فهرست مطالب

نشریه مهندسی آب
سال نهم شماره 2 (تابستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/06/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • اردوان دوانی مطلق، محمدصادق صادقیان*، امیرحسین جاوید، محمدصادق عسگری صفحات 1-16

    با توجه به افزایش جمعیت، کمبود و محدودیت شدید منابع آب، یکی از گام های اساسی در زمینه مدیریت و برنامه ریزی آب بهینه سازی مخازن می باشد. در پژوهش حاضر، پس از معرفی الگوریتم بهینه سازی گرگ خاکستری، عملکرد این الگوریتم به تنهایی و در حالت ترکیب با الگوریتم ژنتیک در مساله ی بهینه سازی بهره برداری از مخزن سد طالقان ارزیابی شده است. تابع هدف به صورت حداقل سازی مجموع مجذور کمبودهای نسبی در تخصیص به آن در هر ماه و ماکزیمم کردن اعتمادپذیری، در طول دوره آماری 11 ساله ی 1388 تا 1398 تعریف گردید. همچنین محدودیت های معادله ی پیوستگی مخزن، حجم ذخیره ی مخزن و حجم رهاسازی مخزن بر تابع هدف مساله اعمال شدند. نتایج به دست آمده از شاخص های ارزیابی عملکرد مدل ها نشان دادند از نظر شاخص های اطمینان پذیری زمانی و آسیب پذیری و پایداری الگوریتم هیبریدی گرگ خاکستری - ژنتیک با 72.73 ، 0.28 ، 24.66 بهتر از الگوریتم گرگ خاکستری با 68.93 ، 0.29 ، 21.48 و الگوریتم ژنتیک با 66.66 ، 0.41 ، 21.34 می باشد.

    کلیدواژگان: بهینه سازی، سد طالقان، الگوریتم گرگ خاکستری، الگوریتم ژنتیک
  • محسن سلیمانی*، قاسم احمدفخرالدین صفحات 17-27

    ساخت و ساز بر روی رودخانه ها به منظور سهولت در برقراری ارتباط و کاهش هزینه ها و یا برای مهار و کنترل سیلاب ها امری اجتناب ناپذیر است. اما ساخت سازه های هیدرولیکی که مستقیما در معرض جریان‎های سیلابی قرار می‎گیرند تنها با تکیه بر بررسی ظرفیت باربری سازه ها و تحلیل آنها صرفا بر مبنای اصول حاکم بر مکانیک جامدات میسر نیست و باید علاوه بر بررسی سازه‎ای، تاثیر مسایل محیطی نیز بر روی پایداری سازه بررسی شود. تخمین حداکثر جریان پیرامون پایه پل با روابط نیمه‏ تجربی روشی قابل اطمینان نیست. یکی از روش‏های شناخت فرایند فرسایش مطالعه ساختار جریان است. در این تحقیق به شبیه سازی سه بعدی جریان پیرامون پایه شیب دار پرداخته شده است. به این منظور با استفاده از نرم افزار کامسول که قابلیت مدل‏کردن جریان به صورت سه‏بعدی را دارد، برای شبیه‏سازی الگوی جریان تلاطمی در اطراف پایه پل استفاده شد. به منظور صحت‏سنجی نرم‏افزار، مطالعه الگوی جریان در اطراف پایه شیب دار انجام گرفت. نتایج شبیه‏سازی مطابقت مناسبی را با نتایج واقعی داشته که نمایانگر قابلیت بالای مدل شبیه‏سازی در پیش‏بینی جریان پیرامون پایه شیب دار دارد.

    کلیدواژگان: پایه، پایه شیب دار، جریان پیرامون پایه، نرم افزار کامسول
  • سید علی شاهرضائی*، مهدی رادفر، الهام قنبری عدیوی صفحات 28-42

    یکی از مهم ترین مسایل مطرح در زمینه ی جنبه های علمی هیدرولیک محاسباتی رودخانه، روندیابی جریان های دایمی و غیردایمی می باشد. بررسی پهنه بندی سیلاب با دوره بازگشت های متفاوت را می توان به عنوان یکی از مهمترین مسایل در زمینه مدیریت سیلاب نام برد. در تحقیق حاضر با استفاده از نرم افزار HEC-RAS به بررسی سیل پذیری مناطق پایین-دست ناشی از وقوع بیشترین سیلاب محتمل در سد خاکی قره آقاچ پرداخته شده است. نتایج تحقیق در محیط RAS Mapper نمایش داده شده است. نتایج نشان داد بر خلاف آنچه تصور می شد با توجه به اینکه سرریز سد قره آقاچ بر اساس بیشترین سیلاب محتمل کنترل شده است؛ لذا این سیلاب موجب شکست، در سد خاکی قره آقاچ از نوع جریان روگذری نمی گردد. بیشترین دبی خروجی از سرریز سد 435 دقیقه پس از شبیه سازی مدل اتفاق افتاده و معادل 72/171 متر مکعب بر ثانیه می باشد. بر اساس نتایج حاصل شده از مدل Google Earth مساحت آبگرفتگی مناطق پایین دست در زمانی که دبی به اوج خود رسیده است؛ حدودا معادل 73/5 کیلومتر مربع می باشد. شعاع آبگرفتگی در لحظه ای که دبی به اوج خود رسیده است نسبت به خط ساحلی جریان، در حوالی روستا های مهرگرد و حسین آباد به ترتیب معادل 196 و 1858 متر می باشد. عمده مناطق مسکونی در حوالی روستا های مهرگرد، حسین آباد و کاسگان سفلی با جریان آب حاصل شده در زمان دبی اوج حدودا به ترتیب معادل 60، 587 و 689 متر نسبت به خط ساحلی جریان فاصله دارند.

    کلیدواژگان: بیشترین سیلاب محتمل، پهنه بندی سیلاب، سد خاکی قره آقاچ، محیط RAS Mapper
  • حمزه سعیدیان*، حمیدرضا مرادی صفحات 43-64

    به منظور تعیین نوع ارتباط بین شروع همزمان آستانه رواناب و فرسایش و خصوصیات فیزیکی خاک در کاربری های مختلف سازند گچساران، بخشی از حوزه آبخیز کوه گچ شهرستان ایذه با مساحت 1202 هکتار انتخاب گردید. سپس نمونه برداری شروع آستانه رواناب و فرسایش در 6 نقطه و با 3 تکرار و در شدت های مختلف بارش 75/0، 1 و 25/1 میلی متر در دقیقه در سه کاربری مرتع، منطقه مسکونی و اراضی کشاورزی به کمک شبیه ساز باران انجام شد و به همین تعداد نمونه برداری شروع همزمان آستانه رواناب و فرسایش، نمونه برداری از خصوصیات فیزیکی خاک مانند رس، سیلت، شن، ماسه خیلی ریز و درصد رطوبت انجام گرفت. نتایج نشان داد در مجموع در سازند گچساران و در هر سه کاربری مرتع، کشاورزی و مسکونی و در هر سه شدت 75/0، 1 و 25/1 میلی متر در دقیقه، ماسه خیلی ریز خاک در هشت مورد رابطه عکس و در یک مورد رابطه مستقیم با شروع همزمان آستانه رواناب و فرسایش از خود نشان داد و رس خاک نیز در دو مورد رابطه عکس و در هفت مورد رابطه مستقیم از خود نشان داد و سیلت خاک نیز در چهار مورد رابطه عکس و در پنج مورد رابطه مستقیم از خود نشان داد و شن خاک نیز در شش مورد رابطه عکس و در دو مورد رابطه مستقیم و در یک مورد بدون رابطه از خود نشان داد و رطوبت خاک نیز در هفت مورد رابطه عکس و در دو مورد رابطه مستقیم از خود در شروع همزمان آستانه رواناب و فرسایش نشان داد.

    کلیدواژگان: شن خاک، رطوبت خاک، شروع آستانه رواناب و فرسایش، کوه گچ
  • حسین اسلامی*، سعید انصاری صفحات 65-77

    کشت محصولات کشاورزی مواجه با محدودیت های مختلفی مانند محدودیت های اقلیمی هستند. در هر شرایط اقلیمی و جغرافیایی برای کشت محصولات مختلف نیاز به بررسی اولیه شرایط مناسب کشت و مکان یابی دارد. هدف اصلی این مطالعه شناسایی مناطق مستعد جهت کشت گیاه آفتابگردان در حوضه دز می باشد. بدین منظور پس از مشخص نمودن محدوده ی مطالعاتی، عوامل موثر در کشت گیاه با استفاده از منابع کتابخانه ای و نظرات کارشناسان تعیین شد. سپس میزان تاثیر هر یک از عوامل بر عملکرد گیاه آفتابگردان با استفاده از روش AHP مشخص گردید. به منظور میان یابی و پهنه بندی نقاط مستعد کشت در منطقه مورد مطالعه از نظر مکانی از مدل کریجینگ معمولی در محیط نرم افزار ARC GIS استفاده شد. نتایج حاصل از پردازش اطلاعات نشان داد که 29.5 درصد از اراضی حوضه در محدوده بسیار مناسب، 69 درصد در محدوده مناسب و 1.5 درصد در محدوده مناسب متوسط برای کشت گیاه آفتابگردان قرار دارند.

    کلیدواژگان: : آفتابگردان، AHP، مکان یابی، GIS
  • مهرناز روزبهانی، کورس نکوفر*، وحیدرضا صوفی صفحات 78-94

    مطالعات انجام شده روی سازه های هیدرولیکی به خصوص اطراف پایه های پل نشان می دهد که یکی از عوامل اصلی تخریب پل ها آشفتگی موضعی جریان است. برای اینکه بتوان طراحی اقتصادی و قابل اطمینان داشت، باید حداکثر عمق آبشکستگی در اطراف پایه ها را به دست آورد. برآورد حداکثر عمق آبشستگی با هدف تعیین عمق لازم برای پایه های پل لازم است، زیرا در غیر این صورت ممکن است منجر به تخریب پل شود. در این پژوهش از نرم افزارSSIIM استفاده شده است که به صورت سه بعدی، معادلات جریان و رسوب را لحاظ می کند. در این نرم افزار، میدان جریان از معادلات ناویراستوکس و مدل آشفتگی k- به دست می آید و سپس، با استفاده از حل غیردایمی میدان رسوب و معادله پیوستگی، تغییرات تراز کف در اطراف پایه پل محاسبه می شود. مقایسه نتایج نشان می دهد که عمق آبشستگی با زیاد شدن ارتفاع، افزایش می یابد و اگر شیب زاویه ای از یک حد بالاتر رود، تخریب دیواره حفره آبشستگی را همراه دارد.

    کلیدواژگان: : آبشستگی، پایه، الگوی جریان، نرم افزار SSIIM
|
  • Ardavan Davani Motlagh, Mohammad Sadegh Sadeghian *, Amir Hossein Javid, Mohammad Sadegh Asgari Pages 1-16

    Due to population growth, shortage and severe limitation of water resources, one of the basic steps in water management and planning is reservoir optimization. In the present study, after the introduction of the Gray Wolf optimization algorithm, the performance of this algorithm alone and in combination with the genetic algorithm in optimizing the operation of the Taleghan Dam reservoir has been evaluated. The objective function is to minimize the total squares of relative deficiencies in allocating to it each month and maximize reliability throughout the 11-year transition period from 2009 to 2017. Also, the constraints of reservoir continuity equation, reservoir storage volume and reservoir release volume were applied to the objective function of the problem. The results obtained from the performance evaluation indices of the models showed that in terms of time reliability, vulnerability and sustainability indices, the gray wolf-genetic hybrid algorithm with 72.73, 0.28, 24.66 is better than the gray wolf algorithm with 68.93, 0.29, 21.48 and the algorithm. Genetics with 66.66, 0.41, 21.34.

    Keywords: Optimization, Taleghan Dam, Grey wolf optimization algorithm, Genetic Algorithm, Grey-wolf-genetic hybrid algorithm
  • Mohsen Solimani Bbabarsad *, Ghasem Ahmadfakhrodin Pages 17-27

    Construction on rivers is inevitable to communicate and reduce costs quickly or to control and control the floods. But the construction of hydraulic structures that are directly exposed to flood currents is not possible only by relying on the assessment of the capacity of structures and their analysis solely on the basis of the principles governing the solid mechanics and should be in addition to the structural examination, the impact of issues. The environment is also examined on structural stability. Estimation of maximum flow around the bridge base with semi-experimental relationships is not a reliable method. One of the methods for recognizing the erosion process is the flow of the flow structure. In this research, the three-dimensional simulation of the steep base is discussed. For this purpose, using the compass software that has a three-dimensional flow model was used to simulate the turbulent flow pattern around the bridge base. To verify the software, the study pattern was performed around the steep base. The simulation results have a good match with real results, which represents the high capability of the simulation model in predicting the steep base.

    Keywords: pier, inclined pier, Scouring, COMSOL
  • Sayyed Ali Shahrezaie *, Mahdi Radfa, Elham Ghanbari Adivi Pages 28-42

    One of the most important issues in the field of scientific computational hydraulic aspects of the river is the routing of permanent and non-permanent flows. Investigation of flood zoning with different return periods can be named as one of the most important issues in the field of flood management. In the present study, using HEC-RAS software, the flood susceptibility of the downstream areas due to the occurrence of the probable maximum flood in Ghare Aghach dam has been investigated. The research results are displayed in the RAS Mapper environment. The results showed that contrary to what was thought, due to the fact that the overflow of Ghare Aghach dam has been controlled based on the highest probable maximum flood; so this flood will not cause failure in Ghare Aghach dam of overtopping type. The maximum flow from the dam overflow occurred 435 minutes after model simulation and is 171.72 cubic meters per second. According to the results of the Google Earth model, the flooding area of the downstream areas when has reached its peak flow; it is approximately equal to 5.73 square kilometers. The radius of flooding at the moment when has reached its peak flow relative to the coastline, around the villages of Mehrgerd and Hosseinabad is equal to 196 and 1858 meters, respectively. The main residential areas around the villages of Mehrgerd, Hosseinabad and Kasgan Sofla are approximately 60, 587 and 689 meters away from the coastline with the water flow obtained during the peak flow time, respectively.

    Keywords: Flood zoning, Ghare Aghach earth dam, Probable Maximum Flood, RAS Mapper Environment
  • Hamzah Saeediyan *, Hamid Reza Morady Pages 43-64

    Then, sampling of erosion and runoff threshold in 6 points with 3 replicates and in different rainfall intensities of 0.75, 1 and 1.25 mm/min in three land uses of the range, residential area and agricultural lands with the help of the rain simulator was done. In addition, the same number of runoff and erosion threshold samples, sampling of the soil physical properties such as clay, silt, sand, very fine sand and moisture content was done. I The results showed that in Gachsaran Formation and in all three rangeland, agricultural and residential land uses and in all three intensities of 0.75, 1 and 1.25 mm/min, very fine soil sand in eight cases had the opposite relationship and in one case had a direct relationship with the erosion and runoff simultaneous threshold and soil clay had the opposite relationship in two cases and had a direct relationship in seven cases and soil silt had the opposite relationship in four cases and had a direct relationship in five cases. Soil sand in six cases showed the opposite relationship and in two cases showed a direct relationship and in one case did not show a relationship, and soil moisture in seven cases showed an inverse relationship and in two cases showed a direct relationship with erosion and runoff simultaneous threshold.

    Keywords: Soil sand, Soil Moisture, Erosion, runoff threshold, Kuhe Gach
  • Hossein Eslami *, Saeid Ansari Pages 65-77

    Cultivation of agricultural products faces various constraints such as climatic constraints. In any climatic and geographical conditions for the cultivation of different crops requires a preliminary study of suitable cultivation conditions and location. The main purpose of this study is to identify areas prone to sunflower cultivation in the Dez Basin. For this purpose, after determining the study area, the effective factors in plant cultivation were determined using library resources and the opinions of experts. Then the effect of each factor on the yield of sunflower plant was determined using AHP method. In order to locate and zoning the potential points of cultivation in the study area, a ordinary kriging model was used in the ARC GIS software environment. The results of data processing showed that 29.5% of the basin lands are in a very suitable range, 69% in a suitable range and 1.5% in a suitable medium range for sunflower cultivation.

    Keywords: Sunflower, AHP, Site Selection, GIS
  • Mehrnaz Roozbahani, Kouros Nekoufar *, Armin Halajian Pages 78-94

    Studies on hydraulic structures, especially around the bridge bases, show that one of the main causes of bridge destruction is the local turbulence of the flow. In order to be economical and reliable design, you have to get the maximum depth of deflection around the bases. Estimating the maximum depth of scouring with the purpose of determining the depth required for bridge bridges is necessary, as otherwise it may lead to bridge collapse. SSIIM software is used in this study, which takes into account the flow and sediment equations in a three-dimensional fashion. In this software, the flow field is obtained from the Navier-Stokes equations and the K-ε turbulence model, and then, using the nondetective solution of the deposit field and the continuity equation, the ground level changes are calculated around the bridge's base. Comparison of the results shows that the scour depth increases with increasing height, and if the angular gradient exceeds a limit, then the destruction of the wall of the scouring cavity is accompanied.

    Keywords: Scour, Bridge pier, Flow Pattern, Software SSIIM