آبشکن ها دیواره های عرضی هستند که در کنار ساحل رودخانه، ساخته شده و به حفاظت دیواره ها کمک می کنند. از نظر هیدرودینامیکی، تقابل بین آبشکن های متخلخل واقع در مسیر جریان و سیال اطراف آن پیچیده بوده و محاسبات نیرو بر روی آن ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق با استفاده از روش جدیدی، در ترکیب نتایج آزمایشگاهی با حل عددی، میدان سرعت جریان پیرامون آبشکن های توری سنگی با تخلخل های متفاوت، در آزمایشگاه اندازه گیری شده و با داشتن میدان جریان، بروش عددی، معادلات میانگین زمانی ناویر-استوکس (Time-Averaged Navier-Stokes equation) برای جریان آشفته حل می شوند و توزیع میدان فشار پیرامون آن ها به دست می آید. سپس با استفاده از میدان فشار نیروی درگ (Drag force) وارد بر آبشکن ها و ضریب درگ بررسی می شود. شبکه بندی این پژوهش از نوع شبکه بندی جابه جا شده پسرو سه بعدی غیریکنواخت می باشد. نتایج نشان داد که جدایش جریان برای آبشکن ها با افزایش تخلخل کاهش می یابد. همچنین با افزایش درصد تخلخل، نیرو و ضریب درگ کاهش یافته و در نهایت ضریب دراگ براساس درصد تخلخل آبشکن ها، با برازش منحنی درجه سوم ارایه شد.

در سال های اخیر طیف وسیعی از خاک های آلوده به فلزات سنگین، مانند کروم شش ظرفیتی Cr(VI) در مراکز صنعتی یافت شده است. این نوع از خاک های آلوده به صورت وسیعی در دنیا گسترش می یابد و در حال حاضر به یک عامل خطرناک برای محیط زیست تبدیل شده است.کروم شش ظرفیتی که به عنوان یک عامل سرطان زا و مخرب برای بافت های زنده شناخته می شود، در چرم سازی، آبکاری و دیگر صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. وجود خاک های آلوده به کروم را عمدتا نتیجه دفع نامناسب آلاینده و نشت از محل های ذخیره باید دانست. بر این اساس، یافتن روش های موثر برای حذف کروم شش ظرفیتی از خاک های آلوده که بازده بالایی را تامین کند، توجه بسیاری از سازمان های دولتی را به منظور حفاظت از سلامت عمومی و محیط زیست به خود معطوف کرده است. این مطالعه تاثیر قراردهی نانو ذرات آهن در فرآیند الکتروکنتیک جهت تصفیه خاک رس آلوده به کروم شش ظرفیتی با غلظت 100 میلی گرم بر کیلوگرم را مورد بررسی قرار داده است. آزمایش های الکتروکینتیک بر روی نمونه 8 سانتی متری با گرادیان الکتریکی 2 ولت بر سانتی متر و به مدت 24 ساعت صورت پذیرفت. نتایج به دست آمده از آزمایش پایه نشان از حرکت و تجمع بخش عمده کروم شش ظرفیتی موجود در خاک در نزدیکی مخزن آند داشت. بر پایه این نتایج یک مانع واکنش زا از نانو ذرات آهن و ماسه سیلیکاتی به نسبت وزنی 1 به 2.5 در فاصله 2 سانتی متری از الکترود آند تعبیه گردید. بازده احیا و حذف کروم شش ظرفیتی از خاک در فرآیند با تعبیه دیواره واکنش زا به ترتیب %88 و %19 به دست آمد. در تلاشی دیگر کنترل pH مخازن آند و کاتد در عدد 6.3 در ترکیب با قرارگیری دیواره واکنش زا در نزدیکی آند به منظور تاثیر این پدیده برفرآیند حذف مورد ملاحظه قرار گرفت. از آن جایی که کنترل pH در مخازن باعث ارتقای دفع سطحی کروم شش ظرفیتی از خاک و تداخل بیشتر آن با دیواره واکنش زا می شود، در نتیجه میزان حذف کروم از خاک و احیای آن از کروم شش به کروم سه ظرفیتی به %42 و %89.3 افزایش پیدا کرد.

نرم افزار Flow-3D یکی از ابزار پویایی سیالات محاسباتی می باشد که برای حل معادلات ناویراستوکس در حالات مختلف برای تعیین الگوی جریان طراحی شده است. یکی از انواع جریانهای پیچیده، که از گذشته تاکنون بسیار مورد توجه بوده، جریان پیرامون آبشکن می باشد. علاوه بر آن، اگر این سازه در قوس قرار گیرد، تعیین مولفه های سه بعدی سرعت جریان به مراتب پیچیده تر می گردد. با توجه به سختی انجام آزمایشها در حالات مختلف، و با در نظر گرفتن فراسنجهای متفاوت موثر در تعیین الگوی جریان، نقش نرم افزارهای عددی، از جملهFlow-3D ، بیشتر نمایان می شود. در این مقاله، با توجه به داده های آزمایشگاهی موجود در مورد آبشکن T شکل مستقر در قوس 90 درجه با بستر صلب، به بررسی مولفه های سه بعدی سرعت خروجی از نرم افزار Flow-3D، و مقایسه آنها با نتایج آزمایشگاهی پرداخته شده است. مولفه های سه بعدی سرعت در مقاطع مختلف طولی، عرضی و مسطحه مقایسه، و مقدار متوسط خطای داده های عددی در حالات مختلف محاسبه شدند. بیشترین مقدار متوسط خطای مشاهده شده بین شبیه عددی و آزمایشگاهی مربوط به داده های سرعت عمقی جریان در مقطع عرضی بوده، که این خطا برابر با 17 درصد می باشد. همچنین، مقادیر متوسط خطای اندازه گیری شده مربوط به سرعتهای طولی و عرضی جریان نیز به ترتیب برابر با 6 و 10 درصد می باشد. بطور کلی، نتایج به دست آمده حاصل از مقایسه های صورت گرفته بیانگر تطابق مناسب بین شبیه عددی Flow-3D و داده های آزمایشگاهی می باشند و این به معنای توانایی بالای این نرم افزار در شبیه سازی الگوی جریان پیرامون سازه های آبی موجود در قوس رودخانه نظیر آبشکن است.

امروزه مخاطرات محیطی و مقابله با آن ها از جمله مهم ترین دغدغه های پژوهشگران در زمینه برنامه ریزی محیطی و مدیریت بحران می باشد. پدیده سیل به عنوان یکی از پرخطرترین بلایای طبیعی است که در مدیریت بحران باید نگاه ویژه ای را به آن معطوف داشت. پهنه بندی پتانسیل سیل خیزی به صورت نقشه های طبقه بندی شده به عنوان یکی از مهم ترین کارها در زمینه کاهش خطرات سیل و پیشگیری از وقوع آن است. در این پژوهش با استفاده از مدل های فرآیند تحلیل شبکه و منطق فازی و با استفاده از 10 پارامتر طبیعی و انسانی (شیب زمین، جهت شیب، انحنای پلان و پروفیل، کاربری زمین، بارش، جنس زمین، خاک شناسی، تراکم پوشش گیاهی و تراکم شبکه آبراهه) حوضه رودخانه لیقوان چای از نظر پتانسیل سیل خیزی مورد بررسی قرار گرفته است. طبق نتایج به دست آمده از تحقیق بخش های جنوبی حوضه با قرارگیری در پهنه های با پتانسیل خیلی زیاد و زیاد، به عنوان سیل خیزترین بخش های حوضه معرفی شده اند و به ترتیب 11 و 23.6 درصد از مساحت حوضه را شامل می شوند. کلاس پتانسیل کم و خیلی کم مناطقی هستند که اغلب با کاربری کشاورزی و باغات، سازندهای با نفوذپذیری بالا و شیب کم و ارتفاع پایین مشخصه سازی شده اند. این مناطق به ترتیب حدود 22.7 و 12.3 درصد مساحت حوضه را شامل می شوند. از نظر توزیع فضایی بیش ترین تمرکزشان در بخش های پایینی حوضه و در زمین های پست و کم شیب است که در آن ها به دلیل شیب کم و عمق زیاد رسوبات و مواد نفوذپذیر امکان نفوذ بیش تر بارش ها وجود دارد و قدرت تولید رواناب این مناطق در مقایسه با سایر بخش ها بسیار کم می باشد.

از ایده های جالب و کارآمد در روسازی ها و کفپوش معابر استفاده از بتنی نفوذپذیر به نام بتن اسفنجی یا متخلخل است. از بتن اسفنجی که دارای مزایای اقتصادی و به خصوص زیست محیطی فراوانی است می توان در کاهش رواناب هنگام بارندگی، به تاخیر انداختن ورود آب باران به سیستم فاضلاب به دلیل جذب آن توسط زمین، اصلاح کیفیت آبهای زیرزمینی به دلیل عدم عبور آب از سطح زمین و تماس با آلودگی های احتمالی استفاده کرد. در این پژوهش از چهار طرح اختلاط متفاوت برای سه دانه بندی سنگدانه که در حالت کلی 12 طرح اختلاط را در بر می گیرد، استفاده شده که شامل نمونه بتن های معمولی و دارای افزودنی ژل میکروسیلیس بوده اند. در انتها بر روی آن ها آزمایش های مقاومت فشاری و نفوذپذیری صورت گرفته است. نتایج بدست آمده از پژوهش نشان می دهد بتن هایی که چگالی بیشتری یا به عبارتی دانه بندی ریزتر داشتند مقاومت فشاری به میزان 9 مگاپاسکال بیشتری را نشان داده اما 15درصد نفوذپذیری کمتری را دارا می باشند. به طور کلی مطابق نتیجه این آزمایشات عوامل موثر بر چگالی بتن اسفنجی را می توان اندازه سنگدانه ها، کارایی و میزان ژل میکروسیلیس بیان کرد. ژل میکروسیلیس به دلیل دارا بودن فوق روان کننده کارایی، مقاومت و دوام بتن را افزایش داده ولی موجب کاهش تخلخل بتن می شود اما به گونه ای که باز هم نفوذپذیری آن نسبت به بتن معمولی قابل قبول است. در نهایت بهینه ترین دانه بندی برای مقاومت فشاری و نفوذپذیری مطلوب در دانه بندی شماره 3 این پژوهش بدست آمده است که در آن نصف سنگدانه ها از باقیمانده های الک8/3 و نصف دیگر از باقیمانده های روی الک 4 تشکیل شده و بسته به این که نیاز به مقاومت یا نفوذپذیری بیشتر باشد می توان با پارامترهایی همچون نسبت آب به سیمان، نسبت شن به سیمان و افزودن میکروسیلیس ویژگی مورد نظر را بدست آورد که در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته است.

در طی چند دهه ی گذشته با توجه به رشد سریع جمعیت و توسعه ی شهری، رواناب شهری افزایش یافته و منجر به مشکلات محیط زیستی مختلفی از جمله آب گرفتگی معابر سطح شهر، انتشار آلودگی های زیست محیطی و خطرات ناشی از گسترش سیلاب شده است. تحلیل حساسیت روشی است برای نشان دادن این که کدام یک از پارامترها ورودی مدل تأثیر بیشتری بر نتایج اعمال می کند. هدف از تحقیق تعیین پارامترهای مهم ورودی مدل SWMM و اطمینان از عملکرد مدل در شهر ماهدشت است. به این ترتیب که از مقدار اولیه برآورد شده 10 پارامتر درصد مناطق نفوذناپذیر، شیب، عرض معادل، ضریب زبری مانینگ در مناطق نفوذپذیر و نفوذناپذیر، زمان تمرکز، شماره منحنی(CN)، ارتفاع ذخیره در مناطق نفوذناپذیر و نفوذپذیر و درصد مناطق نفوذناپذیر بدون ذخیره ی سطحی، به مقدار 15 و 30 درصد افزایش و کاهش داده شد و آب دهی اوج حاصل از این تغییرات به عنوان متغیر وابسته مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد حساس ترین پارامتر مربوط به درصد اراضی نفوذناپذیر و کم حساس ترین پارامتر مربوط به ارتفاع ذخیره ی مناطق نفوذپذیر است. برای فرایند واسنجی و اعتبارسنجی مدل رواناب متناظر با سه واقعه ی بارندگی در خروجی حوضه اندازه گیری و با رواناب شبیه سازی شده به وسیله ی مدل مقایسه گردید. نتایج نشان داد که انطباق خوبی بین آب دهی و عمق رواناب شبیه سازی شده و مشاهده ای وجود دارد. بنابراین می توان از این مدل برای پیش بینی خطر آبگرفتگی، طراحی و اولویت بندی مناطق برای رفع مشکل آب گرفتگی استفاده کرد.

در این تحقیق، بصورت آزمایشگاهی، تاثیر سازه های کنترل رسوب از قبیل آستانه، آبشکن و صفحات مستغرق و نیز ترکیب آنها با ابعاد مختلف بر توپوگرافی بستر از بالادست تا پایین دست آبگیر جانبی 90 درجه در یک کانال مستقیم و نیز بر ابعاد ناحیه آبشستگی در پایین دست آبگیر در کانال اصلی مورد بررسی قرار گرفته است. تحقیقات در شش سامانه کنترل رسوب و در سه نسبت آبگیری 12/0، 15/0 و 18/0 انجام شده است. نتایج نشان می دهد هم تک تک سازه ها و بویژه صفحات مستغرق و آبشکن و هم ترکیب آنها و بعلاوه ابعاد سازه های مذکور، موجب تاثیرات چشمگیری بر توپوگرافی بستر در بالادست، جلوی دهانه آبگیر و پایین دست آبگیر در کانال اصلی و بویژه در اطراف ساحل متصل به آبگیر میشود که قاعدتا بر میزان رسوب ورودی به آبگیر اثرگذار خواهد بود و نتایج محققین قبلی نشان میدهد ترکیب سازه های مذکور تحت شرایطی میتواند بیش از 90 درصد رسوب ورودی به آبگیر را کاهش دهد. همچنین سازه های مذکور و ترکیب آنها با ابعاد مختلف، بر ابعاد و مساحت ناحیه آبشستگی بسیار موثر است ولی رفتار آنها در نسبتهای مختلف دبی انحرافی، متفاوت است. در حالیکه آستانه در جلوی آبگیر باعث انباشت رسوب میشود ولی در نسبت آبگیری 0. 12، 0. 15 و 0. 18 بترتیب کاهش 43 و 59 درصدی و افزایش 19 درصدی حداکثر عمق آبشستگی در پایین دست آبگیر در اطراف ساحل میشود که این میزان برای آبشکن بترتیب افزایش 75 و 75 و کاهش 49 درصدی میباشد. و با افزودن صفحات مستغرق به ترکیب آستانه و آبشکن بطور متوسط کاهش 21 درصدی را تجربه میکند در حالیکه در تمام نسبتهای آبگیری هم آبشکن و هم صفحات مستغرق در جلو و بالادست آبگیر موجب آبشستگی میشوند. همچنین آستانه و آبشکن بطور متوسط بترتیب باعث کاهش 59 و افزایش 155 درصدی مساحت ناحیه آبشستگی میشوند در حالیکه صفحات مستغرق در نسبت آبگیری 0. 12، 0. 15 بترتیب کاهش 28 و 84 درصدی را تجربه میکند در حالیکه در نسبت آبگیری 0. 18 تغییر چندانی ایجاد نمیکند.

بتن نفوذپذیر به بتنی گفته می شود که با توجه به تخلخل بالا امکان عبور آب با سرعت بالا را از درون خود امکان پذیر می سازد. رویه های آسفالتی و بتنی جاده ها هرچند قابلیت های سازه ای و دوام بالایی دارند ولی از نظر زیست محیطی و همچنین الودگی صوتی آسیب های زیادی را به محیط زیست انسان ها وارد می کنند. یکی از این مشکلات، عدم نفوذ آب حاصل از بارندگی به زمین می باشد، علاوه بر این جاری شدن آب باران موجب به وجود آمدن سیلاب در شهرها می شود که ممکن است خسارات مالی و جانی فراوانی را به همراه بیاورد. از سوی دیگر، آلودگی رواناب های سطحی به رس می تواند باعث ایجاد گرفتگی در تخلخل های موثر بتن نفوذپذیر شود که در نتیجه مهم ترین خصیصه این بتن را که نفوذپذیری بالا است، دچار مشکل می کند. در این تحقیق با بهره گیری از پوزولان دوده سیلیسی سعی شد تا علاوه بر نفوذپذیری بالا و گرفتگی کمتر، ویژگی های مکانیکی بهتری بدست اید. علاوه بر این با بهره گیری از سبکدانه های لیکا و اسکوریا وزن مخصوص بتن نفوذپذیر به طور محسوسی پایین آورده شد تا ضمن افزایش تخلخل داخلی و ساختاری به کاهش آلودگی های صوتی نیز کمک نماید. نتایج مشخص نمود که نمونه های حاوی لیکا عملکرد بهتری در آزمون های مکانیکی به دست می دهند. نمونه های حاوی سنگدانه اسکوریا تخلخل و نفوذپذیری در مقایسه با نمونه های حاوی لیکا دارند که هر دوی این خصوصیات از اهمیت بالایی در بتن نفوذپذیر برخوردار هستند. جایگزینی 10% از سیمان با دوده سیلیسی خصوصیات مکانیکی نمونه ها را بهبود بخشید. در تمام حالات، نمونه ها نفوذپذیری قابل قبولی را برای عبور سوسپانسیون های رسی حتی در غلظت های بالا (75 و 100 درصد) نشان دادند. اما اختلاف بین مخلوط 10% با آب فاقد رس چشمگیر بود در حالی که با افزایش غلظت، اختلاف رسانایی هیدرولیکی بسیار کمتر گردید.

ایران کشوری است که در کمربند خشک و نیمه خشک دنیا واقع شده است. پراکنش نامناسب بارندگی و تبخیر زیاد از خصوصیات اصلی این مناطق است بیشتر آب ناشی از بارندگی از طریق تبخیر از دسترس ساکنان آن ها خارج می شود یکی از راه کارهای مناسب در این مناطق جهت ذخیره آب استفاده از سدهای زیرزمینی است. منطقه مورد مطالعه حوضه عامر تپه از توابع شهرستان راین استان کرمان بوده و این تحقیق با هدف مکان یابی سد زیرزمینی با استفاده از نقشه های توپوگرافی، زمین شناسی و مطالعات انجام شده در منطقه مورد مطالعه به کمک نرم افزار سیستم اطلاعات جغرافیایی و با استفاده از روش برهان خلف انجام گردید. در این پژوهش منطقه مورد مطالعه را به هفت زیرحوضه تقسیم نموده و موارد موثر در مکان یابی سد زیرزمینی از قبیل اقلیم، روان آب، شیب، رسوبات نفوذپذیر، گسل، وجود قنات در پایین دست احداث سد و حجم مناسب آبرفت جهت ذخیره سازی را در هر هفت زیرحوضه بررسی و سپس به حذف پلیگون هایی که فاقد شرایط مناسب جهت احداث سد زیرزمینی بودند، اقدام گردید. در نتیجه زیرحوضه c3 به عنوان مکان مناسب جهت احداث سد زیرزمینی تشخیص داده شد.

افزایش سطوح نفوذناپذیر کنترل روان آب را با چالش بزرگی مواجه نموده است. از سوی دیگر افزایش سطوح غیرقابل نفوذ باعث عدم تبادل حرارتی لایه های زیرین زمین با هوا می شود که منجر به تشدید پدیده گرمایش جهانی می شود. یکی از راه حل های کمک به این چالش استفاده از روسازی های متخلخل است. از محاسن روسازی متخلخل نسبت به روسازی عادی؛ علاوه بر کنترل روان آب، می توان به افزایش راحتی کاربران راه، افزایش اصطکاک جاده و افزایش ایمنی راه و. . . اشاره کرد. از محدودیت های بتن متخلخل می توان به محدودیت استفاده در جاده های با ترافیک زیاد یا بار سنگین ترافیکی اشاره کرد؛ به عبارت دیگر با دانش فعلی درباره این سیستم روسازی از آن می توان در راه های کم تردد نظیر راه ها و خیابان های محلی و محوطه های پارکینگ ها استفاده کرد. هدف از انجام این تحقیق بررسی بتن متخلخل و آشنایی با استاندارهای مرتبط با بتن متخلخل است. همچنین در این تحقیق محاسن و معایب بتن متخلخل نحوه ساخت و تعمیر و نگهداری و مشکلات متداول این سیستم روسازی مورد بررسی قرار گرفته است. در پایان این تحقیق علاوه بر دست یابی به دانش کلی درباره بتن متخلخل و طرح مخلوط روسازی های بتن متخلخل، شیوه های نگهداری متداول از روسازی متخلخل و آزمایش های رایج در پژوهش های مرتبط معرفی شده است. در آخر نتیجه شد که با دستیابی به دانش کافی می توان از روسازی بتن متخلخل در جاده های با تردد کم یا بار ترافیکی سبک بهره برد.