هواشناسی کشاورزی
سعیده پورانتظاری؛ کاظم اسماعیلی؛ علیرضا فرید حسینی؛ الهه غفاری
چکیده
بارش یکی از مهمترین پارامترهای ورودی در مدل‌های هیدرولوژیکی جهت شبیه‌سازی بارش-رواناب میباشد که به علت عدم پراکندگی مناسب ایستگاه‌های بارانسنجی و تازه تأسیس بودن برخی از این ایستگاه‌ها در اکثر حوضه‌های کشور، استفاده از این داده‌های بارش با چالشی جدی روبروست. از این رو استفاده از روشهای سنجش از دوری می‌تواند یکی از گزینه‌های ...
بیشتر
بارش یکی از مهمترین پارامترهای ورودی در مدل‌های هیدرولوژیکی جهت شبیه‌سازی بارش-رواناب میباشد که به علت عدم پراکندگی مناسب ایستگاه‌های بارانسنجی و تازه تأسیس بودن برخی از این ایستگاه‌ها در اکثر حوضه‌های کشور، استفاده از این داده‌های بارش با چالشی جدی روبروست. از این رو استفاده از روشهای سنجش از دوری می‌تواند یکی از گزینه‌های مورد استفاده در زمینه شبیه‌سازی جریان با استفاده از مدل‌های هیدرولوژیکی باشد. در پژوهش حاضر، داده‌های بارش بازتحلیل‌شده ERA5 برای حوضه آبریز کشف‌رود در گام‌های زمانی روزانه و ماهانه مورد ارزیابی قرار گرفت و سپس با استفاده از داده‌های بارش ایستگاه زشک و پارامترهای مربوط به حوضه آبخیز زشک در نرم‌افزار HEC-HMS، هیدروگراف جریان آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که داده‌های بارش ERA5 در گام‌های زمانی روزانه و ماهانه دارای کم‌برآوردی می‌باشند و نیز در گام زمانی ماهانه دقت این داده‌های بارش در تشخیص وقایع بارشی (از نظر شاخصهای FAR، TS و POD) بالاتر از گام زمانی روزانه بود. همچنین داده‌های بارش بازتحلیل‌شده ERA5 در گام زمانی ماهانه، در ماه‌های گرم تابستان دقت پایین‌تری در تشخیص وقایع بارش نسبت به بقیه ماه‌های سال داشتند. هیدروگراف جریان حاصل از داده‌های بارش بازتحلیل شده ERA5 نسبت به هیدروگراف مشاهداتی دارای کم‌برآوردی بود که علت آن کم‌برآورد کردن میزان بارش در موقعیت ایستگاه زشک در محدوده روزهای متناظر با واقعه 23/1/99 توسط ERA5 بود. همچنین هیدروگراف یادشده در مقایسه با هیدروگراف مشاهداتی در محدوده غیر قابل قبول (NSE≤0.5 و PBias≤±25) بود. به طور کلی دقت هیدروگراف جریان حاصل از این محصول نسبت به هیدروگراف جریان حاصل از داده‌های بارش ایستگاه زشک، نمی‌تواند منبع مورد اعتمادی در مدلسازی هیدرولوژیکی باشد.
سعید خلیفه؛ سیدعلیرضا اسماعیلی؛ کاظم اسماعیلی؛ سعید رضا خداشناس
چکیده
روندیابی سیلاب یکی از الزامات مهم در مطالعات مهندسی رودخانه محسوب میشود. روندیابی هیدرولوژیکی در رودخانههای شریانی و رودخانههای فاقد آمار حوضه میانی متداول است. به این منظور نیاز به تهیه مقاطع عرضی و تعیین شیبها در کلیه بازههای رودخانه میباشد. روش ماسکینگام می تواند با استفاده از آن ضمن صرفهجویی در زمان و هزینه، اطلاعات مربوط ...
بیشتر
روندیابی سیلاب یکی از الزامات مهم در مطالعات مهندسی رودخانه محسوب میشود. روندیابی هیدرولوژیکی در رودخانههای شریانی و رودخانههای فاقد آمار حوضه میانی متداول است. به این منظور نیاز به تهیه مقاطع عرضی و تعیین شیبها در کلیه بازههای رودخانه میباشد. روش ماسکینگام می تواند با استفاده از آن ضمن صرفهجویی در زمان و هزینه، اطلاعات مربوط به عمق و دبی جریان سیلابی را در هر زمان مشخص نماید. کاربست روشهای فراکاوشی نتایج رضایت بخشی را در این زمینه تاکنون نشان داده است. از این رو در این پژوهش، به ارزیابی کارایی الگوریتم جستجوی موجودات همزیست (SOS) در تخمین پارامترهای بهینه مدل غیرخطی ماسکینگام پرداخته شد. بهمنظور بررسی میزان مطلوبیت یافتههای پژوهش، نتایج حاصل از الگوریتم موجودات همزیست (SOS)، با نتایج سایر روش های فراکاوشی شامل الگوریتم وراثتی (GA)، الگوریتم ازدحام ذرات (PSO)، الگوریتم رقابت استعماری (ICA) مقایسه گردید. در الگوریتم پیشنهادی، روش تابع جریمه غیرمستقیم در مدل برای جلوگیری از منفی شدن خروجی و ذخیره اعمال شده است. الگوریتم مذکور بهینه سراسری یا نزدیک سراسری را بدون در نظر گرفتن مقادیر اولیه پارامترها با همگرایی سریع پیدا می‌کند. نتایج الگوریتم SOS برای دو رودخانه ویلسون و کارده نشان دهنده کمینه‌سازی مجموع مربعات باقیمانده‌ها (SSQ) میباشد که برای رودخانه ویلسون با MSE (85/5) و SSQ (78/128) و رودخانه کارده با MSE (505/0) و SSQ (552/4) می باشد و مانند الگوریتم‌های PSO و ICA عملکرد بهتری نسبت به الگوریتم GA داشته است در نتیجه الگوریتم پیشنهادی می‌تواند با اطمینان خوبی بهمنظور برآورد مقادیر بهینه پارامترهای مدل ماسکینگام غیر خطی مورد استفاده قرار گیرد.
سعید صالحی؛ کاظم اسماعیلی
چکیده
یکی از مشکلات سدهای خاکی در هنگام بهره‌برداری، وقوع پدیده‌ی پایپینگ میباشد. این پدیده به خاطر بالا رفتن گرادیان هیدرولیکی موجود از گرادیان هیدرولیکی مجاز میباشد. راهکارهای مختلفی برای حل این مشکل پیشنهاد شده است. یکی از این راهکارها استفاده از ترکیب هسته رسی با فیلتر پایین دست هسته رسی میباشد. به همین منظور در این تحقیق با استفاده ...
بیشتر
یکی از مشکلات سدهای خاکی در هنگام بهره‌برداری، وقوع پدیده‌ی پایپینگ میباشد. این پدیده به خاطر بالا رفتن گرادیان هیدرولیکی موجود از گرادیان هیدرولیکی مجاز میباشد. راهکارهای مختلفی برای حل این مشکل پیشنهاد شده است. یکی از این راهکارها استفاده از ترکیب هسته رسی با فیلتر پایین دست هسته رسی میباشد. به همین منظور در این تحقیق با استفاده مدل آزمایشگاهی و مدل نرم افزاری PLXIS V8.5 سعی در پیشبینی ابعاد بهینه این نوع فیلترها شده است. سه مدل آزمایشگاهی به طول 2/4 متر و ارتفاع یک متر و شیب بدنه 1H : 2V در فلوم آزمایشگاهی تهیه شد. پس انجام آزمایشات و ترسیم خطوط نشت در مدل‌های ازمایشگاهی، با استفاده از مقایسه آماری بین مدل‌های آزمایشگاهی و مدل نرمافزاری صحت داده‌های نرمافزاری با استفاده از آزمون آماری P-VALUE و RMSE سنجیده شد. در نهایت با استفاده از مدل نرمافزاری فیلتر پیشنهادی برای سدهای خاکی با هسته قایم ارایه شد. نتایج نشان داد که ارتفاع فیلتر رابطه مستقیمی با نسبت هدایت هیدرولیکی هسته به پوسته سدهای رسی با هسته‌ی قایم دارد. بدین صورت که با افزایش این نسبت ارتفاع فیلتر پیشنهادی نیز افزایش پیدا می‌کند. در نهایت ارتفاع این فیلتر ارایه شد.
اشکان آل بویه؛ کاظم اسماعیلی؛ سعید رضا خداشناس
چکیده
سیلاب های سریع در مناطق خشک و نیمه خشک به دلیل رگبار سریع وقوع می‌یابند و دارای زمان پایه کوتاه و نقطه اوج بالا می‌باشند. بررسی رفتار بار بستر منتقل شده تحت تاثیر چنین سیلاب هایی به پایین دست که بر ویژگی های رودخانه تاثیرگذار است از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. در این تحقیق، به ارزیابی آزمایشگاهی اثر سیلاب ناگهانی بر میزان بار بستر ...
بیشتر
سیلاب های سریع در مناطق خشک و نیمه خشک به دلیل رگبار سریع وقوع می‌یابند و دارای زمان پایه کوتاه و نقطه اوج بالا می‌باشند. بررسی رفتار بار بستر منتقل شده تحت تاثیر چنین سیلاب هایی به پایین دست که بر ویژگی های رودخانه تاثیرگذار است از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. در این تحقیق، به ارزیابی آزمایشگاهی اثر سیلاب ناگهانی بر میزان بار بستر انتقالی به پایین دست از طریق مدل پرداخته شده است. جریان‌های ورودی از نوع مثلثی و به دو صورت متقارن و نامتقارن در نظر گرفته شد. زمان پایه آب‌نمود ها ثابت و برابر با 90 ثانیه و دبی اوج آن ها از 58/6 تا 18/16 لیتر در ثانیه در نظر گرفته شد. ذرات رسوبی مورد استفاده به‌عنوان بار بستر، رسوبات یک‌نواخت با قطر متوسط 5/2 میلی متر بود که در سه شیب کانال 005/0، 01/0 و 02/0 مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد بین مقدار اوج آب‌نمود جریان و مقدار بیشینة رسوب‌نمود، تاخیر زمانی معادل با 5 تا 11 درصد زمان پایه آب‌نمود وجود دارد. همچنین شیب کانال و دبی اوج آب‌نمود جریان ورودی، تاثیر قابل توجه ای در میزان انتقال رسوب به پایین دست و فرسایش بالادست داشته چنانکه با دو برابر شدن شیب کف (از 005/0 به 01/0)، میزان بار رسوبی 5/1 برابر و با چهار برابر شدن شیب کف کانال (از 005/0 به 02/0)، حدودا 5 برابر گردید. همچنین بار رسوبی انتقال یافته تحت تاثیر آب‌نمود های مثلثی متقارن بیشتر از آب‌نمود های مثلثی نامتقارن بود.
دل‌آرام هوشمند؛ کاظم اسماعیلی؛ علیرضا کشاورزی؛ علیرضا فریدحسینی
چکیده
قرارگیری پایه‌های پل در مسیر جریان، الگوی سه بعدی و پیچیده‌ای از جریان را تولید می کند که باعث فرسایش بستر اطراف آن می گردد. از آنجایی که رودخانه ها دارای مسیر مستقیم نیستند و به صورت پیچانرودی می باشند، ضروری است تا تاثیر تغییر الگوی ایجاد شده در جریان در اثر عبور از قوس بر آبشستگی اطراف پایه های پل بررسی گردد. امروزه با توسعه نرم ...
بیشتر
قرارگیری پایه‌های پل در مسیر جریان، الگوی سه بعدی و پیچیده‌ای از جریان را تولید می کند که باعث فرسایش بستر اطراف آن می گردد. از آنجایی که رودخانه ها دارای مسیر مستقیم نیستند و به صورت پیچانرودی می باشند، ضروری است تا تاثیر تغییر الگوی ایجاد شده در جریان در اثر عبور از قوس بر آبشستگی اطراف پایه های پل بررسی گردد. امروزه با توسعه نرم افزارهای دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) امکان شبیه سازی الگوی جریان وجود دارد. به همین جهت هدف این پژوهش مدل سازی جریان اطراف پایه‌های پل مستقر در کانال‌های خمیده به صورت سه بعدی است. برای این منظور از کد تجاری Fluent که معادلات جریان را به روش حجم محدود و الگوی مرکزیت سلول حل می‌نماید استفاده شد. برای گسسته سازی معادلات ناویر استوکس از سه مدل آشفتگی εK- ، K-ω و RSM و جهت لحاظ نمودن سطح آزاد از مدل حجم سیال استفاده شد. جهت صحت سنجی نتایج حاصل از مدل سازی عددی از نتایج حاصل از اندازه گیری سرعت جریان توسط سرعت سنج ADV اطراف مدل فیزیکی پایه پل در یک فلوم روباز مارپیچی شامل 5 قوس استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل آشفتگی RSM نسبت به دو مدل دیگر در مدل سازی عددی سرعت جریان و جریان های ثانویه عملکرد بهتری داشته است. مقایسه قدرت جریان های ثانویه در پایین دست پایه حاکی از آن بود که با قرارگیری پایه پل در میانه کانال قوسی شکل جریان های ثانویه به سمت قوس داخلی کانال متمرکز شده و اثر گردابه های برخاستگی تا مقطع 150 درجه از قوس ادامه خواهد داشت.
رامین منصوری؛ کاظم اسماعیلی؛ علی نقی ضیائی؛ حسین انصاری؛ سعید رضا خداشناس
چکیده
جمع‌آوری جریان های زیر سطحی و یا جریان های ناچیز پایه در رودخانه های فصلی مناطق خشک در کشاورزی فاریاب یا کشت تکمیلی اراضی دیم اهمیت بسزایی دارد. از این رو استفاده از محیط متخلخل و شبکه زهکشی که قادر به انحراف جریان های سطحی و زیر سطحی می باشد، می-تواند بعنوان جایگزین روش های پرهزینه متداول آبگیری از این رودخانه ها مد نظر قرار گیرد. در ...
بیشتر
جمع‌آوری جریان های زیر سطحی و یا جریان های ناچیز پایه در رودخانه های فصلی مناطق خشک در کشاورزی فاریاب یا کشت تکمیلی اراضی دیم اهمیت بسزایی دارد. از این رو استفاده از محیط متخلخل و شبکه زهکشی که قادر به انحراف جریان های سطحی و زیر سطحی می باشد، می-تواند بعنوان جایگزین روش های پرهزینه متداول آبگیری از این رودخانه ها مد نظر قرار گیرد. در این تحقیق مدلی آزمایشگاهی از سازه جمع آوری جریان و شبکه زهکشی برای انحراف جریان ساخته شد و در آن میزان جریان انحرافی با شبکه زهکشی با فواصل و عمق های متفاوت متاثر از دبی های مختلف جریان اصلی رودخانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد مقدار جریان انحرافی رابطه مستقیم با دبی ورودی بالادست دارد و با افزایش فاصله بین زهکش‌ها (کاهش تعداد زهکش های موثر) دبی هر زهکش افزایش می‌یابد، بطوریکه با کاهش تعداد زهکش ها موثر به نصف دبی کل 35 درصد کاهش می‌یابد. دبی زهکش ها در طول محیط متخلخل روندی نزولی داشته و در دبی های اندک جریان اصلی، دبی زهکش های انتهایی به صفر می‌رسد. از بررسی اثر طول محیط متخلخل با تعداد یکسان زهکش موثر مشخص شد که دو برابر شدن طول محیط متخلخل باعث کاهش 5 درصدی در دبی انحرافی و سه برابر شدن طول محیط متخلخل کاهش 22 درصدی دبی انحرافی را به همراه دارد. در بررسی نحوه آرایش زهکش ها نیز مشخص گردید که استفاده از دو عمق زهکش همزمان با کوتاه تر شدن محیط متخلخل با توجه به کاهش 6 درصدی دبی نسبت به حالت تک عمقی، مناسب تر میباشد. در نهایت مدل های ریاضی رگرسیونی برای طراحی سازه آبگیر زیر سطحی با محیط متخلخل و شبکه زهکشی ارائه گردید.
رضا رستمی جونقانی؛ کاظم اسماعیلی؛ علی نقی ضیائی؛ حسین انصاری؛ سعید رضا خداشناس
چکیده
رودخانههای مناطق خشک و نیمه خشک معمولا به صورت فصلی بوده یا دارای جریان پایه کم می‌باشند لذا بهره‌برداری از جریان‌های زیر سطحی از جمله مواردی است که در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از آبگیر کفی با محیط متخلخل و ساخت سدهای زیرزمینی در این راستا صورت گرفته است. مشکلات حاصل از گرفتگی محیط متخلخل در آبگیر کفی و اثرات ...
بیشتر
رودخانههای مناطق خشک و نیمه خشک معمولا به صورت فصلی بوده یا دارای جریان پایه کم می‌باشند لذا بهره‌برداری از جریان‌های زیر سطحی از جمله مواردی است که در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از آبگیر کفی با محیط متخلخل و ساخت سدهای زیرزمینی در این راستا صورت گرفته است. مشکلات حاصل از گرفتگی محیط متخلخل در آبگیر کفی و اثرات مخرب سدهای زیرزمینی بر پایین دست رودخانه، استفاده از یک سیستم آبگیر بنام آبگیر زیرسطحی با ایجاد شبکه زهکشی در بستر رودخانه را توجیه نموده است. نمونه‌هایی از این نوع آبگیر اجرا شده است، لیکن این طرح‌ها فاقد اصول طراحی برمبنای نتایج علمی میباشد. از این رو برای روشن نمودن تاثیر عوامل مختلف بر میزان دریافت آب توسط محیط متخلخل، آزمایشاتی در یک مدل آزمایشگاهی صورت گرفته است که درآن با تغییر عوامل موثر از جمله اندازه ذرات محیط متخلخل به ازای بارهای آبی مختلف جریان زهکشی شده مورد بررسی قرارگرفت. نتایج نشان داد با افزایش بار آبی دبی انحراف در ابتدا روند افزایشی داشته اما به نظر می‌رسد در بارهای آبی بالا به مقدار ثابتی می‌رسد. اندازه ذرات محیط متخلخل نیز بر میزان دبی انحراف تاثیر قابل ملاحظه‌ای دارد چنانکه با ریز شدن اندازه ذرات، میزان جریان انحرافی 15 تا 60 درصد کاهش می‌یابد. این تغییر مبین پایین آمدن کارآیی آبگیر در اثر رسوبگذاری در بین محیط متخلخل بوده و لذا تغییر محیط متخلخل را ضروری می‌نماید . همچنین با آنالیز ابعادی رابطه‌ای برای برآورد جریان انحرافی از آبگیر زیرسطحی تحت تاثیر پارامترهای عمق کارگذاری، فاصله بین زهکش‌ها و هدایت هیدرولیکی محیط متخلخل بدست آمد.
عاطفه نژندعلی؛ کاظم اسماعیلی؛ جواد فرهودی
چکیده
تلفات زیاد انرژی توسط پرش هیدرولیکی موجب شده که آن بعنوان یک پدیده کاهش دهنده انرژی در سیستم های انتقال آب شناخته شود. زبری کف حوضچه عامل مهمی در کنترل، کاهش طول و عمق ثانویه ونیز افزایش افت انرژی توسط پرش هیدرولیکی می باشد. در این مطالعه اثر فاصله زبری های عرضی مثلثی بر روی مشخصات پرش آبی مورد بررسی قرار گرفته است و در مجموع تعداد 126 ...
بیشتر
تلفات زیاد انرژی توسط پرش هیدرولیکی موجب شده که آن بعنوان یک پدیده کاهش دهنده انرژی در سیستم های انتقال آب شناخته شود. زبری کف حوضچه عامل مهمی در کنترل، کاهش طول و عمق ثانویه ونیز افزایش افت انرژی توسط پرش هیدرولیکی می باشد. در این مطالعه اثر فاصله زبری های عرضی مثلثی بر روی مشخصات پرش آبی مورد بررسی قرار گرفته است و در مجموع تعداد 126 آزمایش بر روی بستر زبر در فاصله های مختلف در بازه اعداد فرود 4-7/13 انجام شد. مقایسه نتایج بدست آمده نشان داد عمق ثانویه و طول جهش آبی در بستر زبر نسبت به بستر صاف بطور متوسط بترتیب 12 و 24 درصد کاهش داشته اند. همچنین افت انرژی افزایش می یابد که با افزایش عدد فرود این روند شدیدتر نیز می گردد و بطور متوسط افزایش 13 درصد را نشان می دهد. پروفیل های بی بعد سطح آب از یکنواختی چشم گیری برخوردار و بر هم منطبق می باشند، و می توان آن ها را به صورت یک منحنی بی بعد نمایش داد. مشاهدات بیانگر آن است که با افزایش فاصله ی بین زبری ها، طول جهش، طول غلطاب و عمق ثانویه کاهش یافته و افت انرژی افزایش می یابد. مقادیر تنش برشی کف نیز بر روی بسترهای زبر به بیش از 10 برابر بستر صاف می رسد.
رضا بدیع زادگان؛ کاظم اسماعیلی؛ محمود فغفور مغربی؛ مجتبی صانعی
چکیده
چکیده
یکی از مهمترین پدیده‌های هیدرولیکی در جریان های متغیر سریع، پرش هیدرولیکی میباشد که در فاصله کوتاهی جریان از حالت فوق بحرانی به زیر بحرانی تغییر می‌نماید. اکثر پژوهشگران در تحقیقات خود سعی بر این دارند با تغییر ساختگاه تشکیل پرش، شرایط را برای بیشترین میزان اتلاف انرژی فراهم آورند. این امر موجب کاهش نسبت عمقهای مزدوج y2/y1 ...
بیشتر
چکیده
یکی از مهمترین پدیده‌های هیدرولیکی در جریان های متغیر سریع، پرش هیدرولیکی میباشد که در فاصله کوتاهی جریان از حالت فوق بحرانی به زیر بحرانی تغییر می‌نماید. اکثر پژوهشگران در تحقیقات خود سعی بر این دارند با تغییر ساختگاه تشکیل پرش، شرایط را برای بیشترین میزان اتلاف انرژی فراهم آورند. این امر موجب کاهش نسبت عمقهای مزدوج y2/y1 و طول پرش نسبت به پرش کلاسیک یا نوع A میشود. هدف از این پژوهش مطالعه پرش هیدرولیکی در حوضچه های آرامش با بستر سینوسی میباشد. در این پژوهش عمق موج t به طول موج s که با مقدار بدون بعد شیب موج t/sنشان داده میشود در محدوده 167/0 تا 75/0 و تغییرات عدد فرود اولیه بین6/4 تا 26/12 میباشد. نتایج نشان میدهد با به کارگیری بستر موج‌دار سینوسی در حوضچه آرامش، می‌توان شاهد کاهش، نسبت اعماق ثانویه به اولیه تقریباً به میزان 20 درصد در بیشترین مقدار خود در حدود عدد فرود 12 و کاهش طول پرش هیدرولیکی به میزان 35 درصد نسبت به پرش کلاسیک در این نوع از حوضچه ها بود.
واژه های کلیدی : پرش هیدرولیکی، بستر های موج‌دار سینوسی، شیب موج
فاطمه کوروش وحید؛ کاظم اسماعیلی؛ محمود فغفور مغربی؛ امین علیزاده؛ بنیامین نقوی
چکیده
چکیده
یکی از مناسبترین روش های انحراف جریان در رودخانه های پرشیب بکارگیری آبگیر کفی می باشد. گزینه آبگیر کفی با محیط متخلخل شیوه جدیدی برای انحراف جریان جهت جایگزینی با آبگیرهای با کف مشبک است. برای بررسی اثرخصوصیات هیدرولیکی جریان، موثر بر میزان دبی انحرافی مدلی آزمایشگاهی طراحی گردید که در آن امکان اندازه گیری جریان ورودی، جریان ...
بیشتر
چکیده
یکی از مناسبترین روش های انحراف جریان در رودخانه های پرشیب بکارگیری آبگیر کفی می باشد. گزینه آبگیر کفی با محیط متخلخل شیوه جدیدی برای انحراف جریان جهت جایگزینی با آبگیرهای با کف مشبک است. برای بررسی اثرخصوصیات هیدرولیکی جریان، موثر بر میزان دبی انحرافی مدلی آزمایشگاهی طراحی گردید که در آن امکان اندازه گیری جریان ورودی، جریان انحرافی و جریان باقی مانده (عبور نکرده از محیط متخلخل) مد نظربوده است. در این تحقیق تأثیر توأم عواملی همچون شیب سطح بالایی آبگیر و اندازه ذرات محیط متخلخل در دبی های مختلف بر میزان جریان انحرافی(در حالت جریان آب زلال) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد با افزایش جریان ورودی نرخ تغییر دبی انحراف ابتدا زیاد و سپس به صفر می رسد. همچنین با افزایش شیب سطح بالایی آبگیر میزان انحراف جریان کاهش می یابد. اندازه ذرات محیط متخلخل نیز بر میزان دبی انحراف تاثیر قابل ملاحظه داشته چنانکه با افزایش اندازه ذرات، میزان دبی انحرافی روند افزایشی را نشان میدهد. از نتایج آنالیز ابعادی و آزمایشگاهی برای تعیین مقدار ضریب جریان محیط متخلخل استفاده گردید. تجزیه و تحلیل ها نشان داد مقدار این ضریب در حدود 1/0 است. در نهایت رابطه ای نیز برای برآورد مقدار جریان عبوری از آبگیر کفی با محیط متخلخل پیشنهاد گردید.
واژه های کلیدی : آبگیر کفی، محیط متخلخل، ضریب شدت جریان، جریان های با سطح آزاد
بهرام عباسی؛ کاظم اسماعیلی؛ جلیل ابریشمی
چکیده
چکیده
پدیده شکست سد از جمله حوادثی است که بدلیل خطرات جانی برای بشر علیرغم پژوهش‌های فراوان هنوز بعنوان یکی از مباحث مهم و قابل توجه در زمینه‌های تحقیقات مهندسی مد نظر میباشد. پیش بینی شرایط بوجود آمده در مواقع بحرانی همچون وقوع سیل واحتمال همزمانی شکست سد، ضرورت بررسی‌های بیشتر را فراهم نموده است. در این پژوهش از طریق شبیه سازی ...
بیشتر
چکیده
پدیده شکست سد از جمله حوادثی است که بدلیل خطرات جانی برای بشر علیرغم پژوهش‌های فراوان هنوز بعنوان یکی از مباحث مهم و قابل توجه در زمینه‌های تحقیقات مهندسی مد نظر میباشد. پیش بینی شرایط بوجود آمده در مواقع بحرانی همچون وقوع سیل واحتمال همزمانی شکست سد، ضرورت بررسی‌های بیشتر را فراهم نموده است. در این پژوهش از طریق شبیه سازی آزمایشگاهی به بررسی اثر متقابل جریان همزمان سیلاب سریع و موج منفی حاصل از شکست سد در شرایط متفاوت ارتفاع ذخیره آب مخزن پرداخته شده است. همچنین تلاش شد تا اثر شیب و تأثیر حضور رسوبات در مخزن و تغییر دبی و زمان پایه سیلاب‌های ورودی مورد مطالعه قرار گیرد. به منظور برداشت پارامترهای هیدرولیکی همچون عمق جریان و سرعت حرکت موج و... با توجه به ماهیت غیر دائمی جریان برای ثبت نتایج از روش تصویر برداری بوسیله دو دوربین دیجیتال استفاده شده است. نتایج نشان داد با افزایش عمق اولیه ذخیره شده در مخزن و افزایش شیب کانال زمان تخلیه مخزن کاهش می‌یابد. از سوی دیگر وجود رسوبات در مخزن که همچون یک پله در مسیر جریان ایفای نقش می‌کنند سرعت حرکت موج مثبت به سمت پایین دست را افزایش می‌دهند. با افزایش زمان پایه و حداکثر دبی هیدروگراف ها، افزایش عمق در پایین دست سد پس از شکست مشاهده شد.
واژه های کلیدی: جریان غیر ماندگار ، شکست سد ، سیلاب ناگهانی ، شبیه سازی آزمایشگاه
کاظم اسماعیلی؛ بنیامین نقوی؛ فاطمه کوروش وحید؛ جعفر یزدی
چکیده
چکیده
سرریزها از رایج ترین وسایل اندازه‌گیری شدت جریان در مجاری روباز بوده که هنوز در بسیاری از تحقیقات مهندسی مورد استفاده قرار می‌گیرند. دلایل زیادی از جمله انحنای خطوط جریان روی سرریز، عدم توزیع هیدرواستاتیک فشار، تماس آب با جداره سرریز و موجب تفاوت شدت جریان محاسبه شده و اندازه‌گیری شده از روی سرریز می‌گردد. لذا ضریب تخلیه ...
بیشتر
چکیده
سرریزها از رایج ترین وسایل اندازه‌گیری شدت جریان در مجاری روباز بوده که هنوز در بسیاری از تحقیقات مهندسی مورد استفاده قرار می‌گیرند. دلایل زیادی از جمله انحنای خطوط جریان روی سرریز، عدم توزیع هیدرواستاتیک فشار، تماس آب با جداره سرریز و موجب تفاوت شدت جریان محاسبه شده و اندازه‌گیری شده از روی سرریز می‌گردد. لذا ضریب تخلیه سرریز که نسبت دبی واقعی به دبی تئوری (محاسباتی) را نشان میدهد بطور معمول کمتر از واحد است. در مورد سرریزهای استوانه‌ای تغییرات فشار و سرعت در محدوده سرریز به‌گونه‌ای است که بر میزان جریان عبوری از روی آن اثر متفاوت دارد و این موضوع افزایش بیش از واحد ضریب سرریز را در پی دارد. در این تحقیق مدلهایی از سرریز استوانه‌ای مورد آزمایش قرار گرفت و تغییرات فشار و سرعت در آزمایشگاه اندازه‌گیری و سپس شرایط هیدرولیکی روی سرریز از طریق نرم افزار فلوئنت مدلسازی شد. نتایج بدست آمده حاکی از تطابق خوب الگوی جریان روی سرریز اندازه گیری شده در آزمایشگاه و مدلسازی شده با فلوئنت دارد. همچنین مشاهده میشود که محل تشکیل عمق بحرانی قبل از تاج سرریز و جدایش جریان از روی سرریز در ناحیه انتهایی آن صورت می‌گیرد. محل جدایش بستگی به شدت جریان عبوری از روی سرریز داشته و با افزایش آن به سمت پایین دست منتقل میشود. برای تعیین محل تشکیل عمق بحرانی و نیز محل جدایش لایه جریان از سرریز روابط تحلیلی بدست آمد که با نتایج آزمایشگاهی هماهنگی مناسبی را نشان داد.
واژه های کلیدی: سرریز استوانه ای، توزیع سرعت و فشار، جدایش تیغه ای، عمق بحرانی، فلوئنت
بنیامین نقوی؛ محمود فغفور مغربی؛ کاظم اسماعیلی؛ سعید رضا خداشناس؛ فاطمه کوروش وحید
چکیده
چکیده
آبگیر کفی با صفحات مشبک از جمله مناسبترین روش های انحراف جریان در رودخانه های پرشیب به شمار می‌رود. با این وجود زنگزدگی و از کار افتادگی شبکه‌های فلزی این نوع آبگیر در بلند مدت مشکلاتی به همراه دارد که با جایگزینی یک محیط متخلخل می‌توان بر این مشکلات فائق آمد. هرچند این محیط نیز می‌تواند با محدودیت‌هایی همچون گرفتگی فضای ...
بیشتر
چکیده
آبگیر کفی با صفحات مشبک از جمله مناسبترین روش های انحراف جریان در رودخانه های پرشیب به شمار می‌رود. با این وجود زنگزدگی و از کار افتادگی شبکه‌های فلزی این نوع آبگیر در بلند مدت مشکلاتی به همراه دارد که با جایگزینی یک محیط متخلخل می‌توان بر این مشکلات فائق آمد. هرچند این محیط نیز می‌تواند با محدودیت‌هایی همچون گرفتگی فضای متخلخل و کاهش آبگیری همراه باشد اما هزینه کم طراحی، کارایی آن در بلند مدت و عدم نیاز به نگهداری، تحقیق در این زمینه را ضروری می‌نماید. با ساخت کانالی دو طبقه که امکان تفکیک جریان عبوری از آبگیر با محیط متخلخل را فراهم می‌کند، تأثیر توام عواملی همچون اندازه دانه‌بندی ذرات محیط متخلخل و شیب سطح بالایی محیط متخلخل در دبی‌های مختلف بر میزان جریان انحرافی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین به منظور بررسی رسوبگرفتگی و کاهش گذردهی آبگیر، آزمایشات با چندین نوع رسوب مختلف تکرار و با نتایج جریان بدون رسوب مقایسه شد. نتایج نشان میدهد که تاثیر گرفتگی ناشی از رسوبات در جریان رسوبدار با افزایش شیب سطح محیط متخلخل کاهش یافته و ضریب گذردهی جریان افزایش می‌یابد. علاوه بر این ضریب گذردهی در هر دو حالت حدودا بین 06/0 تا 13/0 بوده و وجود رسوبات، گذردهی آبگیر را در شرایط مختلف نسبت به جریان زلال 5 تا 35 ٪ کاهش میدهد. معادلات تجربی بدست آمده از ضرایب گذردهی نشان می‌دهند که مهمترین عوامل جهت بهبود عملکرد آبگیر انتخاب دانه‌بندی و شیب مناسب برای محیط متخلخل آبگیر است که بواسطه آن نسبت تغییرات ضریب گذردهی جریان رسوبدار به زلال ناچیز میشود.
واژه های کلیدی: آبگیر کفی، محیط متخلخل، ضریب گذردهی، جریان زلال، جریان رسوبدار، گرفتگی
کاظم اسماعیلی؛ سیدمحمود کاشفی پور؛ محمود شفاعی بجستان
چکیده
چکیده
مجموعه‌ای از آزمایشات برای بررسی اثر تغییر فرم بستر در آبراهه‌های آبرفتی بر میزان رسوب کف انتقالی در یک کانال آزمایشگاهی با قابلیت شیب‌پذیری و تحت شرایط جریان غیرماندگار انجام شد. هیدروگراف‌های تولیدی از نوع مثلثی و تغییرات دبی حداکثر آن بین 30 تا45 لیتر بر ثانیه بر واحد عرض انتخاب گردید. ذرات از جنس کوارتز با =1.5, 2.1, 3 mm d50 و ...
بیشتر
چکیده
مجموعه‌ای از آزمایشات برای بررسی اثر تغییر فرم بستر در آبراهه‌های آبرفتی بر میزان رسوب کف انتقالی در یک کانال آزمایشگاهی با قابلیت شیب‌پذیری و تحت شرایط جریان غیرماندگار انجام شد. هیدروگراف‌های تولیدی از نوع مثلثی و تغییرات دبی حداکثر آن بین 30 تا45 لیتر بر ثانیه بر واحد عرض انتخاب گردید. ذرات از جنس کوارتز با =1.5, 2.1, 3 mm d50 و آب تمیز بدون تغذیه رسوب از بالا دست در نظر گرفته شد. برای تکمیل اطلاعات لازم و تحلیل تغییرات زمانی ضریب مقاومت بستر از یک مدل عددی استفاده شد. خروجی‌های مدل شامل عمق، سرعت و دبی می‌باشند. نتایج نشان داد که جریان ورودی فرسایش قابل توجه‌ای را در ابتدای زمانی جریان و ابتدای مکانی بستر بوجود آورده و سبب تغییر فرم بستر و افزایش زبری و بیشتر شدن مقاومت بستر در برابر جریان می‌گردد. علیرغم افزایش شرایط تلاطمی جریان با نزدیک شدن شدت جریان به مقدار حداکثر و افزایش عمق جریان عدد فرود بتدریج کاهش یافته میزان فرسایش کاهش و روند تغییر فرم بستر کند میشود. در این فرآیند بدلیل تغییر تراز بستر در طول آبراهه عدد فرود در هر نقطه از بستر با سایر نقاط متفاوت بوده و ذرات بستر بصورت یک موج پیش رونده به سمت پایین دست حرکت می‌نمایند. روند تغییرات ضریب مقاومت بسترn نیز با گذشت زمان و براساس شرایط فرسایش، ابتدا روند افزایشی داشته سپس کاهش و مجدداً افزایش می‌یابد.
واژه‌های کلیدی: بسترهای متحرک، فرم بستر، ضریب زبری، جریان غیردائمی
بنیامین نقوی؛ سعید رضا خداشناس؛ محمود فغفور مغربی؛ کاظم اسماعیلی؛ فاطمه کوروش وحید
چکیده
چکیده
از جمله روشهای مرسوم در آبگیری از رودخانه در مناطق کوهستانی، سیستم آبگیری از کف با استفاده از کف‌های مشبک است. بروز مشکلات ناشی از آسیب دیدگی و زنگزدگی میله‌های شبکه در کف رودخانه، ایده جایگزینی یک محیط متخلخل تراوا با این سیستم را مطرح می‌کند. در این سیستم نیز مهمترین مسئله، گرفتگی فضای متخلخل و کاهش آبگیری از آن است. در ...
بیشتر
چکیده
از جمله روشهای مرسوم در آبگیری از رودخانه در مناطق کوهستانی، سیستم آبگیری از کف با استفاده از کف‌های مشبک است. بروز مشکلات ناشی از آسیب دیدگی و زنگزدگی میله‌های شبکه در کف رودخانه، ایده جایگزینی یک محیط متخلخل تراوا با این سیستم را مطرح می‌کند. در این سیستم نیز مهمترین مسئله، گرفتگی فضای متخلخل و کاهش آبگیری از آن است. در تحقیق حاضر تاثیر توام عواملی همچون دانه بندی، رسوبات، شیب طولی محیط متخلخل و تغییرات دبی بررسی شد. نتایج آزمایشگاهی نشان داد با انتخاب دانه بندی و شیب مناسب (بر اساس نوع رسوبات موجود در رودخانه)، با وجود آنکه بخشی از فضای متخلخل توسط رسوبات معلق گرفته میشود، درصد کاهش دبی در گرفتگی حدی این محیط با حالت جریان بدون رسوب (آب زلال) حاکی از گذردهی قابل قبول این سیستم در بلند مدت و عدم نیاز به نیروی انسانی جهت نگهداری آن است. به منظور تشخیص پارامترهای موثر بر مقاومت نفوذی ناشی از رسوبگذاری در آبگیر کفی با محیط متخلخل، با کمک قانون نفوذ سطحی دارسی معادله ای تجربی- تئوری معرفی شد که نشان میدهد مقاومت نفوذی در این محیط تابعی از نسبت اندازه رسوبات و محیط متخلخل، عدد رینولدز و گرادیان هیدرولیکی است. نتایج نشان می‌دهند که معادله پیشنهادی با نتایج آزمایشگاهی هماهنگی مناسبی دارند.
واژه‌های کلیدی: آبگیری از کف، محیط متخلخل، گرفتگی، انتقال رسوب, کاهش دبی، مقاومت نفوذی
کاظم اسماعیلی؛ محمود شفاعی بجستان؛ سیدمحمود کاشفی پور
چکیده
چکیده
با هدف بررسی عوامل مؤثرو شبیه سازی شرایط انتقال رسوب در رودخانه فصلی و مقایسه آن با رودخانه دائمی مجموعه‌ای از آزمایشات در یک کانال آزمایشگاهی انجام گرفت. جهت برآورد پارامترهای هیدرولیکی جریان در کانال، معادلات هیدرودینامیکی جریان با توجه به شرایط هندسی بستر وشرایط اولیه ومرزی جریان به روش عددی حل گردید. هیدروگراف های مثلثی ...
بیشتر
چکیده
با هدف بررسی عوامل مؤثرو شبیه سازی شرایط انتقال رسوب در رودخانه فصلی و مقایسه آن با رودخانه دائمی مجموعه‌ای از آزمایشات در یک کانال آزمایشگاهی انجام گرفت. جهت برآورد پارامترهای هیدرولیکی جریان در کانال، معادلات هیدرودینامیکی جریان با توجه به شرایط هندسی بستر وشرایط اولیه ومرزی جریان به روش عددی حل گردید. هیدروگراف های مثلثی با زمان دوام 40،60و80 ثانیه و5 دبی متفاوت در هرحالت تولیدگردید. شیب کف 006/0، .014/0و.018/0 انتخاب شد سه نوع دانه بندی با قطر ذرات 5/1، 1/2و3 میلیمتر از مواد رودخانه‌ای تهیه گردید. در این آزمایش‌ها از آب تمیزاستفاده شد وتغذیه رسوب از بالا دست وجود نداشت. نتایج حاصل از 85 آزمایش رسوب در حالات مختلف نشان داد. شیب کف مهمترین عامل در انتقال رسوب است، و جداسازی روابط پیش بینی رسوب براساس آن امکان پذیر میباشد. زمان پایه هیدروگراف نیز نقش موثری برمیزان رسوب انتقالی دارد، و با افزایش زمان پایه دبی رسوب انتقالی کاهش می‌یابد. فرم بستر نقش زیادی در مقاومت ایجادشده در برابر جریان داشته وجریان انتقال رسوب را تحت تأثیر قرار میدهد. نسبت دبی رسوب در حالت غیر دائمی به دبی رسوب در حالت دائمی در این مطالعه با نتایج لی کان تون Leekwan.tun هماهنگی خوبی نشان میدهد. (4)
واژه های کلیدی: جریان غیر دائمی، بار کف، سیلاب ناگهانی، رودخانه فصلی
