هیدرولیک
سال:1404 | دوره:20 | شماره:1 |تعداد مقالات:8

شناخت مسئله نفوذ آب شور در آبخوان های ساحلی، نقش موثری بر مدیریت منابع آب زیرزمینی مناطق ساحلی دارد. مطالعات پیشین ضمن نادیده گرفتن سطح شیبدار ساحل که یک پدیده بسیار رایج در طبیعت است، مسئله پیشروی آب شور را بررسی کرده اند. در این تحقیق دینامیک گذرای پیشروی گوه آب شور دریا در سواحل شنی شیبدار توسط مدل آزمایشگاهی و عددی بررسی شد. مشاهدات آزمایشگاهی با استفاده از تکنیک پردازش تصویر تحلیل شدند. از کد عددی SEAWAT برای شبیه سازی نتایج آزمایشگاهی استفاده گردید. برای بررسی رفتار گوه آب شور در شرایط گذرا، تغییرات شاخص های طول پنجه، ارتفاع و مساحت گوه نسبت به زمان اندازه گیری شد. نتایج نشان دادند که الف) نرخ نسبی تغییرات مساحت گوه در بیشتر زمانها با نرخ نسبی تغییرات پنجه گوه برابر است. لذا شاخص طول پنجه گوه نماینده مناسبی برای بیان میزان حجم آب شور هجوم آورنده به آبخوان ساحلی است. ب) در هنگام هجوم آب شور، شاخص ارتفاع گوه خیلی زودتر از شاخص های پنجه گوه و مساحت گوه به شرایط دائمی می رسد، اما در مرحله بازگشت هر سه شاخص تقریباً با هم متوقف می شوند. ج) شاخص ارتفاع گوه در هر دو مرحله پیشروی و بازگشت در مدت زمان تقریباً برابری به شرایط دائمی می رسد. اما شاخص طول پنجه گوه در مرحله بازگشت نسبت به مرحله پیشروی خیلی زودتر به شرایط دائمی می رسد. د) در شرایط گذرا با نوسان سطح آب شیرین آبخوان، میزان پیشروی گوه آب شور در شیبهای تندتر بیشتر از شیب های کمتر است.

سرریزهای گابیونی سازه های دوست دار محیط زیست هستند که با افزایش هوادهی و واکنش های هوازی، حداقل اثرات منفی بر محیط زیست وارد می کنند. هدف این تحقیق بررسی آزمایشگاهی ضریب کاهش دبی جریان مستغرق در سرریز متخلخل با پلان قوسی در شرایط هیدرولیکی و هندسی مختلف است. برای این منظور 4 مدل مختلف سرریز گابیونی قوسی و خطی و 2 مدل سرریز نفوذناپذیر قوسی و خطی در یک فلوم آزمایشگاهی افقی به طول، عرض و ارتفاع به ترتیب 20، 593/0 و 5/0 متر مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها برای دامنه وسیعی از دبی، اندازه مصالح، و زاویه قوس مختلف انجام گرفت. نتایج نشان داد سرریز قوسی حساسیت بیشتری نسبت به عمق پایین دست دارد. همچنین با افزایش اندازه مصالح، سرریز زودتر مستغرق می شود. مقدار ضریب دبی حالت آزاد این سرریزها بین 47/0 تا 37/1 می باشد که با افزاتیش اندازه مصالح و طول قوس افزایش می یابد. مقدار کاهش دبی برای این سرریزها حداکثر 68 درصد بوده است. در نهایت، با توجه به تحلیل ابعادی صورت گرفته و استفاده از رگرسیون چند متغیره غیر خطی و همچنین بر مبنای روش محاسبه نرم الگوریتم بیان ژن روابطی برای محاسبه ضریب کاهش دبی در حالت مستغرق استخراج شد. دقت رابط استخراج شده با استفاده از روش الگوریتم بیان ژن مناسب تر از روش رگرسیون چند متغیره غیر خطی است.

برای استخراج نیمرخ حرارتی مخزن سد با روش پرتونگاری مقطعی صوتی، اولین گام شناسایی پرتوهای ویژه و شبیه سازی آن ها در مخزن سد است. در این مطالعه به شبیه سازی الگوی انتشار امواج صوتی با تئوری پرتو در مخزن سد لتیان پرداخته شد. برای این منظور از داده های عمق سنجی و سی تی دی (هدایت-دما-عمق) برای شرایط مرزی، سرعت صوت، نیمرخ دما و شوری در مخزن سد استفاده شد. از دو ایستگاه صوتی پرتونگاری مقطعی صوتی با بسامد 10 کیلوهرتز و 30 کیلوهرتز به فاصله 6/1 کیلومتر برای پرتونگاری مقطعی صوتی استفاده شد. زاویه انتشار نسبت به افق (سطح آب) از منفی 20 تا مثبت 20 درجه با اختلاف 1/0 درجه رهگیری شدند. با توجه به توپوگرافی مخزن، سه پرتو صوتی با زاویه های 9/0، 14 و منفی 20 درجه از بین 36 پرتو رهگیری شده انتخاب شد. نتایج نشان داد که الگوی رهگیری شده در مخزن سد لتیان با اختلاف 4 تا 8 میلی ثانیه زمان پیمایش پرتو صوتی را درست تخمین زده است. سه پرتو انتخابی نشان داد که پرتوی که شکست کم تری داشته و برخورد کم تری به کف مخزن و یا سطح آب دارد سریع تر به ایستگاه دوم خواهد رسید و طول کم تری خواهد داشت. همچنین تغییر بسامد از 10 کیلوهرتز به 30 کیلوهرتز در زمان پیمایش پرتو صوتی هیچ اثری نداشت. از نتایج این مطالعه و پرتوهای ویژه شناسایی شده، برای محاسبه طول پرتو طی شده جهت استخراج نیمرخ حرارتی در مخزن سد به کمک سامانه پرتونگاری مقطعی صوتی استفاده می شود.

سدهای باطله وظیفه جمع آوری باطله های حاصل از عملیات معدن کاری را برعهده دارند. این سازه ها اغلب با استفاده از خود باطله ها ساخته می شوند که این مسئله در کنار عواملی همچون دوره ساخت نسبتاً طولانی و عدم نظارت و طراحی دقیق این سدها منجر به شکست تعداد زیادی از سدهای باطله شده است. در این پژوهش شکست سد باطله در نزدیکی تکیه گاه مورد مطالعه قرار گرفته که حوضچه ای در نزدیکی سد وجود داشته و باطله ها در برابر روانگرایی حساس نیستند. برای این منظور از یک حوضچه بزرگ مقیاس استفاده شد تا نتایج استخراج شده مستقل از مقیاس ابعاد مخزن سد باشد. در این آزمایش ها الگوی فرسایش بستر، میزان انتقال رسوب و تغییرات تراز آب در تراز های مختلف سطح آب در هنگام شکست موضعی سد باطله مورد مطالعه قرار گرفته است. در تمامی آزمایش ها نسبت حجم مصالح فرسایش یافته در نزدیکی محل شکست به حجم آب حوضچه سد حدودا یک درصد است.. شیب تغییرات تراز سطح آب نسبت به تغییرات زمان در همه آزمایش ها حدودا 0.45 است.

امروزه، شبکه های جمع آوری فاضلاب به دلیل آسیب پذیری در برابر سیل، نقش کلیدی در جمع آوری، انتقال و دفع انواع فاضلاب با هدف جلوگیری از مشکلات آتی بهداشتی، محیط زیستی و اقتصادی دارد. در دهه های اخیر، محققین به دنبال راهکار هایی برای مقابله این شبکه ها با عدم قطعیت های احتمالی در زمان وقوع سیل بوده اند. ارزیابی تاب آوری و اجزای آن، یک راهکار مناسب برای کاهش آسیب پذیری و افزایش پایداری است. در این مقاله، تاب آوری با رویکرد جدید استفاده از منحنی های جریمه ارزیابی می شود. این رویکرد بر اساس منحنی عملکرد هیدرولیکی امکان بررسی جزءهای اصلی تاب آوری و درک بهتری از عملکرد و نقاط قوت و ضعف شبکه فاضلاب را در طی وقوع سیل به کاربر می دهد و میزان تاب آوری را نزدیک تر به واقعیت در فاز بهره برداری نشان می دهد. نتایج ارزیابی تاب آوری بیانگر این مورد است که وقوع سیل علیرغم آسیب کلی به عملکرد شبکه، ممکن است باعث افزایش عملکرد در ساعات ابتدایی و انتهایی رخداد نیز شود. هم چنین برای در نظر گرفتن اهمیت شبکه آب سطحی در افزایش تاب آوری، علیرغم عدم وجود این شبکه در منطقه مورد مطالعه، شهر هندیجان، این شبکه به صورت فرضی با هدف جذب رواناب در نظر گرفته شد و میزان تاب آوری را به طور میانگین حدوداً 86/9% افزایش و میزان افت تاب آوری را حدوداً 3/17% کاهش داده است که می تواند یک زیرساخت شهری مناسب در برابر سیلاب ناگهانی باشد.

در تحقیق حاضر اثر شکل مقطع مانع پیوسته شامل مربعی، مثلث قائم الزاویه و متساوی الساقین، ارتفاع و محل قرارگیری موانع بر روی کف پله در سرریز پلکانی برای شیب 1:2 بررسی گردید. عرض و ارتفاع سرریز به ترتیب 1.2 و 0.87 متر بوده است. محدوده دبی واحد عرض از 0.029 تا 0.125 متر مکعب بر ثانیه متر جهت بررسی هر سه رژیم جریان ریزشی، انتقالی و رویه ای بوده است. نتایج نشان می دهد که در محدوده پارامترهای بررسی شده در تحقیق حاضر، قرارگیری مانع پیوسته با شکل مقطع و ارتفاع های متفاوت و همچنین محل متفاوت قرارگیری در کف پله سرریز، سبب تغییر شروع مرزهای جریان نسبت به حالت شاهد می گردند و به طور کلی قرارگیری مانع بر روی کف پله ها، سبب تمایل جریان به گسترش و ماندگاری بیش تر در محدوده انتقالی نسبت به حالت شاهد می گردد. نتایج شروع هواگیری طبیعی نشان می دهد در حالت هایی که در اثر ایجاد مانع مرزهای جریان در دبی-های بالا از رژیم جریان رویه ای به حالت انتقالی تبدیل شده، محل هواگیری نیز نسبت به شاهد، یک پله به سمت بالادست حرکت کرده است. در محدوده آزمایش های تحقیق حاضر برای رژیم جریان رویه ای در مقایسه با حالت شاهد، بر اساس نتایجپردازش تصویر، افزایش استهلاک انرژی؛ ؛علاوه بر شکل مانع به عدم قرارگیری مانع در ناحیه اختلاط و پایین بودن ارتفاع مانع نسبت به خط کف کاذب جهتجهت برخورد موثرتر با کف پله، بستگی دارد..

یکی از عوامل کاهش ظرفیت ذخیره سازی مخزن سد و کاهش عمر مفید آن، رسوب گذاری ناشی از جریان غلیظ می باشد. تاکنون روش های متفاوتی به منظور کنترل جریان غلیظ ارائه شده است. در تحقیق حاضر، تاثیر نصب صفحات جانبی روی کنترل پیشانی جریان غلیظ به عنوان یک روش جدید به صورت مدل فیزیکی در آزمایشگاه بررسی شده است. متغیرهای مورد بررسی در این تحقیق شامل ارتفاع صفحات جانبی(3، 6 و 9 سانتی متر) و زاویه نصب آنها نسبت به دیواره(30، 60 و 90 درجه) بود، همچنین 4 آزمایش با انسداد کامل مسیر جریان برای ارتفاع های مورد نظر و یک آزمایش بدون نصب صفحات به منظور مقایسه پروفیل های غلظت بدنه جریان در حالات مختلف در نظر گرفته شد. نتایج حاصل نشان داد که برای تمام زوایای نصب، افزایش ارتفاع صفحات جانبی منجر به افزایش درصد کنترل پیشانی جریان غلیظ خواهد شد. بیشترین تاثیر صفحات جانبی در زاویه نصب 60 درجه بود که درصد کنترل به میزان تقریبا 80 درصد حاصل شد. همچنین، پروفیل غلظت بدنه جریان غلیظ در ارتفاع 9 سانتی متر و زاویه نصب 90 درجه بیشترین تغییر را نسبت به حالت بدون نصب صفحات جانبی داشت.

هدف از این تحقیق بررسی اثر پوشش گیاهی صُلب و انعطاف پذیر سیلابدشت بر روی الگوی جریان و نحوه تشکیل جریان های ثانویه در کانال های مرکب واگرا با بستر متحرک می باشد. به همین دلیل کلیه آزمایش ها در یک فلوم آزمایشگاهی انجام شد که در آن از میله های پلاستیکی با قطر 10 میلی متر بعنوان پوشش گیاهی درخت استفاده شد و چمن های مصنوعی به ارتفاع 3 سانتی متر در بستر سیلابدشت ساختار پوشش گیاهی علفزار را بوجود آوردند. نتایج نشان می دهد که پوشش گیاهی (صُلب و انعطاف پذیر)، گرادیان سرعت جریان را در صفحه عمودی مشترک بین کانال اصلی و سیلابدشت افزایش می دهد. حضور پوشش گیاهی سیلابدشت بطور متوسط موجب کاهش 1/63 درصدی سرعت جریان در سیلابدشت شده است. همچنین، در تمامی تراکم های پوشش گیاهی مشاهده گردید که پروفیل های قائم مؤلفه طولی سرعت در جهت جریان اندازه گیری شده با حرکت از دیواره کانال اصلی به سمت ناحیه مشترک تقریباً از یک پروفیل S شکل تبعیت می کنند. علاوه براین، در کانال مرکب با سیلابدشت واگرا حضور پوشش گیاهی موجب تشکیل دو گردابه در خلاف جهت همدیگر در محدوده کانال اصلی خواهد شد، بطوریکه یک گردابه پادساعتگرد نسبتاً ضعیف تحت تأثیر دیواره مشترک عمودی در ترازی پایین تر از ارتفاع لبریزی و گردابه ای ساعتگرد و نسبتاً قوی در محدوده بالای تراز لبریزی شکل می گیرد که میزان و شدت آن ها به نحوه شکل گیری فرم بستر در کانال اصلی بستگی دارد.