اندازه گیری
در نشریات گروه آب و خاک-
دریچه های کشویی جانبی به سبب هندسه ساده و قابلیت بهره برداری آسان، یکی از متداول ترین سازه های کاربردی در شبکه های آبیاری برای انحراف آب از کانال اصلی و تنظیم میزان بده عبوری برای آبیاری زمین های کشاورزی هستند که به رغم اهمیت فراوان آنها در بهره برداری و مدیریت منابع آب در شبکه های آبیاری، کمتر بررسی شده اند. برای تعیین مشخصات جریان دریچه های جانبی، تحت شرایط رژیم جریان زیر بحرانی از 107 آزمایش تحقیق حاضر به همراه 529 آزمایش سایر محققان استفاده شد. با حل رابطه دینامیکی حاکم بر دریچه های جانبی با استفاده از روش عددی رانگ کوتای مرتبه چهارم، نیمرخ سطح آب در طول دریچه جانبی محاسبه شد. با مقایسه ضریب بده در دو رویکرد حل رابطه جریان متغیر مکانی و روش مستقیم حل رابطه بده، مشخص شد مقادیر ضریب بده در هر دو رویکرد، تطابق قابل قبولی با هم دارند. با استفاده از تحلیل ابعادی و آماری، به منظور تخمین ضریب بده رابطه هایی پیشنهاد شدند و رویکردی برای تشخیص شرایط جریان آزاد یا مستغرق ارائه شد. نتایج بررسی ها نشان داد که ضریب بده دریچه جانبی در شرایط جریان آزاد به نسبت عمق جریان به بازشدگی دریچه و عدد فرود جریان بالا دست بستگی دارد و در شرایط مستغرق به نسبت عمق جریان به عمق پایاب کانال آبگیر و نسبت عمق جریان به بازشدگی دریچه بستگی دارد. رابطه پیشنهادی تخمین ضریب بده در شرایط جریان آزاد و مستغرق به ترتیب دارای متوسط خطای نسبی 96/2 و 33/5 درصد است و دقت قابل قبول رابطه پیشنهادی را نشان می دهد.
کلید واژگان: اندازه گیری، سازه کنترل، شبکه آبیاری، ضریب بده، کانال آبگیرA side sluice gate is an underflow and metering diversion device set into the side of a channel with the purpose of allowing part of the liquid to spill through the side. Review of the literature shows that in spite of the importance of the side sluice gate, little attention has been given to studying the behaviour of flow through this device. The available published works on side sluice gates found are those of Panda (1981), Swamee et al. (1993) and Ghodsian (2003). They related the discharge coefficient of the side sluice gate to depth of flow and gate opening. For this purpose, the side sluice gates, since flow control devices, are widely used in the irrigation channels to divert flow from a main channel to a secondary channel. The main purpose of present study was to determine the water surface profile, gate opening, and flow discharge through the sharp-crested rectangular side sluice gates in a subcritical flow regime in free and submerged flow conditions. This study also provides some approaches to differentiate the free or submerged flow conditions. For this purpose, two approaches of solving spatially varied flow equation in a sub-critical flow regime and the direct solution of the discharge equation of the side sluice gates in determining the flow characteristics of the side sluice gates was experimentally investigated.
Keywords: Discharge Coefficient, Intake Channel, Irrigation network, Measurement -
دریچه های کشویی در تاج سرریزهای اوجی با ارتفاع زیاد (سدهای تنظیمی) یا با ارتفاع کم (به عنوان آستانه) به منظور کنترل بهتر جریان طراحی و استفاده می شوند. در حالت دوم، متناسب با ترکیب های مختلف هندسه سرریز، بازشدگی دریچه، عمق بالادست و عمق پایین دست، چهار شرط مختلف جریان قابل تشخیص است: الف) جریان کنترل نشده آزاد، ب) جریان کنترل نشده مستغرق، ج) جریان کنترل شده آزاد و د) جریان کنترل شده مستغرق. تعیین حد تبدیل هر یک از این شرایط جریان به یکدیگر در کاربرد معادلات دبی در هر وضعیت سودمند خواهد بود. در این تحقیق، با استفاده از برداشت های آزمایشگاهی روی دو سرریز اوجی با ارتفاع مختلف و نیز از داده های آزمایشگاهی مدل سرریز دریچه دار پروژه کنترل آب فلوریدای جنوبی و مرکزی، روابطی برای تعیین حدود تبدیل و تعیین آبگذری در شرایط چهارگانه ارائه شده است. در شرایط جریان کنترل نشده آزاد، میانگین قدرمطلق خطای نسبی در تعیین دبی از روابط پیشنهادی 95/1 درصد، در شرایط جریان کنترل شده آزاد و مستغرق به ترتیب معادل 2 و 5 درصد است. نتایج بررسی ها نشان می دهد حد تبدیل جریان کنترل نشده به کنترل شده هنگامی است که عمق بالادست از حدود 46/1 برابر بازشدگی دریچه افزایش یابد. با افزایش ارتفاع پایین دست و کاهش ارتفاع بالادست سرریز نیز آستانه استغراق نسبی سرریز و میزان آبگذری افزایش می یابد.
کلید واژگان: آستانه استغراق، اندازه گیری، سازه هیدرولیکی، کنترل جریانSluice gates are designed and used in Ogee spillways with high height (regulator dams) or low height (as sill) for better controlling the flow. In latter case, according to different combinations of weir geometry, gate opening, upstream and downstream flow depths, four different flow conditions are recognizable: (a) free uncontrolled flow, (b) submerged uncontrolled flow, (c) free controlled flow, and (d) submerged controlled flow. Determination of change threshold of these flow condition is useful for choosing the proposed discharge equations in any situation. In current research, using the experimental data gathered from two Ogee spillways with different height in this program and using the data gathered from typical spillway structures in central and southern Florida water-control project, different equations for determining the change threshold and flow discharge in four different flow conditions are developed. In free uncontrolled flow condition, the proposed discharge equation has an average relative error of 1.95% while in free and submerged controlled flow condition, the proposed discharge equations have the average relative errors of 2% and 5% respectively. Results showed that the change threshold of uncontrolled flow into controlled flow occurs when upstream flow depth increases about 1.46 times the gate opening. Furthermore, the relative submergence threshold and flow discharge increase by increasing the downstream flow depth and decreasing the upstream flow depth.
Keywords: Flow Control, Hydraulic Structure, Measurement, Submergence Threshold -
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.کلید واژگان: اندازه گیری، انرژی-مومنتم، تنظیم جریان، دبیMost 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 -
اندازه گیری دبی جریان با استفاده از دریچه های کشویی از مسائل کلاسیک در علم هیدرولیک محسوب می شود. تحقیق حاضر، با استفاده از رابطه بقای انرژی، روشی نوین برای تخمین ضریب دبی دریچه های کشویی در شرایط جریان آزاد و مستغرق، ارائه می کند. این روش ضریب دبی دریچه را، به صورت تابعی از عمق آب در بالادست دریچه و قرائت مانومترهای نصب شده در کف مقطع دریچه و مستقل از شرایط جریان، بازشدگی دریچه و عمق پایاب، به دست می دهد. به منظور ارزیابی قابلیت کاربرد رابطه پیشنهادی در این تحقیق در تخمین دبی، از نتایج 418 سری اندازه گیری آزمایشگاهی بر روی دو دریچه کشویی با عرض های 25 و 40 سانتی متر به تفکیک جریان آزاد و مستغرق و در شرایط حضور و عدم حضور بلوک های پایاب استفاده گردید. به جهت عدم وابستگی ضریب دبی به عمق پایاب، این روش از مزیت های عمده ای چون تخمین پیوسته در شرایط جریان آزاد و مستغرق بر اساس یک معادله واحد و دقت بالاتر در دامنه استغراق های کمتر برخوردار است. همچنین عدم نیاز به آستانه استغراق دریچه موجب سهولت کاربرد این روش در برآورد دبی جریان با حضور بلوک های مانع دار در حوضچه های آرامش می شود. نتایج نشان داد دخالت ضریب افت انرژی در رابطه پیشنهادی سبب کاهش متوسط قدرمطلق خطای نسبی در حدود 4/0 درصد و 6/2 درصد به ترتیب برای شرایط جریان آزاد و مستغرق می شود. همچنین رابطه پیشنهادی در شرایط جریان مستغرق دارای خطای نسبی تا حدود 5- درصد است. با این وجود، روش پیشنهادی حساسیت قابل توجهی به فشار مانومتری زیر دریچه، به ویژه در محدوده استغراق بیشتر دارد.کلید واژگان: اندازه گیری، جریان آزاد، جریان مستغرق، دبی، دریچه کشوییDischarge measurement by sluice gates is one of the classical issues in hydraulic engineering. Based on the energy conservation relation, this study presents a novel method for estimating the discharge coefficient of sluice gates under free and submerged flow conditions. This method gives the discharge coefficient of sluice gates only as a function of upstream depth and bottom pressure measured by manometers located under the gate lip and is independent of flow conditions (free and submerged), gate opening and tailwater depth. For evaluating the applicability of the proposed equation in this research for estimating the flow discharge, the experimental results (418 runs) of two sluice gates with 25 and 40 cm widths are used in the conditions of presence and absence of end baffle blocks for both free and submerged flows. Independency of discharge coefficient from the tailwater depth has important advantages such as: continuous estimation of discharge coefficient under free and submerged flow conditions using a unified equation and higher accuracy at the lower submergence. Also being independent of tailwater depth makes easy flow estimation even at the presence of baffle blocks on the stilling basins. The results show that, applying the energy loss coefficient in the proposed equation decreases the mean absolute relative errors to 0.4% and 2.6% for free and submerged flow conditions respectively. Also the proposed equation has a relative error less than 5% under submerged flow conditions. The proposed method is very sensitive to bottom pressure head especially under higher submergence levels.Keywords: Discharge, Free flow, Measurement, Sluice gate, Submerged flow
-
در دهههای آتی، عمده کشورهای جهان به جهت رشد لجام گسیخته جمعیت و نیاز بیش تر به تولیدات کشاورزی و نیز رشد سریع سطح استاندارد زندگی در کشورهای در حال توسعه و جهان سوم و به تبع آن رشد نیاز به محصولات صنعتی و کشاورزی، با بحران شدید آب مواجه خواهند شد. بنابراین استفاده مطلوب و بهینه از منابع آب از یک سو و از سوی دیگر افزایش سطح تولیدات کشاورزی و افزایش بهره وری در کشاورزی امری ضروری و اجتناب ناپذیر خواهد بود. در این ارتباط، طراحی و ساخت دستگاه اندازهگیری رطوبت و دمای خاک و نیز تعیین عصاره اشباع خاک به طور همزمان مدنظر قرار گرفت که نهایتا تلاش سه ساله و ارتقای سطح کیفی سنسورها و دیتالاگر ساخته شده، این امر را در سال 1391 میسر ساخت. کاربرد دستگاه اندازهگیری دادههای محیطی مذکور با نام تجاری REC-P55، در آزمایشهای میدانی نشان داد که این دستگاه میتواند با دقت 05/0 درصد و صحت 5/0 درصد در خاک های با بافت متفاوت و نیز در اعماق مختلف داده های رطوبت وزنی خاک را ثبت نماید. به طوری که مقایسه رطوبت ثبت شده توسط دستگاه و روش وزنی دارای همبستگی حدود 99% بود. هم چنین با عنایت به قابلیتهای دستگاه، مشخص شد که امکان ایجاد پروفیل رطوبتی خاک به راحتی با این دستگاه وجود دارد و دستگاه در مقایسه با بلوکهای گچی و دستگاه PR2 نتایج دقیقتری را بدست میدهد.
کلید واژگان: آبیاری، اندازه گیری، رطوبت خاک، دما، شوریIn the next decades، rapid population growth، increasing demand of agricultural yield and the standard living especially in the developing countries will significantly reduce water availability for agriculture. Therefore، desirable and optimal use of water resources and increasing agricultural productivity are vital. So، in this research، newly developed sensor has been designed and constructed for determining and monitoring real-time temperature، salinity and water content، with three years efforts from 1390. Environmental data measurement system using the brand REC-P55 in the field experiments showed that this system can record moisture content with accuracy less than 0. 05% and validity less than 0. 5% in different soil textures and depths. Moreover، the correlation coefficient for actual recorded data and REC-P55 one is 99%. Also، according to the capabilities of REC-P55، it was found that soil moisture profiles can be easily created and the results are of a high precision in comparison with the electrical resistance sensor and PR2.
Keywords: Soil Moisture, Irrigation, Temperature, Salinity, Measurement
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.