پژوهش آب ایران

چکیده بهبود شرایط زیستمحیطی رودخانه‌ها یکی از جنبه‌های اصلی مهندسی رودخانه در دهه‌های گذشته بوده است. سازه‌های زیست‌محیطی عموما با هدف کنترل بستر رودخانه‌ها، تثبیت سواحل و بهبود شرایط اکوسیستم رودخانه‌ها طراحی و اجرا می‌شوند. صفحات متصل به ساحل یکی از انواع سازه‌های زیست‌محیطی می‌باشند که در تحقیق حاضر تاثیر حالت‌های مختلف هندسی و نفوذپذیری این سازه‌ها بر الگوی جریان متلاطم مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از نرم‌افزار فلوئنت و مدل گرداب‌های بزرگ، میدان جریان حول صفحات متصل به ساحل در یک کانال مستقیم شبیه‌سازی شده است. دقت و قابلیت مدل گرداب‌های بزرگ، با مقایسه مقادیر پروفیل سطح آب به دست آمده از مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی، مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج برآیند سرعت حول صفحات متصل به ساحل، نشان‌دهنده وجود دو ناحیه در اطراف این سازه‌ها می‌باشد که ناشی از اثرات موضعی صفحات متصل به ساحل و تنگ‌شدگی کانال تشکیل شده‌اند. پارامترهایی هم‌چون سرعت دماغه، سرعت بیشینه و زاویه انحراف جریان تحت تاثیر اندرکنش گردابه‌های مختلف، شرایط هندسی و ساختاری صفحات متصل به ساحل دچار تغییر می‌شوند. به طور کلی با افزایش نفوذپذیری، صفحات متصل به ساحل تاثیر قابل توجهی بر الگوی جریان ندارند. هم‌چنین با افزایش نفوذپذیری، بیشینه تنش برشی بستر به محور مرکزی کانال منتقل می‌شود.

چکیده چکیده

چکیده

پوشش گیاهی از جمله زبری‌های طبیعی موجود در بستر رودخانه‌ها و کانال‌ها به‌شمار می‌روند که تاثیر زیادی بر روی مشخصات هیدرولیکی جریان دارند و برای انجام بهتر اقدامات مدیریتی رودخانه‌ها باید این تاثیر شناخته شود. در مطالعه حاضر، تاثیر وجود پوشش گیاهی سخت مستغرق بر روی سرعت جریان، به‌صورت آزمایشگاهی بررسی شده است. در تحقیق حاضر، برخلاف بسیاری از مطالعات پیشین، توزیع ارتفاعی گیاهان در بستر کانال یکنواخت نبوده و به‌صورت کاملا تصادفی می‌باشد. جریان در شرایط مورد مطالعه دارای سه لایه است: لایه فوقانی بدون پوشش گیاهی، لایه میانی دارای پوشش گیاهی و لایه پایین دارای پوشش گیاهی. لایه فوقانی که از تاج بلندترین گیاه شروع شده و تا سطح آزاد جریان امتداد می‌یابد دارای توزیع سرعت لگاریتمی است که رابطه مربوطه استخراج شده است. برای دو لایه میانی و پایینی که درون پوشش گیاهی هستند، با استفاده از معادله مومنتم، روابط سرعت ارائه شده است. پروفیل سرعت دارای دو نقطه عطف است که موقعیت آن‌ها به تراکم پوشش گیاهی بستگی دارد. بررسی تأثیر پارامترهای بی‌بعد مختلف بر سرعت جریان نشان می‌دهد که افزایش دبی جریان که باعث افزایش عدد رینولدز و عدد فرود می‌گردد، تأثیری بر موقعیت نقاط عطف موجود در پروفیل‌های سرعت ندارد. با افزایش تراکم پوشش گیاهی، سرعت جریان در لایه‌های گیاهی و لایه بالایی به‌ترتیب کاهش و افزایش می‌یابد و در نتیجه انحنای منحنی افزایش می‌یابد و موقعیت نقاط عطف کمی به پایین جابجا شده است. پارامتر دیگر مورد مطالعه، استغراق پوشش گیاهی است که با رشد میزان استغراق گیاهان، سرعت در هر سه لایه جریان کاهش می‌یابد. افزایش ۳۰ درصدی میزان استغراق، سرعت جریان را در لایه پوشش گیاهی ۱۰ درصد و در لایه بدون پوشش ۲۵ درصد کاهش می‌دهد. برای تعیین ضریب درگ گیاهی (CD)، عدد رینولدز گیاهی ویژه (〖Re〗^*) معرفی شده و یک رابطه تجربی با دقت قابل قبول پیشنهاد شده است.

چکیده مطالعه ی تغییرات عمق آب در کانالهای پایین دست تقاطع کانال ها، برای فراهم کردن وضعیت لازم در دهانه آبگیرها بسیار مهم است. در  این پژوهش مدلی تحلیلی برای بررسی پارامترهای هیدرولیکی و هندسی مختلف نظیر نسبت دبی ورودی، ارتفاع سرریزهای خروجی، نسبت ارتفاع سرریزهای انتهای کانال ها، تراز کف کانالهای فرعی، عدد فرود کانال ورودی اصلی و زاویه تقاطع کانالها روی تغییرات عمق آب پایین دست تقاطع چهارشاخه با جریان زیربحرانی ارائه و نتایج آن با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شد. نتایج نشان داد که با افزایش نسبت دبی ورودی، نسبت ارتفاع سرریز انتهای کانال خروجی فرعی به ارتفاع سرریز انتهای کانال خروجی اصلی، تراز کف کانالهای فرعی و ارتفاع سرریزهای خروجی عمق جریان در کانال خروجی اصلی افزایش می یابد. مقایسه نتایج مدل تحلیلی و آزمایشگاهی مربوط به عمق جریان در کانال پایین دست نیز مطابقت خوبی را نشان داد، به گونه ای که حداکثر خطای به دست آمده کمتر از 10 درصد بود.

چکیده تلاقی کانال‌ها و رودخانه‌ها دارای اهمیت زیادی در مطالعات مجاری روباز هستند. تغییر در مقدار و جهت سرعت و مقدار دبی جریان سبب می‌شود پدیده فرسایش بستر و سواحل در محل تلاقی اتفاق بیفتد. هدف اصلی این پژوهش،‏ بررسی تأثیر شیب جانبی کانال اصلی روی حداکثر عمق فرسایش در محل تلاقی رودخانه‌ها است. بدین منظور ابتدا با آنالیز ابعادی،‏ معادلات بی‌بعد درنظرگرفته شد و سپس با ساخت مدل فیزیکی تأثیر پارامترهای شیب جانبی کانال اصلی،‏ نسبت دبی،‏ عدد فرود ذره پایاب (Fg3) و عدد فرود جریان پایاب روی حداکثر عمق فرسایش بستر در یک تلاقی 90 درجه بررسی شد. نتایج پژوهش نشان داد که افزایش شیب جانبی کانال اصلی،‏ نسبت دبی،‏ عدد فرود ذره،‏ عدد فرود جریان و کاهش عمق جریان سبب افزایش حداکثر عمق فرسایش بستر در محل تلاقی می‌شود. بهترین عملکرد کاهش آب‌شستگی مربوط به شیب جانبی 45 درجه و در نسبت دبی 0.2 معادل 46 درصد به دست آمد. معادله پیشنهادی ارائه شده برای پیش‌‌بینی حداکثر عمق نسبی فرسایش در محل تلاقی نشان می‌دهد که عدد فرود و عدد فرود ذره در پایاب،‏ بیشترین تأثیر را در مقدار عمق نسبی فرسایش در مقایسه با سایر پارامترها مانند نسبت دبی،‏ شیب جانبی کانال و عمق نسبی دارد.

چکیده بسیاری از مخزن‌های دنیا با مشکل رسوب‌گذاری حاد در پشت سد روبرو هستند،‏ که در بسیاری از موارد این رسوب‌گذاری موجب بسته شدن دریچه تحتانی و انباشت بیشتر رسوب در پشت مخزن می‌شود. طبق گزارش‌های بین المللی یکی از راه‌های مؤثر برای رسوب‌شویی از مخزن‌های بزرگ،‏ فلاشینگ جزیی (تحت فشار) است. اما این روش سبب تخلیه مقداری از رسوبات شده و به خودی خود،‏ قادر به خارج کردن مخزن از بحران رسوب‌گذاری نیست. در این مطالعه با توجه به شناخت جریان‌های گردابی ایجاد شده در اطراف دریچه تحتانی،‏ با استفاده از یک سازه خاص سعی در گسترش این گرداب‌ها برای افزایش رسوب‌شویی در فلاشینگ جزیی شده است. نتایج حاکی از آن است که با استفاده از یک سازه نیمه‌استوانه‌ای امکان افزایش راندمان فلاشینگ جزیی تا 16.4 برابر حالت معمولی میسر خواهد شد. پس،‏ با توجه به نتایج به دست آمده و با کاربردی کردن این روش در مخزن‌ها بزرگ و نیز مخزن‌هایی که با وضعیت حاد رسوب‌گذاری روبرو هستند،‏ می‌توان با از دست دادن حجم اندکی از آب مخزن در یک زمان کوتاه،‏ مقدار زیادی از رسوبات را شسته و به خارج از مخزن انتقال داد.