مهندسی رودخانه
لیلا مهردار؛ محمد همتی؛ مهدی یاسی
چکیده
احداث سرریز در پیچ رودخانه‌ها گاهی اجتناب ناپذیر است، ولی مشکلاتی را از نظر توزیع جریان در آبگیرهای دو طرف رودخانه پدید می‌آورد. یکی از فرضیه‌ها جهت یکنواختی توزیع جریان در آبگیرها، تساوی بده جریان در واحد عرض سرریز از طریق تغییر پروفیل تاج سرریز از حالت افقی به شیبدار در عرض پیچ آبراهه است. در تحقیق حاضر، اثربخشی شیب تاج سرریز بر ...
بیشتر
احداث سرریز در پیچ رودخانه‌ها گاهی اجتناب ناپذیر است، ولی مشکلاتی را از نظر توزیع جریان در آبگیرهای دو طرف رودخانه پدید می‌آورد. یکی از فرضیه‌ها جهت یکنواختی توزیع جریان در آبگیرها، تساوی بده جریان در واحد عرض سرریز از طریق تغییر پروفیل تاج سرریز از حالت افقی به شیبدار در عرض پیچ آبراهه است. در تحقیق حاضر، اثربخشی شیب تاج سرریز بر یکنواختی توزیع بده جریان در آبگیرهای طرفین یک سرریز لبه پهن در یک پیچ تند 90 درجه، در شرایط آب صاف مورد ارزیابی قرار گرفته است. آزمایشها در یک کانال با شعاع انحنای نسبی 2.05که در بازه‌ی پیچ‌های تند قرار می‌گیرد، انجام شد. سرریز در موقعیت 60 درجه از ابتدای پیچ، و دو آبگیر در بدنه سرریز و در کناره پیچ داخلی و خارجی جانمائی گردید. نتایج نشان داد که با بودن سرریز ، بده بیشتری نسبت به حالت بدون سرریز وارد دو آبگیر می‌شود. سرریز شیبدار در یکنواختی توزیع بده عرضی جریان در بالادست سرریز اثر قابل توجهی نداشت، ولی در افزایش یکنواختی بده ورودی به دو آبگیر موثر بوده است. متوسط نسبت بده آبگیر در دیواره خارجی به دیواره داخلی در سه حالت بدون سرریز، با سرریز افقی و با سرریز شیبدار بترتیب 1.6، 1.17 و 1.06 بوده است. متوسط اختلاف این نسبت در سرریز شیبدار به سرریز افقی برابر 0.11 بوده، که نشانگر 11 درصد افزایش یکنواختی با شیبدار کردن تاج سرریز است. در هر دو سرریز افقی و شیبدار، با افزایش بده آبراهه، توزیع بده ورودی به دو آبگیر یکنواخت‌تر می‌گردد.
نگین اکبری؛ حجت احمدی؛ محمد همتی
چکیده
به منظور مطالعۀ تأثیر توأم به کارگیری زهکش و دیوارۀ آب بند در سدهای بتنی یا انحرافی و تعیین موقعیت بهینه آنها، رفتار هیدرولیکی دیواره های آب بند و زهکش در عمق های مختلف روی پی ناهمگن ماسه ای به صورت عددی و آزمایشگاهی بررسی شد. در مدل آزمایشگاهی ساخته شده، مقادیر نشت و فشار پیزومتری در 18 نقطه از مدل تحت چهار ...
بیشتر
به منظور مطالعۀ تأثیر توأم به کارگیری زهکش و دیوارۀ آب بند در سدهای بتنی یا انحرافی و تعیین موقعیت بهینه آنها، رفتار هیدرولیکی دیواره های آب بند و زهکش در عمق های مختلف روی پی ناهمگن ماسه ای به صورت عددی و آزمایشگاهی بررسی شد. در مدل آزمایشگاهی ساخته شده، مقادیر نشت و فشار پیزومتری در 18 نقطه از مدل تحت چهار هد آبی مختلف برداشت گردید. بعد از واسنجی و صحت سنجی مدل ریاضی با داده های آزمایشگاهی، موقعیت بهینۀ دیواره های آببند با استفاده از مدل عددی اجزای محدود تعیین گردید. نتایج این تحقیق به هر دو صورت آزمایشگاهی و عددی نشان داد که استفاده از زهکش در حضور دو دیوارۀ آببند سبب افزایش مقدار دبی نشت، کاهش چشمگیر مقدار زیرفشار و کاهش گرادیان خروجی نسبت به حالت مبنا (بدون دیواره آببند و زهکش) می شود. همچنین، افزایش عمق زهکش سبب افزایش مقدار دبی نشت و کاهش گرادیان خروجی می گردد، اما تأثیر چندانی بر تغییر نیروی زیرفشار ندارد. نتایج تحقیق همچنین نشان داد که در صورت وجود دو دیوارۀ آب بند، موقعیت بهینۀ دیوارۀ آب بند بالادست در حضور زهکش در پاشنۀ سد و دیوارۀ پایین دست به فاصلۀ 0.27 طول بدنه از پنجه است که در این حالت هر سه پارامتر یعنی دبی نشت، زیرفشار و گرادیان خروجی کمترین مقدار خود را خواهند داشت.
حجت احمدی؛ حسین سلیمی؛ محمد همتی
چکیده
تحلیل جریان عبوری از بدنه سدهای خاکی بعنوان پدیده مهم در تحلیل و طراحی سدهای خاکی مطرح می‌باشد. در این تحقیق با بکارگیری یک روش عددی بر اساس تفاضل محدود موسوم به فشار گسترده، مقدار فشار آب منفذی ایجاد شده در بدنه سد مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی دقت روش ارائه شده نتایج حاصله در حالت یک بعدی با حل تحلیلی معادله حاکم و در ...
بیشتر
تحلیل جریان عبوری از بدنه سدهای خاکی بعنوان پدیده مهم در تحلیل و طراحی سدهای خاکی مطرح می‌باشد. در این تحقیق با بکارگیری یک روش عددی بر اساس تفاضل محدود موسوم به فشار گسترده، مقدار فشار آب منفذی ایجاد شده در بدنه سد مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی دقت روش ارائه شده نتایج حاصله در حالت یک بعدی با حل تحلیلی معادله حاکم و در شرایط دو بعدی نتایج حل عددی با نتایج مطالعه و کارهای سایر محققان مورد مقایسه قرار گرفت. همچنین نتایج این تحقیق بر مبنای دادههای مشاهدهای و نتایج نرم افزار SEEP/W، بعنوان یک نرم افزار پر کاربرد در زمینه تحلیل نشت، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این بررسیها نشان داد که روش حل عددی پیشنهادی با دقت بسیار خوب میتواند موقعیت خط نشت را به خوبی تخمین زده و همچنین توزیع فشار آب منفذی در بدنه سد را با دقت بسیار خوبی مورد تحلیل قرار دهد. همچنین جهت تعیین موقعیت سطح آب در بدنه سد یک پارامتر بی بعد استخراج گردید.
توحید آقازاده سوره؛ محمد همتی
چکیده
دینامیک جریان در محل تلاقی رودخانه‌ها با شش ناحیۀ اصلی قابل تشخیص است: ناحیۀ رکود جریان، انحراف جریان، جدایی جریان، حداکثر سرعت، بازیافت جریان و لایه‌های برشی. زاویۀ تلاقی، نسبت دبی بین دو شاخه، اختلاف رقوم و غیره از جمله پارامترهای تاثیرگذار بر ابعاد این نواحی هستند. توجه بیشتر مطالعات قبلی بر تلاقی کانال‌های همکف معطوف بوده است؛ ...
بیشتر
دینامیک جریان در محل تلاقی رودخانه‌ها با شش ناحیۀ اصلی قابل تشخیص است: ناحیۀ رکود جریان، انحراف جریان، جدایی جریان، حداکثر سرعت، بازیافت جریان و لایه‌های برشی. زاویۀ تلاقی، نسبت دبی بین دو شاخه، اختلاف رقوم و غیره از جمله پارامترهای تاثیرگذار بر ابعاد این نواحی هستند. توجه بیشتر مطالعات قبلی بر تلاقی کانال‌های همکف معطوف بوده است؛ و در زمینۀ تلاقی‌های غیرهمکف مطالعات اندک است. این تحقیق به ارزیابی اثر زاویۀ تلاقی دو کانال بر دینامیک جریان (ناحیۀ جداشدگی، الگوی جریان و تراز آب)، با استفاده از شبیه‌سازی سه‌بعدی Flow-3D در تلاقی‌های همکف و غیرهمکف می‌پردازد. فاکتورهای مهم بررسی شده در این تحقیق، چهار نسبت دبی (نسبت دبی شاخۀ فرعی به دبی کل برابر با 2/0، 33/0، 5/0 و 67/0)، سه زاویه (45، 60 و 90 درجه) و اختلاف رقوم‌های متغیر هستند. پیش‌بینی‌های شبیه‌سازی عددی تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد. نتایج تحقیق حاضر نشان میدهد که بین دینامیک جریان در تلاقی‌های همکف و غیرهمکف تفاوت زیاد است و زاویۀ اتصال نقشی مهم در تلاقی رودخانه‌ها، به‌ویژه در تلاقی‌های همکف بازی می‌کند. با افزایش زاویه، ابعاد ناحیۀ جداشدگی جریان افزایش مییابد به‌طوری‌که طول ناحیۀ جداشدگی در زاویۀ 90 درجه 3/2 برابر طول ناحیۀ جداشدگی در زاویۀ 45 درجه برای تلاقی‌های همکف است. این مقدار در تلاقی‌های غیرهمکف با اختلاف رقوم‌های نسبی برابر با 1/0، 2/0 و 3/0 بهترتیب برابر با 5/4، 3 و 1/2 است.
پژمان دارابی؛ محمد همتی؛ نورعلی حقدوست
چکیده
سرریزهای مستغرق در پیچ آبراهه ابزارهایی مهم در اهداف چند منظوره از جمله کنترل فرسایش، احیای آبراههها و پروژههای مربوط به بهبود زیستگاهها هستند. این سازهها مجموعهای از موانع با ارتفاع کوتاه هستند که با زاویۀ بالادست (دافع جریان) برای کنترل و تغییر جهت جریان و سرعت در طول تمام قوس رودخانه یا آبراهه طراحی میشوند. هدف ...
بیشتر
سرریزهای مستغرق در پیچ آبراهه ابزارهایی مهم در اهداف چند منظوره از جمله کنترل فرسایش، احیای آبراههها و پروژههای مربوط به بهبود زیستگاهها هستند. این سازهها مجموعهای از موانع با ارتفاع کوتاه هستند که با زاویۀ بالادست (دافع جریان) برای کنترل و تغییر جهت جریان و سرعت در طول تمام قوس رودخانه یا آبراهه طراحی میشوند. هدف این تحقیق ارزیابی الگوی فرسایش و رسوبگذاری در یک قوس 90 درجه (با شعاع انحنای نسبی 3/3) با حضور سرریزهای مستغرق و بدون وجود سرریزهاست. برای رسیدن به هدف مطالعه، مجموعهای از سرریزها (7 سرریز) با ارتفاع 30، 50 و 70 درصد عمق جریان ورودی در قسمت ساحل خارجی قوس احداث و در شرایط مختلف هیدرولیکی بررسی شد. زاویۀ سرریزها 60 درجه و طول سرریزها 30 درصد عرض کانال در نظر گرفته شد؛ این شرایط در تمامی آزمایشها ثابت نگه داشته شد. نتایج تحقیق نشان میدهد که در نتیجۀ احداث سرریزهای مستغرق، خطالقعر به اندازۀ طول موثر سرریزها از سمت قوس خارجی به سمت مرکز کانال و در امتداد دماغه سرریزها انتقال مییابد. حجم آبشستگی در اثر احداث سرریزهای مستغرق با ارتفاع 50 و 70 درصد عمق آب بهترتیب 53 و 120 درصد بیشتر از حجم آبشستگی در حالت بدون سازه است در حالیکه مقدار آن در سرریزهای با ارتفاع 30 درصد عمق آب، برابر با حالت بدون سازه است. همچنین، ماکزیمم عمق نسبی آبشستگی در دماغه سرریزهای با ارتفاع 50 و 70 درصد عمق آب در حدود 2 برابر سرریزهای با ارتفاع 30 درصد است.
محمد همتی؛ وفا مصطفی
چکیده
روابط مقاومت جریان از مولفه های کلاسیک آنالیز هیدرولیکی رودخانه است که برای روندیابی سیل، پیش بینی عمق و سرعت سیلاب های طرح، برآورد ظرفیت سیلاب آبراهه و پیشبینی غیرمستقیم دبی های سیلاب از طریق روش شیب - مساحت، مورد نیاز خواهد بود. در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی اثر شکل ذرات و شیب بستر آبراهه بر ضریب زبری مانینگ پرداخته ...
بیشتر
روابط مقاومت جریان از مولفه های کلاسیک آنالیز هیدرولیکی رودخانه است که برای روندیابی سیل، پیش بینی عمق و سرعت سیلاب های طرح، برآورد ظرفیت سیلاب آبراهه و پیشبینی غیرمستقیم دبی های سیلاب از طریق روش شیب - مساحت، مورد نیاز خواهد بود. در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی اثر شکل ذرات و شیب بستر آبراهه بر ضریب زبری مانینگ پرداخته شده است. برای رسیدن به این هدف، از دو نوع سنگریزۀ طبیعی نسبتاً گردگوشه و شکستۀ تیزگوشه با اندازه های متوسط 3/8، 4/66 و 6/53 سانتیمتر و چهار شیب 0/4، 0/6، 0/8 و 1 درصد در شرایط مختلف هیدرولیکی استفاده شد. نتایج تحقیق نشان می دهد که با افزایش اندازۀ سنگریزه و شیب بستر آبراهه و کاهش استغراق نسبی مقدار ضریب زبری مانینگ افزایش می یابد. نتایج بررسی ها همچنین نشان می دهد که به طور متوسط مقدار ضریب زبری مانینگ سنگریزه های تیزگوشه در شیب های 0/4، 0/6، 0/8 و 1 درصد به ترتیب در حدود 2/7، 3/7، 3/8 و 5/9 درصد بیشتر از مقدار آن در سنگریزه های طبیعی نسبتاً گردگوشه است. اختلاف بین مقادیر ضریب زبری مانینگ در ذرات تیزگوشه و طبیعی نسبتاً گردگوشه با کاهش استغراق نسبی و افزایش شیب بستر افزایش می یابد. به سخن دیگر، اثر شکل ذرات بر ضریب زبری مانینگ در شیب های تند و استغراق نسبی کم (زبری در مقیاس بزرگ) قابل توجه است.
