پژوهش آب ایران

چکیده پیچیدگی مدل هرگز دلیلی بر دقیق بودن آن نبوده است. در عمل مدل‌هایی که نسبت به طبیعت و ذات پدیده‌ها و براساس نوع کاربرد آن طراحی می‌شوند،‏ بهتر هستند. چالش اصلی این نیست که تمام فرایندهایی که درک می‌شود جزء به جزء وارد مدل شود،‏ در واقع این امر غیرممکن است،‏ بلکه لازم است تا مسائل ساده شود و بر مهم‌ترین و تأثیرگذارترین فرآیندها تمرکز شود. در این پژوهش برای مدل‌سازی بارش- رواناب از مدل WASMOD استفاده شد که علی‌رغم سادگی نتایج آن با واقعیت هماهنگی خوبی دارد. این مدل تنها از داده‌های پایه هواشناسی شامل دما و بارندگی استفاده می‌کند،‏ در نتیجه هزینه و زمان مدل‌سازی کاهش می‌یابد. این مدل با مقیاس زمانی ماهانه برای دو دوره 15 ساله 1354-1368 و 1374-1388 به‌ترتیب واسنجی و ارزیابی شد. تحلیل حساسیت براساس میانگین مطلق خطای مدل نسبت به تغییرات پارامترهای مدل انجام شد که در این مرحله تصدیق انطباق رفتار پارامترها با رفتار هیدرولوژیک حوضه آبریز به دست آمد. در کل با توجه به سطح دقت و میزان داده‌های مورد نیاز،‏ مدل توانایی خوبی در شبیه‌سازی رواناب نشان داد. نتایج شبیه‌سازی با واقعیت هماهنگی نزدیکی داشت و ضریب ناش در مراحل واسنجی و ارزیابی به‌ترتیب برابر 0.62 و 0.55 به دست آمد.

چکیده با توجه به پیشرفت بشر در زمینه رایانه،‏ امروزه مدل‌های زیادی در زمینه شبیه‌سازی هیدرودینامیک و کیفیت آب پیکره‌های آبی تولید شده‌اند. مدل دو بعدی متوسط‌گیری شده در عرض (CE-QUAL-W2) به‌دلیل استفاده گسترده در سرتاسر جهان،‏ جنبه تجاری پیدا کرده است. با توجه به زیادی ضریب‌های کالیبراسیون تعریف شده برای مدل مذکور و نبود دستورالعمل مدون برای انجام آن،‏ کالیبراسیون این مدل فرآیندی وقت‌گیر است. در این مقاله سعی شده است تا با معرفی یک روش صحیح برای انجام کالیبراسیون علاوه بر کاهش زمان،‏ میزان دقت در شبیه‌سازی بالا برده شود. در این روش با تحلیل حساسیت ضریب‌های تأثیرگذار مشخص شده و دسته‌بندی آن‌ها،‏ کالیبراسیون انجام می‌شود. مخزن سد پانزده خرداد به‌عنوان نمونه انتخاب شده و از اندازه‌گیری‌هایی که در سال 1376 به‌صورت ماهانه و در اواخر هر ماه در درون دریاچه سد انجام گرفته استفاده شد. نتایج نشان داد که علاوه بر کاهش زمان کالیبراسیون،‏ مدل دارای دقت خوبی در زمینه شبیه‌سازی است،‏ به ‌طوری که میزان خطای میانگین مطلق برای تراز سطح آب و حرارت به‌ترتیب 2.5 سانتی‌متر و 0.45 درجه سانتی‌گراد به‌ دست آمد.

چکیده در این پژوهش ابتدا معادله‌های آب‌های کم‌عمق تشریح شده و برای کاربرد مدل عددی اجزاء محدود،‏ معادله‌های حاکم به روش ریلی‌ریتز گسسته‌سازی و ماتریس سختی جزء و کل محاسبه شده است. با حل دستگاه معادله‌های حاکم به روش‌ غیر‌صریح،‏ عمق و سرعت جریان در طول کانال و در زمان‌های مختلف به‌ دست آمده است. مدل عددی با المان‌های سه،‏ پنج و هفت گرهی با نتایج عددی سایر پژوهش‌گران صحت‌سنجی و هماهنگی مناسبی مشاهده شد. از نتایج این پژوهش آن است که به‌دلیل استفاده از المان‌های غیر‌خطی،‏ اغتشاش‌های حاصل از حل غیر‌صریح به طور مؤثری نسبت به مدل‌های خطی کاهش یافته است. بعد از اطمینان از عملکرد صحیح مدل اجزاء محدود،‏ شکست سد ارداک مشهد به‌عنوان بررسی موردی آورده شده است. در این بررسی از سه زبری معادل (لوتر،‏ پاولوفسکی و هورتون) برای مدل‌سازی عددی پدیده شکست سد و محاسبه عمق و سرعت آب در زمان و مکان‌های مختلف در طول رودخانه،‏ استفاده شد. در طول مسیر پایین‌دست حداکثر عمق متوسط در پایین‌دست 24.78 متر با زبری معادل پاولوفسکی بوده و حداکثر سرعت نیز 15.05 متر بر ثانیه با زبری معادل لوتر در زمان 100 ثانیه است.

چکیده توسعه شهر‌ها و شدت یافتن آلودگی دو عامل مهم تغییر اقلیم است و این تغییر کاربری اراضی و بدتر شدن وضعیت زیست‌محیطی باعث تغییرات مکانی و زمانی بارش،‏ دما،‏ تبخیر و تعرق می‌شود. این مسئله پیچیدگی متغیرهای هیدرولوژیک را بیشتر و پیش‌بینی آن‌ها را سخت‌تر می‌کند. نظریه آشوب ابزاری است که بر مبنای رفتار آشوبناک و پیچیده بنا نهاده شده است و می‌تواند برای داده‌های بارش با ضریب تغییرات بالا مناسب باشد. در این پژوهش بارش ماهانه بندر انزلی در شرایط تاریخی و شرایط تغییر اقلیم با این نظریه بررسی شده است. بدین منظور دوره آماری 1993-2010 به‌عنوان دوره تاریخی و نتایج مدل LARS-WG تحت سه سناریوی (A1B)‎،‏ (B1) و (A2) در دوره زمانی (2020-2035) به‌عنوان دوره‌های آینده مد‌نظر قرار گرفت. نتایج بیانگر افزایش سیلاب و خشکسالی همراه با 14 درصد کاهش بارش در دوره آینده است و داده‌های تولیدی و تاریخی دارای رفتار آشوبناک قطعی بوده و سناریوی A2 با بعد فراکتالی 4.13 بیشترین پیچیدگی را در مقایسه با سایر سری داده‌ها دارد.

چکیده آگاهی از میزان انتقال رسوبات معلق از دیرباز برای مهندسان و طراحان تأسیسات آبی همیشه از مشکلاتی بوده که در انجام هر پروژه آبی با آن روبرو بوده‌اند. عدم آگاهی از میزان انتقال بار معلق و به‌ویژه برآورد کمتر از میزان واقعی آن می‌تواند سبب طراحی نادرست و در نتیجه اثرات مخرب بعد از اجرا در سازه‌های آبی شود. به ‌طور کلی احداث سازه‌های هیدرولیکی از جمله سدها،‏ پل‌ها،‏ نیروگاه‌ها و سایر شبکه‌های آب‌رسانی بدون بررسی و برآورد بار معلق،‏ ممکن نخواهد بود. تاکنون رابطه‌های زیادی برای برآورد بار معلق پیشنهاد شده است. در این پژوهش برای ارزیابی شش روش هیدرولوژیکی برآورد بار معلق در رودخانه چم‌سیاه استان کهگیلویه و بویراحمد (بالادست سد کوثر) شامل روش تک‌خطی،‏ حد وسط دسته‌ها،‏ تداوم جریان،‏ تجمعی حد وسط دسته‌ها،‏ فصلی و دوره مشابه هیدرولوژیکی ارزیابی شد. این روش‌ها از نظر شیوه استفاده از آمار دبی جریان یا نوع منحنی سنجه رسوب با یکدیگر متفاوت‌اند. نتایج به ‌دست آمده اختلاف زیادی را بین روش‌های مختلف نشان داد،‏ که در نهایت روش تک‌خطی به‌عنوان روش بهینه و روش تداوم جریان به‌عنوان روش نامناسب تشخیص داده شد.

چکیده بارش و مقیاس‌های زمانی مختلف آن از پارامترهای مهم در پژوهش‌های منابع آب به شمار می‌روند. دارا بودن مقیاس‌های زمانی مختلف با ماهیت فرکتالی قابل بیان است. یکی از ابزارهای استاندارد در بررسی فرکتالی فرآیندهای هیدرولوژیکی استفاده از تحلیل طیف توانی یا اسپکترومی است. در این روش،‏ طیف توانی با انتقال مشاهدات از فضای زمان به فضای بسامد محاسبه شده و در صورتی که تمام یا بخشی از طیف،‏ از توابع توانی پیروی کنند،‏ داده‌ها در بازه موردنظر دارای خصوصیات فرکتالی خواهند بود. در این پژوهش طیف توانی حاکم بر بارش‌های ماهانه 33 ایستگاه باران‌سنجی در ایران بررسی و رژیم‌های مقیاس‌گذاری به همراه مقادیر توان طیفی برای هر ایستگاه مشخص گردید. نتایج نشان داد که 81 درصد ایستگاه‌ها در دوره تناوب کمتر از یک سال دارای خاصیت مقیاس‌پذیری و ماهیت فرکتالی قوی هستند. همچنین علاوه بر رژیم مقیاس‌گذاری اول،‏ 17 ایستگاه دارای رژیم مقیاس‌گذاری دوم و 3 ایستگاه دارای رژیم مقیاس‌گذاری سوم هستند. هیچ‌یک از ایستگاه‌ها در رژیم مقیاس‌گذاری دوم خود دارای ماهیت فرکتالی نبوده و فقط یک ایستگاه در رژیم مقیاس‌گذاری سوم خود ماهیت فرکتالی نشان داد.

چکیده استفاده از سامانه‌های کنترل خودکار در مدیریت انتقال و توزیع آب در سامانه‌های آبیاری روباز،‏ به‌عنوان ابزار بهبود مدیریت و افزایش عملکرد این سامانه‌ها ضروری است. این پژوهش با هدف طراحی و ارزیابی الگوریتم کنترل سراسری پایین‌دست فاصله‌دار با روش تناسبی- انتگرالی پس‌خورد،‏ پیش‌خورد و دی‌کوپلینگ،‏ برای کانال EPC شبکه آبیاری دشت سرخس انجام شد. ارزیابی کارایی الگوریتم با استفاده از نتایج شبیه‌سازی چند گزینه بهره‌برداری مختلف با مدل هیدرودینامیک سوبک و محاسبه شاخص‌های ارزیابی سامانه‌های کنترل انجام شد. برای تنظیم الگوریتم کنترل،‏ مشخصه‌های بازه‌های کانال با استفاده از فرآیند شناسایی سامانه تعیین شدند. متوسط مقادیر شاخص‌های حداکثر قدرمطلق خطا (MAE)‎،‏ انتگرال قدرمطلق بزرگی خطا (IAE)‎ و خطای برگشت به حالت ماندگار (STE)‎ برای بازه‌های مختلف کانال برابر 0.042،‏ 0.005 و 0.001 به دست آمد. این نتایج نشان می‏دهد که الگوریتم دارای دقت و پتانسیل زیادی در کنترل جریان و استهلاک اغتشاشات است و شرایط تحقق توزیع تقاضامدار و ارتقاء عملکرد سامانه تنظیم و توزیع آب را فراهم می‌کند.

چکیده برآورد و تخصیص جریان زیست‌محیطی،‏ مؤثرترین رویکرد برای جلوگیری از اثرات منفی تنظیم جریان‌های سطحی بر اکوسیستم‌ها است. روش محیط خیس شده از روش‌های مفید در این زمینه است. آنچه در این روش مهم است،‏ تعیین نقطه بحرانی در منحنی دبی- محیط خیس شده است که همچنان ابهاماتی دارد. در این مقاله حداقل جریان زیست‌محیطی رودخانه خیرآباد با متوسط جریان سالانه (AAF)‎ 34 مترمکعب بر ثانیه با روش محیط خیس شده براساس دو روش شیب و انحنا برای تعیین نقطه بحرانی محاسبه شده است. نتایج نشان می‌دهد روش شیب همواره مقدار بیشتری نسبت به روش انحنا به دست می‌دهند. نتایج روش‌های شیب و انحنا به طور متوسط به‌ترتیب جریانی برابر با 5.2 و 2.0 متر‌مکعب بر ثانیه را به دست دادند. با مقایسه نتایج حاصل از دو روش با محدوده قابل قبول جدول تنانت (AAF 10-30%) مشخص شد که نتایج روش شیب (AAF 15.3%) در این محدوده قرار می‌گیرد ولی نتایج روش انحنا (AAF 6%) خارج از محدوده قابل قبول است. با توجه به این نتایج روش انحنا نمی‌تواند انتخابی مناسب برای تعیین نقطه بحرانی در منحنی باشد و در این زمینه روش شیب مقادیر قابل قبولی در پی دارد.

چکیده الگوی جریان در قوس‌ها به‌دلیل تغییر شرایط هیدرولیکی سبب فرایند فرسایش و رسوب‌گذاری می‌شود. در این مطالعه آزمایش‌هایی در قوس 90 درجه تند یک کانال مستطیلی با نسبت R/B=2 با عمق ثابت 17 سانتی‌متر در سه دبی 15،‏ 25 و 35 لیتر در ثانیه با اعداد فرود 0.17،‏ 0.28 و0.4 انجام شد. در هر حالت،‏ کف فلوم توسط ذراتی با دانه‌بندی یکنواخت،‏ با سه زبری mm0.5 ،‏mm2  و mm5 زبر شد. نتایج نشان می‌دهد با افزایش زبری،‏ تنش‌برشی کف افزایش یافته و موقعیت تنش‌برشی حداکثر در تمامی حالت‌ها از 10 تا 65 درجه،‏ نزدیک دیوار داخلی و از 90 درجه به بعد نزدیک دیوار خارجی است. همچنین،‏ تغییرات قدرت گردابه در طول کانال دارای یک حداکثر مطلق و یک حداکثر نسبی در موقعیت 50 درجه و 80 درجه است که افزایش زبری باعث می‌شود حداکثر مطلق در رأس قوس (50 درجه) تشکیل شود. علاوه بر آن،‏ نتایج نشان داد که شرایط هیدرولیکی بستر از نظر صاف و یا زبر بودن عامل مؤثر بر قدرت گردابه است. براساس تغییرات تنش‌برشی کف و قدرت گردابه،‏ مقطع 80-90 درجه قوس نزدیک دیوار خارجی،‏ به‌عنوان منطقه فرسایش‌پذیر تعیین شد.

چکیده عامل‌های زیادی در پتانسیل‌یابی منابع آب کارست مهم هستند که می‌توان به عامل‌های هیدروژئولوژیکی (چشمه‌ها)،‏ ساختاری (شکستگی‌ها و گسل‌ها)،‏ زمین‌شناسی (لیتولوژی)،‏ توپوگرافی (سطح اساس فرسایش محلی و شیب)،‏ نزولات جوی و پوشش گیاهی اشاره کرد. هدف از این بررسی،‏ ارزیابی پتانسیل آب‌های زیرزمینی کارستی تاقدیس دشتک و عامل‌های مؤثر بر آن است. بر این اساس،‏ نقشه‌های موضوعی مختلف با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور تهیه و در هر نقشه،‏ ارزش‌دهی به سلول‌های مختلف با روش قطعی از 0 تا 9 انجام شده است. وزن‌دهی نقشه‌ها با استفاده از تحلیل سلسله مراتبی (مقایسه زوجی) انجام شد و در نهایت نقشه‌ها به روش هم‌پوشانی شاخص با هم تلفیق شدند. نقشه نهایی شامل وزن‌های از 0 تا 9 و نقشه طبقه‌بندی شده ارائه شده است. نتایج نشان می‌دهد که پتانسیل آب کارست دشتک شمالی بیش از جنوبی است. هماهنگی نواحی با پتانسیل بالا با چشمه‌های با آبدهی زیاد نشان می‌دهد که مدل ارائه شده می‌تواند به ‌طور موفقیت‌آمیزی برای منطقه‌های کارستی استفاده شود.

چکیده تبخیر و تعرق واقعی یکی از مهم‌ترین عامل‌های مؤثر بر مدیریت آب بخش کشاورزی است که برآورد آن به‌ویژه در سطح‌های وسیع،‏ مشکلات اجرایی خاص خود را دارد. در دهه‌های اخیر بررسی‌های زیادی در زمینه برآورد این متغیر با فناوری سنجش از دور انجام شده که بیشتر بر مبنای بیلان انرژی سطح زمین استوار هستند. از مطرح‌ترین الگوریتم‌ها در این زمینه،‏ SEBAL است که پیاده‌سازی آن نیاز به شناخت قابلیت‌ها و کارآیی آن در کاربری‌های مختلف است. هدف مهم حاضر این است که با به‌کارگیری الگوریتم SEBAL و تصاویر‌های ماهواره Terra (سنجنده MODIS)‎ برای دوره زمانی 2002 تا 2008،‏ مقادیر تبخیر و تعرق واقعی به صورت ماهانه برآورد شود. منطقه مطالعاتی حوضه دریاچه ارومیه است که با توجه به تنوع کاربری آن،‏ مقدار تبخیر و تعرق واقعی به‌صورت مجزا برای کاربری‌های مختلف شامل کشت‌های آبی،‏ دیم،‏ شوره‌زارها و پیکره‌های آبی برآورد شد. نتایج پژوهش و مقایسه با مقادیر مشاهداتی،‏ نشان از دقت مناسب مدل در زمین‌های کشاورزی آبی (ضریب تبیین 0.84) و همچنین پیکره‌های آبی (ضریب تبیین 0.84) دارد اما در شوره‌زارها،‏ زمین‌های دیم و مراتع مدل با ضعف روبروست.

چکیده مدل‌های برنامه‌ریزی پویا ابزاری مناسب برای تعیین سیاست‌های بهینه بهره‌برداری از مخزن‌های سدها،‏ به‌خصوص در مواجه با محدودیت و عدم قطعیت در منابع آبی هستند. در این مقاله،‏ عملکرد طیف متنوعی از این مدل‌ها شامل برنامه‌ریزی پویای قطعی (DP)‎،‏ برنامه‌ریزی پویای احتمالاتی با کلاسه‌بندی جریان (SDP_Class)‎،‏ برنامه‌ریزی پویای احتمالاتی مبتنی بر سناریوهای تاریخی جریان (SDP_Scenario)‎ و برنامه‌ریزی پویای احتمالاتی با نمونه‌گیری (SSDP)‎ در سیستم چند‌منظوره سد زاینده‌رود ارزیابی و مقایسه شده است. ابتدا سیاست‌های بهینه بهره‌برداری در شرایط نیاز ثابت کشاورزی و سپس ملاحظه همزمان نیازهای کشاورزی و برقابی در کنار تأمین نیازهای شرب،‏ صنعت و زیست‌محیطی،‏ درنظر گرفته شد و در نهایت عملکرد مدل‌های بهینه‌سازی با استفاده از مدل‌های شبیه‌سازی و معیارهای کارایی همانند اعتمادپذیری زمانی و کمی،‏ بیشینه و میانگین کمبود و نیز زمان اجرای مدل‌ها ارزیابی شد. نتایج برتری محسوس مدل‌های SDP و SSDP را در مقایسه با مدل‌های DP نشان داد. این برتری عملکرد برای مدل SSDP و نیز شرایط حدی کم‌آبی‌ها بارزتر بود. با وجود عملکرد بهتر مدل SSDP،‏ بار محاسباتی و زمان اجرای آن بیشتر بود که روش‌های پیش‌تخصیص‌دهی متغیرها و برنامه‌نویسی برداری شده،‏ توانست تأثیر زیادی در کاهش زمان اجرای تمامی مدل‌ها و به‌خصوص SSDP داشته باشد.

چکیده سرریزهای جانبی به طور معمول در سیستم‌های زهکشی و کنترل سیلاب،‏ جمع‌آوری آب‌های سطحی و بسیاری از پروژه‌های منابع آب و محیط‌زیست کاربرد دارند. این پژوهش ویژگی‌های ضریب شدت جریان سرریز جانبی لبه‌تیز ذوزنقه‌ای شکل را با طراحی 18 سرریز در شرایط زیربحرانی ارزیابی کرده و عوامل تأثیرگذار بر روی ضریب شدت جریان این سازه هیدرولیکی را بررسی می‌کند. در این پژوهش از روش‌های آماری و رگرسیون چندگانه،‏ معادلاتی با 4.3 و 5.4 درصد خطا برای محاسبه ضریب شدت جریان ارائه شد. نتایج حاصل نشان می‌دهد که درنظر گرفتن شیب جانبی سرریز به‌عنوان عامل اثرگذار بر ضریب شدت جریان،‏ دقت برآورد را 1.2 تا 2.3 درصد افزایش می‌دهد. همچنین براساس محاسبات انجام شده،‏ نسبت بی‌بعد طول روگذری جریان به طول سرریز،‏ مهم‌ترین عامل اثرگذار روی ضریب شدت جریان در این نوع سرریزها بوده و حذف این عامل خطای محاسبات را 1.4 درصد افزایش می‌دهد.

چکیده به‌دلیل اهمیت زیاد آب‌شستگی،‏ پژوهش‌گران زیادی به بررسی این پدیده پرداخته و روش‌های مختلفی برای کنترل آن ارائه کردند. این روش‌ها را می‌توان به دو گروه کلی،‏ افزایش مقاومت بستر و تغییر الگوی جریان تقسیم کرد. طوق‌ها صفحاتی هستند که موازی با بستر و عمود بر پایه نصب شده و در بالادست پایه،‏ مانعی در مقابل جریان روبه پایین بوده و از تشکیل حفره آب‌شستگی جلوگیری می‌کنند. در این پژوهش اثر طوق بیضوی بر میزان کاهش آب‌شستگی بررسی شده است بدین منظور از 3 طوق بیضوی با نسبت طول طوق در پایین‌دست پایه به قطر پایه برابر با 1،‏ 1.5 و 2 و ضخامت 3 میلی‌متر استفاده شد. طول،‏ عرض و عمق کانال آزمایشگاهی به‌ترتیب برابر با 8،‏ 0.255 و 0.3 متر و اندازه متوسط ذرات بستر 0.88 میلی‌متر بوده است. از پایه استوانه‌ای به قطر 21 میلی‌متر و 5 دبی مختلف استفاده شد. نتایج نشان داد که حجم گودال آب‌شستگی در حالت استفاده از طوق در مقایسه با آزمایش‌های پایه بدون طوق کاهش یافته است. بیشترین مقدار کاهش حجم مربوط به طوق بیضوی با نسبت بدون بعد طول طوق پایین‌دست پایه به قطر پایه برابر با 1.5 بوده که این مقدار کاهش در عدد فرود جریان 0.246 برابر 81.5 درصد بوده است. کمترین مقدار کاهش هم مربوط به طوقی به ابعاد در عدد فرود جریان 0.294 بوده که مقدار آن برابر با 13.36 درصد است.

چکیده روند تغییرات جریان در ایستگاه‌های هیدرومتری قسمت مرکزی حوضه رودخانه کرخه در سه مقیاس ماهانه،‏ فصلی و سالانه با استفاده از آزمون‌های آماری بررسی شد. داده‌های مورد استفاده شامل داده‌های 11 ایستگاه هیدرومتری منتخب در دوره 40 ساله آماری (1388-1348) در محدوده مورد مطالعه می‌شود. در این پژوهش ابتدا شیب خطی روند در داده‌های نمونه با روش TSA‌ تخمین و سپس با روش‌های TFPW،‏ PW و VCA اثر ضریب خودهمبستگی از داده‌ها حذف و سری‌های زمانی آبدهی اصطلاحا" پیش‌سفید شد. سپس روند تغییرات جریان در سری‌های زمانی اصلی و سری‌های پیش‌سفید شده به روش‌های مذکور با استفاده از آزمون من‌کندال (MK)‎ بررسی شد. در نهایت توانایی روش‌های TFPW،‏ PW و VCA در حذف ضریب خودهمبستگی بررسی شد. نتایج نشان داد که روش TFPW بهترین روش برای حذف ضریب خودهمبستگی است. بر این اساس بررسی روند ایستگاه‌های مورد مطالعه براساس روش MK_TFPW در سه مقیاس ماهانه،‏ فصلی و سالانه ارائه شد و مشخص شد که در مقیاس سالانه در بیش از 70 درصد از ایستگاه‌ها روند نزولی کاهش میزان جریان در سطح 5 درصد معنی‌دار است.

چکیده در این پژوهش،‏ خصوصیات جریان عبوری از زیر دریچه‌های کشویی و قطاعی در شرایط جریان آزاد و مستغرق با استفاده از معادلات انرژی و مومنتم و بهره‌گیری از نتایج آزمایشگاهی سایر پژوهش‌گران مطالعه شده است. در شرایط جریان آزاد،‏ معادله‌ای برای تخمین ضریب افت انرژی دریچه ارائه و کاربرد آن در افزایش دقت برآورد ضریب دبی در شرایط جریان آزاد نشان داده شد. در شرایط جریان مستغرق نیز،‏ معادله‌ای نظری برای تخمین ضریب دبی دریچه‌های کشویی و سه نوع دریچه قطاعی با لبه لاستیکی سخت،‏ چوپوقی‌سان و لبه‌تیز گسترش داده و دیده شد در یک شرایط معین،‏ مقدار گذردهی جریان از دریچه قطاعی با لبه لاستیکی سخت نسبت به نوع لبه‌تیز و نوع چوپوقی‌سان بیشتر است. متوسط ضریب افت انرژی هر سه نوع دریچه قطاعی در شرایط جریان مستغرق وابسته به نسبت ارتفاع محور به شعاع دریچه،‏ تعیین و بر مبنای آن دقت معادله ضریب دبی بهبود یافت. با افزایش زاویه لبه دریچه،‏ مقدار ضریب دبی در یک شرایط معین کاهش می‌یابد. همچنین در یک شرایط معین،‏ میزان گذردهی جریان از هر سه نوع دریچه قطاعی بیشتر از دریچه‌های کشویی است. دیده شد استفاده از معادلات پیشنهادی ضریب دبی دریچه نوع لبه‌تیز برای دریچه‌های نوع لاستیکی سخت و چوپوقی‌سان سبب بروز خطای قابل توجه،‏ خواهد شد.

چکیده شناخت جریان عرضی قوی ناشی از نیروی گریز از مرکز در پیچان‌رودها سبب شناخت مکان‌ بیشینه فرسایش در ساحل خارجی می‌شود. از ‌این‌رو با شناخت مکان‌های مناسب برای احداث دهانه آبگیر و انجام عملیات مناسب مهندسی رودخانه می‌توان از تخریب سازه‌ها و زمین‌های زراعی اطراف رودخانه جلوگیری کرد. در این مقاله به بررسی آزمایشگاهی توان جریان ثانویه و تغییرات آن در پیچ رودخانه و مدل‌های پیش‌بینی مکان بیشینه فرسایش عرضی پرداخته شده است. آزمایش‌های این پژوهش در یک پیچ تند با نسبت شعاع مرکزی به عرض 1.31 در یک توپوگرافی توسعه یافته و سه دبی 63،‏ 89 و 104 لیتر بر ثانیه انجام شده است. بررسی‌ها نشان‌گر هماهنگی کامل جریان ثانویه با تغییرات شیب عرضی بستر و کاهش توان جریان ثانویه با افزایش دبی می‌باشد. به بیان واضح‌تر نسبت انرژی جنبشی عرضی به طولی از 43 درصد در دبی 63 لیتر بر ثانیه به 35 درصد در دبی 104 لیتر بر ثانیه کم شده است. همچنین مکان دهانه آبگیر در پیچ تند در حدود یک سوم از ورودی پیچ به دست آمده است. علاوه ‌بر آن،‏ بررسی مدل‌های تأخیر فاز جریان ثانویه نشان داد که آن‌ها توانایی پیش‌بینی صحیح مکان بیشینه فرسایش را ندارند. دلیل این امر عدم درنظرگرفتن تندی پیچ (نسبت شعاع مرکزی به عرض کانال) است که روی الگوی جریان عرضی تأثیر بسزایی دارد.

چکیده تحلیل رفتار متقابل گیاه و جریان برای تعیین درجه محافظت از سیل در بخش کشاورزی،‏ مهم است. در این مقاله یک روش تحلیلی برای بررسی منحنی خمش گیاهان منعطف و نقطه شکست آن‌ها در شرایط غیرمستغرق برای حالت دینامیک ارائه شده است. نتایج نشان داد که تحت شرایط یکسان هیدرولیکی نقطه شکست برای گیاهان منعطف با قطر ثابت،‏ در قاعده گیاه است ولی این نقطه برای گیاهان با قطر متغیر به سمت بالا حرکت می‌کند. همچنین میزان خم‌شدگی با افزایش قطر ساقه و ثابت بودن سایر عامل‌ها به‌دلیل افزایش نیروی کشانه،‏ افزایش می‌یابد. نتایج نشان داد برای گیاهان مخروطی،‏ خمش کل بیشتر از گیاهان با قطر ثابت است. همچنین برای گیاهان با قطر غیریکنواخت میزان خمش بیشتر است و هرچه گیاه منعطف‌تر باشد محل وقوع بیشینه خمش،‏ به سمت بالا منتقل می‌شود که این امر زبری جریان را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

چکیده استفاده از فعالیت‌های حفاظت آب و خاک برای کنترل رسوب‌زایی حوضه‌های آبریز در همه شرایط موفق نبوده و به نظر می‌رسد تخلیه رسوبات ته‌نشین شده در مخزن از طریق تخلیه‌کننده‌های تحتانی تنها راه حل مؤثر و موفقیت‌آمیز خواهد بود. با توجه به اهمیت انرژی آشفتگی جریان از لحاظ ورود هوا به جریان و پتانسیل وقوع کاویتاسیون،‏ در این مقاله سعی شده تا با شبیه‌سازی عددی این فرایند،‏ گامی در جهت بهینه‌سازی عملکرد این سازه‌ها برداشته شود. در این پژوهش ابتدا جریان دو فاز آب و هوا شبیه‌سازی و نتایج با مشاهدات و اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی مقایسه شد. سپس دو جریان با غلظت 300 و 500 گرم در لیتر به‌صورت سه‌ فاز اولری آب و هوا و رسوب،‏ جهت بررسی تأثیر غلظت بر پروفیل‌های آشفتگی و انرژی آشفتگی سطحی شبیه‌سازی شد. نتایج نشان داد که در غلظت‌های بالای رسوب،‏ انرژی آشفتگی جریان در مقایسه با حالت آب خالص بسیار ناچیز بوده و فقط در سطح جریان و در فواصل نزدیک دریچه تأثیرگذار است. ورود ذرات جامد رسوب به جریان سبب کاهش شدت و نرخ آشفتگی در مقاطع مختلف جریان در تونل شده به گونه‌ای که افزایش غلظت جریان به 300 گرم بر لیتر سبب کاهش 50 درصدی حداکثر انرژی آشفتگی می‌شود.

چکیده مطالعه سیستم‌های رودخانه‌ای از جنبه‌های مختلف محیط طبیعی شامل هیدرولوژی،‏ هیدرولیک،‏ فرآیندهای فرسایش و رسوب‌گذاری و همچنین شکل کانال‌های رودخانه‌ای است. بین تغییرات ایجاد شده در متغیرهای مستقل و واکنش متغیرهای وابسته همواره تأخیر زمانی وجود دارد که با مقادیر و حدود تغییرات در متغیرهای مستقل و قابلیت تغییرپذیری متغیرهای وابسته کنترل می‌شود. در این پژوهش،‏ برای بررسی خصوصیات هندسی و هیدرولیکی مقاطع عرضی رودخانه فیروزه- شاهجوب در استان خراسان شمالی بعد از تحلیل نتایج خروجی از مدل هیدرولیکیHEC-RAS ،‏ برای دبی با دوره بازگشت 10 ساله برای 37 بازه که در طول رودخانه انتخاب شده بود،‏ اقدام شد. بهترین معادله از بین رابطه‌های رگرسیونی که دارای کمترین خطای استاندارد،‏ کمترین مقدار P-value و ضریب تشخیص بالاتر بود،‏ انتخاب شد. نتایج پژوهش نشان داد که معادله نمایی به‌عنوان معادله مناسب‌تر برای رابطه‌های ژئومتری - کانال برای رودخانه مورد مطالعه است که دارای خطای استاندارد 0.010،‏ ضریب تشخیص 0.88 و P-value 0.002 نسبت به سایر مدل‌ها بود.

چکیده از جمله روش‌های جلوگیری از نهشته شدن رسوب این است که شرایط جریان عبوری از سازه طوری تعیین شود که از نهشته شدن رسوب جلوگیری کند و یا سازه شرایط خودتنظیفی را داشته باشد. در این پژوهش ابتدا با استفاده از تحلیل ابعادی یک رابطه کلی برای شرایط خودتنظیفی کانال روباز و سیفون معکوس ایجاد شد. سپس با استفاده از دو مدل آزمایشگاهی و 14 نمونه رسوب غیرچسبنده با ابعاد 0.2 تا 4.4 میلی‌متر در سه شیب 0.5،‏ 1 و 1.5 درصد کانال و چهار شیب 0،‏ 8،‏ 16 و 24 درجه برای مجاری افقی و خروجی سیفون معکوس آزمایش‌های لازم انجام شد. با بکاربردن داده‌های آزمایشگاهی،‏ منحنی‌هایی برای شرایط خودتنظیفی در کانال و مجاری افقی و خروجی سیفون معکوس ایجاد گردید. سپس با استفاده از این منحنی‌ها و خصوصیات دانه‌بندی مواد معلق رودخانه کرخه در محل ایستگاه پای‌پل،‏ سرعت خودتنظیفی یا همان حداقل سرعت برای عدم ته‌نشینی ذره‌ای به قطر 2 میلی‌متر که بزرگ‌ترین ذره رسوب ورودی به کانال اصلی پای‌پل و سیفون‌های معکوس آن است،‏ به دست آمد.