فهرست مطالب

نشریه تحقیقات مهندسی سازه های آبیاری و زهکشی
سال نوزدهم شماره 73 (زمستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/12/25
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مهدی رضایی، امیر قادری، رسول دانش فراز * صفحات 1-16
    در این پژوهش از یک راه حل غیر سازه ای و دوستدار محیط زیست برای کاهش عمق آبشستگی پایین دست صفحات مشبک استفاده شده است. بالادست صفحات مشبک که حوضچه آرامش نامیده می شود، به طور کلی در برابر فرسایش محافظت می شود ولی پایین دست صفحات همواره در معرض آبشستگی جریان قرار دارد. از آنجا که رس و ماده نانوساختار رس از نظر زیست محیطی قابلیت سازگاری مناسبی با سیستم رودخانه و اکولوژی آن دارد، رسوب بستر پایین دست صفحات مشبک با رس و ماده نانوساختار رس مخلوط و پس از تزریق، تاثیر آن در کاهش آبشستگی سه نوع جریان مختلف ارزیابی شد. نتایج آزمایش ها از تاثیر مثبت رس و ترکیب آن با نانو رس در کاهش عمق آبشستگی پایین دست صفحات مشبک حکایت دارد. بهترین عملکرد به هنگام ترکیب رس و نانو رس مونت موریلونیتی اتفاق افتاده است که با به کارگیری آن، طول آبشستگی 33 درصد کاهش یافته است. همچنین، با افزودن رس و ترکیب رس- نانو مونت موریلونیت، کاهش میانگین به ترتیب 39 و 46 درصد در عمق آبشستگی نیز دیده شده است. با توجه به نتایج به دست آمده از این تحقیق می توان گفت که استفاده از ترکیب رس و نانو رس مونت موریلونیتی تاثیری مثبت در کنترل آبشستگی دارد و در مواردی می تواند بسیار مفید باشد که از دیدگاه عملی، از جمله در رودخانه ها، نتوان با مصالحی نظیر بتن از بستر آنها محافظت کرد.
    کلیدواژگان: آبشستگی پاییندست، مدل آزمایشگاهی، مواد نانو ساختار مونت موریلونیتی
  • حسین خلیلی شایان، جواد فرهودی *، علیرضا وطن خواه صفحات 17-34

    بخش عمده تحقیقات پیشین مرتبط با دریچه های قطاعی، بر ارائه روش هایی برای تخمین دبی عبوری از این سازه ها متمرکز است و تعیین بازشدگی دریچه ها به عنوان سازه های تنظیم به منظور عبور دبی خاص، کمتر مورد توجه قرار گرفته است. مطالعه حاضر،معادلاتی نظری برای تعیین صریح دبی عبوری از دریچه های قطاعی (مسئله نوع اول) و نیز بازشدگی دریچه (مسئله نوع دوم) با مشخص بودن سایر پارامترها در هر مسئله و به تفکیک شرایط جریان آزاد و مستغرق بر پایه ترکیب معادلات انرژی و مومنتم ارائه می کند. در هر مسئله، معیارهایی برای تشخیص شرایط جریان معرفی شده است. به منظور واسنجی و صحت سنجی معادلات نظری پیشنهادی، از 2657 سری داده آزمایشگاهی روی سه نوع مختلف دریچه قطاعی استفاده شد. نتایج تحقیقات نشان می دهد که میانگین قدر مطلق خطای نسبی در تعیین دبی و بازشدگی دریچه های قطاعی از روش پیشنهادی به ترتیب 94/1 و 67/2 درصد است. همچنین، رویکرد پیشنهادی در تشخیص شرایط جریان، به طور متوسط در 6/99 و 8/98 درصد از موارد به ترتیب در تعیین دبی و بازشدگی، صحیح عمل شده است. نتایج بررسی ها همچنین نشان می دهد که با افزایش زاویه انحراف دریچه قطاعی و نیز افزایش نسبت محور به شعاع دریچه تمایل به استغراق، افزایش می یابد. همچنین دریچه لاستیکی سخت نیز نسبت به دو نوع دیگر در محدوده بیشتری به صورت آزاد عمل می کند.
    کلیدواژگان: اندازه گیری، انرژی-مومنتم، تنظیم جریان، دبی
  • فریناز شجاع طلاتپه *، داود فرسادی زاده، علی حسین زاده دلیر، جواد به منش، محمدرضا نیک پور صفحات 35-50
    وجود هرگونه تغییر هندسی مانند تبدیل در مسیر کانال های با جریان فوق بحرانی، موجب تغییر ناگهانی عمق و سرعت جریان و تشکیل امواج ضربه ای می شود. در این تحقیق، ارتفاع و سرعت امواج ضربه ای در تبدیل های همگرای کانال روباز با مقاطع ذوزنقه ای و مستطیلی با به کارگیری مدل های آزمایشگاهی بررسی شد. زاویه شیب جانبی دیواره ها 45، 60، 70 و 90 درجه و نسبت همگرایی 1 به 2، 1 به 3 و 1 به 4 به عنوان متغیرهای هندسی و همچنین چهار عدد فرود مختلف در محدوده 23/9-25/3 به عنوان متغیر هیدرولیکی آزمایش ها در نظر گرفته شد. تحلیل پروفیل های سرعت و سطح آزاد امواج ضربه ای نشان می دهد که در حالت کلی، افزایش زاویه شیب جانبی دیواره تبدیل، کاهش نسبت همگرایی و افزایش عدد فرود جریان رابطه ای مستقیم دارد با افزایش ارتفاع و سرعت امواج. نتایج تحقیق همچنین نشان می دهد که بیشینه ارتفاع امواج ضربه ای در تبدیل های همگرا با مقاطع ذوزنقه ای، به ازای نسبت همگرایی 1 به 2 و زاویه های شیب جانبی 45، 60 و 70 درجه، در مقایسه با مقطع مستطیلی، به طور میانگین به ترتیب به میزان 34/59، 27/44 و 04/24 درصد کاهش می یابد. همچنین، بیشینه سرعت امواج ضربه ای به ازای شرایط مذکور به ترتیب به میزان 51/37، 23/25 و 67/14 درصد کاهش می یابد. نظر به اینکه کانال های اجرایی عمدتا با مقطع ذوزنقه ای ساخته می شوند، یافته های پژوهش حاضر برای مهندسان طراح می تواند بسیار سودمند باشد.
    کلیدواژگان: امواج ضربه ای، شیب جانبی، نسبت همگرایی
  • پگاه زابلی، محمد مهدی جباری * صفحات 51-66
    کنترل نشت از پی سد خاکی و محاسبه جریان نشت از پی به منظور کنترل پایداری و رفتارنگاری سد خاکی اهمیت بالایی دارد. سددرودزنازنوعخاکیسنگریزه ایرویرودخانهکردر شمالغربشیراز قرار دارد. در این تحقیق با استفاده از نتایج رفتارنگاری و دبی نشت، مدل عددی سد درودزن در Seep/w واسنجی و صحت سنجی انجام شد. تحت گزینه های مختلف کنترل نشت از پی (شامل روش های استفاده از پتوی رسی و پرده آب بند) با تغییر پارامترهای مختلف (فاصله و ارتفاع پرده آب بند و طول پتوی رسی) و پارامترهای ژئوتکنیکی، هیدرولیکی و هندسی (مانند نفوذپذیری پی، ارتفاع لایه نفوذپذیر و رقوم آب مخزن) تغییرات دبی نشت از پی مدل بررسی شد. نتایج بررسی ها نشان می دهد که کاهش بار آبی مخزن، افزایش طول پتوی رسی و استفاده از دیوار آب بند در میانه و ابتدای سد سبب کاهش دبی نشت از پی خواهد شد. همچنین، استفاده هم زمان از دیوار آب بند (به خصوص در میانه و ابتدای پی سد) و پتوی رسی تاثیر بیشتری در کاهش دبی نشت از پی دارد. با استفاده از نرم افزار SPSS رابطه رگرسیونی بر اساس موثرترین اعداد بی بعد ارائه گردید. مقایسه مقادیر تخمینی دبی نشت از پی با روابط قبلی نشان می دهد که دقت تخمین این رابطه بسیار بیشتر از دقت تخمین سایر روش هاست.
    کلیدواژگان: پتوی رسی، پرده آب بند، کنترل نشت، نرم افزار Seep، w
  • اعظم شریف نژاد *، عاطفه پرورش ریزی، شهلا زمانی صفحات 67-82
    ایستگاه های پمپاژ آب کشاورزی به دلیل کاربردشان در اغلب شبکه های آبیاری و زهکشی، عضوی مهم در انتقال و توزیع آب و افزایش بهره وری آب و انرژی در کشاورزی به شمار می روند. بروز هرگونه مشکل برای این تاسیسات، مشکلات بهره برداری و تلفات منابع را در کل شبکه به دنبال خواهد داشت. در این تحقیق، تامین نشدن رقوم مناسب در قسمت مکش پمپاژ یکی از مهمترین مشکلات بهره برداری ایستگاه های پمپاژ شناسایی شده است که از پیامدهای آن می توان به از کارافتادگی پمپ ها، کاهش ظرفیت پمپاژ، زیان های اقتصادی و نارضایتی بهره برداران اشاره کرد. کاهش رقوم آب در قسمت مکش به دلایل مختلف روی می دهد مانند: بی توجهی به شرایط هیدرولیکی، نامناسب بودن موقعیت ایستگاه، یا تغییر در شرایط طبیعی رودخانه. به هنگام بهره برداری، برخی از این مشکلات به کمک روش های هیدرولیکی مناسب و منطبق با شرایط منطقه قابل اصلاح و باز طراحی هستند. در این تحقیق، به طور موردی برای ایستگاه پمپاژ ویس، پس از شبیه سازی هیدرولیکی آبگیری از رودخانه به کمک مدل هیدرودینامیک سوبک، روش های علاج بخشی مناسب با تغییر در توپوگرافی رودخانه پیشنهاد و با روش اصلاحی در محل مقایسه شده است. تاثیر پارامترهای هیدرولیکی موثر در زمان طراحی، مانند شیب کانال آبگیر، فاصله ایستگاه پمپاژ از دهانه آبگیر، تغییرات منحنی سطح آب در زمان مکش پمپ و تغییرات رژیم دبی رودخانه بر میزان افزایش رقوم سطح آب در کانال آبرسان به ایستگاه پمپاژ نیز بررسی شده است. بدین ترتیب، مشکل فرآیند آبگیری ایستگاه پمپاژ ویس در زمان طراحی و بهره برداری ارزیابی و معیارهای مناسب برای روش اصلاحی مورد نظر ارائه شده است.
    کلیدواژگان: رقوم آبگیری، سطح مقطع رودخانه، مدل سوبک
  • مهسا اسکویی، علیرضا عمادی *، علی شاه نظری صفحات 83-98
    سرریزهای کنگره ای به عنوان گزینه مناسب برای رفع مشکل سرریزها در مقابل حداکثر دبی عبوری مطرح می باشند. در این پژوهش 5 مدل سرریز کنگره ای مستطیلی با 4 شیب مختلف در 2 وجه بالا دست و پایین دست، به صورت آزمایشگاهی بررسی شد. زاویه شیب سرریز ها از حالت سرریز کنگره ای مستطیلی بدون شیب به زاویه های 15، 30 و 45 درجه نسبت به راس تاج سرریز تغییر یافت. نتایج پژوهش حاضر حاکی از آن است که در سرریز کنگره ای مستطیلی با شیب وجه های بالا دست و پایین دست با افزایش پارامتر بدون بعد Ht/P، از میزان ضریب دبی سرریز کاسته می شود. همچنین نتایج نشان داد با ایجاد شیب تاج سرریز کنگره ای مستطیلی در وجه بالا دست، ضریب دبی سرریز نسبت به حالت بدون شیب کاهش می یابد. در وجه پایین دست سرریز کنگره ای مستطیلی متناسب با میزان شیب نسبت به تاج سرریز، ضریب دبی افزایش می یابد. علاوه بر آن مشخص شد که در محدوده آزمایش، در مدل سرریز کنگره ای مستطیلی با وجه های بالا دست و پایین دست شیب دار، افزایش طول موثر سرریز باعث کاهش ضریب دبی می شود. همچنین افزایش ارتفاع سرریز کنگره ای مستطیلی با وجه های بالا دست و پایین دست شیب دار، ضریب دبی سرریز را افزایش می دهد. در نهایت معادله ضریب دبی بر اساس پارامترهای بدون بعد موثر در این پژوهش ارایه شد.
    کلیدواژگان: ارتفاع آب بالادست، شکل تاج، مدل آزمایشگاهی، هیدرولیک
  • کامران یوسفی، حسین بانژاد، مجید حیدری *، مهناز کریمی صفحات 99-112
    حوضچه آرامش از جمله سازه های مستهلک کننده انرژی است که در پایین دست سرریزها، دریچه ها و تنداب ها کاربرد فراوانی دارد. استهلاکانرژیدرپرش هیدرولیکی در نتیجه گرداب های تلاطمی بزرگ مقیاسمی باشد که با نوسانات شدید فشار همراه است و باید در طراحی حوضچه به آن توجه کرد. در این مطالعه، آزمایش ها در یک فلوم با مقطع مستطیلی به عرض 3/0 متر و ارتفاع دیواره ها 4/0 متر و در محدوده اعداد فرود بین 3 تا 12 اجرا شده است. تغییرات فشار در بستر فلوم با دستگاه ترانسدیوسر (مبدل) فشار و ارتفاع آب نیز با پیزومترهایی در کف فلوم ثبت شد. نتایج بررسی ها نشان می دهد که شدت نوسانات فشار در پرش هیدرولیکی وابسته به عدد فرود و موقعیت نسبی از پنجه پرش است. ماکزیمم ضریب شدت نوسانات فشار در زیر پرش هیدرولیکی از 08/0 تا 28/0 متغیر است که در فاصله 17 تا 33 درصد از طول پرش رخ داده است. حداکثر مقدار برابر با 2 و حداکثر قدر مطلق ضریب () برابر با 2/1 است که در محدوده رخ داده است. علاوه بر ضرایب بدون بعد نوسانات فشار، توزیع طولی فشار تعیین شده و مقادیر بحرانی در طول پرش به دست آمده است.
    کلیدواژگان: آنالیز ابعادی، پرش هیدرولیکی، ترانسدیوسر، عدد فرود، نوسانات فشار
  • مهدی کرمی مقدم *، علیرضا کشاورزی، تورج سبزواری صفحات 113-126
    جداشدگی جریان و شکل گیری جریان های چرخشیدر آبگیر منجر به آبشستگی و رسوب گذاری در قسمت هایی از کانال اصلی و آبگیر می شود و در نتیجه توپوگرافی بستر تغییر می یابد. در ناحیه جداشدگی، جریان به صورت چرخشی با سرعت پایین است که باعث تجمع رسوب در این ناحیه می شود و کاهش راندمان آبگیری را به دنبال خواهد داشت. تعیین شرایط بهینه آبگیری یکی از موضوع های مورد توجه محققان بوده است. در این تحقیق، اثر توپوگرافی بستر بر ابعاد جداشدگی جریان در آبگیر 55 درجه با ورودی تیزگوشه و گردگوشه در چهار نسبت دبی انحرافی 2/0، 4/0، 6/0 و 8/0 به صورت آزمایشگاهی بررسی و نتایج آن با نتایج تحقیقات پیشین محققان مقایسه شد. تاثیر زبری و وجود صفحه های مستغرق بر مقدار تنش برشی داخل آبگیر در حالت ورودی تیزگوشه و گردگوشه نیز بررسی گردید. نتایج تحقیقات نشان می دهد در نسبت دبی انحرافی بالا و ورودی گردگوشه، ابعاد جداشدگی تا حدود 97 درصد نسبت به حالت تیزگوشه کاهش می یابد. در حالت تیزگوشه، با افزایش نسبت دبی انحرافی، طول ناحیه جداشدگی 20 درصد افزایش و عرض آن حدود 70 درصد کاهش می یابد. علاوه بر این، وجود رسوب باعث کاهش طول و به خصوص عرض جداشدگی جریان می شود. مقدار تنش برشی در حالت ورودی گردگوشه کمتر است تا در حالت ورودی تیزگوشه. در حالت بدون نصب صفحه˓ تنش برشی بیشتر است تا در حالت با نصب صفحه؛ و با نصب صفحه مستغرق با آرایش موازی و زیگزاگی و زاویه های 10 و 30 درجه، تنش برشی در نقاط عرضی یکنواخت می شود که نشان می دهد صفحات به کاهش جریان های چرخشی و کاهش تغییرات سرعت کمک کرده اند.
    کلیدواژگان: آبشستگی، جریان های چرخشی، رسب، رودخانه، کانال
  • حامد عظیمی، سعید شعبان لو * صفحات 127-142
    کانال های U شکل به همراه سرریز های جانبی به عنوان مقطع مبدل کانال های مستطیلی به دایره ای دریچه های آدم رو (Manhole) در شبکه های دفع فاضلاب شهری مورد استفاده مهندسان علم هیدرولیک قرار می گیرند. در تحقیق حاضر، آشفتگی میدان جریان و تغییرات سطح آزاد واقع در کانال های U شکل دارای سرریز جانبی با استفاده از مدل آشفتگی RNG k-ε و طرح VOF شبیه سازی شده است. مقایسه بین نتایج عددی و آزمایشگاهی نشان می دهد که مدل عددی تغییرات سطح آزاد جریان، ضریب دبی، انرژی مخصوص و مقادیر مختلف دبی گذرنده از روی سرریز جانبی با طول های مختلف را با دقت مناسبی شبیه سازی می کند. اثر تغییر طول سرریز جانبی بر سطح آزاد و الگوی جریان واقع در کانال های U شکل نیز بررسی شده است. در بالادست سرریز جانبی تغییرات سطح آزاد جریان برای سرریز کوتاه تر ناچیز و اثر آن قابل چشم پوشی است. برای سرریزهای جانبی با طول مختلف، مقدار سرعت عرضی از ابتدای سرریز تا وسط دهانه سرریز در حال افزایش است و با پیشروی به سوی انتهای پایین دست سرریز جانبی این سرعت با کاهش روبه رو می شود. با افزایش طول سرریز جانبی، مقدار حداقل زاویه ریزشی جت جریان کاهش می یابد. برای کانال های دارای سرریز جانبی با طول متفاوت، جریان ثانویه بعد از سرریز جانبی به وجود می آید که سلول جریان ثانویه مذکور با پیشروی به سمت پایین دست کانال اصلی توسعه می یابد. اختلاف انرژی مخصوص در بالادست و پایین دست سرریز جانبی برای سرریزهای جانبی کوتاه و بلند به ترتیب 18/1 و 94/2 درصد محاسبه شده است.
    کلیدواژگان: آشفیگی جریان، انرژی مخصوص، میدان سرعت، میدان جریان
  • فریبرز عباسی *، ابوالفضل ناصری، محمد مهدی نخجوانی مقدم، نادر سلامتی، محمد جلینی، محمد خرمیان، سید ابراهیم دهقانیان، افشین یوسف گمرک چی، علیرضا اسلامی، کرامت اخوان، مسعود فرزام نیا، جواد باغانی، مهدی اکبری صفحات 143-156
    با وجود اهمیت تعیین و تدقیق شاخص ها و فراسنج های مدیریت مصرف آب در بخش کشاورزی برای استفاده در برنامه ریزی های کلان کشوری، تاکنون شاخص های مدیریت مصرف آب (حجم آب مصرفی، بهره وری آب و راندمان کاربرد آب در مزارع) در پایاب شبکه های آبیاری مدرن و سنتی در تولید محصولات زراعی و باغی کمتر مقایسه شده است. هدف از این پژوهش، مقایسه شاخص های مدیریت مصرف آب در پایاب شبکه های آبیاری مدرن و سنتی در تولید ذرت علوفه ای در برخی نقاط کشور است. داده های پژوهش با اندازه گیری های گسترده و مستقیم از مزارع استان های البرز، تهران، فارس، خوزستان، خراسان رضوی، اردبیل، اصفهان و قزوین که حدود 70 درصد از سطح زیرکشت ذرت علوفه ای در کشور را پوشش می دهند در بیش از 100 مزرعه در پایاب شبکه های آبیاری مدرن و سنتی به دست آمده است. نتایج تحقیق نشان می دهد تفاوت شاخص های حجم آب مصرفی و بهره وری آب در تولید محصول در پایاب شبکه های مدرن و سنتی معنی دار ولی تفاوت عملکرد در دو شبکه معنی دار نشده است. در پایاب شبکه های مدرن و سنتی، میانگین عملکرد ذرت علوفه ای به ترتیب 50/54 و 54/32 تن بر هکتار، میانگین حجم آب مصرفی به ترتیب 6983 و 9085 مترمکعب بر هکتار، میانگین بهره وری آب به ترتیب 7/46 و 6/26 کیلوگرم به ازای هر مترمکعب آب و میانگین راندمان کاربرد آب به ترتیب 73 و 68 درصد به دست آمده است. یافته های این پژوهش نشان می دهد که توسعه شبکه های مدرن می تواند در ارتقای بهره وری آب، در عملیاتی کردن برنامه های پنج ساله توسعه ای کشور و برنامه اقتصاد مقاومتی مفید باشد.
    کلیدواژگان: بهره وری آب آبیاری، حجم آب مصرفی، روش های آبیاری
|
  • Mehdi Rezaie, Amir Qhaderi, R. Daneshfaraz* Pages 1-16
    In this study, a non-structural and eco-friendly solution has been used to reduce scouring at downstream of screens. The upstream of screen which are known as stilling basin, are protected against scouring but the downstream of screens always are subjected to the flow scouring. Since clay and nanostructured-clay has suitable compatibility with river system and ecology as a view of the environment, the bed sediment at the downstream of the screen have been admixed with clay and nanostructured-clay, after grouting its effect on scour reduction have been evaluated in the three different flow. The experimental results indicate the positive effect of clay and nanoclay on scour depth reduction at the downstream of screens. The best performance has been occurred for clay and nano-montmorillonite clay mixture. The positive effect of clay and nano-montmorillonite clay mixture for scour length reduction is observable, and by utilizing this mixture, the length of scouring has been decreased 33 percent. Furthermore by addition of clay and nano-montmorillonite clay mixture, the scour depth reduced up to 39 and 46 percent. According to the result, utilizing clay and nano-montmorillonite clay mixture has a positive effect on scouring control, and as a practical view, it could be very useful for some cases such as rivers which bed protection by some materials such as concrete is not possible.
    Keywords: Downstream Souring, Experimental Model, Nano Structured-Montmorillonite Material
  • Hossein Khalili Shayan, Javad Farhoudi*, Alireza Vatankhah Pages 17-34
    Most of the previous studies related to radial gates are focused on the estimation of discharge from the gates as a flow measurement structure. However, determination of the gate opening for passing a certain value of the discharge is rarely considered in previous studies as a regulator structure. The present work presents some theoretical equations for explicit estimation of the outflow from the gate (first problem), and gate opening (second problem) for free and submerged flow conditions by combination of Energy and Momentum principles. For any problems, it was developed some criteria to identify flow conditions These equations were calibrated and validated by means of 2657 experimental records retrieved from research conducted on three types of radial gates. The paper would present an analytical approach to illustrate the reliability of proposed equations for estimation of discharge and the opening of the gate by taking benefits from the mean absolute relative errors which observed to be 1.94% and 2.67, respectively. It was noted that the used criteria conform with 99.6% and 98.8% of all observations at first and second problems, respectively. The results show that the tailwater depth under distinguishing limiting decreases by increasing in the gate lip angle and the ratio of turnnion pin height to the gate arm radius. Also, the hard rubber bar gate tends to operate under free flow condition in a wider range in comparison with two other gates.
    Keywords: Measurement, Energy-Momentum, Flow regulation, Discharge
  • Farinaz Shoja Talatapeh*, Davood Farsadizadeh, Ali Hosseinzadeh Dalir, Javad Behmanesh, Mohammad Reza Nikpour Pages 35-50
    In the present research, height and velocity of shock waves in contractions of open-channel with trapezoidal and rectangular sections was investigated using experimental models. For this purpose, length of transition (0.5m), convergence ratio (1/2, 1/3 and 1/4) and side slope angle (45o, 60o, 70o and 90o) were considered as geometric variables of the experiments. Also 4 Froude number was assumed as a hydraulic variable of the experiments in the range of 3.25-9.23. Analysis of Free surface & velocity profiles of shock waves showed that in general, the increasing of side slope angle of the transition wall, reduction of convergence ratio, and increasing of Froude number have a direct relationship with the increasing height and velocity of shock waves. The results showed that in the contraction with trapezoidal section with the convergence ratio (1/2) and side slope angle (45o, 60o and 70o) compared with rectangular cross-section, on average maximum height of shock waves respectively decreased to: 59.34, 44.27 and 24.04. In the same condition the maximum velocity of shock waves respectively decreased to: 37.51, 25.23 and 14.67. As Executive channels mainly with a trapezoidal cross-section are building and operating, so the findings of this study can be very useful for design engineers.
    Keywords: Contraction, Convergence Ratio, Shock Waves, Side Slope Angle
  • pegah zaboli, Mohammad Mehdi Jabbari* Pages 51-66
    Controlling seepage from earth dams foundation and calculation of its valve is so important for monitoring and stability control of earth dam. Doroodzan is an earth-rock dam which is located on North-west of Kor River. In this study simulating, calibrating and validation of numerical model of Doroodzan dam were conducted in seep/w software using result of monitoring report. Then changes of foundation seepage flow of Doroodzan calibrated earth dam model were studied changing Foundation seepage control method (consisted in using clayey blanket and cut off wall) and parameters of each method (such as blanket length and cut off height and location) and changing the geometry and hydraulic parameters (such as foundation permeability and reservoir water level). Results showed that increase in blanket length and using cut off wall at the first and middle of dam, decreases foundation seepage flow. In addition simulate using blanket and cut off wall had the most effect on decrease in foundation seepage flow. Finally a regression equation due to determine earth dam foundation seepage was developed using Spss software. Comparison of the accuracy of the proposed equation results with previously presented equations showed that estimated foundation seepage discharge using proposed equation has higher accuracy.
    Keywords: Clayey Blanket, Cut Off Wall, Seep, W Software, Seepage Control
  • azam sharifnezhad*, Atefeh Parvaresh Rizi, Shahla Zamani Pages 67-82
    Agricultural water pumping stations has an important role in water conveyance and distribution, increasing energy and the agricultural water productivity Due to its high application in most of irrigation and drainage networks. So incidence of any problem for these installations will cause operation problems and water resources losses. In this study, lack of supplying the proper elevation in the suction part of pumps, was identified as one of the important operational problems, which have harmful consequences such as disability of pumps, reducing the pumping capacity, economic losses and water users’ dissatisfaction. Reducing the water elevation in the pumping station occurs because of lack of attention to the hydraulic conditions, improper location of pumping stations and changes in the normal condition of river. Some problems in many cases, could be solved and be modified by the proper hydraulic methods which are complying with the geometric conditions of region. In this study for Veis pumping station, after simulation of priming hydraulic from river by SOBEK model, appropriate curative methods were proposed by change in the topography of the river and they were compared with in-situ corrective method. Then, influence of some effective hydraulic parameters on increasing of water level in pumping suction such as intake canal slope, distance between pumping station and intake port, water level curve changes in the pumping phase and changes in river flow regime were investigated. Thus the problem of pumping stations’ priming on the design and operation phases were evaluated and effective parameters and appropriate criteria are presented for the proposed corrective method.
    Keywords: Intake Elevation, River Cross Section, SOBEK Model
  • Mahsa Oskouei, Alireza Emadi*, Ali Shahnazari Pages 83-98
    Labyrinth weirs are considered as appropriate option for correction of weirs facing problems with maximum conveyance flow rate. In this research, 5 rectangular labyrinth weirs with 4 different slopes in downstream and upstream ramps were investigated in laboratory condition. The experiments were carried out for 4 different ramp slopes, including: no slope, 15, 30 and 45 degrees. Our findings showed that, for rectangular labyrinth weir with upstream and downstream ramps slope, discharge coefficient decreased when Ht/P increased. It was also indicated that, in case of creation of slope in downstream and upstream ramps, the discharge coefficient of rectangular labyrinth weir increased and decreased, respectively compared to no slope condition. Furthermore, it was found that in rectangular labyrinth weir model, increase in weir's effective length resulted reduction in discharge coefficient, and that increase in weir's height caused increase in discharge coefficient. Finally, we presented equations of discharge coefficients based on effective dimensionless parameters.
    Keywords: Crest Shape, Experimental Model, Hydraulic, Upstream Water Height
  • Kamran Yousefi, Hossein Banejad, Majid Heydari*, Mahnaz Karimi Pages 99-112
    Stilling basin is one of the energy dissipater structures that are used frequently in downstream of hydraulic structures, such as spillways, sluice gates and chutes. The energy dissipation, due to macro-scale turbulence, makes intensive pressure fluctuations so it must be carefully considered when structures are designed. The experiments were carried out in a rectangular flume, 0.3m by 0.4m; and Froude numbers from 3 to 12. The pressure variations data at flume bed and the water level data were recorded by electronic pressure transducer and by piezometers, respectively. The results showed that the intensity of pressure fluctuations in hydraulic jump was related to the Froude number and relative situation from the jump toe. The maximum pressure fluctuation intensity coefficient varied from 0.08 to 0.28 at the distance of 17 to 33 percent of the jump length. The maximum value of was equal to 2 and maximum absolute of coefficient was equal to 1.2 occurred at . Longitude distribution of pressure and its fluctuation and critical values in the length of hydraulic jump also were obtained.
    Keywords: Dimensional Analyze, Froude Number, Hydraulic Jump, Pressure Fluctuation, Transducer
  • mehdi karami moghadam*, alireza keshavarz, tooraj sabzevari Pages 113-126
    Secondary currents and flow separation at the intake lead to sedimentation and erosion at the lateral and main channels, resulting changes in bed topography. In the separation zone, circular flow with low velocity causes sediment’s accumulation happens in this area, the consequences of which would be reduction of intake efficiency. Hence, determining the optimum conditions of the impoundment has been one of the concerns for the researchers. In this study, the effects of bed topography on the flow separation dimensions in the 55-degree water intake with the sharp and rounded edge entrances were assessed. Four different discharge ratios: 0.2, 0.4, 0.6 and 0.8 were tested in this experimental study and the results were compared with those issued in previous papers. Additionally, the effects of bed roughness and submerged vanes on shear stress within water intake were tested in sharp edge and rounded edge entrances. The results showed that in high diversion flow ratio and in round edge entrance, comparing to sharped edge entrance, about 97% of separation dimensions were reduced. In sharp edge entrances, increasing the diverted flow ratio, caused the length of the separation zone increased about 20% and its width reduced about 70%. Furthermore, the bed topography and roughness reduced the width of the separation zone. Also, the shear stress in rounded edge entrance was less than that in sharp edge entrance. The shear stress, in case of absence of submerged vanes, was more than that when submerged vanes were installed. By installation of submerged vanes with parallel and zigzag arrangements and with angles equal to 10 and 30 degrees, shear stress in transverse happened to be uniform, indicating that vanes have helped rotational flow being reduced and velocity being changed.
    Keywords: Channel, Circular Flow, erosion, River, Sediment
  • hamed azimi, saeid shabanlou* Pages 127-142
    In practice, U-shaped channels are used in urban sewer networks. Also, most of aqueducts in Iran are made of U-shaped channels. In this study the flow field turbulence and free surface variations within the U-shaped channels along a side weir are simulated using the FLOW-3D and RNG turbulence models and the volume of fluid (VOF) scheme, respectively. Comparison between the experimental and numerical results shows that the numerical model predicts the flow field characteristic with reasonable accuracy. Then, the effects of the side weir length change on the free surface and the flow pattern in U-shaped channels are investigated. According to the simulation results, the free surface variations are not significant at the side weir upstream and, so the side weir effects could be ignored. For the L/D=3 case, before the side weir, the free surface flow is affected by the weir and a height difference is observed in all longitudinal profiles. Also, a surface jump occurs for both L/D=2 and L/D=3 cases in the downstream end of the side weir. According to the simulation results, a secondary flow is created after the side weir so that the cell of this secondary flow develops by proceeding to the main channel downstream. The specific energy variation in the upstream and the downstream of the side weir for L/D=2 case is computed to be about 1.18% in average.
    Keywords: Flow Field, Specific Energy, Turbulence Flow, Velocity Field
  • Fariborz Abbassi*, Abolfazl Nasseri, Mohammad Mehdi Nakhjavani Moghaddam, Nader Salamati, Mohammad Joleini, Mohammad Khorramian, Seyed Ebrahim Dehghanian, Afshin Yousef Gomrokchi, Alireza Islami, KARAMAT AKHAVAN, Masoud Farzamnnia, Javad Baghani, Mehdi Akbari Pages 143-156
    Despite the importance of determining and measuring the indices of irrigation water management in the agricultural sector for application in macroeconomic planning, these indices have not yet been done in modern and conventional irrigation networks. Therefore, the present study was conducted to compare the indices of irrigation water management (water consumed, water productivity and water application efficiency) in modern and conventional irrigation networks producing silage maize in Iran. The data were obtained by direct measurements from fields in the provinces of Alborz, Tehran, Fars, Khuzestan, Khorasan Razavi, Ardebil, Isfahan and Qazvin, which covered about 70% of areas under cultivation of silage maize in Iran, in more than 100 farms in modern and conventional irrigation networks. Results showed that the differences in water consumption and water productivity indices of modern and conventional irrigation networks were statistically significant to produce silage maize. Consequently, the yield of silage maize measured 50.54 and 54.32 ton ha-1, water consumption measured 6983 and 9085 m3 ha-1 ,water productivity measured 7.46 and 6.26 kg m-3, and water application efficiency measured 73% and 68% under the modern and conventional networks, respectively. These findings indicate that development of modern irrigation networks can promote water productivity and are valuable to be applied in the five-year national development plan and economic programs.
    Keywords: Irrigation Methods, Silage Maize, Water Consumption, Water productivity