نشریه مهندسی آب
سال هفتم شماره 1 (بهار 1398)

روش های مدیریتی امروزه از کارآمدترین روش ها برای افزایش کارایی و بهره وری و ایجاد بازده بیشتر در یک سیستم می باشند. کنترل و مدیریت بخش های مختلف یک سیستم به منظور هدایت آن به سمت ایجاد سیستم بهتر مهم ترین وظیفه ای است که درکنار طراحی باید به آن پرداخته شود مدیریت سیستم های آبیاری و زهکشی بسیار مهم و بسیار تاثیرگذار بر روی قسمت های مختلف سیستم نظیر آب، خاک و گیاه بوده و در تولید محصول نقش موثری ایفا می کند. در مناطق مرطوب ایجاد سطح ایستابی و حفظ آن درطول  دوره ی رشد  به منظور استفاده بهینه از آب آبیاری و ایجاد رطوبت در منطقه ریشه ها  روشی متداول است. اما در مناطق گرم و خشک بالا آمدن نمک ها به همراه آب در اثر جریان مویینه ای که به دلیل تبخیر و تعرق زیاد صورت می گیرد، می تواند عامل باز دارنده ای برای استفاده از این روش ها محسوب شود.در این تحقیق بوسیله ی گلدان های آزمایشگاهی بزرگ  امکان استفاده از روش های کنترل سطح ایستابی (زهکشی کنترل شده و آبیاری زیرزمینی) با اعمال مدیریت آبشویی در اقلیم گرم و خشک دزفول بررسی گردید. به این منظور سه تیمار با شرایط مختلف کنترل سطح ایستابی شامل زهکشی آزادو زهکشی کنترل شده و آبیاری زیرزمینی در سه تکرار در 9 عدد لایسیمتر (ارتفاع 75 و قطر 40سانتی متر) در نظر گرفته شد. سطح ایستابی با EC آب برابر3.5در عمق 50سانتی متری ازسطح خاک در دو تیمار زهکشی کنترل شده و آبیاری زیرزمینی ایجاد گردید. گیاه  آزمایش شده  گوجه فرنگی بود. آبشویی خاک زمانیکه میزان تجمع نمک در منطقه ریشه به حد آستانه شوری می رسید در نظر گرفته شده بود. شوری زهاب در زهکشی آزاد بیشتر  زهکشی کنترل شده بود  از نظر دفع فسفات روش زهکشی آزاد با بالاتر بودن غلظت فسفات  (4  Po)   موجود در زهاب، تلفات بیشتری را نشان داد و کلا تنظیم سطح ایستابی تاثیر مثبتی در جذب املاح داشت.با توجه به اینکه میزان شوری در منطقه ریشه و در آبیاری زیرزمینی کمتر از dS/m 3 بود هیچگونه آبشویی صورت نگرفت. لذا نتایج فوق امکان کارایی این سیستم را در مناطق گرم و خشک  مشخص می کند.

به طور کلی سررریزهای جانبی برای تنظیم و اندازه گیری جریان درون کانالهای باز مورد استفاده قرار میگیرند. در این مطالعه ضریب دبی سرریزهای جانبی واقع بر کانالهای همگرا توسط ماشین آموزش نیرومند شبیه سازی شد. ماشین آموزش نیرومند یک الگوریتم هوش مصنوعی برای پیش بینی پدیده های پیچیده است. همچنین از شبیه سازی های مونت کارلو و روش اعتبار سنجی ضربدری برای ارزیابی دقت مدل عددی استفاده گردید. سپس با توجه به پارامترهای موثر بر روی ضریب دبی شش مدل مختلف ماشین آموزش نیرومند تولید شد. در ادامه تعداد نرون های لایه مخفی با استفاده از روند سعی و خطا انتخاب گردید. سپس بهینه ترین تابع فعال سازی برای ماشین آموزش نیرومند بدست آمد. همچنین با انجام تحلیل حساسیت مدل برتر معرفی شد. این مدل تابعی از کلیه پارامترهای ورودی بود. برای این مدل مقدار ضریب تبیین و خطای مطلق متوسط به ترتیب مساوی با 0.963، 0.027 محاسبه گردید. با توجه به نتایج تحلیل حساسیت، عدد فرود جریان در پایین دست سرریز جانبی به عنوان موثرترین پارامتر ورودی شناسایی شد.

یکی از دلایل اصلی وقوع آبشستگی پایه پل تنش برشی اطراف پایه است. از راه های کاهش اثر این عامل استفاده از شکاف در پایه پل ها برای تقویت پایداری سنگ چین اطراف پایه پل می باشد.در این تحقیق به منظور دستیابی به مدل عددی شکاف پایه پل از مدل فیزیکی اسماعیلی و همکاران (2011) با دو پایه به قطر b=6cm به فواصل 3bو4b که در آن شکاف هایی به عرض متغییر w با مقادیر0و1و2و3 سانتیمتر و ارتفاع متغییر yl از بستر با مقادیر5و12و20 سانتیمتر در کانالی به طول6 متر و عرض60 سانتیمتر و عمق20 سانتیمتر با دبی جریان Q=/04 متر مکعب بر ثانیه استفاده شد.نتایج تحقیق حاضر با بهره گیری از مدل فلوتریدی نشان داد بهترین حالت برای کاهش سرعت بیشینه زمانی است که شکاف پایه ارتفاعی معادل عمق جریان از بستر داشته باشد و می توان گفت شکاف در وضعیت  و هم ارتفاعی با عمق جریان  ، بیشینه سرعت برشی به میزان 13درصد نسبت به وضعیتی که در آن شکاف پایه   عمق جریان از بستر ارتفاع دارد کاهش می یابد.

رودخانه‏ها شریان‏های اصلی حیات کلیه سازه‏های آبی محسوب می‏شوند ،رودخانه‏ها به لحاظ اهمیتی که این منابع طبیعی در برآورد نیازهای بشری دارد  از دیرباز تاکنون مورد توجه بوده است به همین خاطر جهت انحراف جریان از ساحل فرسایش پذیر رودخانه و حفاظت دیواره خارجی رودخانه ها از سازه هایی مختلف، بایستی استفاده نمود در این تحقیق با مطالعه عددی بر روی سری آبشکن های مستقیم در شرایط آب زلال با نفوذپذیر 0، 35 و 50 درصد، با تغییر در میزان دبی ورودی آبشکن ها انجام گرفته است و نتایج تحقیق نشان می دهد که در یک فاصله ثابت بین آبشکن ها هر چقدر دبی افزایش یابد میزان عمق آبشستگی افزایش می یابد. به منظور بررسی عددی تاثیر نفوذپذیری آبشکن مستقیم بر الگوی جریان و آبشستگی از مدل flow 3d استفاده می شود. در یک دبی ثابت با افزایش فاصله بین آبشکن ها، میزان نسبت عمق آبشستگی به عمق جریان روند کاهشی دارد و بیشترین میزان عمق آبشستگی در طول آبشکن اول اتفاق می افتد. همچنین در یک دانه بندی ثابت، با افزایش عدد فرود جریان، میزان عمق آبشستگی به عمق جریان روند افزایشی دارد.

در پژوهش حاضر تغییرات عمق آبشستگی و شکل حفره آبشستگی در اطراف گروه پایه 4×2 با تغییر نسبت فاصله بین پایه ها به قطر آنها و دبی های مختلف با استفاده از نرم افزار FLOW-3D مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از پروفیل طولی آبشستگی در محدوده قرارگیری گروه پایه ها نشان می دهد که انطباق نسبتا خوبی بین نتایج مدل آزمایشگاهی و عددی وجود دارد. به منظور بررسی کمی نتایج، میزان نسبت طول و عرض محدوده فرسایش به قطر پایه ها و همچنین حداکثر عمق آبشستگی حاصل از شبیه سازی استخراج با نتایج مدل آزمایشگاهی مقایسه گردید. نتایج مقایسه نشان می دهد که میزان خطای مدل در پیش بینی طول فرسایش، عرض فرسایش و حداکثر عمق فرسایش به ترتیب برابر با 7/8%، 37/5% و 8/9% می باشد. به طور متوسط، مدل عددی در پیش بینی پارامترهای فرسایش در محدوده گروه پایه ها با خطایی حدود 95/7% مواجه است. درصد خطای نسبی بدست آمده درخصوص شبیه سازی پارامترهای حفره آبشستگی توسط نرم افزار با توجه به پیچیدگی های بحث آبشستگی قابل قبول می باشد. بنابراین هرچه نسبت فاصله پایه ها به قطر آنها بیشتر باشد، میزان خطا کمتر خواهد بود. نتایج تحلیل داده های عددی بدست آمده روی آبشستگی حول گروه پایه در اثر جریان پایدار نشان می دهد که برای گروه پایه مطالعه شده، عمق آبشستگی نسبی به پارامترهای بدون بعد، نسبت عمق جریان به قطر پایه و نسبت فاصله بین پایه ها به قطر پایه بستگی دارد. همچنین فاصله بین پایه ها، رابطه عکس با عمق آبشستگی دارد. ضمن این که افزایش فاصله بین پایه ها، شکل حفره آبشستگی را نیز تحت تاثیر قرار می دهد.

این پژوهش با هدف بهبود الگوی فرسایش و رسوب در محل تقاطع کانال ها با بهینه سازی پارامترهای هندسی و هیدرولیکی به کمک الگوریتم ژنتیک انجام گرفته است. در مطالعه حاضر الگوی سه بعدی جریان در قوس 180 درجه با آبگیر جانبی با بستر صلب و نیز مکانیسم شکل گیری توپوگرافی بستر در قوس 180 درجه با آبگیر جانبی به روش وارد شدن رسوب بر روی بستر صلب با استفاده از نرم افزار HEC-RAS  و الگوریتم ژنتیک در متلب مدل سازی عددی و شبیه سازی شده است.. برای روندیبی از روش محاسباتی و روش الگوریتم ژنتیک بهره گرفته شده است و در این زمینه نتایج نشان می دهد که الگوریتمGA دقت بالاتری در روندیابی سیل رودخانه داشته است. علاوه براین تفاوت بین دبی پیک مشاهداتی و روندیابی شده در الگوریتم GA، 85/4 و در محاسباتی 7/9 متر مکعب بر ثانیه به دست آمده است.

جهت رفع نیازهای آبی در فصول مختلف سال و رفع نیاز آتش نشانی، طراحی هیدرولیکی شبکه خطوط انتقال و نتایج بدست آمده از تحلیل شبکه، برای دبی حداکثر مصرف ساعتی انجام می‏گیرد. در این حالت فشار حداقل مجاز شبکه باید تامین گردد. در طول مدت زمان انجام یک طرح، برای انجام درست آبرسانی به مناطق مختلف و حفظ آسایش استفاده کنندگان، همچنین اقتصادی بودن طرح و بهداشتی ماندن آب داخل شبکه، ضروری است در طراحی شبکه و خطوط انتقال، کلیه ضوابط طراحی رعایت گردد. بر این اساس هدف از انجام این مقاله تحلیل و بررسی بهینه سازی مراحل مختلف مهندسی مجدد انتقال آب تصفیه خانه سید حسن تا مخزن ذخیره نمره یک با بهره ‏گیری از مدل واتر جیمز، می‏باشد. نتایج تحقیق نشان داد استفاده از شیوه ‏های تنظیم زمانی فشار و اجرای طرح مدیریت هوشمند فشار، سبب می‏شود توزیع فشار در ساعات مختلف شبانه روز از یکنواختی نسبتا مطلوبی برخوردار گردد. با توجه به ارتباط مستقیم تعداد حوادث با فشار موجود در شبکه، اجرای این روش کاهش فشار شبکه باعث کم شدن تعداد شکستگی ها در لوله ‏ها و انشعابات به میزان قابل توجهی می‏شود.