فهرست مطالب

مهندسی منابع آب - پیاپی 3 (بهار 1388)
  • پیاپی 3 (بهار 1388)
  • بهای روی جلد: 30,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1389/01/20
  • تعداد عناوین: 9
|
  • محمود رضا شقاقیان، ناصر طالب بیدختی صفحه 1
    ممکن است گاهی اوقات برای بررسی تاثیر جریان در انتقال نقطه ای ته نشست ها، یا انتقال آنی آلودگی ها، مجبور به استفاده از تغییرات جریان در مقیاس ثانیه ای باشیم. در مقابل، ممکن است گاهی برای برخی طراحی ها نیاز به بررسی جریان در مقیاس صد سال و یا بیش تر داشته باشیم. شناسایی ویژگی های مشترک در مقیاس های گوناگون زمانی و مکانی در رودخانه ها یکی از چالش های مهم آبشناسی در سال های اخیر بوده است. از آنجا که متغیرهای زیادی بر این پدیده اثر می گذارند، از این رو اغلب نگرشی تصادفی به این پدیده بوده و بیش تر مطالعات به این سمت هدایت شده اند. مطالعات اخیر نشان داده اند که با بکارگیری تحلیل های معین غیرخطی و آشوبی پویا می توان به گونه ی تقریبی جریان رود را حاصل از یک گروه فرایند محدود غالب فرض نمود. با صرفنظر کردن از دیدگاه اخیر، این مطالعه سعی در بررسی رفتار فرایند جریان رود در مقیاس های زمانی گوناگون داشته و با تحلیل جریان رود آنکوپاگر در چهار مقیاس 15 دقیقه ای، ساعتی، روزانه و هفتگی به بررسی مقیاس زمانی در رفتار فرایند رود مزبور پرداخته است. در این جا برای مقایسه ی رفتار رود در مقیاس های گوناگون از شاخص بعد همبستگی استفاده شده است. تحلیل های انجام گرفته نشان می دهند که جریان در مقیاس های زمانی کوچک (15 دقیقه ای) رفتاری کاملا آشوبی، در مقیاس های زمانی بزرگ (هفتگی) رفتار ی کاملا تصادفی و در مقیاس های میانی رفتاری بین این دو از خود نشان می دهد.
    کلیدواژگان: مقیاس زمانی، جریان رود، رفتار تصادفی و آشوبی و بعد همبستگی
  • محسن ایراندوست، حمید الهی مقدم صفحه 9
    پدیده ی فرسایش و انتقال رسوب یکی از پیچیده ترین مسایل هیدرودینامیک (آب پویایی) می باشد که در مطالعه ی طرحهای آبی از اهمیتی بسیار برخوردار است. با توجه به این که شبکه های عصبی مصنوعی از دو ویژگی اساسی یادگیری یا نگاشت پذیری بر اساس ارایه ی داده های تجربی (قدرت و توانایی تعمیم پذیری) و ساختارپذیری موازی برخوردارند، یکی از مهم ترین روش های هوش مصنوعی می باشند که در آن با الهام گیری از مغز انسان، ضمن اجرای فرآیند آموزش، اطلاعات مربوط به داده ها درون وزن های شبکه ذخیره می شوند. در این پژوهش ضمن طراحی شبکه های عصبی مصنوعی با روش پس انتشار خطا و تجزیه و تحلیل پایداری و همگرایی فراسنج های اداره کننده ی سامانه های حلقه ای آن، عملکرد آن ها در برآورد نحوه ی توزیع رسوب مخزن سداکباتان مورد بررسی قرار گرفته و در پی آن نیز با استفاده از وایازی خطی و وایازی چند متغیره اقدام به برآورد میزان و نحوه ی توزیع رسوب مخزن سد نامبرده شده و نتایج بدست آمده با یک دیگر مقایسه و مورد بررسی قرار گرفته اند. پس از تعیین ضرایب (R2) و(RSME) شبیه شبکه های عصبی مصنوعی برای بررسی و نحوه ی توزیع رسوب گذاری مخازن سدها به عنوان یکی از دقیق ترین روش ها پیشنهاد می گردد. افزون بر آن، کاربرد وایازی خطی، به دلیل ساز و کار پخش خطا در محاسبات، بر وایازی چند متغیره غیرخطی برتری دارد.
    کلیدواژگان: انتقال رسوب، شبکه های عصبی مصنوعی، هوش مصنوعی، پس انتشار خطا، وایازی چند متغیره
  • سیف الله امین، تیمور ایزدی، سید محمد جعفر ناظم سادات صفحه 21
    قنات ها یکی از منابع تامین آب مورد نیاز کشاورزی شهر ارسنجان که در 130 کیلومتری شمال شرقی شیراز واقع شده است، می باشند. قنات کتک که مظهر آن در حدود 5/7 کیلومتری غرب شهر ارسنجان واقع گردیده، با میانگین بده ی 20 لیتر در ثانیه یکی از چهار قنات مهم تامین آب زراعی و باغ های این شهرستان است. در این مطالعه، ویژگی های مربوط به آبدهی، شیب بستر، شیب سطح آب و طول بخش های تره کار و خشکه کار به صورت میدانی پایش شد و امکان ذخیره سازی آب در طول فصل غیر رویشی نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج بدست آمده بیانگر آن بودند که با توجه به روش ارایه شده در این مطالعه، قنات کتک با آبدهی نزدیک به 15 لیتر بر ثانیه و شیب بستر 0013/0 قابلیت ذخیره ی آب را در فصل های غیر رویشی دارد.
    کلیدواژگان: قنات، ارسنجان، کتک، شیب سطح آب، شیب بستر قنات، تره کار، خشکه کار، ذخیره سازی
  • محمد شعبانی صفحه 31
    پدیده ی خشکسالی یکی از مهم ترین بلایای طبیعی است که بسیاری از کشورها را تحت تاثیر خود قرار داده و باعث بروز بسیاری دشواری ها از جمله مشکلات اقتصادی، اجتماعی، سیاسی، فرهنگی و غیره شده است. آگاهی از وضعیت خشکسالی، با پیش بینی و پهنه بندی شدت خشکسالی می تواند خطر زیان های ناشی از این پدیده را تا حد شایان توجهی کاهش دهد. هدف از انجام این پژوهش ارزیابی دقت روش های زمین آماری کریجینگ ساده (SK)، کریجینگ معمولی(OK) و روش عکس فاصله (IDW) با درجات 1 تا 5 در تهیه ی نقشه ی شدت خشکسالی های رخ داده در استان فارس در سال 1386 با استفاده از شاخص درصد بارش بهنجار می باشد. نتایج براساس معیار RMSE و MAE نشان دادند که در بین روش های میان یابی ذکر شده، روش کریجینگ ساده(SK)، به دلیل دارا بودن RMSE و MAE پایین تر (44/11 = RMSE و 946/6 =MAE) دقیق ترین بوده و به عنوان مناسب ترین روش جهت تهیه ی نقشه ی شدت خشکسالی استان فارس در سال 1386 انتخاب می شود. بر اساس نقشه ی تهیه شده، وضعیت خشکسالی در استان فارس در این سال در دو طبقه ی شدید و بسیار شدید قرار می گیرد که به ترتیب 58/21 و42/78 درصد از مساحت کل استان فارس را به خود اختصاص داده داده بود.
    کلیدواژگان: خشکسالی، کریجینگ ساده، کریجینگ معمولی، پهنه بندی شدت خشکسالی، استان فارس
  • سید مجدالدین میرمحمد حسینی، محسن موسوی خونساری، رضا احمدی فرد صفحه 37
  • مسعود خواجه، محمد هادی فتاحی، ابوالفضل شمسایی صفحه 49
    در این پژوهش هیدرولیک جریان در آبگیرهای با آشغالگیر تحتانی به صورت سه بعدی شبیه سازی عددی شده است و برخی فراسنج های مهم این سازه از قبیل ویژگی های شبکه ی آشغالگیر و بویژه طول خیس شده ی شبکه ی آشغالگیر مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. آشغالگیر تحتانی سازه ای است آبی که به منظور فراهم ساختن بازده ی مؤثر برای آبگیر های رودخانه ای در مناطق کوهستانی بکار می رود. در این پژوهش با استفاده از توانایی ها و قدرت محاسباتی روش های عددی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) این سازه شبیه شده است. بدین منظور نرم افزار Fluent 6.3.26 و روش احجام محدود، مورد استفاده قرار گرفته اند.آبگیر و آشغالگیر تحتانی شبیه سازی شده بر اساس نمونه ی فیزیکی ساخته شده به وسیله ی دوربیر و همکاران (2003)، در دانشگاه صنعتی وین شبیه سازی گردیده است. افزون بر مقایسه نتایج شبیه عددی با نمونه ی فیزیکی یاد شده، محاسبات تحلیلی دانشمندان در مورد طول خیس شده ی آشغالگیر نیز با نتایج بدست آمده، مقایسه شده است. مقایسه ی نتایج بدست آمده از شبیه سازی عددی، دستاوردهای حل تحلیلی و آزمایش های نمونه های فیزیکی بر تطابق چشمگیر پاسخ های روش عددی با واقعیت دلالت دارد. با اجرای دستورهای کار گوناگون، بهینه ی طول خیس شده ی آشغالگیر با توجه به شکل مقطع و فاصله ی گام میله های آشغالگیر بررسی شده است.
    کلیدواژگان: آشغالگیر تحتانی، طول خیس شده، دینامیک سیالات محاسباتی، Fluent
  • رامین رستمی، حسین صدقی، علی معتمدی صفحه 61
    در این پژوهش با استفاده از آمار 26 ایستگاه آب سنجی حوضه ی دز اقدام به تحلیل ایستگاهی و منطقه ای سیلاب با روش گشتاورهای خطی شده است. برای تشخیص مناطق همگن از روش خوشه بندی سلسله مراتبی وارد (Ward) و برای تعیین تعداد مناطق همگن مناسب از روش تعیین معیار ناسازگاری و نا همگنی استفاده شد. بر این اساس، تقسیم حوضه به سه منطقه همگن مناسب بنظر می رسد. بر اساس نتایج، منطقه ی A نسبت به دو منطقه ی B و C معیار نا همگنی بالاتری دارد. در این پژوهش، حساسیت تحلیل به انتخاب رابطه ی احتمال تجربی به گونه ای مبسوط مورد بررسی قرار گرفت. برای انتخاب بهترین توزیع آماری و رابطه ی احتمال تجربی در تحلیل ایستگاهی، از روش بهترین برازش و در تحلیل منطقه ای، از روش های معیار بهترین برازش و نمودار گشتاورهای خطی استفاده شد. توزیع لوجستیک تعمیم یافته بیش ترین انتخاب را در تحلیل ایستگاهی دارد. در تحلیل منطقه ای توزیع مقادیرحدی تعمیم یافته با رابطه ی احتمال تجربی چگودیف برای منطقه ی A، توزیع لوجستیک تعمیم یافته با رابطه ی گرین گورتن برای منطقه ی B و توزیع مقادیر حدی تعمیم یافته با رابطه ی گرین گورتن برای منطقه ی C مناسب ترین توزیع آماری هستند. نتایج تحلیل خطا بین داده های مشاهده ای و محاسبه ای نشان داد که در روش تحلیل منطقه ای محاسبات در دوره های برگشت پایین خطای بیش تری نسبت به دوره های برگشت بالا دارد. توزیع بهنجار بیش ترین خطای محاسباتی را در بین توزیع های آماری در این منطقه دارد. با استفاده از روش وایازی چندگانه، معادله های منطقه ای جهت برآورد در مناطق فاقد آمار تخمین زده شد.
    کلیدواژگان: دز، گشتاورهای خطی، خوشه بندی، نمودار گشتاورهای خطی، معیار بهترین برازش
  • ابوالفضل شمسایی، محمد مهدی جباری، مهدی غفوری صفحه 71
    با توجه به اهمیت سر ریز خاکی(fuse plug) به عنوان یکی از سازه های خاکی مورد استفاده در طرح های آبرسانی و آبیاری، تا کنون پژوهش های گوناگونی به صورت تجربی و فراسنجی به منظور بررسی این نوع سازه ها انجام شده، ولی استفاده از شبیه های عددی در این زمینه، کم تر مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله سعی خواهد شد تا با استفاده از شبیه عددی BREACH که با روش finite difference، به حل معادله های هیدرولیک و انتقال رسوب پرداخته شده و زمان شستشوی سرریزهای خاکی خاکی متشکل از بدنه ی خاکی با هسته ی رسی قائم و مایل محاسبه گردد. در این بررسی نمودارهای مورد نیاز برای محاسبه ی زمان شستشوی سرریز خاکی با هسته ی رسی قائم و مایل ترسیم شده و بهترین نوع سر ریز خاکی به صورت سرریزی باشیب هسته ی 120 درجه و نسبتm/H برابر با 4 درصد (m ضخامت هسته و H ارتفاع خاکریز)، انتخاب شده است. به کمک شبیه های عددی BREACH، SEEPW و شبیهSTABL، درصد تراکم بهینه برای بدنه سرریز خاکی برابر با 84 درصد بدست آمده است. همچنین، ضمن بررسی تاثیر جنس و دانه بندی مصالح مصرفی در بدنه ی سرریزهای خاکی در میزان شسته شدگی و خرابی با گذشت زمان، محدوده ی دانه بندی مناسب برای سرریز خاکی همگن و نا همگن نیز ارایه شده است. گفتنی است که با تحلیل و بررسی تاثیر انواع پوشش شیروانی بدنه ی سرریزهای خاکی، مشخص شده است که انتخاب پوشش سنگچین در دامنه ی پایین دست چنین سرریز، نسبت به پوشش گیاهی از وضعیت بهتری برخوردار بوده است.
    کلیدواژگان: سرریز خاکی، شبیه عددی، شستشو، پوشش سنگچین
  • صفحه 1
|
  • M. R. Shaghaghian, N. Talebbeydokhti Page 1
    Article abstract:In geophysics, especially river engineering, any processes may be considered occurring in several time scales. For example, while sediment or contaminant transport is studied, it is preferred to follow the problem in each second. On the other hand, the unstable morphology of a river is a problem of decades and centuries. Identification of the presence of scaling in the river flow processes has been a challenging problem in hydrology. While large number of unidentified dominant variables affect river flow, it is common to consider it as a stochastic process. However, recent studies indicate that by employing nonlinear deterministic and chaotic dynamic concepts, the river flow process could easily become an outcome of a deterministic system with only a few dominant variables. This paper attempts to investigate river flow in four time scales (15 minute, hourly, daily and weekly) utilizing the flow data recorded for the Uncompahgre River in Colorado, USA. The correlation dimension was used as an indicator to distinguish between chaotic and stochastic behavior. It is concluded that the flow was completely chaotic in small time scales (15 min), while it tended to be more stochastic in large time scales
  • M. Irandost, H. Elahimoghaddam Page 9
    Article abstract:Erosion and transport of suspended and bed loads are of the most complex and important problems of hydrodynamics inherent in the study of water supply projects. As the artificial neural networks (ANRs) are endowed with two fundamental characteristics of learning based on empirical data (the potential and ability to generalize) and parallel structuralism, they are one of the most important versions of artificial intelligence in which, by drawing inspiration from human brain, the desired data are saved in the networks. In this study we not only designed the ANRs applying the error back scattering method and stability analysis, and the convergence of control parameters of its ring systems, but also implemented it to assess its performance in predicting the rate and distribution of sediments in the Ekbatan Reservoir. Moreover, we employed the linear and multiple regression techniques for the same purpose and compared the results with those of the ANRs. The regression coefficients RSME and R2 indicated that the ANRs are the most accurate method to predict the rate and distribution of sedimentation in a reservoir. Furthermore, the linear regression is preferred over the multiple regression due to the mechanism of error distribution in non-linear calculations
  • S. Amin, T. Izadi, M. J. Nazemosadat Page 21
    Article abstract:Qanats of Arsenjan City, 130 km northeast of Shiraz, I.R. Iran, are the most important source of supplying water for its vast irrigated farm fields. Of these, the Katak Qanat, with the base flow of 20 l/s, situated 7.5 km west of the city, was singled out for our study. The physical characteristics of this qanat, namely its geology, discharge, bed slope, water surface slope, the length of wet (tareh–kar in Farsi) and dry (khoshkeh–kar in Farsi) galleries were measured using the field survey techniques. The collected data were analyzed to assess the possibility of damming its base flow during the off season when it is wasted. The preliminary results confirm our hypothesis that this is a practicable technique in water resources management in a large expanse of Iran where water is the country’s economic mainsta
  • M.Shabani Page 31
    Article abstract:Drought is one of the most important natural hazards that affects many countries all over the world and causes socio-economic, political and cultural problems. Awareness of and ability to forecast drought may help to reduce its consequences. In this research some geostatistical methods including simple kriging(SK), ordinary kriging, inverse distance weighing (IDW) of 1 to 5 degrees for drought severity mapping in the Province of Fars in 2007 using the percentage of normal index. Comparison of results based on RMSE and MAE showed that Using the SK method resulted in the lowest values (RMSE= 11.44 and MAE=6.94), the refores it was selected as the most appropriate method for drought severity mapping in the mentioned year. Based on the prepared map, the province of Fars suffered showed two classes of drought, severe and very severe, drought which covered 21.58 and 78.42, respectively, of the Province area
  • M. Mirmohammad Hoseini, M. Mousavi Khonsari, R. Ahmadifard Page 37
    Article abstract:The Karkheh River, which originates in the Zagros Mountain Ranges, is the third largest river in western I.R. Iran, flows through the Khusistan Plain and drains into the Persian Gulf. The Karkeh Earth Dam, which is 3030 m long and 128 m high with an initial capacity of 7 billion m3, was constructed during the 1992-2001 period. The conglomerate and mudstone strata outcrops at the dam site provide the needed strength and water tightness for the foundation and abutments. The stability analyses under both static and dynamic conditions have been performed employing appropriate software programs, and slope displacement of the up-and downstream shells has been verified. The great value of water in dry lands dictates that impoundage should start as soon as the construction stages permit. The development of pore water pressure (PWP) in the clay core due to the seepage of the impounding water, which is supplemented by the loading of the fill material, enhances the probability of hydraulic fracturing of the core. PWP development in the core during impoundage was simulated using the CA2 Software. The output data were agreeably similar to the instrument readings. We conclude that both the PWP and fill loading significantly impact the stability of the Karkheh Earth Dam core
  • M. Khajeh, M. H. Fattahi, A. Shamsai Page 49
    Article abstract:The hydraulics of bottom rack intakes was 3D numerical simulate and some of its important specifications like the wetted rack length were studied. The bottom rack intake is a hydraulic structure designed for achieving robust function of water intakes in mountain regions. Computational abilities of CFD techniques were employed to simulate the flow hydraulics on this structure. To achieve this, the software Fluent 6.3.26 and finite volume method are used. The water intake and the bottom rack were simulated according to the physical model built Vienna University of Technology by Dorbir et al. in 2003. Analytical computations performed by former researchers were also compared to the numerical results in addition to the physical ones. This comparison shows outstanding adaptation and relevant relationships between the numerical CFD results and the analytical and physical model findings. The optimum wetted rack length is studied according to the bottom rack bar sections and spacing
  • R. Rostami, H.Sedghi, A.Motamedi Page 61
    Article abstract:In this research, from data of 26 hydrometric station records and l-moment approach, regional and stational flood frequency of Dez basin was analyzed. For identifying homogeneous regions, Ward hierarchical cluster method was used. The appropriate number of homogeneous regions was determinate from nonhomogeneity test and discordancy measure. The Dez Basin was divided into three homogeneous regions. In these regions parameters of the regional frequency distribution were evaluated by the L-moment ratios. The L-moment diagram, goodness of fit test, and plotting position methods were used for the selection of appropriate distribution and plotting position formula. Generalized Extreme-Value distribution and Chegodieve plotting position formula is appropriate for region A, generalized logistic distribution and Greengurten plotting position formula for region B and Generalized Extreme-Value distribution and Greengurten plotting position formula for region C were selected. The relative root mean square error (rRMSE) between observed and estimated data, in all stations, in high return periods is small and in small return periods is vicversa. Regional models evaluated for determination of flood discharge magnitude in different frequency by linear and multiple regression method
  • A. Shamsai, M. M.Jabbari, M. Ghafoori Page 71
    Article abstract:Fuse-plug is a very important appurtenance to irrigation and other water supply systems; therefore, many theoretical and experimental investigations have been performed to design and construct a better structure. However, employing the numerical modeling in the design of this structure has been relatively neglected. The BREACH numerical model along with the finite difference method was used to solve the hydraulic and sediment transfer equations, particularly for calculating the time required for the complete wash out of a fuse-plug containing a vertical or an oblique argillaceous core. Construction of nomograms facilitated calculation of the wash out time of the plugs with vertical or oblique argillaceous cores. It was observed that the fuse-plug with the core slope of 120o and the m/H ratio of 0.4 (m: thickness of core, H: high of dyke) offers the best design. Employing the numerical models (BREACH, SEEPW, and STABL) revealed that the optimum compaction percentage for the fuse–plug was 84%. Results also confirmed that ripraps better protect the downstream shell of the fuse plugs against erosion than vegetative covers.