تحقیقات منابع آب ایران
سال:1387 | دوره:4 | شماره:1 (مسلسل 10) |تعداد مقالات:8

برآورد حجم رسوب ورودی به مخازن سدها از ضرورت های طراحی و مدیریت تاسیسات آبی می باشد. روش های تجربی و ریاضی مختلفی جهت برآورد حجم رسوب موجود است اما همواره این روش ها دارای قطعیت نبوده و باعث شکست پروژه یا استفاده از ضرایب اطمینان بالا می شود، در این راستا تحلیل عدم قطعیت می تواند راهگشا باشد. در این تحقیق، جهت برآورد دبی رسوب ورودی به سد، روش های USBR متوسط دسته ها و تعدیل ضریب FAO استفاده شده است. نتایج به دست آمده، در مقایسه با رسوب سنجی مخزن سد اکباتان نشان داد که تعدیل ضریب FAO روی روش متوسط دسته ها در برآورد دبی رسوب نتایج مطلوبتری را به همراه داشته است. در بحث عدم قطعیت، دو روش شبیه سازی مونت کارلو و نقطه ای هار مورد بررسی قرار گرفت. بدین طریق که در روش مونت کارلو به دلیل حجم بالای محاسبات، از برنامه کامپیوتری نوشته شده توسط نگارنده به زبان FORTRAN برای بررسی سهم هر پارامتر در عدم قطعیت کلی حجم رسوب و محاسبه عدم قطعیت کلی استفاده گردیده است. طبق نتایج به دست امده دبی رسوب و پس از آن دبی جریان بیشترین تاثیر و راندمان تله اندازی کمترین تاثیر را در عدم قطعیت حجم رسوب دارا هستند. همچنین روش مونت کارلو عدم قطعیت کلی را برابر با 0.208 و روش هار 0.179 برآورد کرده است.

سامانه اطلاعات مدیریت (MIS) به عنوان ابزاری کارآمد در پردازش داده ها و تحلیل مسایل ساختاریافته محسوب می شوند. با توجه به اهمیت موضوع، در این مقاله ساختار یک سامانه اطلاعات مدیریت برای پشتیبانی کارشناسان و مدیران در مدیریت کیفی رودخانه ها ارایه شده است. این سامانه شامل پنج ماجول اصلی مدیریت داده ها، صحت سنجی داده های کیفی، فرآیند تحلیل سلسله مراتبی، پهنه بندی کیفی و شبیه سازی کیفی و تخمین بارهای غیرنقطه ای می باشد که در قالب سه بخش اصلی مدیریت داده ها، برنامه های کاربردی و زیر سامانه ارتباط با کاربر، طراحی و تدوین شده است. ماجول صحت سنجی داده های کیفی، با استفاده از آزمون های آماری و با در نظر گرفتن همبستگی های منطقی بین متغیرهای کیفی، به صحت سنجی داده های ورودی به بانک اطلاعاتی می پردازد. ماجول فرایند تحلیل سلسله مراتبی، امکان رتبه بندی بخش های اصلی آلوده کننده رودخانه و رتبه بندی منابع آلاینده در بازه ها را فراهم می سازد. در ماجول پهنه بندی کیفی، هدف تعیین بازه های مشابه، با در نظر گرفتن مجموعه ای دلخواه از متغیرهای کیفی شاخص می باشد. به این منظور، روش خوشه بندی فازی با استفاده از ماتریس های تشابه به کار گرفته می شود. در این ماجول، امکان رتبه بندی بازه ها از نظر کیفیت آب و تعیین بازه های بحرانی فراهم می شود. در ماجول شبیه سازی کیفی، تغییرات زمانی و مکانی متغیرهای کیفی در بازه های مختلف رودخانه، با استفاده از یک مدل شبیه سازی عددی ارایه می گردند. این ماجول همچنین تخمینی از بارهای آلودگی غیرنقطه ای را در بازه های مختلف سامانه رودخانه ای به دست می دهد. سامانه اطلاعات مدیریت تدوین شده در این مقاله، در تحلیل داده های کیفی سامانه رودخانه ای کارون- دز به کار گرفته شده است. بانک اطلاعاتی تهیه شده برای این سامانه، کلیه داده های کمی و کیفی موجود، مربوط به رودخانه های کارون و دز و منابع آلاینده آن ها را در بر می گیرد. نتایج تحلیل ها نشان دهنده کارایی مناسب این سامانه در پشتیبانی مدیریت کیفی رودخانه ها است.

شناسایی مکانی (پهنه بندی) مناطق سیل خیز از دیدگاه تاثیر بر ویژگیهای سیلاب خروجی کل حوزه در پروژه های کنترل سیلاب از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد. تعیین درجه سیل خیزی مناطق مختلف یک حوزه آبخیز متسلزم شناخت خصوصیات هیدروژئومورفیک حوزه، اقلیم منطقه، بررسی وقایع ثبت شده بارش- رواناب در منطقه و بهره گیری از مدل های ریاضی در قالب یک روش مشخص برای تفکیک نقش مناطق مختلف حوزه می باشد. در تحقیق حاضر، حوزه آبخیز رودزرد برای تشریح روش پیشنهادی تعیین توزیع مکانی شدت سیل خیزی انتخاب شد. این حوزه از اطلاعات و آمار نسبتا مناسبی برخوردار است و شامل پنج زیر حوزه اصلی و سه زیر حوزه میانی ماشین می باشد. مدل توزیعی بارش- رواناب ModClark در سطح زیرحوزه های دارای ایستگاه هیدرومتری واسنجی و اعتباریابی شد. سپس با بکارگیری نرم افزار روندیابی هیدرولیکی HEC-RAS در حالت جریان غیر ماندگار، جریان در شبکه رودخانه اصلی روندیابی گردید و مدل تلفیقی در محل خروجی کل حوزه واسنجی و اعتباریابی شد. در مرحله بعد برای تعیین توزیع شدت سیل خیزی برای واحدهای سلولی به ابعاد 2´2 کیلومتر مربع با اجرای روش "عکس العمل سیل واحد" در قالب حذف متوالی سلول ها و شبیه سازی هیدروگراف سیل به ازای یک بارش طراحی، میزان تاثیر هر یک از سلول ها بر هیدروگراف خروجی کل حوزه بدست آمد. تعداد کل شبیه سازی توسط مجموعه مدل های زیر حوزه ای و هیدرولیکی برابر مجموع تعداد سلول ها می باشد. همچنین در این مرحله برای اولین بار با استفاده از نتایج شبیه سازیها نقشه کنتورهای هم تاثیر سیل خیزی بدست آمد. از طرف دیگر، شاخص سیل خیزی در نقاط مختلف در مسیر حرکت جریان رودخانه اصلی محاسبه شد و با ترسیم تغییرات شاخص سیل خیزی در مسیر رودخانه اصلی، دیاگرام یا پروفیل شاخص سیل خیزی واحدهای سلولی حداکثر و حداقل سیل خیزی ترسیم شد که بیان کننده چگونگی تغییر این شاخص در طول مسیر می باشد.

بررسی عملکرد حوضچه های استغراق در پایین دست سدها (شبیه سازی فرایند آبشستگی) به عنوان سازه های متسهلک کننده انرژی از جمله اهداف مهم در ساخت مدل های هیدرولیکی آنها می باشد. به دلیل محددیت هایی که در به کارگیری مصالح دانه ای غیر چسبنده در شیبهای تند وجود دارد، انتخاب نسبت مناسبی از مخلوط مصالح چسبنده و غیر چسبنده که بتواند خواص مقاومتی سنگ های حوضچه استغراق را در برابر الگوهای پیچیده جریانهای آشفته در مدل شبیه سازی نماید، ضروری می باشد. در این مطالعه شبیه سازی مقاومت فرسایشی مصالح سنگی حوضچه استغراق در پایاب سد کارون 3 مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور هشتاد و شش آزمایش در چهار سری با نسبت های مختلف از مصالح چسبنده و غیرچسبنده در یک فلوم با طول موثر 10 متر انجام شده است. در این فلوم مخلوط مصالح با نسبتهای متفاوت، تحت تاثیر جریانهای یکنواخت با سرعت های مختلف قرار گرفتند. سرعت آستانه آبشستگی در هر یک از نسبت ها تعیین گردید. سیمان به دلیل سخت شدگی شدید و مقاومت در برابر فرسایش از مخلوط مصالح حذف شده و به جای آن رس بنتونیت جایگزین شد. آزمایشها برای بدست آوردن میزان مناسب رس بنتونیت در مخلوط ادامه یافت. پروفیل جریان در فلوم اندازه گیری شد. توان فرساینده جریان برای مخلوط مصالح مختلف با استفاده از سه روش پروفیل اندازه گیری شده جریان، عمق نرمال محاسبه شده جریان و روش گام به گام استاندارد محاسبه گردید و شاخص فرسایش پذیری آنها با استفاده از روش آناندل تعیین شد. با بکارگیری شاخص های فرسایش پذیری به دست آمده کلاس مناسب رس بنتونیت نظیر قسمتهای مختلف حوضچه استغراق سد کارون 3 تعیین گردید.

در این تحقیق مدل دو بعدی H2D که مدل جریان آب کم عمق است و ترمهای گرادیان فشار جو، تنشهای باد، نیروی جزرومدی و اصطکاک کف و دیواره را دارد، توسعه داده شده و با اضافه کردن الگوریتم تر و خشک شدن مرزها، میدان باد و فشار متغیر و شبکه مستطیلی متغیر به آن، مدل جدید Surge2D تهیه شده است. الگوریتم مورد استفاده، هم سرعت جریان و هم ارتفاع آب را برای بررسی تغییر مرز به کار می برد. در این روش برای تغییر وضعیت یک المان مرزی از حالت خشک به تر یا برعکس، به ترتیب باید ارتفاع آب از یک مقدار حداقل بیشتر یا کمتر باشد و علاوه بر آن سیال آب با توجه به سرعتی که در المان مرزی دارد، طول المان را طی کند. در نتیجه مدل سازی واقعی تری نسبت به مدل های پیشین مثل Mike21 امکان پذیر است. نتایج اجرای مدل با حلهای تحلیلی تفاوتی بسیار اندک، در حدود 0.1 درصد را نشان می دهند. این مدل برای بررسی تاثیر احداث میانگذر شهید کلانتری بر خصوصیات جریان در دریاچه ارومیه مورد استفاده قرار گرفته است و تغییرات الگوی جریان در دریاچه ارومیه پس از احداث میانگذر ارایه گردیده است.

یکی از راههای کاهش پدیده ضربه قوچ در مسیر خطوط انتقال آب نیروگاههای آبی، احداث مخزن موج گیر در مسیر انتقال آب می باشد. مخازن موج گیر باعث استهلاک نوسانات جرم گردیده و سبب می شوند که امواج فشاری کمتری به داخل تونل کم فشار منتقل گردد.طراحی مخازن موج گیر دیفرانسیل معمولا شامل تعیین متناسب قطر مخزن موج گیر، قطر لوله رایزر، تراز سرریزی رایزر، ارتفاع مخزن موج گیر و سطح مقطع روزنه ها می باشد، به نحوی که عملکرد هیدرولیکی قابل قبولی را ارایه نماید.در این مقاله مساله طراحی مخازن موجگیر دیفرانسیل در قالب یک مساله بهینه سازی فرموله شده است. در این فرمول بندی کل هزینه های اجرایی بعنوان تابع هدف اختیار شده است که باید حداقل شود و ضوابط طراحی و الزامات شرایط هیدرولیکی مساله بعنوان شروط مساله بصورت قیود در مساله وارد شده اند. حل مساله به روش تابع جریمه داخلی صورت می گیرد. خروجی های مساله عبارتند از مشخصه های اصلی طراحی که با آن طراحی اجزا مخزن صورت می گیرد. برای نشان دادن قابلیتهای روش، مخزن موجگیر سد آپالاچیا که مشخصات آن در دسترس می باشد طراحی بهینه شده و با نتیجه حاصل از کار محققین دیگر، مقایسه شده است.

میانگین دماهای کمینه و بیشینه روزانه قدیمی ترین روش برآورد متوسط دمای روزانه است که به عنوان روش استاندارد شده جهانی از قرن نوزدهم به کار می رود. متاسفانه دقت این روش مناسب نیست. در این تحقیق کلیه ایستگاه های دمانگار خراسان بزرگ انتخاب و نمونه ای به کمک نمونه گیری منظم (سیستماتیک) انتخاب، سپس دماهای بیشینه و کمینه و دمای متوسط روزانه به کمک انتگرال گیری سطح زیر منحنی از روی کاغذهای دمانگارها محاسبه شده است. داده ها الگوی جدیدی برای برآورد متوسط دمای روزانه پس از استخراج به کمک رابطه همبستگی چند متغیره و به صورت ترکیب خطی از دماهای بیشینه و کمینه روزانه ارایه شده است.

تحقیق حاضر به منظور شناسایی موثرترین ویژگیهای فیزیکی حوزه بر ویژگی های ریخت سنجی رسوبات بستر برجامانده از آخرین سیلاب ها در رودخانه واز در استان مازندران انجام گرفته است. برای این منظور، رسوبات بستر هفت مقطع در طول مسیر اصلی رودخانه واز با استفاده از روش ترکیبی نمونه برداری شد. سپس ویژگی های مختلف ریخت سنجی با استفاده از روش الک و صفحه گسترده GRADISTAT تعیین شد. ویژگی های فیزیکی حوزه به کمک نرم افزار SPSS12 و با استفاده از روش های تجزیه و تحلیل خوشه ای و تحلیل عاملی مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت موثرترین ویژگی های فیزیکی حوزه بر ویژگی های ریخت سنجی رسوبات بستر با استفاده از فاکتور b در رگرسیون چند متغیره شناسایی گردید. نتایج به دست آمده از تحقیق نشان می دهد که مساحت حوزه بالادست و فاصله از بالادست موثرترین ویژگی های فیزیکی در کنترل متغیرهای ریخت سنجی رسوبات بستر بودند.