در تقاطع­­های راست گوشه سه شاخه یا چهار شاخه کانال­های روباز، مطالعه جدایی جریان بسیار حائز اهمیت می­باشد. برخی پارامترهای موثر در این زمینه نسبت دبی ورودی و عمق جریان می­باشد که در این تحقیق تاثیر نسبت دبی ورودی و نسبت ارتفاع سرریزها (عمق جریان) در الگوی جریان و ابعاد ناحیه جداشدگی به صورت عددی شبیه­سازی شده است. بررسی نتایج مدل عددی نشان داد که مدل k-ω بیشترین مطابقت را با نتایج آزمایشگاهی دارد، به طوریکه میزان خطای شبیه­سازی کمتر از 20% بود. ابعاد ناحیه جداشدگی در کانال­­های اصلی و فرعی با نسبت دبی ورودی رابطه مستقیم داشت. همچنین با افزایش ارتفاع سرریزهای خروجی، عمق جریان افزایش یافت و منجر به کاهش ابعاد ناحیه جداشدگی شد. مطابق نتایج عددی، ابعاد ناحیه جداشدگی در راستای قائم از کف کانال به سطح آب افزایش یافت، به­طوری­که برای نسبت دبی 6/0 و نسبت ارتفاع سرریز 377/0، طول ناحیه جداشدگی در کف کانال، فاصله 1/0 متر از کف و در سطح آب به ترتیب در حدود 60 سانتیمتر، 75 سانتیمتر و 85 سانتیمتر بود. بنابراین از سطح آب به سمت کف کانال طول ناحیه جداشدگی در حدود 29% کاهش یافت.

1مقدمه اندازه ­گیری میزان رواناب و هدررفت خاک در واحد سطح به ­منظور ارزیابی وضعیت فرسایش در مناطق مختلف از اهمیت بالایی برخوردار است. رواناب ناشی از وضعیت حوزه های آبخیز بالادست است که در محدوده­ های مکانی و زمانی مختلف یک حوزه آبخیز پاسخ متفاوتی دارد. برخی پاسخ ­های هیدرولوژیکی ممکن است در مناطق بالادست یک حوضه قابل توجه باشند اما همین پاسخ ها در خروجی همان حوضه قابل شناسایی نیستند. این پاسخ های متفاوت بین مناطق مختلف، معمولاً اثر مقیاس نامیده می شود که شامل عدم تطابق بین پاسخ های رواناب در مقیاس های مختلف است. در این زمینه، نقش مقیاس مکانی، به عنوان عاملی که به طور مستقیم وقوع فرآیندهای مختلف تولید رواناب را تحت تاثیر قرار می­دهد، مورد توجه است. بنابراین یکنواخت فرض نمودن تغییرات دبی در مقیاس ­های مختلف، سبب اعمال برنامه ­ریزی و مدیریت واحد برای کل حوزه آبخیز و عدم تحقق اهداف می­شود. از سوی دیگر، برآورد دقیق وضعیت دبی حوزه­ های آبخیز نیز درک صحیحی از فرآیندهای هیدرولوژیکی را فراهم می ­سازد. همچنین درک صحیح اثر مقیاس مکانی بر رواناب، برای برآورد دقیق دبی در حوزه های آبخیز و پهنه بندی آن در سطوح مختلف مکانی ضروری است. این امر مبنای برنامه ریزی و مدیریت بهینه منابع آب و خاک، به ویژه در حوضه هایی که با چالش جدی فرسایش خاک مواجه هستند، خواهد بود. بنابراین، پژوهش حاضر با هدف بررسی تأثیر مقیاس مکانی بر دبی ویژه و پهنه­بندی مقادیر دبی در سطح حوضه کرخه بر اساس اطلاعات تعداد 28 ایستگاه هیدرومتری انجام شد. مواد و روش در این پژوهش داده های مورد استفاده شامل میانگین دبی سالانه آب (Q) و مساحت حوضه و زیرحوضه ­ها (A) است. داده ­های مورد استفاده از سازمان­ مدیریت منابع آب دریافت شد. سپس به منظور انتخاب ایستگاه های مناسب ابتدا هرگونه اختلال در روند طبیعی فرایندهای حوضه بررسی شده و ایستگاه هایی که باعث تغییر در روند هستند شناسایی شد و حذف شدند. در نهایت 28 ایستگاه­ دارای طول دوره آماری مناسب و همچنین فاقد اختلال در حوضه بالادست، انتخاب شدند. همچنین به­ منظور محاسبه مساحت بالادست هر ایستگاه، ابتدا با استفاده از افزونه Archydro و مدل رقومی ارتفاع، بر اساس موقعیت ایستگاه­ های هیدرومتری موجود، حوضه کرخه به تعداد 28 زیرحوضه تقسیم شد. علاوه بر این، با توجه به وضعیت توپوگرافی، ژئومورفولوژیکی و هیدرولوژیکی، حوضه کرخه به پنج ناحیه اصلی نیز منطقه بندی شد. در ادامه با توجه به مقادیر مساحت (A) و دبی ویژه (Qs) در زیرحوضه­ های فرعی، روابط Qs-A تحت مختصات log-log رسم شد تا با محاسبه یک معادله رگرسیون خطی یا غیر خطی بین Q وA  تأثیر مقیاس بر میزان دبی در زیرحوضه ­های اصلی مشخص شود. در نهایت با استفاده از روش ارائه شده توسط چرچ و همکاران، مقادیر دبی ویژه تصحیح شده برای هر یک از زیرحوضه­های اصلی محاسبه و از طریق درون­یابی، نقشه دبی ویژه حوضه تولید شد. نتایج و بحث نتایج بررسی اثر مقیاس بر دبی ­ویژه، حاکی از آن بود که برای کل حوضه کرخه به ­عنوان یک حوضه واحد، رابطه رگرسیونی مناسبی بین Qs و A وجود نداشته است (R2= 0.3). هرچند که برای زیرحوضه ­ها روابط رگرسیونی با ضرایب تبیین بین 7/0 تا 98/0 به دست آمد. با توجه به نتایج، ارتباط بین مساحت و دبی ­ویژه در بیشتر زیر حوضه ­ها نشان دهنده کاهش دبی ویژه با افزایش مساحت است. اما درحوضه سیمره نتایج حاکی از آن بود که با افزایش مساحت دبی ­ویژه نیز افزایش می­یابد. دلیل این افزایش می ­تواند ناشی از کاهش ارتفاع و بستر عریض رودخانه باشد. با توجه به نتایج، در حوضه قره­ سو برخلاف دیگر حوضه­ ها دبی ویژه در ابتدا کم سپس افزایش و مجددا کاهش می ­یابد. این امر می ­تواند به­ دلیل واقع شدن این زیرحوضه در بالادست حوضه کرخه، شرایط توپوگرافیک و شیب بالای منطقه باشد. نتایج کلی حاکی از این است که در زیرحوضه­ های با مساحت­ های متفاوت یا به ­عبارت دیگر مقیاس ­های مختلف مکانی، میزان دبی ویژه نیز متفاوت است و به صورت کلی بیشترین میزان دبی ­ویژه مربوط به ایستگاه های نزدیک به خروجی حوضه است. که می توان علت را به شیب و شدت بارندگی زیاد در حوضه ­های بالادست و تفاوت آب و هوایی در پایین دست و بالادست، همچنین پوشش گیاهی ضعیف در پایین دست نسبت داد. نتیجه­ گیری درک جامع دبی رودخانه ها و اثر مقیاس مکانی بر آن، از اهمیت بسزایی در زمینه های مختلف برخوردار است. همچنین این امر، دیدگاهی عمیق نسبت به پیامدهای مرتبط با این پدیده را فراهم می کند. به طور خلاصه می ­توان بیان نمود که درک وضعیت دبی حوزه ­های آبخیز و تعیین اثرمقیاس مکانی بر تولید دبی از جنبه ­های مختلف از جمله مدیریت منابع آب، کاهش مخاطرات سیل، توسعه پایدار و حفاظت از محیط زیست دارای اهمیت است و درک صحیحی از پیامدهای ناشی از آن را فراهم می­کند. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که  با افزایش مساحت میزان دبی ویژه کاهش می­ یابد. با توجه به نتایج می­توان بیان نمود که مقیاس مکانی و مساحت حوزه آبخیز بالادست می ­تواند روی دبی تأثیرگذار باشد.  مطالعات متعددی نشان داده اند که مقیاس مکانی و وسعت حوزه آبخیز در بالادست، نقش تعیین کننده در میزان دبی رودخانه ایفا می کنند. با این وجود می توان به اثر عوامل متعددی مانند پوشش گیاهی، اقلیم، توپوگرافی، شیب زمین، نفوذپذیری خاک و شدت بارش و ... بر دبی ویژه در حوضه های مختلف اشاره نمود. بنابراین در بررسی وضعیت هیدرولوژیکی حوضه­ های با مساحت بالا ضروریست اثر مقیاس مکانی را به عنوان یک عامل کلیدی، مورد توجه ویژه قرار داد. لازم به ذکر است که شناخت این پدیده نیازمند مطالعات عمیق تر و جامع تر در سطوح مختلف مقیاس های مکانی است.

وقوع همزمان وقایع حدی دبی سیل و دبی رسوب اثرات قابل توجهی مانند خرابی زیرساخت ها، آلودگی، افزایش هزینه های تصفیه آب و تهدیدات برای زندگی آبزیان دارد. بنابراین درک دینامیک مکانی و زمانی انتقال آب و رسوب در طول وقایع سیل حدی ضروری است. از کاپولاها برای آنالیز فراوانی سیل چند متغیره و ارائه روابط بین متغیرهای طراحی و فواصل دوره بازگشت استفاده می شود که در هیدرولوژی و مدیریت منابع آب مفید است. در این تحقیق تحلیل فراوانی دو متغیره بین مقادیر دبی سیل و دبی رسوب (باربستر) در آبخیز میناب با استفاده از توابع مفصل پارامتری انجام شد. دوره زمانی مشترک بین متغیرهای دبی سیل و دبی رسوب از سال آبی369-70 تا 1396-97 تعیین گردید. نتایج نشان می دهد که بهترین تابع کاپولا در تحلیل وابستگی بین متغیرهای مورد بررسی کاپولا نرمال است. همچنین نتایج نشان داد که به ازای دوره بازگشت 10 ساله با دبی سیل 13/63 مترمکعب برثانیه، دبی رسوبی بالغ بر 82/23349 تن در روز خواهد داشت که در حالت توام با سناریو “AND”و “OR” به ترتیب دارای دوره ی بازگشتی برابر با 24/16 و 22/7 سال است. این در حالیست که در حالت شرطی T(Qf/Qs>=qs) و T(Qf/Qs<=qs) دوره بازگشت به ترتیب برابر با 84/167 و 26/22 سال می باشد. بنابراین برای پیش بینی رسوبگذاری در مخازن و رودخانه ها، مهم است که از چه دوره بازگشتی (توأم یا شرطی) با ترکیب مشخصی از بار رسوب و دبی سیل درنظر گرفته شود.

آگاهی از تغییرات دبی رودخانه و به دنبال آن تغییرات پارامترهای کیفیت آب آن می تواند کمک شایانی به مدیریت و برنامه ریزی منابع آب نماید. بررسی دبی پایه به علت این که متاثر از جریان آب زیرزمینی است در مدیریت آب زیست محیطی حائز اهمیت است. لذا در این تحقیق به بررسی روند دبی به خصوص روند دبی پایه و بررسی روند تغییرات پارامترهای کیفی آن پرداخته شده و سپس روند تغییرات آن ها با یک دیگر مقایسه شده است. آزمون ناپارامتری من- کندال، یکی از روش هایی است که برای بررسی روند تغییرات در یک سری زمانی مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق آزمون من- کندال برای تعیین روند به کار گرفته شده است. برای جداسازی دبی پایه از داده های دبی روزانه، از نرم افزار Hydro Office استفاده شده است. بعد از جداسازی دبی پایه از داده های دبی روزانه، سری های زمانی سالانه و ماهانه از دبی کل و دبی پایه برای ایستگاه هیدرومتری ارازکوسه تشکیل شده است. هم چنین سری های زمانی سالانه و ماهانه پارامترهای کیفی آب شامل TDS، Ca+2، Mg+2، Na+، SO4+، CL، EC، PH، HCO3، SAR نیز تشکیل شده و سپس آزمون روند روی داده های دبی کل، دبی پایه و پارامترهای کیفی صورت گرفته است. تحلیل های معنی داری روند در سطح پنج درصد حاکی از آن است که میانگین دبی کل، دبی پایه و پارامترهای کیفی به جزء PH در مقیاس سالانه روندی نداشته است، اما در مقیاس ماهانه روندی نوسانی داشته اند.

در این تحقیق از سرریزهای کلید پیانویی که از مزایای آن می توان به ضریب دبی و راندمان دبی بسیار بالا، امکان کاهش ارتفاع سد، سرعت در اجرا و صرفه اقتصادی نام برد. این سرریزها، بهترین گزینه برای اجرای سرریز سد در حالت جریان آزاد هستند. در این تحقیق با توجه به امکانات آزمایشگاهی موجود، میزان جریان عبوری به صورت تدریجی و در گام های زمانی مشخص افزایش یافت و تحت این شرایط با ارائه یک روش تحلیلی به تعیین ضریب دبی جریان در سرریز کلیدپیانویی پرداخته شد. آزمایش های این پژوهش، در کانال تحقیقاتی مستطیلی شکل با طول 10 متر و عرض 6/0 متر انجام شده است. در تحقیق حاضر، سه نوع سرریز کلید پیانویی مستطیلی نوع A با ارتفاع های متغیر15،10و20 سانتی متر و سایر پارامترهای هندسی ثابت در محدوده دبی 30 تا 50 لیتر بر ثانیه تحت بازه تغییرات دبی 3،5و1 لیتر برثانیه و بازه تغییرات زمانی 10،5و15 ثانیه مورد مطالعه قرار گرفته است. بنابراین در این تحقیق در 27 شرایط هیدرولیکی متفاوت به بررسی تأثیر تغییرات ارتفاع بر نمودار های دبی-اشل، ضریب دبی و سایر پارامترهای موثر بی بعد پرداخته شده است. در نهایت نتایج حاکی از آن بود که، با افزایش ارتفاع سرریز، شیب نمودارهای دبی-اشل افزایش یافته است. هم-چنین با افزایش ارتفاع سرریز، ضریب دبی افزایش و در مقابل عدد فرود و نسبت ارتفاع آب به ارتفاع سرریز کاهش یافته اند. در نتیجه ارتفاع سرریز با ضریب دبی رابطه مستقیم و با عدد فرود و ارتفاع آب در ورودی و بالادست سرریز رابطه عکس دارد.