فهرست مطالب

هیدرولیک - سال سیزدهم شماره 3 (پاییز 1397)
  • سال سیزدهم شماره 3 (پاییز 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/10/25
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مقاله کامل
  • سید سعید اخروی، سعید گوهری * صفحات 1-16
    فاکتور اصطکاک نقش بنیادی و موثری در محاسبات هیدرولیکی ایفا می کند. در رودخانه های درشت دانه، فاکتور اصطکاک وابسته به اندازه ذرات و شکل بستر است. وجود دامنه وسیعی از اندازه های ذرات در این رودخانه ها و توسعه لایه سپر اثرات قابل توجهی بر فاکتور اصطکاک دارد. بدین منظور در این مطالعه به تعیین فاکتور اصطکاک شکل بستر در حضور لایه سپر پرداخته شد و معادله اصطکاکی مبتنی بر برآورد فاکتور اصطکاک ذره از اصطکاک کل بدست آمد. تحلیل معادله استخراج شده نشان داد که فاکتور اصطکاک مستقل از توزیع اندازه ذرات تشکیل دهنده بستر و حداکثر اندازه آن ها است و پارامتر اصلی کنترل کننده آن شیب خط انرژی می باشد. نتایج، حاصل از ارتباط فاکتور اصطکاک با آستانه حرکت و بازآرایی ذرات درشت دانه در پوشش سپر می باشد. از روش کلگان به منظور صحتسنجی معادله حاصل استفاده شد که نتایج حاکی از توافق 80 درصدی میان دو روش بود. همچنین، تعلق بخش اعظمی از فاکتور اصطکاک کل به فاکتور اصطکاک شکل بستر 40 درصد) نمایانگر تاثیر بالای شکل بستر بر مقاومت جریان است. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که تشکیل و ) توسعه لایه سپر با افزایش ضریب زبری سبب افزایش فاکتور اصطکاک و کاهش سرعت متوسط جریان شده و با کاهش پارامتر شیلدز بحرانی، افزایش پایداری بستر را به دنبال داشت. مشاهدات میدانی به منظور آزمون روش ها استفاده شده است.
    کلیدواژگان: پارامتر شیلدز، رودخانه درشت دانه، شکل بستر، لایه سپر، فاکتور اصطکاک
  • سعید عباسی *، پوریا تقوایی، حنیف پورشه باز صفحات 17-29
    آبشکن ها به عنوان یکی از مرسوم ترین سازه های هیدرولیکی که در جهت کاهش فرسایش سواحل و کرانه های رودخانه ها استفاده می-شوند، شناخته شده اند. این سازه ها با تغییر الگوی جریان و الگوی انتقال رسوبات می توانند شرایط هیدرولیکی را کنترل کرده و از فرسایش سواحل جلوگیری و باعث رسوبگذاری در آن ها شوند. در این مقاله، اثرات تغییرات زاویا، چینش های متفاوت آبشکن ها (بزرگ به کوچک ویا برعکس) بر روی الگوی جریان، فرسایش و رسوب-گذاری بستر تحت سری آبشکن های موازی، غیرمتخلخل و غیر مستغرق با طول نامساوی به صورت عددی مورد بررسی قرارگرفته است. اعتبارسنجی نتایج مدل عددی ساخته شده در نرم افزار FLOW-3D با نتایج مدل آزمایشگاهی، نشان دهنده دقت بالای مدل می باشد. همچنین نتایج نشان می دهد که در چینش آبشکنها از بزرگ به کوچک، عمق آبشستگی در زاویهی 45 درجه، 55 درصد و در چینش کوچک به بزرگ با زاویه 135 درجه، این عمق 72 درصد نسبت به آبشکن با طول مساوی و در حالت عمود بر ساحل کاهش دارد.
    کلیدواژگان: سری آب شکن ها با طول نامساوی، مدل سازی عددی، فرسایش، رسوب گذاری، الگوی جریان
  • عماد که ریزی *، مجید فضلی صفحات 31-45
    چکیده- وجود موانع در مسیر جریان سبب تغییرات قابل توجهی در توزیع تنش برشی وارد بر کف کانال و رودخانه میگردد. در تحقیق پیشرو توزیع تنش برشی در اطراف موانع زاویهدار نفوذناپذیر و موانع زاویه دار نفوذپذیر توریسنگی و میلهای دوردیفه با دو آرایش در امتداد هم و زیگزاگی به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشها در یک کانال مستطیلی با عدد فرود 0. 26 در شرایط آب زلال و نسبت سرعت جریان به سرعت آستانه حرکت ذرات کف صورت پذیرفت. نتایج نشان می دهد که توزیع تنش برشی بستر در مانع نفوذناپذیر از تنش برشی در مانع نفوذپذیر توریسنگی با تخلخل 30 درصد حدود 14. 6 درصد بیشتر است. همچنین در موانع نفوذپذیر میله ای دوردیفه در امتداد هم و زیگزاگی توزیع تنش برشی تقریبا از شرایط مشابهی برخوردار است. محاسبات مربوط به استهلاک انرژی جنبشی در اطراف موانع زاویه دار بیانگر آن است که در موانع نفوذ ناپذیر، استهلاک انرژی حدود 14 درصد بیشتر از موانع نفوذپذیر توری سنگی است. همچنین در موانع نفوذپذیر با درصد بازشدگی یکسان نیز استهلاک انرژی در موانع توریسنگی حدود 80 درصد بیشتر از موانع میله ای دوردیفه است. این محاسبات همچنین نشان می دهد که استهلاک انرژی به آرایش هندسی میله ها نیز وابسته است؛ به طوریکه استهلاک انرژی موانع میلهای دوردیفه زیگزاگی، 18 درصد بیشتر از موانع در امتداد هم می باشد.
    کلیدواژگان: تنش برشی کف، انرژی جنبشی، مانع نفوذناپذیر، موانع میله ای، آبشستگی، استهلاک انرژی
  • محمد ذونعمت کرمانی *، مریم فروتن اقلیدی، مجید رحیم پور، عاطفه مقبلی صفحات 47-58
    یکی از روش هایی که در دهه های اخیر برای لایروبی رسوبهای نهشته شده در پشت سدها استفاده می شود، سیستم هیدروساکشن برداشت رسوب است. این روش دارای محاسنی نسبت به دیگر روش های حذف رسوب از جمله عدم نیاز به انرژی به دلیل استفاده از اختلاف انرژی سطح آب در بالا دست و پایین دست سد و امکان انتقال رسوبهای برداشت شده به مناطق مورد نظر می باشد. از جمله عوامل موثر در عملکرد سیستم هیدروساکشن میتوان قطر لوله مکش (Dp) ، هد آب یا اختلاف ارتفاع آب بالادست و پایین دست سد (H) و فاصله دهانه مکش ازسطح رسوب (hp) را نام برد. در این تحقیق اثرات فاصله دهانه مکش از سطح رسوب با استفاده از مدل آزمایشگاهی مورد بررسی قرار می گیرد. رسوب مورد استفاده در این آزمایشها از نوع ماسه بددانه بندی شده (SP) می باشد. نتایج آزمایشها نشان میدهد که با افزایش عمق دهانه مکش از رسوبات، میزان تخلیه رسوب و همچنین غلظت جریان خروجی بیشتر می شود. بررسی ها حاکی از آن بود که افزایش تخلیه رسوب تا hp/Dp برابر با 1. 33- ادامه دارد و پس از آن به دلیل تجمع رسوب در دهانه ورودی، لوله مسدود می شود.
    کلیدواژگان: حفره آب شستگی، هیدروساکشن، مدل فیزیکی، مخزن سد، رسوب زدایی
  • مهدی رضایی *، رسول دانش فراز، مهدی دسینه صفحات 59-70
    از آبشستگی پایه پل ها بعنوان مهمترین دلیل تخریب پل ها یاد می شود که روش های هیدرولیکی و غیر-هیدرولیکی برای غلبه بر آن مورد اهتمام محققین است. در این تحقیق، از روش نوین و سازگار با محیط زیست برای کاهش طول و عمق آبشستگی در اطراف پایه های پل دایره ای شکل و حجم گودال های ایجاد شده ناشی از برداشت مصالح رودخانه ای استفاده شده است. نظر بر سازگاری مناسب رس و پلی اکریل آمید کاتیونی، با سیستم رودخانه ای و اکولوژی آن، در این مقاله رسوب بستر متحرک در دو دانه بندی مختلف، با پلی اکریل آمید کاتیونی تزریق شده به رس، ترکیب و نتایج آن ها در کاهش آبشستگی در چهار دبی مختلف و با سه عمق گودال بررسی شده است. نتایج حاکی از تاثیر مثبت رس و پلی اکریل آمید کاتیونی در کاهش طول و عمق آبشستگی می باشد. بهترین عملکرد در مطالعه حاضر مربوط به مخلوط رس و ده درصد پلی اکریل آمید کاتیونی است که عمق آبشستگی را نسبت به مدل شاهد به ترتیب به مقدار 24/27 % و 78/46 % برای دانه بندی 6/0 میلی متری و 9/26 % و 18/45 % برای دانه بندی 15/0 میلی متری کاهش می دهد. همچنین طول آبشستگی برای دانه بندی های فوق به مقدار 73/17 % و 22/31 % نسبت به وضعیت اولیه کاهش پیدا کرده است. این مطالعه نشان می دهد افزودن رس و پلی اکریل آمید کاتیونی در کاهش میزان آبشستگی پایه پل ها موثر است.
    کلیدواژگان: آب شستگی، رس، پلی اکریل آمید کاتیونی، گودال، پایه های پل
  • رامین منصوری *، محمد ذونعمت کرمانی، محمدرضا گرم سیری صفحات 71-82
    سرریز مدور قائم با شکل های مختلف ورودی در شرایطی که محدودیت مکانی برای ساخت انواع دیگر سرریز وجود داشته باشد، بسیار موثر عمل می کند. هیدرولیک جریان در سرریز مدور قائم به سه دسته آزاد، روزنه ای و تحت فشار تقسیم می شود. در این تحقیق خصوصیات هیدرولیکی در سرریز مدور قائم به-صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. خصوصیات هیدرولیکی مانند بررسی پروفیل رویی و زیرین سرریز مدور قائم ساده، بررسی رابطه دبی با تراز آب بالادست و بررسی ضریب دبی جریان در حالت مدل-سازی و آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج عددی در شرایط، شبکه محاسباتی شامل 10602 گره، مدل آشفته دو معادله ای k- استاندارد و تابع دیواره استاندارد بهترین نتایج را برای مدل سازی جریان آب در سرریز مدور قائم را ارائه می دهد. در بررسی پروفیل رویه و زیرین جت ریزشی تطابق بسیار خوبی بین نتایج عددی و نتایج عددی دیده شد. همچنین بین نتایج تراز آب بر روی تاج سرریز و دبی سرریز شده مشخص شد در تراز های آب کم، نتایج در مدل سازی عددی تقریبا با نتایج عددی تطابق دارد؛ اما با افزایش تراز آب بر روی تاج سرریز اختلاف بین دبی عددی و آزمایشگاهی زیاد می گردد. در بررسی ضریب دبی جریان در حالت مدل سازی و آزمایشگاهی مشاهده گردید با کاهش نسبت P/R اختلاف مقادیر ضریب دبی در دو حالت عددی و آزمایشگاهی افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: سرریز مدور قائم، مدل عددی، مدل آشفته، ضریب دبی، تابع دیواره
  • سعیدرضا خداشناس*، میلاد خواستار بروجنی، حسین صمدی بروجنی صفحات 83-93
    یکی از عوامل موثر بر ته-نشینی و تله اندازی رسوبات چسبنده، جنس بستر می باشد. در این پژوهش با استفاده از فلوم دایره ای به بررسی تاثیر رسوبات بستر بر تله اندازی و ته نشینی رسوبات معلق در غلظت های گوناگون و تنش های برشی مختلف جریان پرداخته شده است. آزمایش ها در دو حالت بستر صاف و بستر با رسوبات درشت دانه (D50= 2. 4, 9. 4 mm) برای غلظت های اولیه 5، 10 و 20 گرم بر لیتر و سرعت های جریان 14/0، 24/0 و 34/0 متر بر ثانیه انجام شد. نتایج نشان داد در دو حالت بستر صاف و زبر، غلظت رسوبات معلق با گذشت زمان کاهش می یابد اما بستر های زبر موجب افزایش نرخ ته نشینی و افزایش زمان رسیدن به غلظت تعادلی می شود. همچنین نتایج نشان می دهد ضریب تله اندازی در بستر ماسه ای و شنی با افزایش تنش برشی و غلظت اولیه، نسبت به بستر صاف بترتیب تا 7/5 و 5/3 برابر افزایش می یابد. افزایش ضریب تله اندازی در تنش های برشی بزرگتر را می توان با تاثیر رسوبات درشت دانه بستر بر کاهش سرعت جریان و ایجاد پدیده های ترکشی- رفت و برگشتی ناشی از آشفتگی جریان بیان نمود.
    کلیدواژگان: ته نشینی، تله اندازی، رسوبات چسبنده، فلوم دایره ای
  • محمد اکبری ماکویی *، رامین امینی، سید مجتبی موسوی نژاد صفحات 95-106
    در این مطالعه ابتدا به معرفی کامل روش بدون شبکه محلی پترو-گلرکین بر پایه تابع شعاعی پرداخته می شود. در این راستا با استخراج انواع معادلات جریان سیال شامل حرکت آب در خاک، کانال جریان و شکست سد سعی شده است با استفاده از مبانی ریاضی روش بدون شبکه، معادلات جریان رابطه‏سازی شود. نتایج نشان می‏دهد روش باقی مانده وزنی به عنوان یک روش دقیق و به‏روز برای دست‏یابی به پاسخ های تقریبی معادله های دیفرانسیل در روش های بدون شبکه بندی مورد توجه قرار می گیرد. همچنین با استفاده از کدهای نوشته شده در نرم افزار متلب، مساله‏ی جریان آب در خاک بصورت پایدار مورد تحلیل قرار می‏گیرد. از سوی دیگر در مساله ی جریان در کانال، با استفاده از تابع شکل شعاعی که در محیط متلب پیاده شده است، مقدار سرعت در کانال شیب دار با جریان یکنواخت تقریب زده می شود. در نهایت، به همین ترتیب در مساله‏ی شکست سد معادلات حاکم بر جریان، که شامل معادلات بقای جرم و بقای ممنتوم می‏باشند به شکل لاگرانژی و به کمک روش تصحیح فشار حل و با نتایج دیگر روش‏ها مقایسه شده‏اند. نتایج حاصل نشان دهنده ی دقت بالای روش بدون شبکه محلی پترو-گلرکین بر پایه تابع شعاعی در مدل سازی و تحلیل مسائل مختلف هیدرولیکی و نیز عدم نیاز به هرگونه شبکه‏ی پیش ضمیمه و تطابق مناسب با شرایط مرزی است.
    کلیدواژگان: روش بدون شبکه محلی پترو-گلرکین، مدل سازی جریان سیال، تابع پایه شعاعی، حرکت آب در خاک، جریان در کانال، شکست سد
  • یادداشت تحقیقاتی
  • حسین صمدی بروجنی *، میلاد خواستار، روح الله فتاحی نافچی، مرضیه قاسمی، زهرا طاهری صفحات 107-115
    برای تخلیه رسوبات تجع یافته در پشت بدنه سدها، بررسی شرایط آستانه فرسایش رسوبات و تعیین نرخ فرسایش آن ها امری ضروری است. در این تحقیق به بررسی رسوبات مخزن سد کرخه و تعیین آستانه فرسایش رسوبات آن پرداخته شده است. بدین منظور از فلوم دایره ای واقع در آزمایشگاه منابع آب مرکز تحقیقات منابع آب دانشگاه شهرکرد استفاده شده و رسوبات مورد آزمایش از پشت بدنه سد کرخه تهیه گردید. این رسوبات از نوع ریزدانه بوده و قبل از انجام آزمایشات اصلی، روند ته نشینی و تحکیم رسوبات در ستون های ته نشینی برای دوره های مختلف تحکیم (3، 14 و 30 روز) مورد آزمایش قرار گرفت. بر این اساس، رسوبات در فلوم دایره ای آماده سازی و آزمایشات به ازای تنش برشی های مختلف انجام و در حین آزمایش روند تغییرات غلظت رسوبات فرسایشی، تنش برشی آستانه فرسایش و نرخ فرسایش مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد غلظت رسوبات فرسایش یافته تابعی از زمان تحکیم رسوبات و تنش برشی بستر است. همچنین مشخص شد زمان تحکیم بر تنش برشی آستانه فرسایش رسوبات تاثیرگذار است به طوری که مقادیر تنش برشی آستانه شروع فرسایش برای زمان های تحکیم 3، 14 و 30 روز به ترتیب 16/0، 22/0 و 31/0 نیوتن بر متر مربع بدست آمد. نتایج نشان داد نرخ فرسایش با دوره تحکیم رابطه معکوس دارد، به طوری که در تنش برشی یکسان، افزایش دوره تحکیم موجب کاهش نرخ فرسایش می شود.
    کلیدواژگان: فرسایش، رسوبات چسبنده، تنش برشی بحرانی، فلوم دایره ای، تحکیم
  • الهام درویشی *، طیبه کردستانی صفحات 117-125
    سازه های کانال با تنگ شدگی جانبی یکی از سازه های متداول اندازه گیری دبی در کانال های روباز هستند. با توجه به سه بعدی بودن جریان استخراج منحنی سنجه-دبی این سازه ها با استفاده از مدل فیزیکی و یا مدل های سه بعدی انجام می شود. استفاده از این مدلها نیاز به صرف زمان و هزینه قابل توجه دارد. معادلات بوسینسک که در سال های اخیر با در نظر گرفتن انحنا و شیب خط جریان استخراج شده اند، دارای درستی بالایی در پیش بینی خصوصیات هیدرولیکی سازه های با تغییر ارتفاع بستر کانال می باشند. در این مقاله معادلات بوسینسک برای تنگ شدگی جانبی کانال مستطیلی توسعه پیدا کرده است. معادلات به دست آمده برای استخراج منحنی سنجه دبی در سازه پارشال فلوم و پیش بینی پروفیل سطح آب در فلوم Khafagi به کار رفته است. مقایسه نتایج آزمایشگاهی با معادلات حاکی از درستی قابل قبول این معادلات در پیش بینی پروفیل سطح آب و منحنی سنجه دبی در سازه های با تنگ شدگی جانبی و برآمدگی بستر را دارد. همچنین یک بعدی بودن این معادلات باعث کاهش زمان مورد نیاز اجرا نسبت به مدل سه بعدی FlOW3D شده است.
    کلیدواژگان: منحنی سنجه دبی، معادلات بوسینسک، تنگ شدگی جانبی، پارشال فلوم
|
  • Saeid Okhravi, Saeed Gohari* Pages 1-16
    Friction factor plays a substantial role in hydraulic computations. In coarse-bed rivers, friction ‎factor depends on grain size and bed forms. A wide range of particle sizes and developing ‎armor layer have great effects on friction factor. Therefore, determination of form friction ‎factor of armored river beds has been investigated in this study and, a friction equation was ‎developed based on computing grain friction factor of the total friction factor. Analysis of ‎obtained equation showed that the friction factor is rather independent of grain-size ‎distribution of the material forming the bed and the maximum grain size of this material. The ‎major controlling parameter is the slope of the energy grade line. These results are explained by ‎the coupling of the friction factor with the incipient motion problem and the rearrangement of ‎the grains of the coarsest fraction in the armor coat. To verify the equation, Keulegan method ‎was used which results 80% agreement between two methods‏.‏‎ Also, including the major part of ‎total friction factor to form friction factor (40%) shows the great effects of bed form on flow ‎resistance. The results of the current study showed that making and development of armor ‎layer increase bed roughness and friction factor and decrease average flow velocity causing a ‎reduction in threshold Shields parameter and augmentation in bed stability. Field observations ‎are employed to test the methods.‎
    Keywords: Armor layer, Bed form, Gravel-bed river, Friction factor, Shields parameter ‎
  • Saeed Abbasi *, Hanif Poorshahbaz, Pouria Taghvai Pages 17-29
    Spur dikes are known as the most popular hydraulic structures which are utilized to reduce shores and river banks erosion. These structures change the flow and sediment transport pattern and so they can control hydraulic conditions and prevent shores erosion and cause sediment trapping. In this paper effects of changes in angles and various arrangement of spur dikes (small to large or vice versa) for group of parallel, unequal, non-submerged and impermeable spur dikes are numerically investigated on flow pattern, bed erosion and sedimentation. Validation of results of Flow-3D numerical model with experimental data, shows the high precision of the numerical model. Also the results show that scour depth in large to small arrangement of the spur dikes and 45 degrees orientation has 55% reduction and in small to large arrangement and 135 degrees orientation has 72% reduction in comparison with group of equal length spur dikes perpendicular to the shore.
    Keywords: Group of spur dikes with unequal lengths, Numerical simulation, erosion, sedimentation, flow pattern
  • emad kahrizi*, Majid Fazli Pages 31-45
    Shear stress on the floor and walls of rivers and channels is one of the most important parameters of open-air flows. The presence of barriers in the flow path causes significant changes in the shear stress distribution on the channel and river floor. In the preliminary research, the distribution of shear stresses around impervious angular barriers and permeable angular barriers of Gabion and double rod with two cases along with zigzag have been presented. The results are presented using extracted laboratory data. The experiments were carried out in a rectangular channel with a Froud number of 0.26 under clear water conditions and the threshold of motion of the particles of the floor. The experiments were carried out by placing obstacles at angles of 135 and 45 degrees relative to the flow path. In this study, depth-Average velocity method was used to calculate shear stress. Also, the kinetic energy of the total flow through each section in the sections before and after each obstacle was calculated and the kinetic energy depreciation was calculated due to the presence of various obstacles. The results show that the shear stress distribution of the substrate in the impervious barrier of shear stress is higher in permeable barrier permeability with 30% porosity. Also, in permeable barriers, the two-row rod along the zigzag and the shear stress distribution are approximately similar, so that the effect of the geometric arrangement of the bars on the shear stress distribution on the floor is not high and the performance of the barrier barriers is two The row is close to each other. In comparison with energy depreciation, the results also show that energy depreciation in Impervious barriers is more than permeable barriers, and in the case of permeable barriers with the same opening percentages, energy depreciation in lattice barriers is more than barrier barriers Regardless of their geometric arrangement, they relate to barrier angles of energy deformation to the geometric arrangement of bars, as the zigzag bar barrier barriers along with the obstacles along the way depreciate more energy.
    Keywords: Bed shear Stress, Kinetic energy, Impermeable barrier, barrier bar, scouring, energy depreciation
  • Mohammad Zounemat, Kermani*, Maryam Forutan Eghlidi, Majid Rahimpour, atefeh moghbeli Pages 47-58
    In recent decades, the hydrosuction technique is known as one of the efficient methods that has been used for dredging sediments deposited in dams’ reservoirs. This technique has obvious advantages compared to other sediment removal techniques such as no need for extra energy (due to the use of the difference between water surface energy at the upstream and downstream of the dam) and the possibility of transporting dredged sediments to a specific area. This technique is influenced by several geometric and hydraulic factors such as the suction tube diameter (Dp), the water head or the difference between the water height at the upstream and downstream of the dam (H), and the distance of the suction mouth from the surface of the sediment (hp). In the current research, the effects of suction opening intervals on sediment (SP class) surface was studied using a physical model. The results of the experiments showed that by increasing the hp factor, the discharge rate of the sediment and also the sediment concentration of the outlet flow would be increased. The results also indicated that the sediment evacuation process continued with the minimum value for hp/Dp=-1.33; for values less than -1.33, the tube obstructed due to accumulation of sediments in the inlet opening.
    Keywords: Scour hole, Hydrosuction, Physical model, Dam reservoir, Desilting
  • Mehdi Rezaie *, Rasoul Daneshfaraz, mehdi Dasineh Pages 59-70
    Scouring damage around bridge piers is consider as foremost detriment and researchers proposed hydraulic or non-hydraulic treatment to solve scouring problems. In this research, a new eco-friendly method has been proposed to reduce not only length and depth of scouring circular bridges but also volume of pits created by removal of river bed materials. Since clay and cationic poly acryl amid (PAM) have good compatibility with the river system and its ecology, the mobile bed sediment was combined with two different grains included %10 clay and %5, %10 PAM injected into clay. Their effects on scouring reduction in four different discharge and three different pit depths were investigated. The results indicate the enhancing effects of adding clay and PAM in reducing the length and depth of scouring. The best performance in the present research is related to the mixture of clay and PAM %10 with scouring depth was %27.24 and %46.78 for grain size 0.6mm and to %26.9 and %45.18 for grain size 0.15mm. The scouring length for both grains decreased by %17.73 and %31.22, respectively. This investigation shows that the utilization of clay and PAM has a positive effect on reducing scouring and its treatment in rivers while being compatible with the ecology of the system, will have an acceptable performance in reducing the depth and scour length.
    Keywords: scour, clay, PAM, pit, bridge piers
  • Ramin Mansouri*, Mohammad Zounemat, Mohammadreza Garmsiri Pages 71-82
    Circular vertical Spillway with various inlet forms is very effective, when there is not enough space for the other spillway. Hydraulic flow in vertical circular spillway is divided into three groups: free, orifice and under pressure (submerged). In this research, hydraulic characteristics are investigated in vertical circular spillway by using numerical model. Hydraulic characteristics are investigated such as upper and lower nappe profiles, relation between discharge and upstream water levels, and discharge coefficient in numerical modeling and experimental conditions. The mesh with 10602 nodes, turbulent model k- standard and the standard wall function, provide the best results for modeling the flow in a vertical circular Spillway. There was a good agreement between numerical and experimental results in the upper and lower nappe profiles. In study of water level over crest and discharge, in low water levels, the results of numerical modeling are good agreement with experimental, but with increasing water level, the difference between the numerical and experimental discharge to be more. In the study of the flow coefficient, by decreasing in P/R ratio the difference between the numerical and experimental result increases.
    Keywords: Vertical circular Spillway, numerical model, turbulent model, discharge coefficient, wall function
  • Saeed Reza Khodashenas *, Milad Khastar Borujeni, Hossein Samadi Boroujeni Pages 83-93
    Bed material is one of the factors affecting the deposition and entrapping of cohesive sediments. In this work, entrapment of cohesive sediment in gravel bed (D50= 2.4 and 9.4 mm) and smooth bed was investigated using circular flume. For this purpose, the effect of gravel bed sediments on the entrapping and deposition of suspended sediments in different concentrations and different flow turbulence has been tested. The experiments were carried out in two modes of smooth and rough beds for initial concentrations of 5, 10 and 20 g/l and flow velocity 0.14, 0.24 and 0.34 m/s. The results showed that, in two modes of bed, the concentration of suspended sediments decreases with time, but the bed contains coarse sediment increases the amount of deposition rate and the time of reaching to an equilibrium concentration. The results also showed that the entrapping coefficient in bed containing sand and gravel beds was about 5.7 and 3.5 times more than that of smooth bed, respectively. Increasing the entrapping coefficient in larger shear stresses can be explained by the effect of coarse-grained bed sediments on reducing the flow velocity and generating bursting - sweep phenomena due to flow turbulence.
    Keywords: Deposition, Entrapment, Cohesive Sediment, Annular Flume
  • mohammad akbarmakoui*, Ramin Amini, Seyed Mojtaba Mosavi Nezhad Pages 95-106
    In this study first the meshless local Petrov-Galerkin (MLPG) method by Radial Basis Function (RBF) has been explained entirely. In this way the governing channel flow expression that is expanded. The Results show that MLPG method presented high accuracy and capability for solving the governing equation of the problem. Also, The seepage problem in steady state form is analyzed by the written code in MatLab . On the other hand the velocity field is approximated in middle of nodes by RBF (MatLab code was adopted) in the uniform flow in a sloped channel problem. Finally in the fluid flow in dam breaking problem, the Mass and momentum conservation laws are governing equations of flow which are solved by pressure correction in Lagrangian approach and compared with another methods results. The obtain results explain that Application of meshless method in Fluid flow modeling in hydraulic Problem the applicability and efficiency of the meshless local Petrov-Galerkin method by Radial Basis Function method.
    Keywords: Meshless Local Petrov-Galerkin (MLPG) Methods, Fluid Flow, Modelling, Radial Basis Function Sloped Channel, seepage flow, flow in Channel, dam breaking
  • Milad Khastar, Rohallah Fattahi, Marziyeh Ghasemi, Zahra Taheri, Hosain Borojeni* Pages 107-115
    Understanding the transfer of cohesive sediment is very important for the development and maintenance of dam reservoir and transfer channels in estuaries. Obviously, more data is needed in area for better understanding of the behavior especially rate of erosion of the fine sediment. Thus in this research the sediments of Karkheh dam reservoir have been investigated. For this propose with use circular flume located in Shahrekord university water and soil science laboratory of Water Resources Research Center, trend of concentration of eroded sediments, threshold erosion shear stress and erosion rate for different periods of consolidation (3, 14 and 30 day) have been investigated. The result showed The concentration of eroded sediment varied as a function of consolidation age and shear bed stress. It was also period of consolidation influenced the threshold shear stress of the Karkhe reservoir sediment, which obtained values were 0.16, 0.22, and 0.31 N/m2 for the 3, 14, and 30 day consolidation, respectively. The result showed that the erosion rate is inverse relation with the period of consolidation, so that in the same stresses, the increase of the consolidation period will reduce the erosion rate.
    Keywords: Erosion, Cohesive Sediment, Critical Shear Stress, Annular Flume, Consolidation
  • elham darvishi* , tayebeh kordestani Pages 117-125
    Canal structures with lateral contraction are commonly used to measure discharge in open channel. According to three dimensional flow, extracting rating curve for these structures is done by using a physical or three dimensional mathematical flow models. A considerable amount of time and money iare required when utilizing these models. Boussinesq equations, which is extracted by considering streamline curvature and slope, exhibit high accuracy in predicting hydraulic properties in structures with varying bed. In this paper, the equations are developed for contraction. The extracted equations are used for obtaining the rating curve of Parshall flume and predicting water surface profile of Khafagi flume and rating curve s of Parshall flume. Comparing experimental data with equations shows the high accuracy of Boussinesq equation to predicting water surface profile and the rating curve of structures with contraction and varying bed. The time for solving the one dimensional equations is much less than the three dimensional model FLOW3D.
    Keywords: Rating curve, Boussinesq equations, lateral contraction, Parshall flume