دریچه های قطاعی یا شعاعی از جمله متداول ترین دریچه ها جهت کنترل دبی و تنظیم سطح آب می باشند. برای نیل به استفاده بهینه از این سازه و با توجه به پیشرفت های اخیر در طرح تنظیم خودکار جریان برای سرریز سدها و شبکه های انتقال، تعیین دقیق ضرایب آب گذری دریچه های قطاعی از اهمیت زیادی برخوردار است. روابط تجربی و نمودارهای متعددی برای تخمین ضریب آب گذری دریچه ها ارایه شده است. این روش ها از دقت کافی برخوردار نبوده و اغلب برای دامنه محدودی از متغیرها قابل استفاده می باشد. در این پژوهش، روابط مختلف برای تخمین ضریب آب گذری دریچه های قطاعی در شرایط جریان مستغرق مورد ارزیابی قرار گرفته و با استفاده از روش جستجوی ژنتیکی، ضرایب و توان روابط پیشنهادی به دست آمده است. سپس با استفاده از آزمون های آماری بین داده های تخمینی و داده های آزمایشگاهی، بهترین برازش غیرخطی برای تخمین ضریب آب گذری دریچه های قطاعی به دست آمد. سپس برای آزمون رابطه پیشنهادی از 50 سری داده آزمایشگاهی و میدانی که از محققان مختلف جمع آوری گردیده بود، استفاده و پارامترهای آماری مانند میانگین، انحراف معیار (نسبت مقادیر محاسبه شده به مقادیر اندازه گیری شده) و پارامتر خطا محاسبه گردید. این مقادیر به ترتیب برابر 05/1، 204/0 و 1/0 می باشند. همچنین نتایج حاصل از بهترین برازش با نتایج محققان دیگر مقایسه گردید. نتایج نشان دهنده دقت بالای رابطه پیشنهادی نسبت به روابط دیگر است.

آب گیرهای جانبی از جمله سازه های هیدرولیکی هستند که برای برداشت آب از رودخانه مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به این که رودخانه ها در بیشتر طول مسیر خود دارای انحناء هستند و همچنین به دلیل وجود جریان ثانویه و انتقال رسوبات به ساحل داخلی رودخانه، ساحل خارجی قوس رودخانه مکان مناسبی برای آب گیری محسوب می گردد. به منظور کنترل جریان و رسوب ورودی به آب گیر جانبی معمولا در ابتدای کانال آب گیر آستانه (پله ورودی) نصب می شود. در این پژوهش به بررسی ضریب آب گذری سرریز جانبی در ورودی آب گیر و در موقعیت های مختلف قوس 180 درجه به صورت آزمایشگاهی پرداخته شده است. همچنین رابطه هایی برای ضریب آب گذری سرریز در موقعیت های مختلف ارایه شده است. نتایج بیانگر آن است که با افزایش فرود جریان در بالادست و نسبت ارتفاع سرریز به عمق بالادست (p/h1) ضریب آب گذری کاهش می یابد. همچنین در موقیعت های 90 و 150 درجه حداکثر مقدار ضریب آب گذری و در موقعیت 135 درجه حداقل مقدار ضریب آب گذری وجود دارد.

سدهای پاره سنگی لایه ای با لایه های افقی و لایه های عمودی دو نوع از سدهای ناهمگن هستند که در کنترل سیلاب مورد استفاده قرار می گیرند. در این سدها اختلاف ضریب آب گذری لایه ها که به سبب اختلاف خصوصیات مصالح در هر لایه ایجاد می شود، سبب پیچیده تر شدن محاسبات می شود. بنابراین با یافتن یک ضریب آب گذری معادل، می توان سد را به صورت همگن در نظر گرفت که محاسبات آن نیز راحت تر انجام پذیر است. در تحقیق حاضر یک مدل عددی دو بعدی، برای بررسی جریان عبوری از سدهای پاره سنگی دولایه تهیه شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، در سدهای دولایه با لایه های افقی، لایه پایینی نسبت به لایه بالایی تاثیر بیشتری بر ضریب آب گذری معادل دارد به طوریکه در صورت استفاده از سنگدانه های درشت تر در این لایه می توان ضریب آب-گذری معادل را افزایش داد. در حالیکه در سد با لایه های عمودی ترتیب قرارگیری لایه های ریز و درشت مهم نیست اما طول لایه ها مهم است و هر چه لایه درشت دانه تر طول بیشتری نسبت به لایه ریزدانه تر داشته باشد ضریب آب گذری معادل نیز بیشتر می شود. پس از تحلیل نتایج به دست آمده، روابط جداگانه ای جهت تخمین ضریب آب گذری معادل در سدهای دولایه ارایه شده است. ضرایب همبستگی و جذر میانگین مربعات خطای این روابط برابر با 9422/0 و 016/0 برای سد با لایه های افقی و 9602/0 و 036/0 برای سد دولایه با لایه های عمودی است.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

با توجه به محدودیت منابع آب زیرزمینی در ایران، محاسبه دقیق، استفاده صحیح، تنظیم و نگهداری این منابع از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از روش های مؤثر برای مدیریت و بهره برداری بهینه از این منابع در حال و آینده، استفاده از مدل سازی است. در این پژوهش مدل سازی تغییرات تراز آب زیرزمینی به صورت ماهانه در دورۀ 2022-2013 با مدل های MLP، WNN و MLPSSO-Wavelet انجام شد که از داده های نه سال اول برای آموزش و سال آخر جهت اعتبارسنجی استفاده شد و بهترین مدل با استفاده از معیارهای ضریب تبیین (R2)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین خطای مطلق (MAE) تعیین گردید. بارش و دمای ایستگاه سینوپتیک شبستر در دوره آینده (2040-2021) با استفاده از مدل CanESM2 تحت سناریوهای RCP2.6 و RCP8.5 که ارتباط منطقی و مناسبی با ویژگی های اقلیمی مشاهداتی دارند پیش بینی و با استفاده از مدل LARS -WG ریزمقیاس سازی شدند. در دورۀ آتی، تحت هر دو سناریو و در ماه های فوریه ، جولای و اکتبر میانگین بارش کاهش و در نه ماه دیگر افزایش خواهد یافت. برای دما نیز به جز سناریو RCP8.5 و ماه ژوئن، در 11 ماه دیگر و تحت هر دو سناریو، افزایش دما پیش بینی می شود و بیش ترین افزایش دما (43/37 درصد)، در ماه ژانویه و تحت سناریو RCP2.6 خواهد بود. تراز آب زیرزمینی آبخوان دشت شبستر با افت 42/4 متری، از 64/1303 متر در سال 2003 به 22/1299 متر در سال 2022 رسیده است. مطابق نتایج، مدل MLPOSSO-Wavelet با 83/0R2=، 74/0RMSE= و 71/0MAE= در مرحلۀ اعتبارسنجی، دقت بیشتری نسبت به مدل های دیگر دارد. تراز آب زیرزمینی دشت شبستر تحت سناریو RCP2.6 در شش ماه ابتدایی کاهش و در شش ماه دوم نسبت به شش ماه اول افزایش خواهد یافت. تحت سناریو RCP8.5 فقط در ماه های ژانویه، فوریه و دسامبر کاهش تراز آب زیرزمینی پیش بینی می شود و بیش ترین کاهش در ماه ژانویه اتفاق خواهد افتاد.

سرریز جانبی یکی از معمول ترین سازه های کنترل و انحراف جریان در آزمایشگاه های هیدرولیک، شبکه های آبیاری و زه کشی، کانال های انتقال آب و فاضلاب است. سرریزها عموما لبه تیز بوده و از نظر دقت اندازه گیری دبی و نیز تخلیه جریان، دارای محدودیت می باشند، به همین دلیل در این پژوهش برای اولین بار سرریزهای جانبی لبه تیز با مقطع مرکب (ترکیبی) پیشنهاد شده است. اندازه گیری دقیق تر جریان در محدوده وسیعی از دبی ها نسبت به سرریزهای جانبی ساده از جمله موارد برتری این گونه سرریزها می باشد. در این پژوهش برای برآورد ضریب دبی، آزمایش هایی بر روی یک سرریز جانبی مرکب مستطیلی - مستطیلی و با عرض و ارتفاع متغیر انجام شده است. تحلیل ابعادی پارامترهای موثر بر دبی جریان عبوری از سرریز مرکب نشان داد که ضریب دبی این سرریز تابعی از عدد فرود در بالادست جریان، نسبت میانگین وزنی ارتفاع تاج سرریز به عمق جریان در بالادست سرریز و عرض کانال به عمق جریان در بالادست سرریز است. ابتدا بر اساس نتایج آزمایشگاهی و نیز اصول بهینه سازی، رابطه ای بدون بعد برای محاسبه ضریب دبی سرریز استخراج شده و سپس رابطه جدیدی برای محاسبه دبی جریان عبوری از سرریزهای جانبی مرکب مستطیلی پیشنهاد شده است. با مقایسه آماری نتایج این رابطه با داده های آزمایشگاهی، ضریب تبیین معادله در مراحل واسنجی و صحت سنجی به ترتیب 0.96 و 0.98 به دست آمد. همچنین متوسط خطای نسبی این رابطه حدود 6.4 درصد به دست آمده است.

در این تحقیق، روابط ضریب دبی سرریزهای لبه­ تیز کنگره­ای U شکل در پلان (تک سیکل) به صورت آزمایشگاهی و عددی بررسی شده است. همچنین از 3 گروه سرریز به ارتفاع ­های 10، 12/5 و 15 سانتی­ متر و در هر ارتفاع، طول قوس ­های متفاوت به مقادیر 40/82، 45 و 48/10 سانتی ­متر آزمایش شده است. هدف اصلی تحقیق حاضر، تعیین دبی عبوری از روی سرریز با ارائه روابطی برای ضریب دبی به صورت آزمایشگاهی می ­باشد. برای استخراج رابطه از آنالیز ابعادی به روش پی باکینگهام استفاده گردید. ضریب دبی به صورت بی ­بعد تابعی از نسبت طول قوس به عرض سرریز و نسبت هد روی سرریز به ارتفاع سرریز به دست آمد. شبیه­ سازی سه­ بعدی سرریزها به ­صورت عددی و با معادلات حاکم بر روش حجم محدود با استفاده از نرم ­افزار FLOW-3D انجام گردید، سپس با نتایج آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج تحقیق حاضر نشان می ­دهد که رابطه پیشنهادی قابلیت پیش ­بینی مقادیر دبی را با دقت بسیار بالا و خطا 4/79 درصد در بازه نسبت هد به ارتفاع سرریز 0/1 تا 1/2 را دارا می ­باشد. با افزایش طول قوس سرریزها، تداخل جریان افزایش و راندمان دبی کاهش می­ یابد، با اینکه با افزایش یافتن طول قوس ­سرریزها طول تاج افزایش می ­یابد راندمان آب گذری سرریز روند کاهشی می­ گیرد، حداکثر کاهش راندمان آب گذری در این حالت 7/01 درصد می­ باشد. با ثابت بودن طول قوس و افزایش در ارتفاع سرریزها مشاهده ­گردید که راندمان آب گذری به طور محسوس کاهش می­ یابد که حداکثر حجم جریان عبوری از روی سرریز 4/82 درصد کاهش را نشان می ­دهد.

لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.