزایش غلظت از 15 به 30 گرم بر لیتر در کلیه آزمایش ها عدد شناوری تا حدود 90 درصد افزایش نشان داده است. همچنین با افزایش غلظت از 30 به 50 گرم بر لیتر این پارامتر تا حدود 75 درصد افزایش یافته است. این در حالی است که برای افزایش غلظت از 50 به 200 گرم بر لیتر میزان افزایش پارامتر شناوری به طور متوسط به بیش از 8 برابر رسیده است. بر اساس نتایج مشخص گردید که برای کلیه سرعت های ورودی جت، با افزایش زاویه همگرایی توسعه منحنی تراژکتوری افزایش می یابد؛ به طوری که، مقدار توسعه جریان که طول اختلاط پارامتر اساسی آن است، در حدود 25 تا 30 درصد برای تغییر زاویه همگرایی از 15 به 90 درجه افزایش می یابد. نتایج حاصل از این تحقیق با استفاده از تحلیل آماری نشان داد که رابطه غیر خطی با دقت قابل قبولی بین پارامترهای توسعه جریان جت با عوامل موثر بر آن شامل زاویه همگرایی، عدد فرود دنسیمتریک و عدد هندسه جت بر قرار است. طول اختلاط و یا طول شناوری مثبت به عنوان یکی از روابط مهم توسعه جریان جت بر اساس پارامترهای موثر، به صورت زیر است: بر اساس محاسبات rmse معادلات توسعه جریان جت با دقت قابل قبولی (در حدود 85/0) قادر به پیش بینی جریان می باشند. همچنین آنالیز حساسیت معادلات توسعه یافته با استفاده از تکنیک دیفرانسیلی انجام و نتایج آن به صورت نمودار ارائه گردید. بر اساس نتایج بدست آمده ضریب انتشار جت به طور متوسط از غلظت های کم به زیاد افزایش می یابد. این در حالی است که مقدار متوسط آن برای غلظت 15 گرم بر لیتر، 121/0 برای غلظت 30 گرم بر لیتر 135/0، برای غلظت 50 گرم بر لیتر 153/0 و برای غلظت 200 گرم بر لیتر 195/0 برآورد گردید. بر اساس نتایج کلیه آزمایش ها با استفاده از نرم افزار آماری spss مدل های آماری مختلفی برای پیش بینی طول هسته پتانسیل مورد آزمون و خطا قرار گرفت که مدل غیر خطی به عنوان بهترین مدل معرفی شد و به روش rmse دقت رابطه مربوطه برابر با 851/0 برآورد شد. همچنین در خصوص عرض پخشیدگی غلظت جریان با استفاده از پروفیل های برداشت شده غلظت مشخص گردید که مقدار ضریب مربوط به انتشار غلظت، در این تحقیق در حدود 25/1 می باشد. مدل ریاضی flow-3d برای شبیه سازی برخی از آزمایش های این تحقیق مورد استفاده قرار گرفت که با استفاده از مدل تلاطمی ??? شبیه سازی صورت پذیرفت. بر اساس نتایج شبیه سازی ریاضی مشخص شد که با افزایش 66 درصدی غلظت طول خط مرکزی تراژکتوری 17 درصد و برای افزایش غلظت 30 به 200 گرم بر لیتر این طول 42 درصد کاهش یافته است. این محاسبات و شبیه سازی ها با نتایج مدل فیزیکی مقایسه گردید. بر اساس بررسی های به عمل آمده مدل ریاضی flow-3d نتایج پارامترهای کلی منحنی های پایین افتادگی را نسبت به نتایج بدست آمده از مدل فیزیکی برای تاثیر غلظت، کمتر نشان می دهد. به صورت کمی اختلاف بین نتایج flow-3d با نتایج مدل فیزیکی برای بررسی اثر غلظت بین این پارامترها بین 12 تا 33 درصد کمتر می باشد. با افزایش غلظت و کاهش عدد فرود دنسیمتریک، اختلاف بین نتایج مدل ریاضی و مدل فیزیکی کاهش می یابد. به طوریکه برای غلظت 200 گرم بر لیتر اختلاف نتایج به 12 درصد، برای غلظت 50 گرم بر لیتر 22 درصد و برای غلظت 30 گرم بر لیتر این اختلاف به طور متوسط به 33 درصد می رسد. همچنین مشخص گردید که تا طول معیار، نتایج مدل ریاضی و فیزیکی به یکدیگر نزدیک بوده به طوریکه برای غلظت های بالاتر نیز مدل ریاضی به خوبی منطبق بر نتایج مدل فیزیکی است. مطابق با یافته های این تحقیق، در فاصله حدود 2/21برابر طول معیار جریان جت به پلوم تبدیل شده که در بخش ناحیه نزدیک جت نتایج مدل ریاضی با مدل فیزیکی تطابق بسیار خوبی داشته و پس از آن در ناحیه دور از جت اختلاف بین مدل ریاضی با مدل فیزیکی بیشتر شود. بر اساس نتایج بدست آمده با استفاده از flow-3d مشخص شد، با افزایش زاویه همگرایی از 15 به 90 درجه به طور کلی پارامترهای توسعه جریان جت که شامل طول اختلاط نیز می شود، بین 8 تا 17 درصد افزایش می یابند؛ این در حالی است که اعداد بزرگتر مربوط به غلظت های کمتر بوده که در آن تاثیر زاویه همگرایی بیشتر می باشد. همچنین در یک غلظت ثابت با افزایش سرعت اولیه ورودی جت، تاثیر زاویه همگرایی افزایش می یابد. بررسی های انجام شده برای کلیه شبیه سازی ها نشان می دهد که مدل ریاضی بین 7 تا 32 درصد خصوصیات و پارامترهای مهم توسعه جریان جت را کمتر پیش بینی می نماید؛ به طوری که با افزایش غلظت جریان میزان اختلاف کمتر می گردد.

به منظور جلوگیری از خسارات ناشی از انرژی آب در سرعت های فوق بحرانی و نیز به منظور از بین بردن انرژی جنبشی اضافی موجود در چنین آبی، عموماً لازم است از سازه های خاصی به نام تلف کننده های انرژی که در پایین دست جریان ساخته می شوند استفاده نمود. از جمله این سازه ها می توان حوضچه های آرامش از نوع جهش آبی را نام برد که سازه هایی هیدرولیکی هستند، با کف غیر قابل فرسایش و طول کوتاه که در پایین دست سازه های کنترل احداث می شوند. در این مطالعه به منظور افزایش افت انرژی آب در طول سرریز و در نتیجه کاهش طول و عمق مزدوج پرش از ترکیب دو جت آبی که ترکیبی از جریان عبوری از روی سرریز اوجی با استاندارد usbr و جریان خروجی از شکاف در بدنه سد می باشد، استفاده شد. در این آزمایش جت آب خروجی از شکاف ایجاد شده در بدنه ی سد با سه زاویه صفر، 45 و 90 درجه نسبت به افق با جریان عبوری از روی سد در نسبت های متفاوتی از دبی که در هر زاویه ی برخورد، شش نسبت دبی از شکاف عبور داده می شد، تلاقی داده شد و تأثیر هر یک بر روی میزان کاهش طول و عمق مزدوج پرش بررسی شد. محدوده ی تغییرات عدد فرود نیز 5/1 تا 5/4 بود. نتایج آزمایشات نشان داد که تلاقی جت های آب بازاویه 45 درجه نسبت به افق بر روی بدنه سرریز بیشترین تأثیر را بر روی کاهش طول و عمق مزدوج پرش دارد و به طور متوسط با عبور 26 درصد دبی از شکاف، حدود 50 درصد نسبت به جهش کلاسیک طول پرش را کاهش می دهد.

افزایش هزینه ساخت سازه های خاکی با توجه به محدودیت در بودجه و سرعت اجرای کار، مهندسین را بر آن می دارد که جهت جلوگیری از جابجایی حجم زیاد خاک، از مصالح محلی، حداکثر استفاده را بنمایند. تثبیت خاک به روش های مکانیکی، الکتریکی، حرارتی، شیمیایی و غیره امکان پذیر می باشد. خاک گچی از جمله خاک هایی است که استفاده از آن در امور عمرانی و به ویژه سازه های در مجاورت آب، نیاز به تثبیت دارد. هدف از این تحقیق استفاده از روش تثبیت شیمیایی با افزودن مواد پلیمری چون ماستیک پلی یورتان a، ماستیک پلی پورتان b، فوق روان کننده بتن دیرگیر و همچنین ترمیم کننده بتن ویژه به خاک مسئله دار گچی جهت بهبود مقاومت برشی، مقاومت فرسایشی و کاهش انحلال-پذیری آن می باشد. بدین منظور نمونه خاک مورد مطالعه از 3 کیلومتری شمال غربی رامهرمز به طول جغرافیایی ?55 18 ?31 و عرض جغرافیایی ?01 36 ?49 ، واقع در استان خوزستان تهیه گردید. آزمایش ها با نمونه های خاک حاوی 0%، 1%، 2%، 3%، 5% و 7% از مواد افزودنی مذکور و با رطوبت اپتیمم بدست آمده از آزمایش پروکتور استاندارد، تهیه شده و تحت آزمایش برش مستقیم با سرعت برشی 5/0 میلیمتر بر دقیقه قرار گرفتند. با تحلیل نتایج حاصل از آزمایش برش مستقیم، مشخص گردید که مناسب ترین نسبت اختلاط ماده افزودنی ماستیک پلی یورتان a برابر با 5% ، ماستیک پلی یورتان b برابر با 3%، فوق روان کننده بتن دیرگیر برابر با 1% و ترمیم کننده بتن ویژه برابر با 2% می باشد. برای تعیین مقاومت فرسایشی، نمونه ها در درصد اختلاط بهینه حاصل از آزمایش برش مستقیم تهیه شدند. نتایج حاصل از این آزمایش نشان داد که افزودن 3% ماستیک پلی یورتان b میزان فرسایش پذیری خاک را 70% کاهش، افزودن 2% ترمیم-کننده بتن ویژه میزان فرسایش پذیری خاک را 43% کاهش و افزودن هر کدام از دو ماده دیگر باعث افزایش 186 درصدی فرسایش پذیری خاک گردید. نتایج حاصل از آزمایش انحلال پذیری نیز نشان داد که افزودن 2% ماستیک پلی یورتان b زمان انحلال پذیری را از 10 دقیقه برای خاک شاهد به 9 روز رساند. سایر مواد تاثیر چشمگیری بر کاهش میزان انحلال-پذیری خاک گچی نداشتند.

در طبیعت خاک هایی یافت می شود که تحت تنش ثابت، با افزایش درصد رطوبت میزان کاهش حجم بسیار زیادی از خود نشان می دهد. این خاک ها به خاک های رمبنده موسوم اند. میزان تغییر حجم این خاکها پس از اشباع شدن فوق العاده زیاد می باشد. با توجه به این که بسیاری از سازه های آبی بر روی این خاک ها احداث می شوند بررسی خصوصیات رفتاری این نوع خاک ها و تثبیت آنها در طراحی های سازه های آبی بسیار حائز اهمیت است. با توجه به گستره خاکهای رمبنده در مناطق مختلف و همچنین بدلیل اهمیت اجرای پروژه های عمرانی در محل وجود این خاکها، دست یابی به یک شیوه مناسب جهت تثبیت خاکهای رمبنده در این تحقیق مد نظر قرار گرفته است. هدف از این تحقیق بهبود پارامترهای مقاومت برشی خاک رمبنده می باشد.در این تحقیق مواد فوق روان کننده بتن دیرگیر، ترمیم کننده بتن ویژه، پلی یورتانa و پلی یورتانb با درصدهای اختلاط 0% تا 5% به خاک اضافه گردیده است و سپس برای آنها پارامترهای مقاومت برشی و فرسایش پذیری بررسی شد. و نتایج نشان داد که ترمیم کننده، پلی یورتانa و پلی یورتانb در درصد اختلاط بهینه باعث افزایش پارامترهای مقاومت برشی گردیده است. و همچنین پلی یورتانb در درصد اختلاط بهینه بدست آمده از آزمایش مقاومت برشی، بیشترین کاهش را در فرسایش پذیری ایجاد نموده است.

با پیشرفت علم و تکنولوژی امکان زندگی بهتر و راحت تر برای بشر فراهم شده است. اما در مقابل با توسعه صنعت و امکانات رفاهی، آلودگی های حاصل از ضایعات صنعتی بر محیط زیست تاثیر نامطلوبی را گذاشته است، بدین منظور همواره سعی می گردد که پساب ناشی از فعالیت های کارخانه ها که به ناچار به رودخانه و دریاها منتهی می شود ابتدا کمی تصفیه شده و بعد در فاصله زمانی کوتاهی با آبهای رودخانه ها و دریاها مخلوط گردند تا با کاهش غلظت از اثرات آلودگی آنها کاسته شود. یکی از راههای سریع برای رقیق نمودن آلودگی هایی که به رودخانه ها یا دریاها می ریزند استفاده از جت های مستغرق متلاطم است که می تواند در فاصله زمانی نسبتاَ کوتاهی مقدار زیادی آب و جریان آلودگی را به علت شرایط تلاطمی بالای خود مخلوط نموده و اثرات مخرب آن را سریعاً کاهش دهد. اگرچه استفاده از جتهای مستغرق متلاطم قابلیت زیادی در رقیق نمودن آلودگی هایی که به رودخانه ها یا دریاها می ریزند را داراست ولیکن نیاز به محاسبات زمانبر و هزینه زیادی جهت بررسی طول اختلاط و منحنی های پایین افتادگی پایینی و بالایی می باشد. به همین دلیل استفاده از سیستم های تخمین به کمک کامپیوتر و روش های هوشمند یکی از راهکارهای پیشنهادی می باشد. در این تحقیق از شبکه های عصبی به عنوان یک سیستم هوشمند جهت تخمین طول اختلاط و منحنی های پایین افتادگی بالایی و پایینی مورد استفاده قرار می گیرد. در این راستا سه مرحله مورد بررسی قرار میگیرد، ورودی های موثر به شبکه اعمال شده و خروجی مناسب شبکه تخمین زده می شود. این کار با استفاده از شبکه mlp با الگوریتم bp انجام میگیرد. سه مرحله، آموزش شبکه با 60% داده ها، آزمون با 20% و اعتبارسنجی 20% داده ها انجام شد. به منظور ارزیابی ،نتایج روش پیشنهادی با نتایج فیزیکی که در آزمایشگاه به دست آمده مقایسه می شود.همچنین از rmse و r جهت ارزیابی شبکه پیشنهادی استفاده می شود.در مجموع نزدیک به 300 سناریو مورد بررسی قرار گرفت و بهترین سناریو بعنوان شبکه مناسب معرفی گردید.در مرحله اول 3 پارامتر موثر در تخمین طول اختلاط به عنوان ورودی به شبکه وارد می شود و طول اختلاط بعنوان خروجی بدست می آید شبکه پیشنهادی با ساختار (1،3،3،3)با rmse برابر 0.12 و rبرابر 95 درصد بدست آمد.

داشتن مقدار صحیح از میزان هدایت هیدرولیکیدر شرایط مختلف جریان، برای تحلیل محیط متخلخل با اهمیت می باشد. در تحقیق حاضر، تاثیر سرعت جریان در بالا دست محیط متخلخل روی رفتار ضریب هدایت هیدرولیکی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، میزان ضریب هدایت هیدرولیکی روی چهار نمونه خاک ماسه ای با d50 های مختلف از 0.22 میلیمتر تا 2.09 میلیمتر، در شرایط مختلف سرعت در بالادست، مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که برای 3 نمونه از خاک ها، که دارای قطر بزرگتری بودند، افزایش سرعت جریان مماسی در بالادست نمونه باعث افزایش ضریب هدایت هیدرولیکی شده است. اما در مورد نمونه چهارم که از بقیه ی نمونه ها دانه ریز تر بود، افزایش سرعت مماسی در بالادست نمونه باعث کاهش در میزان هدایت هیدرولیکی می شود. به بیان دیگر، در خاک های درشت دانه، به علت بزرگ بودن لوله های جریان، افزایش سرعت باعث افزایش مومنتم می شود که این مومنتم منجر به زیاد شدن ضریب هدایت هیدرولیکی می گردد. اما در نمونه چهارم، هدایت هیدرولیکی هنگامی که هد موثر از عمق آب تشکیل می شود، حداکثر میزان ضریب هدایت هیدرولیکی را دارا است و با افزایش سرعت، ضریب هدایت هیدرولیکی کاهش دارد.

امروزه با توجه به افزایش سطح اراضی کشاورزی و روند رو به رشد صنایع، شاهد افزایش حجم زهاب و پساب می‎باشیم. با توجه به اینکه رودخانه‎ها، تالاب‎ها و سواحل دریا بعنوان منابع پذیرنده زهاب و پساب تولید شده در اثر فعالیت‎های کشاورزی و صنعتی و شهری می‎باشند، جهت حفظ شرایط کیفی و زیست محیطی و توریستی این اماکن، نیاز به بکارگیری روش‎های مناسب دفع پساب و زهاب می‎باشد. دفع ثقلی زهاب و پساب در منابع پذیرنده کم عمق در مقادیر کوچک بصورت سنتی مرسوم می‎باشد، اما در این روش اختلاط اولیه زهاب و پساب دفع شده با منبع پذیرنده بسیار کم می‎باشد و سیال دفعی در اثر غلظت بیشتر نسبت به سیال پذیرنده، به سمت بستر و کناره‎های منبع پذیرنده حرکت کرده و سطوح اختلاط آنها کاهش می‎یابد. این موضوع باعث تاثیرات نامطلوب بر محیط زیست آبی در نواحی دفعی می گذارد. در این تحقیق با توجه تاثیر مستقیم مشخصات اصلی تراژکتوری جت های چگال مستغرق مایل بر مقدار رقیق سازی آنها، به بررسی این مشخصات در منبع پذیرنده ساکن پرداخته شده است. همچنین تاثیر جریان منبع پذیرنده بر مشخصات تراژکتوری نیز جهت بررسی های تکمیلی مورد بررسی قرار گرفته است. بر این اساس آزمایشات در سه پروفیل جریان منبع پذیرنده ساکن (پروفیل0) سیال پذیرنده با جریان 1 سانتیمتر در ثانیه (پروفیل1) و سیال پذیرنده با جریان تقریباً 2 سانتیمتر در ثانیه (پروفیل2) انجام شده است. همچنین در بخشی مجزا به بررسی تغییرات شوری منبع پذیرنده در اثر جریان جت چگال پرداخته شده است. این آزمایشات در بازه عدد فرود چگال 20fr< انجام شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که میانگین پارامترهای بدون بعد zt/frd، xt/frd و xr/frd برای اعداد فرود چگال 20fr<، به ترتیب 17، 19 و 22 درصد بزرگتر از بزرگترین میانگین پارامترهای مذکور در تحقیقات انجام شده در اعداد فرود چگال 20fr> بوده است. از آنجا که اثر پارامتر بدون بعد مانند چگالی اضافی نسبی و پارامترهایی مانند قطر نازل و سرعت اولیه در عدد فرود لحاظ شده است برای ارائه مدل های تخمین پارامترهای مهم تراژکتوری از عدد بدون بعد fr و ? استفاده شده است. بر اساس محاسبات rmse معادلات توسعه جریان جت با دقت قابل قبولی (در حدود 03/0 تا 06/0) قادر به پیش بینی جریان می باشند. نتایج مدل ریاضی در مورد رقیق سازی سیال جت نشان می دهد که بیشترین مقدار رقیق سازی در نقطه اوج، در زاویه 60 درجه اتفاق می افتد. این درحالیست که در نقطه برگشت تراژکتوری بیشترین مقدار رقیق سازی در زاویه 45 درجه اتفاق می افتد. نتایج حاصل از پروفیل‎های سرعت جت در مقاطع مختلف، توزیع نرمال سرعت در مقطع جت را تائید می‎کند و همچنین نشان می‎دهد که جت 45 درجه دارای مقطع عرضی وسیع تری نسبت به جت‎های 30 و 60 درجه می‎باشد و این نتیجه تائیدی بر رقیق سازی بیشتر در جت 45 درجه می‎باشد. در پایان، بررسی کیفی منبع پذیرنده نشان داد که بیشترین مقدار رقیق شدگی در بستر منبع پذیرنده در زمان 3 دقیقه پس از شروع آزمایش در عدد های فرود یکسان، مربوط به زوایای 30 و 45 درجه می باشد.

با ورود جریان به قوس، جریان تحت تاثیر دو نیروی گرادیان عرضی فشار و گریز از مرکز قرار می گیرد که باعث به وجود آمدن جریان های حلزونی می شود. چنین الگوئی عامل عمده ی فرسایش در قوس خارجی و رسوبگذاری در قوس داخلی است و اصلاح این الگو با هدف کاهش فرسایش با روش های مختلفی امکان پذیر است که از جمله می توان به نصب سرریز w اشاره کرد. در تحقیق حاضر با اندازه گیری مولفه های سه بعدی سرعت در دو شرایط با و بدون حضور سرریز w، تغییر الگوی جریان و بخصوص سرعت های عرضی و تنش برشی درقوس 90 درجه تند بررسی شده است. سرعت های طولی و عرضی جریان برای دبی های مختلف با استفاده از سرعت سنج سه بعدیjfe alec اندازه گیری شد. آزمایش ها درسه دبی15، 25 و 35 لیتر در ثانیه و در عمق ثابت 17 سانتیمتر صورت گرفت. کف فلوم دارای زبری 5 میلیمتر بود که با چسب آهن بر روی کفپوش چسبانده شده است. به منظور تعیین گره های اندازه گیری سه مولفه سرعت قوس کانال به 10 مقطع عرضی به ترتیب مقاطع واقع در زوایای صفر، 10، 20، ... و90 درجه تقسیم و در هرمقطع نیز 12 خط قائم در نظر گرفته شد. هر خط قائم نیز به 4 لایه به ترتیب از کف 3، 7، 11و 15 سانتیمتر تقسیم گردید. علاوه براین، انداره گیری ها درمسیر مستقیم به فاصله 30 سانتیمتری بالا دست و 80 سانتیمتری پائین دست فلوم بعمل آمد. بدین ترتیب در هر آزمایش تعداد 336 گره برای اندازه گیری مولفه های سرعت منظور شد. نتایج مورد مطالعه نشان می دهد که حضور سرریز w باعث می شود تا در بالادست محل نصب توزیع عمقی جریان یکنواخت تر و اثر دو نیروی گرادیان عرضی فشار و گریز از مرکز بگونه ای اصلاح می شود که جریان های ثانویه تشکیل نمی شود. هم چنین در بالا دست محل نصب توزیع عرضی تنش برشی بی بعد بستر با حضور سرریز w نسبت به قبل از نصب سرریز یکنواخت تر می شود، بطوریکه در ساحل خارجی کاهش و در ساحل داخلی افزایش یافته است.

?ک? از مهم تر?ن و در ع?ن حال پ?چ?دهتر?ن مسائل موجود در مهندسی آب و خاک، مسئله حرکت آب در خاک م?باشد. فرآیندهای آبی-خاکی که سازه های در تماس با آب در معرض آن بوده اند، توسط محققان زیادی مورد بررسی قرار گرفته اند. از جمله ی این فرآیندها می توان به روانگرایی، زیرشویی، تراوش، گسیختگی دامنه ها و غیره اشاره کرد. فشار منفذی نیز به عنوان یکی از مهمترین عوامل موثر در پدیده های مذکور همواره مورد توجه محققان علوم خاک و ژئوتکنیک بوده است. به منظور رسیدن به اهداف مطالعه با انجام آزمایشهایی اثر امتداد جریان بر فشار منفذی درون دو سازه خاکی سد و دایک مقایسه گردید. آزمایشها با پنج دانه بندی، سه عمق جریان و چهار دامنه سرعتی متفاوت انجام شد. در نهایت مشخص شد در شرایط یکسان مصالح سازه خاکی و مشخصات جریان، همواره فشار منفذی در وضعیت امتداد موازی جریان با سازه (دایک)، بیش از حالت امتداد جریان عمود بر سازه (سد) می باشد. با افزایش ارتفاع نظیرسرعت (v2/2g) فشار منفذی درون نمونه افزایش می یابد. این افزایش به طور متوسط برای پنج نمونه خاک مطالعه شده، 9/0، 46/1، 51/4، 92/5 و 55/2 درصد می باشد.

بیش از دو سوم کشور ایران در شرایط اقلیم بیابانی و نیمه بیابانی قرار دارد، که از جمله مشکلات این مناطق وقوع طوفان های گرد و غبار و پیامد های زیست محیطی متعاقب آن می باشد به طوری که طی سال های اخیر، طوفان های گرد و غبار استان های غرب و جنوب غربی کشور از جمله استان خوزستان را به شدت تحت تأثیر قرار داده است. لیکن اطلاعات اندکی در رابطه با خصوصیات و منشأ طوفان های گرد و غبار در استان خوزستان و شهر اهواز وجود دارد. لذا این تحقیق با هدف بررسی خصوصیات فیزیکوشیمیایی و کانی شناسی ذرات گرد و غباردر تابستان و پاییز 1390 انجام شد. بدین منظور 15 ایستگاه برای نصب تله های mdco در شهر اهواز انتخاب و هر ماه پس از جمع آوری نمونه ها نرخ ترسیب ذرات گردوغبار، ترکیب کانی شناسی، الگوی توزیع اندازه ذرات، غلظت فلزات سنگین (zn, cd, pb) و عناصر شیمیایی (ca, na, al, k) تعیین گردید. نتایج بدست آمده از این مطالعه حاکی از افزایش نرخ ترسیب ذرات گرد و غبار برای منطقه در زمان بروز طوفان گرد و غبار نسبت به شرایط بدون طوفان گرد و غبار می باشند، همچنین افزایش موضعی نرخ ترسیب برای بعضی از ایستگاه ها حاکی از دخالت عوامل محلی در رسوب ذرات گرد و غبار بودند. نتایج کانی شناسی نیز عمدتاً شامل کلسیت، کوارتز و فلدسپار بوده و بررسی توزیع اندازه ذرات گرد و غبار نیز حضور چشمگیر جز سیلت را برای ذرات گرد و غبار بیان کردند که البته این توزیع در زمان وقوع طوفان های گرد و غبار به سمت ذرات ریزتر گرایش پیدا کرد. همچنین افزایش غلظت فلزات سنگین موجود در ذرات گرد و غبار طی ماه های سردتر و در اطراف مناطق صنعتی و با ترافیک بالای وسایل نقلیه مشاهده شدند. بنابراین به طور کلی با توجه به نتایج حاصله از تحقیق می توان منشأ طوفان های گرد و غبار با غلظت و مدت زیاد را به عوامل خارجی مانند اراضی خشک شده و مستعد فرسایش در مرز ایران و عراق مانند تالاب هورالعظیم نسبت داد که فاکتور های داخلی تشدید کننده آن ها می باشند.

توده خاک در شرایط طبیعی در طی سالیان دراز به یک حالت ثابت و پایدار رسیده است. احداث ساختمان ها و سازه های مختلف نظیر سدها، این وضعیت پایدار خاک ها را به هم زده و باعث می شود که خاک از شکل طبیعی خود خارج گشته و تغییر شکل جدیدی را متحمل شود. به طورکلی، احداث این سازه ها باعث نشست و در نتیجه به هم فشرده شدن ذرات خاک می گردد. بنابراین قبل از اجرای هرگونه سازه، باید پتانسیل خاک پی از نظر مقدار و نوع نشست مشخص گردد. در مورد خاک های ریزدانه قسمت عمده به نشست ناشی از تحکیم مربوط می شود. نرخ تغییر حجم نمونه تحت بارگذاری به نفوذپذیری نمونه بستگی دارد، از این رو آزمایش تحکیم معمولاً در خاک های با نفوذپذیری کم (مانند رس) انجام می گیرد. آزمایش تحکیم در واقع آزمایشی جهت برآورد پارامترهای تحکیم یک بعدی ترزاقی است که از حل هم زمان دو معادله تعادل و پیوستگی به صورت یک بعدی حاصل شده است. پارامترهای مهم خاک که از آزمایش تحکیم به دست می آیند یکی اندیس های تراکم است که میزان تراکم پذیری نمونه خاک را مشخص می کند (cs و cc) و دیگری ضریب تحکیم (cv) می باشد که شدت تراکم به علت بارگذاری را تعیین می کند. تاکنون تئوری های مختلفی برای تعیین زمان نشست تحکیمی در خاک های ریزدانه ارایه گردیده اند. در اکثر این تئوری ها به ویژه در تئوری ترزاقی که ابتدایی ترین، ساده ترین و متداول ترین آنها می باشد، ضریب تحکیم در طول فرآیند تحکیم ثابت فرض گردیده است. در حالی که این ضریب با افزایش تنش موثر اعمال شده و کاهش نسبت پوکی متغیر است و معمولاً براساس نتایج آزمایش تحکیم یک بعدی که عمدتاً مبنای تجربی دارند، تعیین می گردد. از این رو، راه حل دیگری جهت تعیین زمان نشست تحکیمی در خاک های رسی اشباع ارایه گردیده است که تابع بسل نام دارد. در این روش تمامی فرضیات ترزاقی برقرار است با این تفاوت که ضرایب تراکم پذیری و نفوذپذیری ضمن آزمایش تحکیم ثابت باقی نمی ماند و در راستای عمق تغییر می کند. در نتیجه ضریب تحکیم در حین تحکیم ثابت نمی باشد. بدین ترتیب با لحاظ نمودن تغییرات ضریب نفوذپذیری (k) و هم چنین ضریب فشردگی حجمی (mv)، در اثر کاهش نسبت پوکی (پیشرفت تحکیم) معادله جدیدی به عنوان معادله حاکم بر پدیده تحکیم ارایه می گردد. در این تحقیق اثر استفاده از تابع ریاضی بسل در پیش بینی آزمایشگاهی ضریب تحکیم خاک های رسی مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور، ضرایب حاصل از آزمایش تحکیم یک بعدی ترزاقی بر روی خاک گچی-رسی تعیین گردید. سپس درصد درجه متوسط تحکیم با استفاده از دو روش تحلیلی ترزاقی (سری فوریه) و تابع بسل تعیین گردید. هم چنین نتایج حاصل از این دو روش مقایسه گردید. تأثیر تغییرات نفوذپذیری و فشردگی حجمی با دو ضریب تحکیم پایه و عامل غیرخطی تحکیم (?) بیان گردید. برای انجام آزمایشات، نمونه هایی دست خورده از خاک گچی مورد نظر با توجه به تراکم نسبی و رطوبت به کار رفته، تهیه گردید. آزمایشات با تراکم های نسبی 0/85، 0/95 و 1 در 5 رطوبت حد طبیعی 11/66%، 13/66%، 15/66%، 17/66% و 19/66% انجام گردید. نتایج نشان داد در تمامی نمونه ها در انتهای هر مرحله بارگذاری از آزمایش تحکیم، حالت عدم ایجاد نشست ثانویه مشاهده گردید. در تراکم نسبی 0/85 با افزایش رطوبت، مقادیر ضریب تحکیم کاهش می یابد. در حالی که در سایر تراکم های نسبی (0/95 و 1) با تغییر رطوبت، الگوی مناسبی جهت تغییرات ضریب تحکیم دیده نشد. با افزایش تراکم نسبی در هر رطوبت، ضریب تحکیم کاهش می یابد. هم چنین با مقایسه نتایج حاصل از محاسبات درجه متوسط تحکیم از دو روش ترزاقی و تابع بسل، بهترین نتایج در روش تابع بسل که تطابق بهتری با نتایج حاصل از تئوری ترزاقی دارد، در 0/05= ? بدست آمد. در حالی که محاسبات در تئوری ترزاقی در 0= ? صورت گرفته بود.

توده خاک در شرایط طبیعی در طی سالیان دراز به یک حالت ثابت و پایدار رسیده است. احداث ساختمان ها و سازه های مختلف نظیر سدها، این وضعیت پایدار خاک ها را به هم زده و باعث می شود که خاک از شکل طبیعی خود خارج گشته و تغییر شکل جدیدی را متحمل شود. به طورکلی، احداث این سازه ها باعث نشست و در نتیجه به هم فشرده شدن ذرات خاک می گردد. بنابراین قبل از اجرای هرگونه سازه، باید پتانسیل خاک پی از نظر مقدار و نوع نشست مشخص گردد. در مورد خاک های ریزدانه قسمت عمده به نشست ناشی از تحکیم مربوط می شود. نرخ تغییر حجم نمونه تحت بارگذاری به نفوذپذیری نمونه بستگی دارد، از این رو آزمایش تحکیم معمولاً در خاک های با نفوذپذیری کم (مانند رس) انجام می گیرد. آزمایش تحکیم در واقع آزمایشی جهت برآورد پارامترهای تحکیم یک بعدی ترزاقی است که از حل هم زمان دو معادله تعادل و پیوستگی به صورت یک بعدی حاصل شده است. پارامترهای مهم خاک که از آزمایش تحکیم به دست می آیند یکی اندیس های تراکم است که میزان تراکم پذیری نمونه خاک را مشخص می کند (cs و cc) و دیگری ضریب تحکیم (cv) می باشد که شدت تراکم به علت بارگذاری را تعیین می کند. تاکنون تئوری های مختلفی برای تعیین زمان نشست تحکیمی در خاک های ریزدانه ارایه گردیده اند. در اکثر این تئوری ها به ویژه در تئوری ترزاقی که ابتدایی ترین، ساده ترین و متداول ترین آنها می باشد، ضریب تحکیم در طول فرآیند تحکیم ثابت فرض گردیده است. در حالی که این ضریب با افزایش تنش موثر اعمال شده و کاهش نسبت پوکی متغیر است و معمولاً براساس نتایج آزمایش تحکیم یک بعدی که عمدتاً مبنای تجربی دارند، تعیین می گردد. از این رو، راه حل دیگری جهت تعیین زمان نشست تحکیمی در خاک های رسی اشباع ارایه گردیده است که تابع بسل نام دارد. در این روش تمامی فرضیات ترزاقی برقرار است با این تفاوت که ضرایب تراکم پذیری و نفوذپذیری ضمن آزمایش تحکیم ثابت باقی نمی ماند و در راستای عمق تغییر می کند. در نتیجه ضریب تحکیم در حین تحکیم ثابت نمی باشد. بدین ترتیب با لحاظ نمودن تغییرات ضریب نفوذپذیری (k) و هم چنین ضریب فشردگی حجمی (mv)، در اثر کاهش نسبت پوکی (پیشرفت تحکیم) معادله جدیدی به عنوان معادله حاکم بر پدیده تحکیم ارایه می گردد. در این تحقیق خاک گچی مورد مطالعه با استفاده از ترمیم کننده بتن ویژه تثبیت گردید و سپس از تابع ریاضی بسل در پیش بینی آزمایشگاهی ضریب تحکیم خاک های رسی بهسازی شده، استفاده گردید. بدین منظور، آزمایش تحکیم یک بعدی ترزاقی بر روی خاک گچی-رسی بهسازی شده، صورت گرفت و تمامی پارامترهای تحکیمی خاک، تعیین گردید. سپس ضرایب تحکیم با استفاده از دو روش تحلیلی ترزاقی (سری فوریه) و تابع بسل محاسبه و مقایسه گردید. تأثیر تغییرات نفوذپذیری و فشردگی حجمی با دو ضریب تحکیم پایه و ضریب (?) بیان گردید. برای انجام آزمایشات، نمونه هایی دست خورده از خاک گچی بهسازی شده مورد نظر با توجه به تراکم نسبی و رطوبت به کار رفته، تهیه گردید. آزمایشات با تراکم های نسبی 85/0، 95/0 و 1 در رطوبت اپتیمم و با 5 درصد افزودنی 1، 2، 3، 5 و 7 از ماده ترمیم کننده بتن ویژه، انجام گردید. نتایج نشان داد در تمامی نمونه ها در انتهای هر مرحله بارگذاری از آزمایش تحکیم، حالت عدم ایجاد نشست ثانویه مشاهده گردید. تابع بسل در دو حالت حل گردید که در حالت اول ضریب هدایت هیدرولیکی نسبت به عمق متغیر و تراکم پذیری ثابت و در حالت دوم ضریب تراکم پذیری نسبت به عمق متغیر و ضریب هدایت هیدرولیکی ثابت در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که ترمیم کننده بتن ویژه ماده ای سیمانی می باشد به همین دلیل سبب ایجاد حالت سیمانی شدن در خاک می گردد. این حالت بدلیل تبادل کاتیونی بین گچ موجود در خاک و سیمان اتفاق می افتد. ترمیم کننده بتن ویژه در تمامی تراکم هایی که برای بهسازی خاک استفاده گردید نتایج قابل قبولی در کاهش مقدار ضریب تحکیم داشتند. تمامی درصدهای ماده ترمیم کننده بتن ویژه که برای بهسازی خاک استفاده گردید، نتایج قابل قبولی در افزایش مقدار زمان لازم برای 50 تحکیم داشتند. های محاسبه شده از طریق حل معمول ترزاقی (1943)، بیشتر از روش بسل است.

استفاده از آبشکن ها یکی از روش هایی است که به طور معمول جهت حفاظت از سواحل و به منظور ته نشینی رسوبات در دهه های اخیر در رودخانه ها مورد توجه قرارگرفته است. در واقع آبشکن ها با تعدیل شرایط هیدرولیکی جریان، قدرت فرسایشی آب و توان حمل رسوبی را در فاصله دو آبشکن کاهش داده و زمینه رسوب گذاری و تثبیت کناره های رودخانه را فراهم می آورند. با ساخت آبشکن شرایط جدیدی در رودخانه ایجاد می شود که منجر به آبشستگی اطراف دماغه آبشکن ها می گردد. چنان که از میزان آبشستگی و الگوی اطراف آبشکن ها اطلاع حاصل شود طراحی آبشکن را می توان با دقت بیشتری انجام داد. درگذشته تحقیقات وسیعی بر روی عمق آبشستگی اطراف آبشکن های منفرد شده است، بنابراین در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی آبشستگی و رسوب گذاری اطراف سری آبشکن ها پرداخته می شود. آزمایش ها در شرایط آب زلال و با آبشکن های با درصدهای نفوذپذیری 0% (بسته) تا50 % درون فلومی به عرض 56/0 متر و طول 3/7 متر و ارتفاع 6/0 متر برای چهار عدد فرود و عمق ثابت 15/0 متر انجام شد. برای رسوبات بستر نیز از ماسه طبیعی با دانه بندی یکنواختmm 7/0 استفاده شد. با استفاده از آنالیز ابعادی عوامل بی بعد استخراج و با انجام مطالعات آزمایشگاهی و برازش رگرسیونی بر داده های بدست آمده، رابطه هایی برای تخمین ابعاد چاله آبشستگی ارائه شد. نتایج این تحقیق نشان داد با افزایش عدد فرود جریان، ابعاد چاله فرسایشی در جهت طول، به میزان بیش از 2 برابر، عرض و عمق به میزان بیش از 5/1 برابر(در حالت نفوذناپذیر) افزایش و با کاهش نفوذپذیری از 50 درصد تا صفر درصد، حداکثر عمق چاله فرسایشی به میزان بیش از 4 برابر افزایش پیدا کرد. همچنین با افزایش نفوذپذیری، ابعاد چاله آبشستگی اطراف دو ردیف اول و دوم آبشکن ها کاهش یافت.

توسعه و پیشرفت کامپیوترها در سه دهه ی اخیر سبب گرایش محققین و دانشمندان به استفاده از این تکنولوژی در حل معادلات مربوط به علوم سیالات شده است. به دلیل هزینه ی زیاد و زمانبر بودن مطالعات تجربی در زمینه ی آب و طراحی سازه های آبی، روش های تجربی به مرور زمان جای خود را به مطالعات عددی خواهند داد. از جمله تحقیقاتی که توجه محققین را به خود جلب کرده، بررسی الگوی جریان اطراف آبشکن ها هستند. آبشکن ها با هدایت جریان به سمت محور رودخانه، باعث تغییر در الگوی جریان و رسوب شده و نقش بسزایی را در حفاظت از کناره ها ایفا می کنند. این موضوع در قوس رودخانه اهمیت بیشتری پیدا می کند؛ چرا که با توجه به اثر جریان های ثانویه در قوس، میزان فرسایش و محدوده آن افزایش می یابد. در این تحقیق با استفاده از مدل feswms در محیط نرم افزار sms که بر پایه ی معادلات پیوستگی و مومنتم دو بعدی استوار است، به بررسی الگوی جریان اطراف سری های آبشکن در قوس 90 درجه پرداخته شده است و نتایج توزیع سرعت متوسط عمقی، سطح آب و تنش برشی مورد بررسی و صحت سنجی قرار گرفته است. شبیه سازی ها مربوط به آزمایشات تجربی در یک فلوم قوسی 90 درجه، با r/b=4 و عرض 70 سانتی متر، دبی جریان 30 لیتر بر ثانیه و سطح آب ورودی 14 سانتی متر، انجام شده است. طول سری آبشکن های مورد استفاده، 5/10، 14 و5/17 سانتی متر که به ترتیب 15، 20 و 25 درصد عرض کانال را پوشش می دهند، و در سه زاویه ی قرارگیری 60، 90 و 120 درجه نسبت به راستای جریان مورد شبیه سازی قرار گرفتند. نتایج بدست آمده حاکی از عملکرد قابل قبول مدل عددی feswms در شبیه سازی جریان در قوس 90 درجه با حضور سری های آبشکن بود و گردابه های تشکیل شده در اطراف آبشکن ها به خوبی مدل سازی می کند. البته این مدل عددی در نواحی اطراف آبشکن، خطای محاسباتی بیشتری نسبت به سایر مناطق قوس در نتایج سرعت متوسط از خود نشان داد. نتایج نشان داد، بیشترین بیشینه ی سرعت و تنش در آبشکن های 25 درصد 90 درجه بدست آمده و کمترین بیشینه سرعت و تنش، در آبشکن های 15 درصد 120 درجه بدست آمده که این نتایج با واقعیت همخوانی دارد. نتایج حاصل از سطح آب نیز نشان داد، بیشترین میزان افت سطح آب در هر زاویه ی قرارگیری در آبشکن های 25 درصدکه تنگ شدگی بیشتری بر مسیر جریان تحمیل کرده اند، بدست آمده است و کمترین میزان افت سطح آب در سری آبشکن های 15 درصد مشاهده گردید.

بررسی نتایج حاصل از مدلسازی جریان و فرسایش بستر در محدوده تلاقی کانال ها، پارامترهای هیدرولیکی و هندسی موثر بر نسبت عمق جریان در کانال اصلی به عمق پایاب و حداکثر عمق نسبی فرسایش بستر که شامل نسبت دبی کانال فرعی به اصلی 33/0، 5/0و 66/0، نسبت پهنای کانال فرعی به اصلی 428/0، 571، 714/0، 857/0، 1 و 14/1 و زاویه اتصال کانال ها20، 30، 45 ،60، 75 ،90، 105، 120 و 135 پرداخته شد. پس از تجزیه و تحلیل داده های استخراج شده از خروجی مدل عددی cche2d برای عمق جریان و فرسایش در محدوده تلاقی کانال ها چنین نتیجه گرفته شد: در نسبت دبی 66/0 با افزایش زاویه از20 تا90 و از90 تا 135 درجه به ترتیب افزایش عمق نسبی بطور متوسط 5/1 و 7/1درصد می باشد. در نسبت دبی 66/0 با کاهش نسبت پهنا از14/1 به 857/0و از 857/0 به 428/0 به ترتیب افزایش عمق نسبی بطور متوسط 6/0 و 2 درصد می باشد. با کاهش نسبت پهنای کانال ها از 857/0تا 428/0 افزایش حداکثرعمق آبشستگی در نسبت دبی 33/0، 5/0و 66/0 به ترتیب بطور متوسط به میزان 5/22، 4/21 و 7/10 درصد در اتصال90 درجه می باشد. با افزایش زاویه اتصال کانال ها از20 تا 75 درجه افزایش حداکثر عمق آبشستگی در نسبت دبی 33/0، 5/0 و 66/0 به ترتیب بطور متوسط به میزان 9/26، 2/20 و 5/13 درصد در نسبت پهنای 714/0 می باشد.

در بسیاری از مواقع مجموعه ای از موانع در مسیر حرکت آب قرار می گیرند. باعبور آب از بین این موانع در لبه ابتدایی موانع لایه مرزی و در لبه انتهایی آن جداشدگی خطوط جریان اتفاق می افتد که سبب تشکیل ورتکس می شود؛ از هم پوشانی ورتکس ایجاد شده ناشی از موانع ممکن است امواج عمود بر جریان که عرضی، خطی و ایستا می باشند، تشکیل گردد. هدف از انجام این تحقیق بررسی تاثیر موج عمود بر جریان بر پروفیل سرعت و غلظت رسوبات معلق در مجاری رو باز می باشد، بدین منظور هر یک از آزمایشات مربوط به آن در یک فلوم آزمایشگاهی مستطیلی مستقیم به طول 8 متر، عرض 1متر و ارتفاع 70 سانتیمتر و شیب تقریبی صفر در دو مرحله ی با و بدون حضور موج عمود بر جریان انجام شده است. یک دیواره جداکننده به ارتفاع 60سانتیمتر از جنس پلاکسی گلاس که عرض فلوم را در 4متر انتهایی طول آن به دوقسمت مساوی تقسیم میکند در نظر گرفته شده است.در این آزمایشات فواصل طولی و عرضی، دبی و عمق جریان متغیر بوده واز موانع استوانه ای به قطر 25میلیمتر استفاده شده است. آزمایشات مربوط به اندازه گیری پروفیل غلظت رسوبات معلق از جنس سیلیس با دو دانه بندی 52/347=d50 میکرومتر و 67/127=d50 میکرومتر صورت گرفته است. مجموعه آزمایش های مربوط به پروفیل سرعت و غلظت به ترتیب 6 و 36 آزمایش بوده است. اندازه گیری ها نشان می دهد میزان دبی جریان عبوری از سمت بدون مانع دیواره جداکننده بیشتر از سمت موانع بوده است و این اختلاف دبی عبوری از دو طرف دیواره جداکننده با کاهش عمق افزیش می یابد. بیشترین میزان دبی جریان عبوری از سمت بدون مانع نسبت به کل دبی ورودی 81 درصد و کمترین این نسبت، 52 درصد است. توزیع عمقی سرعت در پایین دست موانع در حالت با و بدون حضور موج عمود بر جریان به صورت یکنواخت و یکسان صورت گرفته و از توزیع لگاریتمی سرعت در مجاری رو باز تبعیت نمی کند، همچنین موج عمود بر جریان نوع 1 و 2 سبب می شود که غلظت رسوبات معلق با دانه بندی درشت تر از سطح جریان تا کف تغییر چندانی نداشته باشد. میزان این تغییرات در پایین دست موانع در حالت عدم حضور موج عمود بر جریان حداقل 9 و حداکثر 30 درصد، در حالت حضور موج عمود بر جریان نوع 1 حداقل 2 و حداکثر 17درصد و در حضور موج نوع 2 حداقل 4 و حداکثر24 درصد بوده است. مقایسه پروفیل های غلظت در حالت حضور موج عمود بر جریان نوع 1 ونوع 2 نشان می دهد که میزان اثر گذاری موج نوع 1 بر یکنواختی توزیع غلظت از سطح جریان تا کف کانال بیشتر از موج نوع 2 می باشد

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.

ضرورت بهره برداری مستقیم انسان از رودخانه و سرمایه های طبیعی و احداثی در دو بال آن و نیز ضرورت حفاظت پایدار سامانه حیاتی رودخانه برای آینده سبب گردیده تا مساله کنترل و مهار رودخانه ها و تعیین حدود و حریم آن مورد توجه قرار گیرد. امروزه روش ها و تکنیک های مختلف ساماندهی رودخانه توسعه یافته است. یکی از این روشها احداث آبشکن های رودخانه ای است. در اثر وجود این سازه دررودخانه ، تمرکز شدید سرعت ، تغییر الگوی جریان، گردابهای اولیه و برخاستگی اتفاق می افتد که مجموعه این پارامترها منجر به فرسایش بستر اطراف سازه و ایجاد حفره آبشستگی میگردد . با توجه به اهداف مورد نظر در این تحقیق که شامل بررسی عددی آبشستگی در دماغه آبشکن l شکل در قوس 90 درجه است، با استفاده از نرم افزار abaqus و مطالعه انواع مدل های تلاطم آن ، مدل آشفتگی rng به عنوان بهترین مدل آشفتگی در کنار بهترین مش بندی، انتخاب گردید. همچنین به منظور بررسی نتایج حاصل از مدل سازی ، پارامترهای هیدرولیکی و هندسی موثر بر آبشستگی دماغه آبشکن از جمله تغییر در زاویه استقرار آبشکن ، دبی ورودی ، طول بال آبشکن و نسبت شعاع مرکزی کانال به عرض کانال جریان مورد بررسی قرار گرفت . پس از تجزیه و تحلیل داده های خروجی نرم افزار، چنین نتیجه شد که با افزایش زاویه استقرار، سرعت حداکثر و انرژی توربولنت جریان افزایش می یابد. از طرفی با افزایش دبی ورودی کانال ، سرعت حداکثر و انرژی توربولنت جریان افزایش می یابد. همچنین با افزایش طول بال آبشکن ، از سرعت حداکثر و انرژی توربولنت جریان کاسته می شود. درپایان، با افزایش نسبت شعاع قوس مرکزی به عرض کانال جریان ، از میزان سرعت حداکثر و انرژی توربولنت جریان کم می شود.

یکی از راه های موثر در افزایش راندمان هیدرولیکی سرریز افزایش طول موثر تاج آن می باشد. به نحوی که در مجرایی با عرض ثابت بتوان با هد مشخص دبی بیشتری را از روی سرریز عبور داد. سرریزهای زیگزاگی نمونه ای از این سررریزها می باشند که در پلان معمولا به شکل مثلثی و یا ذوزنقه احداث می شوند. اخیرا به دلیل مشکلاتی از جمله هزینه زیاد مصالح و نیز فونداسیون مورد نیاز جهت احداث برروی سدهای موجود، ایده ی استفاده از سرریزهای کلیدپیانویی مطرح شده است. شیروانی های ورودی و خروجی و نیز شیب های ورودی و خروجی به تاج و البته طول تاج جانبی سرریز باعث شده است، تا راندمان هیدرولیکی سرریزهای کلیدپیانویی از سرریزهای مشابه زیگزاگی بیشتر باشد. در پژوهش حاضر به بررسی هندسه ی پایه های نصب شده زیر کلیدهای خروجی، دیواره ی سپری بدونِ شیب نصب شده روی تاج سرریز و نیز عملکرد شیب دار شدن این دیواره بر پتانسیل افزایش سطح آب در دبی های کم پرداخته شد و در این راستا برای بدست آوردن ضریب دبی از روش های گوناگونی استفاده گردید. به این منظور ابتدا دو سرریز با نسبت 1/33 =p/wu، (مدل 1) و 0/50، (مدل 2)، ساخته شد؛ و برای هرکدام از مدل ها از سه پایه ی تخت، نیم استوانه و مثلثی و نیز دیواره ی سپری با سه ارتفاع 2/5، 4/5 و 6/5 سانتی متر و همچنین سه شیب 3، 5/5 و 8 درجه در راستای جریان و خلاف آن استفاده گردید. کلیه ی آزمایش ها در آزمایشگاه هیدرولیک و مدل های فیزیکی دانشکده ی مهندسی علوم آب انجام گرفت. فلوم مورد استفاده دارای طول 10 متر، عرض 80 سانتی متر و ارتفاع 60 سانتی متر، با دیواره های شیشه ای و کف از جنس فولاد ضد زنگ دارای شیب کف صفر بود. بررسی نتایج آزمایشگاهی به طور کلی نشان داد که در هر دو مدل، پایه مثلثی بیشترین راندمان را از میان شکل های بررسی شده داراست. پایه نیم استوانه، به لحاظ راندمان هیدرولیکی در جایگاه دوم قرار دارد و تفاوتی بین پایه های تخت و مدل های بدون پایه مشاهده نشد. دیواره ی سپری بدون شیب برای مدل 1، تأثیری بر راندمان هیدرولیکی سرریز نداشت و برای مدل 2 با افزایش ارتفاع دیواره سپری، راندمان سرریز افزایش می یافت. همچنین در مدل 2، دیواره ی سپری با زاویه ی مثبت 8 درجه بیشترین توانایی را در افزایش سطح آب نسبت به مدل بدون دیواره ی سپری دارا بود. همچنین معادلاتی برای محاسبه ضریب دبی سرریز با دیواره ی سپری شیب دار پیشنهاد شدند.

محدودیت منابع آب وهزینه های هنگفت تأمین،انتقال وتوزیع آب،لزوم بهره برداری بهینه ازسیستمهای مخازن فعلی درکشور راتشدید میکند. دراین راستا،مدیریت کاراوبهره برداری شایسته ازامکانات موجود، دارای اهمیت میباشد.این امر،دردوره های کمبود آب و درمناطق مستعد خشکسالی وبه خاطرتخصیص وترخیص رقابتی آب،ازنقطه نظر مدیریت بهره برداری اهمیت ویژه ای پیدامیکند. درتحقیق حاضر،مدل بهره برداری بهینه آب ازمخزن سد دز با هدف حداقل نمودن کمبود رهاسازی مخزن ازمقدارمشخص آب موردتقاضا به عنوان هدف اولیه و تولید حداکثر انرژی به عنوان هدف ثانویه درحوضه آبریز دز،تدوین شده است.این امر مبتنی بر استخراج خروجی های بهینه ازمخزن سد در قالب منحنی فرمان میباشد. بدین منظور یک برنامه کامپیوتری به زبان ویژوال بیسیک برای روش برنامه ریزی پویای قطعی جهت استخراج منحنی فرمان سد توسعه داده شد.با توجه به اثر برداشتهای سطحی و زیر زمینی در بالادست بر میزان جریان ورودی به سد، سری زمانی تاریخی موجود ابتدا طبیعی و سپس با کسر برداشتهای موجود،سری زمانی دراز مدت جریان ورودی به سد دز پیش بینی و سپس فایل ورودی برنامه تشکیل و نتایج برای حالتهای مختلف نشان داده شد. نتایج حاصله بیانگراین است که به علت وجود تغییرات جریان ورودی به سد در دراز مدت به عنوان یک پارامتر تاثیر گذار و همچنین تغییر در نیاز های پایین دست ، منحنی بهینه فرمان سد دچار تغییر می گردد. بنابراین حالتهای مختلف میزان جریان ورودی برای سالهای تر و خشک و همچنین نیازهای مختلف پایین دست ، منحنی فرمان سد ارائه گردید. نتایج نشان داد که باتوجه به تغییرحجم مخزن سد به علت ورودرسوبات وتغییردر جریان ورودی سد منحنی فرمان اصلی سد دیگریک منحنی فرمان بهینه نیست، همچنین تغییر در نیازهای پایین دست باعث ایجاد تغییر در منحنی بهینه بهره برداری از سد می گردد.

سرریزها از سازه های مهم حفاظتی یک سد محسوب می شوند. هنگام بروز سیلاب، جریان اضافی از روی این سازه عبور داده می شود تا به سد و تاسیسات وابسته ی آن خسارت وارد نشود. کاویتاسیون یک پدیده ی مخرب است که باعث آسیب رساندن به این سازه می شود. یکی از روش های کاهش خسارت ناشی از کاویتاسیون، هوادهی به جریان می باشد. نکته اصلی در طراحی هواده ها، تعیین میزان جریان هوای مورد نیاز آن ها می باشد. در این پژوهش جهت برآورد جریان هوای مورد نیاز هواده سرریز از روش های تجربی، رگرسیون خطی چند متغیره، شبکه عصبی، سیستم های فازی و عصبی- فازی تطبیقی استفاده شد. به منظور انجام مدل سازی با استفاده از روش های یاد شده از 914 داده مربوط به آزمایش های انجام شده روی مدل هیدرولیکی سرریز سد کلاید دم و 12 داده مربوط به آزمایش های صورت گرفته توسط مرکز تحقیقات آب تهران روی مدل هیدرولیکی سد مخزنی آزاد، استفاده شد. جهت بررسی عملکرد روش های مختلف از آزمون های آماری ریشه میانگین مربعات خطای استاندارد شده (nrmse)، میانگین خطای مطلق استاندارد شده (nmae) و ضریب همبستگی استفاده شد. نتایج نشان داد روش عصبی- فازی تطبیقی با داشتن کمترین ریشه میانگین مربعات خطای استاندارد (nrmse = 0.263) و میانگین خطای مطلق استاندارد (nmae = 0.143) و بیشترین ضریب همبستگی (r = 0.97 بهترین عملکرد را دارد. روش تجربی فیشر در میان روش های استفاده شده در این پژوهش ضعیف ترین عملکرد را دارد (nrmse = 26.786). نتایج تحلیل حساسیت نشان داد برای هر دو روش شبکه عصبی و عصبی- فازی تطبیقی پارامتر اختلاف فشار بین اتمسفر و فشار زیر جت جریان عبوری از سیستم هواده بیشترین تاثیر را در مدل سازی جریان هوای هواده دارد. با حذف شدن این پارامتر از مدل سازی ریشه میانگین مربعات خطای استاندارد برای روش های شبکه عصبی و عصبی- فازی به ترتیب 0.964 و 0.860 بدست آمد. همچنین نتایج نشان داد که پارامتر ارتفاع پله کم ترین تاثیر را در مدل سازی با استفاده از هر دو روش عصبی و عصبی- فازی تطبیقی دارد. ریشه میانگین مربعات خطای استاندارد با حذف این پارامتر از مدل سازی برای روش های عصبی و عصبی- فازی تطبیقی به ترتیب 0.668 و 0.305 محاسبه شد.

در مواردی که نیاز به تسریع در نشست تحکیمی باشد، طول مسیر زهکشی میتواند بهوسیلهی زهکشهای عمودی کاهش یابد و جریان میتواند بهصورت شعاعی و قائم زهکشی شود. از آن¬جا که معادله تحکیم در سه بعد، یک معادله¬¬ی پیچیده ریاضی است، در این تحقیق معادلهی سهبعدی سرعت زمانی تحکیم در مختصات استوانهای و شرایط مرزی مشخص برای خاک همسان گرد و ناهمسان گرد استخراج شد، سپس اقدام به حل تحلیلی معادله یاد شده گردید. از توابع بسل جهت حل تحلیلی معادله تحکیم استفاده شد. پس از حل معادله، تحلیل نتایج با استفاده از نرم افزار(matlab) انجام شد و تغییرات درصد نشست متوسط نسبت به زمان بررسی شد و با نتایج آزمایشگاهی حاصل از روش یکبعدی ترزاقی مقایسه شد. مقادیر استفاده شده برای شعاع زهکش قائم در این مدل، به ترتیب برابر با 0/5، 1، 1/5 و 2 سانتی متر در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که، بیش ترین اختلاف زمانی در نشست تحکیمی 100%، بین روش ترزاقی و روش زهکشی شعاعی – عمودی، مربوط به بارگذاری 40 کیلوگرم در خاک ناهمسان گرد تحت شرایط زهکشی یک طرفه می باشد و مقدار آن در حدود 5 روز می باشد؛ کم ترین اختلاف زمانی در نشست تحکیمی 100%، بین روش ترزاقی و روش زهکشی شعاعی – عمودی، مربوط به بارگذاری 2 کیلوگرم در خاک همسان گرد تحت شرایط زهکشی دو طرفه می باشد و مقدار آن در حدود 10 دقیقه است. با ناچیز در نظر گرفتن شعاع زهکش قائم در خاک همسان گرد، نتایج حاصل از تحلیل معادلات، منطبق بر حل معمول ترزاقی شد.

مروزه کاربرد جت های هیدرولیکی در بخشهای مختلف مهندسی و صنعت فراگیر شده است. به گونه ای که در تصفیه خانه های آب و فاضلاب، رقیق کننده های مواد، تزریق آلودگی به رودخانه ها و اقیانوس ها، کاهندگی انرژی آب و اخیرا لایروبی رسوبات رودخانه ای و مخازن قابل کاربرد است. در خصوص کاربرد انواع جت ها این تحقیق براساس بررسی اثر شکل مقطع جت مستغرق برروی الگوی جریان و نحوه توزیع و پراکنش ناحیه اختلاط جت در چهار حالت مقطع خروجی باسطح مقطع برابر به صورت دایره ، مربع، مستطیل عمودی و مستطیل افقی پایه گذاری گردیده است.

امروزه مدیریت سیلاب به منظور کاهش خسارات جانی و مالی ناشی از آن از حائز اهمیت ترین مباحث در علم مهندسی رودخانه می باشد. مدل های هیدرودینامیکی متعدد یک، دو، سه بعدی و کوپل در زمینه شبیه سازی هیدرولیکی سیل در دنیا توسعه یافته اند. مدل های یک بعدی به زمان محاسباتی محدودی نیاز دارند و فقط امکان بررسی پارامترهای جریان در کانال رودخانه را در اختیار کاربر قرار می دهند. این مدل ها جزئیاتی از پخش سیلاب و تغییرات جریان میان کانال رودخانه و سیلاب دشت ها را ارائه نمی دهند. دشت های پیرامون رودخانه دز در استان خوزستان (محدوده مطالعاتی) وسیع و کم ارتفاع هستند. به دلیل پست بودن سیلاب دشت ها نسبت به کانال رودخانه، هنگام خروج سیلاب از مقطع رودخانه، دو جریان با عمق و سرعت متفاوت، در کانال رودخانه و سیلاب دشت ها ایجاد می گردد. در این مطالعه چهار شیوه شبیه سازی سیلاب، شامل مدلسازی یک بعدی با مقاطع موجود، مدلسازی یک بعدی با استفاده از مقاطع عریض شده، مدل شبه دو بعدی mike 11 با استفاده از قابلیت link channels و مدل یک بعدی-دوبعدی mike flood بررسی شده اند. نتایج نشان می دهد که مدل شبه دوبعدی با وجود زمان اجرای بسیار کوتاه تر نسبت به مدل کوپل، دقت قابل قبولی در ارزیابی دبی، عمق جریان، شبیه سازی روند پخش و کاهش حجم سیلاب دارد، که با واقعیت ذخیره شدن بخشی از سیلاب در سیلاب دشت ها انطباق دارد و قادر است مشخصات جریان را در کانال اصلی رودخانه و سیلاب دشت ها به تفکیک ارائه دهد. در حالی که برای مدل یک بعدی با مقاطع موجود و گسترش یافته، امکان شبیه سازی پخش، تخفیف دبی و کاهش حجم سیلاب در اثر پخش وجود ندارد. این مدل پارامترهای هیدرولیکی جریان را به طور متوسط در کل مقطع ارائه می دهد. همچنین روندیابی سیلاب در این مدل قابل بررسی نیست.

توسعه شهرنشینی و صنعت در مناطق ساحلی با تولید انواع پساب های شهری و صنعتی همراه است. این پساب ها به طور مستقیم یا پس از انجام تصفیه مقدماتی در محیط دریا، دریاچه ها، تالاب ها و رودخانه ها تخلیه می گردند. در سال های اخیر گسترش روزافزون صنایع شیرین سازی آب دریا باعث تولید احجام بسیار بالایی از انواع فاضلاب های سنگین و شور در مناطق ساحلی شده است. تخلیه این پساب ها در محیط های دریایی، می تواند اثرات منفی بسیار زیادی بر کیفیت آب های ساحلی و محیط زیست منطقه در پی داشته باشد. از طرفی اطلاعات کافی مبتنی بر داده های آزمایشگاهی یا اندازه گیری های میدانی برای تحلیل این جریانات در دسترس نیست که این موضوع طراحی علمی و بهره برداری مناسب از این تاسیسات را با مشکل مواجه ساخته است. در تحقیق حاضر، تخلیه سطحی فاضلاب های سنگین از کانال های ساحلی پیشرونده از طریق توسعه یک مدل آزمایشگاهی، مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. در این تحقیق رفتار هندسی و هیدرولیکی- اختلاطی جریان در محیط های ساکن و کم عمق با استفاده از تخلیه کننده کانال مستطیلی همگرا بررسی گردیده است

در این پژوهش به بررسی آزمایشگاهی تخلیه سیال چگال، تحت جت هیدرولیکی سطحی پرداخته شد، هدف از این تحقیق محاسبه میزان ترقیق سیال چگال در محیط پذیرنده کم عمق متحرک وثابت، طول پیشروی هسته جت و ضریب انتشار در محیط ثابت میباشد. پارامترهای مورد بررسی شامل، عمق و سرعت محیط پذیرنده، دبی و غلظت جت چگال سطحی میباشد. برای بررسی چگونگی ارتباط بین این پارامترها، آزمایشها در یک مدل فیزیکی در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهید چمران اهواز انجام گردید؛ نتایج آزمایشها نشان داد، افزایش عمق آب سبب کاهش مرزهای محیط پذیرنده شده و میزان رقت افزایش مییابد. افزایش غلظت سیال جت سبب کاهش رقت در طول پیشروی میشود. با افزایش سرعت سیال محیط پذیرنده، میزان رقت در ابتدا کم و با طی مسیر به سمت پاییندست، میزان رقت افزایش به x/d= 4 و در غلظتهای 30 ،15 و 60 گرم بر لیتر مقدار تغییرات رقت در 5 cm/s مییابد. در سرعت سیال پذیرنده 74 و 73 درصد میباشد؛ این در حالی است /18 ،81/ به ترتیب برابر 4 x/d= 9 درصد و در 20 / 11 ،12 و 1 / ترتیب برابر 7 به x/d= به ترتیب برابر 6 ،7 و 5 درصد و در 20 x/d= 8 در همین غلظتها، تغییرات غلظت در 5 cm/s که برای سرعت 77 درصد میباشد. همچنین رابطهای برای تغییرات رقیقشدگی بر حسب متغیرهای مورد / 80 و 53 / ترتیب برابر 21 ،82 0 میباشد. نتایج آزمایشها نشان داد که طول پیشرونده هسته جت، با عدد / برابر 95 r بررسی استخراج شد که دارای 2 فرود سیال چگال نسبت مستقیم و با غلظت سیال چگال نسبت عکس دارد؛ همچنین با افزایش عمق محیط پذیرنده طول پیشرونده هسته جت افزایش مییابد.؛این افزایش طول به دلیل کاهش مرزهای محیط پذیرنده میباشد. همچنین 0 میباشد. نتایج آزمایشها نشان داد، که / برابر 941 r رابطهی بدست آمده برای طول پیشرونده هسته جت دارای 2 ضریب انتشار تابعی از غلظت آلاینده و عمق محیط پذیرنده میباشد؛ بهطوری که با افزایش غلظت، در محیط پذیرندهی عمیق ضریب انتشار افزایش مییابد؛ از طرفی در محیط پذیرندهی عمیق مشخص شد که افزایش عدد فرود چگال تا 0 میل مینماید. همچنین / حدود 30 باعث کاهش ضریب انتشار میگردد و پس از آن این ضریب به مقدار ثابت حدود 1 نتایج نشان داد که در محیط پذیرندهی کمعمق، مرزهای حرکتی به صورت غیرخطی با معادلهی درجهی دوم توسعه 0 بدست آمد. در محیط کم عمق / 0 و حداقل آن برابر با 95 / مییابند. در این حالت حداکثر ضریب انتشار برابر با 2 مشخص شد که در یک عمق نسبی ثابت، با افزایش عدد فرود چگال از حدود 52 به 120 مقدار ضریب انتشار تا 7 برابر کاهش مییابد. این در حالی است که برای یک عدد فرود چگال ثابت، به طور متوسط با افزایش عمق نسبی از 5 به 16 درصد افزایش مییابد. / 15 مقدار ضریب انتشار در حدود