سرریز کناری سازه ای است با جریان آزاد، که در کناره ی نهر و به موازات آن تعبیه شده، و هنگامی که ارتفاع آب بالاتر از تاج سرریز است، اجازه می دهد بخشی از آب از روی آن بگذرد. این سازه بر عمق و سرعت جریان تاثیر می گذارد. با آگاهی از این آثار، می توان تدابیر لازم را در طراحی هیدرولیکی آن و نهرهای مربوطه در نظر گرفت. لذا، در این پژوهش مطالعات آزمایشگاهی در مورد 36 سرریز جانبی نیمه بیضوی با مشخصات هندسی متفاوت طی 298 آزمایش در شرایط جریان زیر بحرانی در نهر اصلی در محدوده بده 10 تا 70 لیتر بر ثانیه انجام گردید. همچنین، به بررسی و تفسیر نیمرخ سطح آب در سرریز جانبی ساده و کنگره ای نیمه بیضوی با استفاده از نیمرخ سرعت پرداخته شد، و اثر افزایش بده در نهر اصلی، ارتفاع، طول و انحنای سرریز بر نیمرخ سطح آب بررسی گردید. نهایتا، نتایج حاصل از اندازه گیری نیمرخ سطح آب در سرریزهای ساده و کنگره ای نیمه بیضوی با نیمرخ سطح آب محاسبه شده با کاربرد روش رانج کوتای مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که با افزایش ارتفاع و طول سرریز، و کاهش بده، دقت این روش بیشتر می گردد.

این آزمایش با هدف بررسی تاثیر هیومی پتاس در افزایش سطح تحمل به شوری گیاه پوششی فیلا (Phyla nodiflora L.) بر اساس ویژگی های مورفوفیزیولوژیک انجام شد. طرح کرت های خردشده در یک آزمایش گلخانه ای با دو عامل به صورت بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. کرت اصلی شامل شوری کلرید سدیم در 5 سطح مختلف (صفر، 4، 8، 12 و 16 دسی­زیمنس بر متر) بود؛ در حالی که، کرت فرعی شامل سه سطح هیومی پتاس (صفر، 500 و 1000 میلی­گرم) بود. نتایج نشان داد، بدون در نظر گرفتن تیمار کودی، وزن تر شاخساره و کیفیت ظاهری در تیمار شوری 16 دسی زیمنس بر متر در مقایسه با گیاهان شاهد به ترتیب کاهش معنی دار 02/19 و 34/24% نشان دادند. دیگر ویژگی مثبت گیاه فیلا در تنش شوری 16 دسی زیمنس بر متر، وضعیت به نسبت مطلوب رنگدانه های گیاهی بود. افزون بر این، کیفیت ظاهری همبستگی قوی و مثبتی با طول شاخساره، وزن تر و خشک شاخساره و وزن تر ریشه نشان داد. به طور کلی نتایج بیانگر آن بود که فیلا در زمان تنش شوری از ویژگی های رشدی خود کاسته است. بدین ترتیب از کیفیت ظاهری در شوری بالا تا حدودی کاسته شد؛ اما در عوض سبزینگی فیلا در شرایط تنش حفظ شد. بر اساس نتایج وزن تر و خشک شاخساره و ریشه، محتوای نسبی آب (RWC) برگ و کیفیت ظاهری گیاه فیلا تا سطح شوری 8 دسی زیمنس بر متر از وضعیت مطلوبی برخودار بود و نیازی به استفاده از تیمار هیومی­پتاس تا این سطح از تنش وجود ندارد. در سطوح شوری بالا (12 و 16 دسی زیمنس بر متر)، ویژگی های مورفوفیزیولوژیک فیلا کاهش یافت. در نتیجه در سطح شوری بالا برای بهبود وضعیت کلی گیاه، کاربرد هیومی پتاس پیشنهاد می شود. به طوری که، هیومی پتاس 500 میلی گرم بر لیتر سبب افزایش طول شاخساره، تعداد شاخساره جانبی و RWC در سطح شوری 16 دسی زیمنس بر متر شد. افزون بر آن، 1000 میلی گرم بر لیتر هیومی پتاس، سبب بهبود رنگدانه های گیاهی در تیمار شوری 12 دسی زیمنس بر متر گردید.

در این تحقیق محیط متخلخل سنگریزه­ای با سه دانه­بندی مختلف در یک کانال آزمایشگاهی روباز با عمق 0.8 و پهنای 1 و طول 13 متر تهیه شده و در هر دانه­بندی جریان ماندگار با 4 دبی مختلف برقرار شده است. سپس عمق آب و بلندای پیزومتریک در 23 نقطه طول محیط ثبت گردیده است. براساس داده­های ثبت شده بین مقادیر بلندای پیزومتریک و عمق آب تفاوت قابل ملاحظه­ای وجود دارد که ناشی از افت انرژی ناشی از اثر نیروی درگ می­ باشد. در بخش دوم معادله انرژی به عنوان معادله اصلی حاکم در نظر گرفته شد و با حل آن بلندای فشار پیزومتریک در تمام نقاط محاسبه شده است. در گام بعد با اعمال افت انرژی ناشی از اثر نیروی درگ نیمرخ سطح آب با دقت مناسبی محاسبه گردیده است. بر اساس نتایج به دست آمده متوسط خطا بین هر سه نوع سنگریزه در محاسبه بلندای پیزومتریک  3.3 درصد می­باشد. همچنین مقدار متوسط خطا در محاسبه نیمرخ سطح آب با در نظر گرفتن اثر نیروی درگ 2.36 درصد و بدون لحاظ کردن این اثر 13.44 درصد حاصل شده است.

سرریزهای جانبی سازه هایی هستند که در کنار یک آبراهه یا کانال نصب می شوند و زمانی که ارتفاع جریان از تاج آن ها بالاتر رود جریان اضافی از روی آن ها عبور کرده و وارد کانال فرعی می شود. در این مطالعه حل معادله دیفرانسیل نیمرخ سطح آب در سرریز جانبی به روش موجک هار ارائه شده است. همچنین با استفاده از مدل آزمایشگاهی نیمرخ های سطح آب بالای سرریز جانبی ذوزنقه شکل برای عرض، شیب جانبی و ارتفاع سرریز مختلف اندازه گیری و با نیمرخ محاسبه شده با استفاده از حل عددی معادلات سرریز جانبی به روش موجک هار مقایسه شد. کمترین میزان درصد خطای محاسبه y1 (خطای بیشینه) در سرریز با شیب جانبی 1.5، عرض 8 سانتی متر و ارتفاع 10 سانتی متر، 1.5 درصد مشاهده شد. دقت پیش بینی نیمرخ سطح آب با استفاده از روش موجک هار با افزایش ارتفاع و شیب جانبی سرریز افزایش می یابد. همچنین روش موجک هار با روش رانج کوتای مرتبه چهار مقایسه شد. ضریب همبستگی روش موجک هار با داده های آزمایشگاهی بیشتر از 0.979 محاسبه شد که بالاتر بودن ضریب همبستگی این روش نسبت به روش رانج کوتا نشان دهنده آن است که عمق های محاسبه شده از روش موجک هار در سرریز ذوزنقه ای با نتایج آزمایشگاهی هماهنگی بهتری نسبت به روش رانج کوتا دارد.

تحلیل یک بعدی جریان ماندگار در حالت غیردارسی موازی و شعاعی (همگرا) با استفاده از تئوری جریان های متغیر تدریجی و تحلیل دو بعدی آنها با استفاده از حل معادله پارکین صورت می گیرد. جهت تحلیل دوبعدی جریان ماندگار، به داده های فراوانی مانند شرایط مرزی در بالادست و پایین-دست و همچنین شرط مرزی پروفیل سطح آب نیاز بوده و روند محاسبات آن پیچیده و زمانبر است. به عبارت دیگر، تئوری جریان های متغیر تدریجی نسبت به حل معادله پارکین به داده های بسیار کمتری نیاز داشته و پروفیل سطح آب به دست آمده از آن نیز به عنوان اصلی ترین شرط مرزی در حل معادله پارکین مورد استفاده قرار می گیرد. اکثر پژوهش های قبلی جریان غیردارسی موازی را بررسی کرده اند. درحالیکه در پژوهش حاضر، برای اولین بار با استفاده از داده های آزمایشگاهی در مقیاس تقریبا واقعی (دستگاه آزمایش نیمه استوانه ای شکل به قطر 6 و ارتفاع 3 متر و 10 حالت مختلق برای عمق آب پمپاژ شده در بالادست) و تئوری جریان های متغیر تدریجی و رابطه ی نمایی بین گرادیان هیدرولیکی و سرعت جریان، پروفیل سطح آب جریان ماندگار در حالت جریان غیردارسی شعاعی با سطح آزاد بررسی شده است. نتایج بیانگر آنست که؛ متوسط میانگین خطای نسبی (MRE) 10 داده ی ثبت شده در آزمایشگاه برابر با 45/0 درصد محاسبه شده است.

تحلیل جریان در درون مصالح سنگریزه ای اغلب با حل معادله دیفرانسیلی که از ترکیب رابطه غیرخطی [i=mvn] و معادله پیوستگی به دست میآید، انجام میگیرد. این معادله دیفرانسیلی اولین بار توسط پارکین توسعه داده شده و حل آن به روش تفاضل محدود و متناسب با اعمال شرایط مرزی مسایل مورد نظر، بهنسبت حجیم و وقتگیر است. این محاسبات در شرایطی که نیمرخ سطح آب در درون مصالح سنگریزه ای مشخص نباشد، با مشکلات بیشتری روبه رو خواهد بود. برای تحلیل جریان در مصالح سنگریزه ای میتوان از روش دیگری که متکی به تیوری جریان متغیر تدریجی است، استفاده کرد. محاسبات در این روش در مقایسه با روش قبلی بسیار سادهتر و کم حجمتر است. بررسی های انجام شده نشان می دهد که عدم در نظر گرفتن نیروی درگ در تیوری جریان های متغیر تدریجی باعث ایجاد خطای بزرگ در بخش هایی از جریان که انحنای خطوط جریان و سطح آب زیاد است، می گردد. در پژوهش حاضر، برای اولین بار با استفاده از نتایج آزمایشهای انجام شده توسط نگارندگان مقاله روی انواع مختلف مصالح سنگریزه ای، به بررسی تاثیر نیروی درگ بر روی دقت محاسبات نیمرخ سطح آب با استفاده از تیوری جریان های متغیر تدریجی پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد که با در نظر گرفتن نیروی درگ، دقت محاسبات نیمرخ سطح آب در جریان ماندگار به ویژه در بخش هایی که انحنای جریان زیاد است به طور قابل توجهی افزایش می یابد و می توان به جواب های امیدوارکننده ای دست یافت.

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