نشریه مهندسی آب
سال ششم شماره 4 (زمستان 1397)

در تحقیق حاضر تاثیر دو نمونه طوقه ی کامل و ال شکل در کاهش آبشستگی پیرامون تکیه گاه پل به صورت عددی و با استفاده از نرم افزار Flow 3D مورد بررسی قرار گرفت و نتایج حاصل با تحقیق آزمایشگاهی مشابهی  مقایسه شد و نموداری کاربردی در این زمینه استخراج و مشخص گردید که ابعاد طوقه بر عملکرد آن، تاثیر بسزایی دارد. نتایج نشان داد با افزایش ابعاد طوقه عملکرد آن بهبود می یابد. با مقایسه ی دو نوع طوقه، مشخص شد، درصورتی که پیش آمدگی طوقه در طول، بیش از نیم برابر طول تکیه گاه باشد، طوقه های ال شکل موثرتر از طوقه ی کامل عمل می کنند. طوقه های ال شکل به دلیل اینکه مانع حرکت رسوبات ناشی از فعالیت گرداب برخاستگی در پایین دست تکیه گاه نمی شوند، عملکرد بهتری از خود نشان دادند، از طرفی طوقه های ال شکل به دلیل مساحت کمتر درمقایسه با طوقه های کامل، در صورت کاربردی شدن از نظر اقتصادی نیز به صرفه تر خواهند بود.

برای بررسی عملکرد سازه های احداثی بر روی رودخانه نیاز به پهنه بندی سیلاب رودخانه می باشد، امروزه به کمک روش ها، مدلهای ریاضی و فیزیکی و ابزارهای گوناگون این امکان برای متخصصین بوجود آمده تا بتوانند بطور دقیقتر و سریعتر خصوصیات سیلاب و پهنه سیلابگیر و همچنین عوامل تاثیرگذار بر سیلاب را مورد تحلیل و پردازش قرار دهند. در این تحقیق جهت بررسی نقش سازه های احداثی بر پهنه سیلاب رودخانه بابلرود در دوره های بازگشت مختلف از ارتباط نرم افزارهای سامانه اطلاعات جغرافیایی  و مدل HEC-RAS  استفاده گردید و با استفاده از نرم افزار Arc GIS، نقشه پهنه های سیل گیر با نقشه کاربری اراضی منطقه نیز تلفیق گردید. ضمنا تاثیر هر یک از پل ها بر مقدار سطح و عمق جریان سیل به صورت مجزا مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان دهنده دقت بالای ترکیب سامانه اطلاعات جغرافیایی و نرم افزار هیدرولیکی  HEC-RASدر استخراج پهنه سیلاب و مدلسازی رودخانه می باشد.

بر اثر جریان سیالات پیرامون مجموعه ای از موانع با مقاطع مختلف که در مسیر جریان قرار گرفته اند و در نتیجه همپوشانی لایه های برشی و ورتکس ناشی از جدایی خطوط جریان، امواج عمود بر جریان تشکیل می شود. امواج عمود بر جریان از نوع نوسانی ایستا، عرضی و خطی هستند. در این تحقیق تاثیر شکل موانع پایه اسکله بر امواج عرضی عمود بر جریان، با ساخت موانع در فلوم آزمایشگاه مورد بررسی قرار گرفته است. موانع مسیر جریان، موانع چوبی به چهار شکل مقطع متفاوت در دو آرایش موازی و زیگزاگ که بر روی یک ورق فلزی روی کف فلوم نصب شده اند. با تغییر دادن شرایط هیدرولیکی جریان، در پنج دبی مختلف موج با شرایط متفاوت در فلوم آزمایشگاهی تشکیل  شد. در حالت تشدید امواج، رابطه مستقیمی بین طول موج امواج و آرایش موانع آزمایشگاهی داشتند. در این تحقیق فرکانس امواج عمود بر جریان، در آرایش های غیر موازی و زیگزاگی موانع مقایسه شده است. نتایج نشان داد آرایش زیگزاگ موانع به دلیل پوشانندگی بالاتر از همه بهتر بوده و شکل مثلث با وجود اغتشاش بیشتر در بین پایه ها بیشترین تولید را دارا است.

حوضچه های پیش ته نشینی از اجزاء مهم و اصلی در فرآیند تصفیه آب به شیوه متعارف به شمار می روند. به دلیل هزینه بسیار زیاد ساخت این حوضچه ها که در حدود 30% کل هزینه تصفیه خانه های آب را به خود اختصاص می دهد، مدلسازی و عملکرد بهینه حوضچه های ترسیب بسیار حایز اهمیت است. در حوضچه های ترسیب به دلیل وجود گرادیان های مختلف سرعت، نواحی مختلفی از جریان از جمله جریانات ثانویه و چرخشی بوقوع می پیوندد. اولین گام برای بهینه سازی حوضچه های پیش ته نشینی ، محاسبه صحیح میدان سرعت و حجم نواحی چرخشی می باشد. در این پژوهش، شبیه سازی عددی جریان در یک حوضچه مستطیلی مورد بررسی قرار گرفته و معادلات پیوستگی و ناویر استوکس با استفاده از نرم افزار SSIIM2 حل می شوند. شبیه سازی جریان در حالت سه بعدی و با استفاده از مدل آشفتگی k-ε استاندارد انجام شده و پروفیل های سرعت جریان در مقاطع مختلف حوضچه ترسیب با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است که مقایسه این نتایج مطابقت خوبی را بین آنها نشان می دهد. پس از این مرحله، به منظور بررسی  نحوه رسوبگذاری در حوضچه ترسیب ، معادله پخش و انتقال غلظت رسوب به صورت همزمان با معادلات حاکم بر هیدرولیک جریان حل می شود و در پایان تاثیر تغییرات ابعاد هندسی و نتایج توزیع قایم پروفیل های غلظت رسوب در مقاطع مختلف حوضچه با نتایج آزمایشگاهی و عددی سایر محققین مقایسه شده که نشانگر انطباق مناسب نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی بوده و توانایی بالای این مدل عددی را در پیش بینی توزیع پروفیل های غلظت رسوب در حوضچه های ترسیب نشان می دهد.

در مطالعات منابع آب بررسی کیفی آب از اهمیت خاصی برخوردار است. لذا بررسی و شناخت ترکیبات شیمیایی موجود در آبهای زیر زمینی حایز اهمیت می باشد. با توجه به اینکه در مناطق خشک و نیمه خشک تقریبا تمام آب مورد مصرف کشاورزی و شرب از آبهای زیر زمینی تامین میگردد، لذا به بررسی آب چاه ها توجه شده است. در این تحقیق، خصوصیات شیمیایی آب های زیرزمینی دشت شوش در شمال استان خوزستان با توجه به مناسب بودن آب برای مصرف کشاورزی از داده های 43 نمونه از چاه های منطقه در سال 1391 و داده های 43 نمونه از چاه های منطقه در سال 1396 استفاده شد. نقشه پهنه بندی کشاورزی نشان داد که دشت دارای کیفیت مناسبی برای کشاورزی است و تنها در قسمت شمال غربی دشت کیفیت آبهای زیرزمینی پایین تر از بقیه نقاط می باشد و در حد متوسط قرار دارد و برای کشاورزی قابل استفاده است و لذا مقایسه آن با نمودار ویلکوکس نیز موید این نتیجه می باشد. همچنین میزان افت سطح آب زیرزمینی در طول دوره آماری بصورت صعودی رو به افزایش است مخصوصا در سالهای اخیر که این نشان دهنده خشکسالی های پی درپی و برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی می باشد که احتمال تاثیرپذیری کیفیت آب زیر زمینی هم زیاد می باشد و در صورت ادامه، باعث پایین آمدن تدریجی کیفیت آب های زیرزمینی خواهد شد.

پل ها از جمله مهمترین و پرکارترین سازه های رودخانه ای هستند و به عنوان کلید راه های ارتباطی از اهمیت زیادی برخوردار هستند. هر ساله با وقوع سیلاب در هر رودخانه تعداد زیادی از این پل ها، درست زمانی که بیشترین نیاز به آنها وجود دارد تخریب می گردند از مهمترین و موثرترین عوامل این تخریب ها آبشستگی اطراف پایه های پل می باشد.آبشستگی پدیده ای است که در اثر اندرکنش آب و خاک در مجاورت سازه های هیدرولیکی بوجود آمده و منجر به تخریب آنها می شود.هدف از این تحقیق شبیه سازی و شناسایی عوامل مختلف موثر در آبشستگی پایه پل ها با بستر متحرک می باشد،بدین منظور با استفاده از نرم افزار فلوتریدی به شبیه سازی جریان اطراف پایه پل استوانه ای پرداختیم و پس از استخراج نمودارها و کانتور ها دریافتیم که با نزدیک شدن به پایه پل لزجت دینامیکی و آشفتگی جریان روند صعودی داشته و چگالی رسوبات بستر تغییرات زیادی داشته و علاوه بر آن روند کاهشی به خود می گیرد همچنین با عبور از پایه پل لزجت دینامیکی پل روند کاملا صعودی با شیب بسیار تندی در پیش می گیرد.و آشفتگی انرژی جریان به سرعت روند افزایشی پیدا می کند و تغییرات رسوب روند افزایشی کاهشی افزایشی به خود می گیرد.

سازه های هیدرولیکی با توجه به شرایط اقلیمی ایران جز مهم ترین سازه های عمرانی به حساب می آیند. در سال های اخیر، سد های بتنی مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. هدف از این تحقیق، بررسی  تحلیل دینامیکی سد بتنی وزنی در اثر زلزله می باشد. برای این مدل سازی ازهندسه سد تنظیمی دز  با استفاده از نرم افزار اباکوس بهره مند شده ایم. که این نرم افزار توانایی بالایی در تحلیل سازه ها و اندر کنش بین سازه و مخزن دارد و همچنین با مدل کردن رفتار واقعی مصالح و شکل واقعی بارگذاری درک مناسب تری از رفتار سازه در زمین لرزه های مختلف ارایه می دهد .لحاظ کردن شرایط مرزی باعث تعیین هرچه دقیق تر تنش ها و تغییر مکان هادر قسمت های مختلف سد میشود. از طرفی برای درک روشن تر از ایمنی سازه تحت زمین لرزه های مختلف در این تحقیق از تحلیل دینامیکی استفاده شده است. نتایج، نشانگر آن است که زلزله های با شتاب عمودی میتواند پایداری این سدها را بهم ریزد و در قسمت بالا دست تنش های بزرگتری را نسبت به پایین دست شاهد هستیم .