تخمین بیشترین عمق آبشتگی یکی از پارامترهای مهم در طراحی پایه های پل نصب شده در رودخانه و یا دریا می باشد. در این مطالعه با استفاده از یک مدل آزمایشگاهی چگونگی آبشستگی اطراف پایه پل در خاک های چسبنده مورد بررسی قرار گرفته است. مدل شامل فلوم آزمایشگاهی با طول 22 ، عرض 0/77 و عمق 0/6 متر با یک پایه پل به قطر 100 میلیمتر می باشد. در این تحقیق از سه نمونه خاک چسبنده با درصدهای رس 52 ، 41 و34 استفاده شده است. در این آزمایش ها با تغییر پارامترهایی نظیر سرعت جریان ، عمق آب ،درصد رطوبت اولیه خاک بستر و مقامت برشی زهکشی نشده ، اعماق آبشستگی اندازه گیری شد. در نهایت با استفاده از نتایج اندازه گیری وآنالیز ابعادی پارامتر های موثر در آبشستگی مشخص شده و با استفاده از رگرسیون رابطه مربوطه بدست آمد. در این تحقیق عمق های آبشستگی بدست آمده از قائده هایپربولیک با عمق های آبشستگی محاسبه شده از رابطه رگرسونی مقایسه گردیدند و محدوده مقادیر خطا 15% ± حاصل شد. این رابطه رگرسیونی نسبت به روابط تجربی شن و همکاران و جانسون محدوده مقادیر خطا را 10% ± و نسبت به رابطه ملویل محدوده خطا را 15% ± کاهش داد. همچنین با استفاده از نرم افزار flow-3d مدل عددی آبشستگی موضعی پایه پل شبیه سازی شده و نتایج حاصل از اجرای برنامه با نتایج حاصل از مدل آزمایشگاهی مقایسه گردید و نشان داد که از تطابق خوبی برخوردار می باشند.

جریان های برگشتی، جریان های باریک و با سرعت زیاد هستند که از ناحیه خط ساحلی به سمت دریا گسترش می یابند. این جریان ها در بیشتر سواحل بخصوص سواحل به شکل پشته-شکاف شکل می گیرند و اغلب با سرعت های نسبتا" بالایی(حدود 2/4 متر بر ثانیه ) مشاهده شده اند، که سریعتر از قویترین شناگرهای المپیک می تواند عمل کند . این جریان ها در شرایط خاصی که به وضعیت باد، امواج،جزرومد، تلاطم آب و فرم بستر ماسه ای دریا بستگی دارد، شکل می گیرد. در این تحقیق با مدل کردن بخشی از ساحل دریا با مقیاس 1/50 بصورت ساحل ماسه ای پشته-شکاف در شیب بسترهای 1/30، 1/40، 1/50، 1/60 و1/70 اثر تغییر شیب بستر بر این جریان مورد بررسی قرار گرفت و مشخص گشت که با کاهش شیب جریان های قویتری ایجاد شده و بالطبع سرعت جریان افزایش یافته است.

سرریزهای جانبی (side weirs) سازه های هستند که در کنار یک آبراهه یا کانال نصب می شوند و زمانی که ارتفاع جریان از تاج آن بالاتر رود جریان اضافی از روی آن عبور کرده و وارد کانال فرعی می شود، در واقع سرریزهای جانبی سازه های منحرف کننده جریان هستند که در صنعت آبیاری، زهکشی، کنترل سیلاب و ... کاربرد قابل ملاحظه ای دارند. جریان روی این سازه ها از نوع گسسته مکانی (spatially varid flow) است که شدت جریان در طول آنها افزایش یا کاهش می یابد. باتوجه به قدمت این سازه ها می توان گفت که مطالعات کامل تئوریکی، برای بررسی جریان، روی آنها انجام نپذیرفته است. شروع استفاده از این سازه ها به زمانی برمی گردد که بشر برای اولین بار مشغول آبیاری شد، علیرغم ساده بودن ساختمان این نوع سازه های منحرف کننده جریان، بدلیل پیچیدگی مکانیزم جریان روی آنها، اگرچه تحقیقات نسبتاً زیادی در این زمینه انجام شده ولی روش دقیقی جهت محاسبه ضریب شدت جریان سرریزهای مثلثی لبه تیز ارائه نشده است. مهمترین مسئله در بررسی جریان روی این سازه ها، تعیین میزان شدت جریان است که تاکنون محققین روابط مختلفی را روی سرریزهای مستطیلی شکل ارائه نموده اند. در مطالعه حاضر با استفاده ازمدل آزمایشگاهی سرریزهای جانبی مثلثی شکل برای دبی های مختلف پروفیل سطح آب بالای سرریز اندازه گیری و با پروفیل محاسبه شده با استفاده از حل معادلات سرریزهای جانبی توسط روش عددی رانج کوتا مقایسه گردید.هم چنین با استفاده از تحلیل ابعادی معادلات ضریب شدت جریان سرریزهای جانبی مثلثی شکل با زاویه ??و??درجه ارائه گردید و با اطلاعات آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفت.

یکی از انواع سدهای بتنی سدهای پشت بند دار می باشند. پشت بند در این سدها استحکام سازه سد را در برابر انواع نیروهای وارد بر دیواره سد تامین می نماید. یکی از مشکلات عمده در این سدها مسئله جابجایی در پشت بند ها می باشد که موجب ایجاد ترک در پوسته می شود. لذا ضرورت دارد که پشت بندها به گونه ای طراحی شوند که میزان جابجایی در آنها به حداقل ممکن برسد. با توجه به اینکه پشت بندهای اجرا شده در این سدها عموما بتنی می باشند که دارای وزن زیاد و قالب بندی پیچیده و در نتیجه هزینه ساخت بالا می باشند لذا در این تحقیق استفاده از سازه فضاکار با وزن کمتر و اجرای آسانتر به عنوان جایگزین پشت بندهای بتنی مورد بررسی قرار گرفته است. به عنوان مطالعه موردی، توپولوژی سازه فضاکاری به عنوان جانشین برای پشت بند بتنی شماره 12 و 4 سد لتیان توسط نرم افزار های formian و sap2000 ساخته شده است. آنالیز و طراحی این توپولوژی ها توسط نرم افزار sap2000 صورت گرفته است. مدل بتنی موجود این پشت بند ها نیز توسط نرم افزار ansys بارگذاری و تحلیل شده است. در این برنامه، بارگذاری بر اساس آیین نامه usbr می باشد که شامل بارهای مرده، فشار آب، فشار رسوب و فشار هیدرودینامیکی است. پس از آنالیز و طراحی سازه فضاکار و مقایسه آن با مدل بتنی مشاهده شد که بیشینه جابجایی گره های سطحی در مدل سازه فضاکار در استفاده از مقاطع گروه )1(50 درصد و گروه )2 (25 درصد از مدل بتنی کمتر است. همچنین وزن پشت بند سازه فضاکار نسبت به پشت بند بتنی بسیار سبکتر می باشد که می تواند دلیلی برای عملکرد بهتر پشت بند سازه فضاکاری در مقابل نیروهای زلزله باشد.

مخازن پشت سدها نقش اساسی در تأمین آب و انرژی برق و همچنین کنترل سیلاب ها بر عهده دارند. بهره برداری بهینه از آنها در طول سالیان متمادی به عنوان یک مسئله اساسی در میان محققین مدیریت منابع آب مطرح بوده است. در این تحقیق، یک الگوی بهره برداری زمان واقعی بهینه برای سد جیرفت در استان کرمان ساخته شد. برای این منظور ابتدا با تکیه بر روش برنامه ریزی پویا، مقادیر بهینه آب رهاشده در هر ماه به دست آمد. سپس به کمک سامانه استنتاج عصبی-فازی تطبیقی (anfis) و با بهره گیری از نتایج بهینه به دست آمده برای یک دوره تاریخی 46 ساله، یک مدل کلی بهره برداری از مخزن حاصل گردید. برای ساخت مدل های anfis مختلف از توابع موجود در جعبه ابزار فازی نرم افزار matlab یعنی genfis1 و genfis2 بهره گرفته شد و این مدل ها به ترتیب با نام های anfis1 و anfis2 نامگذاری شدند. یک مدل رگرسیونی خطی چندگانه نیز برای مقایسه با نتایج به دست آمده از مدل های anfis ساخته شد. نهایتاً در مرحله شبیه سازی، مدل ها به صورت زمان واقعی مورد استفاده قرار گرفتند و عملکرد مدل ها با هم مقایسه گردیدند. برای سنجش عملکرد مدل ها در مرحله شبیه سازی، معیارهایی چون ریشه میانگین مربع خطاها، ضریب همبستگی، میزان برق تولیدی، میزان کمبود، مقدار سرریز، اعتمادپذیری، برگشت پذیری و آسیب پذیری مورد استفاده قرار گرفتند. براساس مقایسه های صورت گرفته مدل anfis2 عملکرد مناسب تری را در بین مدل ها از خود نشان داد و به عنوان بهترین مدل انتخاب گردید.

امروزه در دنیا، جریان های شکافنده بزرگ ترین خطر در نواحی ساحلی برای شناگران است. این جریان ها از نواحی نزدیک خط ساحلی شروع می شوند و در عرض ناحیه خیزابی به طرف دریا گسترش یافته، به بیرون این نواحی می رسند. سالانه حدود 200 نفر هنگام شنا در سواحل شمالی کشور غرق می گردند؛ لیکن در مورد وجود این جریان ها و نقش آنها در این حوادث، هیچ تحقیقی انجام نشده است. اندازه گیری میدانی مشخصات جریانهای شکافنده به دلیل ماهیت ناپایدارشان و طبیعت متلاطم ناحیه خیزابی از مشکل ترین اندازه گیری های مهندسی به شمار می آید. در این تحقیق برای اندازه گیری میدانی جریان های سطحی ساحلی، ضمن تهیه نقشه هیدروگرافی بزرگ مقیاس یک ناحیه ساحلی حادثه خیز در بندر انزلی در دو سال متوالی، با استفاده از شناورهای جی پی اس ردیاب جریان، برای اولین بار وجود جریان های شکافنده در ساحل دریای خزر با انجام اندازه گیری های میدانی گزارش و مشخصات آنها تعیین شده است. شناور های جی پی اس ردیاب جریان، برای نخستین بار در ایران طراحی و ساخته شد و صحت عملکرد آنها از طریق مقایسه سرعت های اندازه گیری شده با سرعت های به دست آمده از یک دستگاه rcm9 نصب گردیده در ساحل دریای خزر مورد ارزیابی قرار گرفت. عملکرد شناور جی پی اس ساخته شده در این تحقیق با دو شناور جی پی اس که در سالهای 2003 و 2004 در آمریکا و استرالیا ساخته شده و برای اندازه گیری جریان در نواحی ساحلی مورد استفاده قرار گرفته اند؛ مقایسه گردید. همزمان با این تحقیق یک شناور جی پی اس ساخت آمریکا در سال 2009 برای اندازه گیری مشخصات جریان های شکافنده در ساحل کالیفرنیا به کار گرفته شده است؛ لیکن هزینه ساخت شناور طراحی شده در این تحقیق 25% از نمونه اخیر آمریکایی کمتر گردید. در این پژوهش برای به دست آوردن تصویری از مشخصات جریان شکافنده در ساحل جنوبی دریای خزر در بندر انزلی از 5 شناور جی پی اس ردیاب جریان استفاده شده است. سه اندازه گیری میدانی در ناحیه ساحلی این بندر در تابستان سال های 1387 و 1388 انجام شده و در دو اندازه گیری از حرکت شناورهای جی پی اس، چرخش جریان سطحی ساحلی و ایجاد جریان شکافنده به خوبی قابل تشخیص است. جریان شکافنده در این ناحیه ساحلی به وسیله کانال های شکافی موجود در پشته های رسوبی ماسه ای کنترل می شود و در عرضی بین 5/1 تا 2 برابر عرض ناحیه خیزابی از خط ساحلی گسترش می یابد. اندازه گیری ها در شرایط امواج متوسط و نسبتاً قوی دریا انجام شده اند و نتایج حاصله نشان می دهند که جریانهای شکافنده ایجاد شده، قادرند حتی شناگران قوی را با خود به خارج از ناحیه خیزابی ببرند.

در این پایان نامه با استفاده از روش بهینه سازی الگوریتم مورچگان، بهینه سازی چند منظوره برنامه جایگزینی شبکه های توزیع آب مورد بررسی قرار گرفته است. تابع هدف، کاهش هزینه کلی نگهداری شبکه توزیع آب بر اساس پیش بینی شکست هایی که در آینده رخ می دهد می باشد. در این راستا الگوریتم مورچگان در شش زیر تابع و یک تابع اصلی در نرم افزار matlab کد نویسی شده است. شبکه مورد مطالعه با استفاده از نرم افزار epanet نسخه ی 2 آنالیز شده، که برای این منظور نرم افزار epanet به برنامه matlab توسط کدنویسی در برنامهmatlab ، لینک شده است. شکست های احتمالی لوله بر اساس یک تاریخچه شکست بیست ساله به صورت یک معادله رگرسیون مدل می شود و بر اساس مدل فیت شده به شکست ها، شکست های تجمعی برای هر لوله برای سال های آینده پیش بینی می شود. مدل ارائه شده برای تخمین تعداد شکست لوله ها در یک سال تنها تابعی از عمر لوله ها می باشد. از آنجایی که هدف اصلی از انجام این تحقیق بهینه کردن هزینه جایگزینی می باشد، تابع هزینه بر اساس هزینه های موجود محاسبه شده است. هزینه ها در غالب سه تابع برای هر لوله محاسبه شده، که این توابع شامل هزینه تعمیر لوله ها تا شروع افق برنامه ریزی، هزینه تعمیر لوله در طول افق برنامه ریزی تا قبل از نوسازی لوله و هزینه تعویض لوله ها می باشد. بر اساس الگوریتم مورچگان، حالت بهینه برای برنامه جایگزینی لوله ها اعمال می شود و لوله ها با لوله هایی که از نظر قطر و سایر مشخصات یکسان می باشند، تعویض می شوند.

ساخت سازه های شناور از جمله هتل، رستوران های شناور و سازه های تفریحی شناور تاثیر بسزایی در جذب عوامل گردشگری و توریستی دارند. بنابراین لازم است جابجایی این سازه ها تا حد ممکن کاهش یافته بگونه ای که احساس امنیت و آرامش کاملی بوجود آید. شناخت و انتخاب پارامترهای مناسب در طراحی این سازه ها می تواند به کمتر شدن پاسخ های دینامیکی ناشی از اثر گذاری های هیدرودینامیکی محیطی کمک کند. یکی از روش ها برای بررسی کامل عملکرد سازه های شناور بزرگ مطالعه آزمایشگاهی مدل آنها است. نتایج آزمایشگاهی زمانی قابل اعتماد هستند که مدل ساخته شده و شرایط آزمایشگاهی بیشترین مطابقت را با سازه اصلی و محیط دریا داشته باشد. برای این منظور مدل آزمایشگاهی سازه شناور با مقیاس یک صدم ساخته شد. هدف از این پژوهش تعیین میزان اثرگذاری پارامترهای موثر در جابجایی سازه شناور بزرگ و انتخاب بهینه آنها می باشد. بدین منظور پارامترهای فاصله اتصال مهاربند به کف فلوم تا سازه، طول موج، ارتفاع موج و عمق آبخور جهت بررسی رفتار حرکتی سازه مورد آزمایش قرار گرفت. سپس با استفاده از الگوریتم اجتماع ذرات به یک رابطه کلی جابجایی شبه سینوسی رسیده شد. بطوری که ضریب هر جمله سینوس از حاصلضرب توانی پارامترهای ذکر شده تشکیل گشت. در انتها با استفاده از این الگوریتم پارامترهای رابطه بدست آمده بهینه گردید. نتایج نشان می دهد که مقدار جابجایی با طول موج و ارتفاع موج نسبت مستقیم، و با عمق آبخور و فاصله اتصال مهاربند به کف فلوم تا سازه نسبت عکس دارد. سازه شناور در نرم افزار sap مدل شد تا نیروی مهاربندها و نیروهای داخلی سازه بدست آید.

گسترش مناطق شهری و روستایی بدون توجه به مطالعات هیدرولوژیکی سیلاب دشت ، با افزایش ریسک خطر پذیری منطقه وتوسعه خسارات ناشی از سیل همراه است. در مطالعه حاضر رفتار سیلاب و نحوه توسعه آن در محدوده دربند تهران با استفاده از مدل hec-hms وhec-ras و داده های هیدرو لوژیکی با دوره های بازگشت مختلف ایستگاه های هیدرو متری حوضه بررسی گردید و نحوه گسترش سیلاب با استفاده از نرم افزار gis arc نمایش داده شد. مطالعه حاضر با توجه به آنکه پهنه سیلاب را با دوره های بازگشت مختلف در اختیار قرار می دهد، مرجع مناسبی برای بیمه های سیل و مناطق پر خطر تر تحت سیل با دوره های بازگشت مختلف می باشد. از اینرو تخمین خسارت، مستلزم برآورد هیدرولوژیکی ترازهای سیلابها با دوره بازگشت مختلف و برآورد خسارات در هر کدام از این سیلابها است. از این تجزیه و تحلیل منحنی خسارت- دوره بازگشت بدست آمد که بوسیله آن می توان متوسط خسارات سالیانه در ناحیه تحت مطالعه را برآورد نمود. بنابراین در تخمین خسارت سیل و برآورد حق بیمه، تعیین دقیق مرزهای سیلاب دشت یا پهنه بندی سیلاب، اهمیت ویژه ای دارد. از اینرو بهترین راه کنترل سیلاب با توجه به هزینه و ریسک در منطقه دربند تهران پیشنهاد شد.

در حال حاضر استفاده از منابع آب زیرزمینی و دیگر منابع مانند نفت وگاز به یکی از اساسی ترین نیاز های بشر تبدیل شده است و به تبعیت از امکانات وعلم و فن آوری ها به طرق مختلف مورد استفاده قرار گرفته اند. اکنون با کاهش این منابع نیاز به استفاده دقیق تر و اصولی تر وبه تبع آن رفتار سنجی دقیق حرکت سیال در محیط متخلخل خاک محرز گردیده است. از طرف دیگر با رشد جمعیت و افزایش انتقال پساب های شهری به لایه های زیر سطحی زمین و بالا آمدن سطح این پساب ها، لزوم جمع آوری آنها از لایه زیر سطحی به یکی از نیازهای حیاتی تبدیل شده است. بنابراین رفتار سنجی دقیق حرکت سیال در محیط متخلخل برای برنامه ریزی چگونگی حذف آب از درون محیط متخلخل خاک یکی از اساسی ترین ارکان ادامه حیات جوامع شهری می باشد. لذا در تحقیق حاضر برای رفتار سنجی حرکت سیال در محیط متخلخل گام های زیر برداشته شده است: گام اول: رفتار سنجی و روند یابی هیدرولیکی در گستره بزرگ مقیاس برای کانال های زیرزمینی و ارائه مدل ریاضی تعیین پروفیل سطح آب و حل عددی معادلات حاصل به روش تربیع دیفرانسیل. گام دوم: توسعه فناوری گسسته سازی براساس تئوری های پیشرفته فازی و فازی متوازن و کاربردهای آن در بازسازی و استخراج اطلاعات آب های زیرزمینی و روش های بهینه سازی و ارائه روش جدید، "بهینه سازی فازی متوازن جمعیت پرندگان". گام سوم: اصلاح و توسعه تئوری جریان در محیط متخلخل در گستره ریز مقیاس با نگرش سه بعدی براساس غیر هم راستا بودن بردار جریان و بردار گرادیان هیدرولیکی با به کار گیری چنبره غیر کروی درجه چهار به عنوان مدل ریاضی. گام چهارم: طراحی و ساخت دستگاه جهت تشخیص گرادیان هیدرولیکی سه بعدی براساس مدل ریاضی ارائه شده و تعیین گرادیان های هیدرولیکی به وجود آورنده جریان در محیط متخلخل در هر راستا در لحظه شروع جریان و ایجاد حلقه اتصال بین حالات ممکن جریان بر اساس خصوصیات فیزیکی محیط متخلخل و حالات نظیر بر اساس گرادیان های هیدرولیکی محرک.

جریان غیر ماندگار جریانی است که خصوصیات آن در هر نقطه با زمان تغییر می کند. زمانیکه جریان از یک حالت ماندگار به حالت ماندگار دیگری تغییر شکل می دهد جریان مابین را جریان میرا می نامند. ضربه قوچ نوعی جریان میرا است که در خطوط لوله ایجاد می گردد. در حین ایجاد پدیده ضربه قوچ، نیروهای دینامیکی قابل توجهی به سازه لوله وارد می شود.چنانچه این نیروها باعث حرکت شبکه لوله شوند پدیده تداخل سیال- سازه رخ می دهد. ارائه مدل ریاضی و حل عددی مساله تداخل سیال- سازه ناشی از پدیده ضربه قوچ در یک سیستم مخزن- لوله- شیر در حوزه فرکانس هدف اصلی این پایان نامه می باشد. معادلات حاکم برای لوله های ویسکوالاستیک و حل عددی آنها به روش ماتریس انتقال در این تحقیق مطرح شده است. معادلات مذکور با در نظر گرفتن سه مکانیزم کوپله پواسون، کوپله اتصال (تداخل) و کوپله اصطکاک تشریح شده است. قابلیت روش عددی ماتریس انتقال در بررسی پدیده تداخل سیال - سازه در سیستم های لوله با شبیه سازی عددی برای آزمایش وردی و فان مورد تایید واقع شد و سپس به بررسی طیف فشار در لوله های ویسکوالاستیک پرداخته شد و نمودار فرکانسی فشار در این لوله ها ارائه گردید. بررسی طیف فشار در لوله ها نشان داد که اثر توام ویسکوالاستیسیته و اندرکنش باعث تشدید بیشتر فشار در لوله می گردد.

سد خاکی سازه ای است که به صورت همگن یا غیرهمگن به منظور بالا آوردن سطح آب یا ذخیره آن ساخته می شود. سدهای خاکی از اجزای مختلفی تشکیل شده که یکی از مهمترین اجزای آن هسته سد می باشد. از این روطراحی بهینه هسته سد خاکی، نوع مصالح و ابعاد و شکل آن از اهمیت زیادی برخوردار است. بطوری که با کمترین حجم مصالح، بیشترین تاثیر را در کاهش میزان تراوش از بدنه سد و حفظ پایداری آن داشته باشد. هدف از انجام تحقیق توسعه مدل بهینه سازی هندسه هسته سدهای خاکی بر اساس تلفیق معادلات حاصل از شبیه سازی تراوش، ضریب پایداری و گرادیان هیدرولیکی با الگوریتم شبیه سازی تیبرید(sa)می باشد. مقادیر پارامترهای ضریب پایداری، تراوش و گرادیان هیدرولیکی بدست آمده از مدل بهینه هسته با نتایج حاصل از مدل های نرم افزاری geo - studio مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج بدست آمده از این مقایسه بسیار به هم نزدیک می باشند. نتایج بدست آمده از مدل توسعه داده شده برای تعین ابعاد بهینه هسته سد خاکی با اندازه های واقعی سد حصار سنگی بیرجند مورد مقایسه قرار گرفت که بیانگر کاهش حجم مصالح مورد نیاز جهت ساخت هسته سد در حدود 21 درصد و پوسته سد در حدود 8 درصد می باشد که پایداری لازم را نیزتامین می نماید. نتایج بیانگر عملکرد بسیار مناسب مدل توسعه داده شده در طرح بهینه ابعاد هسته رسی تحت شرایط پایدار سدهای خاکی می باشد.

مشاهده ی مشکلات ناشی از حفاری های روباز و نیاز روزافزون جوامع بشری به احداث و تعمیر تاسیسات زیر سطحی باعث ابداع تکنولوژی trenchless (بدون ترانشه) به عنوان مجموعه ای از روش ها و تجهیزات برای نصب، نوسازی و جایگزینی تاسیسات زیر سطحی بدون نیاز به ترانشه یا ترانشه به تعداد محدود شده است تا حداقل اختلال را در ترافیک وکسب و کار ایجاد نماید. دراین مطالعه ضمن بیان ویژگی های روشهای مختلف تکنولوژی trenchless به ارزیابی فنی آن ها اقدام شده است و سپس اقدام به محاسبه ی جمعیت و نیاز آبی شهر مورد مطالعه (شهر کرمان) و طراحی شبکه فاضلاب با استفاده از نرم افزار sewage 8 شد و با استفاده از نرم افزار tag-r onlineکه بر مبنای سیستم کمک تصمیم گیر (dss) طراحی شده است اقدام به ارزیابی کارایی تکنولوژی trenchless در شهر کرمان شد و مناسب ترین روش نصب لوله های فاضلاب این منطقه معرفی شد. سپس با استفاده از برنامه social cost به مقایسه اقتصادی روش های حفاری پرداخته شده است و مشاهده شد که علی رغم افزایش هزینه های مستقیم روش trenchless نسبت به روش ترانشه باز، به علت عدم تخریب روسازی، جلوگیری از ایجاد ترافیک و سایر پارامترهای اجتماعی و تجاری در مجموع باعث کاهش هزینه ها و رفاه مردم می شود.

کاویتاسیون پدیده ای شایع و مخرب در سازه های هیدرولیکی از جمله سرریز سدها به شمار می آید که پایداری سازه سرریز را به مخاطره می اندازد و باعث ایجاد خسارت در سازه می گردد. در تحقیق حاضر سعی بر آن شده است که با استفاده از مدل نزدیک ترین همسایگی، روشی برای پیش بینی آسیب ناشی از پدیده کاویتاسیون در سرریز سدها ارائه گردد. مدل مورد بررسی با توجه به اطلاعات سرریز سد شهید عباسپور مورد آزمایش قرار گرفت. در ابتدا با توجه به محدود بودن داده های آزمایشگاهی از خصوصیات جریان عبوری بر روی این سرریز، جریان به صورت عددی و با استفاده از نرم افزار flow 3d شبیه سازی گردید. نتایج حاصل از مدل عددی برای فشار پیزومتریک و سرعت جریان در طول سرریز، با نتایج حاصل از مدل هیدرولیکی مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد، که نتایج حاصل از مدل عددی از مطابقت مناسبی با نتایج آزمایشگاهی برخوردار می باشند. سپس با استفاده از مدل نزدیک ترین همسایگی، محتمل ترین وضعیت خطر پدیده کاویتاسیون در سرریز سد شهید عباسپور به ازای هشت مقدار مختلف دبی جریان تخمین زده شد. در این مطالعه پنج سطح مختلف برای خسارت کاویتاسیون در نظر گرفته شد، که شامل "خطر کاویتاسیون وجود ندارد" تا "حداکثر آسیب" می باشد. مقایسه نتایج حاصل از مدل با مشاهدات آسیب بر سرریز این سد طی سیلاب های سال های گذشته، نشان داد که مدل نزدیک ترین همسایگی پیشبینی های قابل قبولی از سطح آسیب و نیز موقعیت آسیب ناشی از کاویتاسیون در سرریز این سد ارائه کرده است. در نهایت با استفاده از ضرایب آماری مختلف میزان دقت و کارایی مدل مورد ارزیابی قرار گرفت. مقادیر مناسب و قابل قبول ضریب همبستگی پیرسون، میانگین خطای مطلق، ریشه میانگین مربعات خطا و ضریب جرم باقی مانده، نشان داد که این مدل قابل قبول و توانمند می باشد.

با توجه به کاربرد گسترده سازه هایی که در معرض برخورد موج قرار دارند و نیز تغییر شکل سطح آزاد جریان در پدیده اندرکنش موج و سازه، لزوم بکارگیری روشی که قادر به مدلسازی الگوی جریان باشد، حائز اهمیت است. پیش بینی رفتار این جریان ها قبل و بعد از برخورد با سازه از عوامل بسیار مهم در طراحی این سازه ها به حساب می آید. در این تحقیق از روش هیدرودینامیک ذرات مسطح (sph) با در نظر گرفتن مدل زیر شبکه آشفته استفاده شده است. این روش در مسائل با سطح آزاد متحرک، بدلیل شرایط پیچیده هندسه مسئله دارای کاربرد بسیاری می باشد. از طرفی با افزایش پیچیدگی حرکت جریان، نیاز به استفاده از روشی که توانایی مدل کردن آشفتگی را داشته باشد احساس می شود. روش sph یک روش کاملا لاگرانژ ی و پایدار بوده که در آن معادلات مربوط به فازهای سیال، گاز و جامد بطور هم زمان حل می شوند. مدل ارائه شده توانایی ایجاد پاسخ های تکرار شونده برای معادله پواسون فشار را دارد و با انطباق با مدل زیر شبکه آشفته باعث افزایش دقت برای توصیف ویژگی های جریان آشفته در زمان شکست موج می شود. در این تحقیق برای شبیه سازی اندرکنش بین ذرات سیال با سیال و ذرات سیال با سایر ذرات از دو نوع وزن دهی متفاوت استفاده شده است و نتایج نشان دهنده بهبود برآورد سطح آزاد نسبت به حالتی است که از یک وزن دهی ثابت استفاده شده است. در نهایت صحت سنجی مدل ارائه شده با شبیه سازی مسئله شکست سد انجام گردید و نتایج بدست آمده از مدل حاضر با داده های آزمایشگاهی محققین دیگر مورد بررسی قرار گرفت. کمترین مربعات خطای بدست آمده از مقایسه نتایج بدست آمده از مدل و نتایج آزمایشگاهی حدود می باشد. تطابق بسیار خوب بین نتایج آزمایشگاهی و نتایج عددی، حکایت از قابلیت بالای این روش در شبیه سازی اشکال پیچیده سطح آزاد جریان دارد.

در این تحقیق از روش دسته بندی گروهی داده ها (gmdh) جهت تخمین عمق آبشستگی اطراف سازه های هیدرولیکی مورد مطالعه شامل دیواره های جانبی پل، خطوط انتقال سیال و پایه پل می باشند. شبکه gmdh توسط الگوریتم های انتشار برگشتی(back propagation)، لونبرگ-مارکوئت(levenberg-marquardt)، برنامه ریزی ژنتیک(genetic programming)، جامعه پرندگان (particle swarm optimization) و جستجوی گرانشی (gravitational search algorithm)توسعه داده می شود. جهت آموزش الگوریتم gmdh با استفاده از روش های نامبرده، از چند جمله ای درجه 2 در ساختار gmdh استفاده می شود. پارامترهای موثر بر عمق آبشستگی به سه دسته عمده مشخصات فیزیکی رسوبات بستر، هندسه سازه و شرایط هیدرولیکی جریان طبقه بندی می شوند. جهت مدلسازی آبشستگی در هر یک از سازه های هیدرولیکی مذکور، با مشخص کردن پارامتر های موثر بر عمق آبشستگی تعداد متغیرهای ورودی الگوریتم های ترکیبی gmdh مشخص می گردد. داده های مورد استفاده جهت توسعه شبکه gmdh دارای شرایط هیدرولیکی متفاوت آب زلال، بستر زنده و تحت اثر جریان موج می باشند. همچنین شرایط بستر خاکی که سازه های هیدرولیکی در آن قرار دارند شامل های خاک های غیر چسنده و چسبنده هستند. بعد از انجام مراحل آموزش و ارزیابی مدل های ترکیبی gmdh، با استفاده پارامتر های معیار خطا عملکرد مدل های پیشنهادی مورد بررسی قرار می گیرند. نتایج مدل های مختلف gmdh با دیگر روش های هوش مصنوعی و روابط تجربی بر مبنای رگرسیون مقایسه خواهند شد. همچنین در هر مورد از مدلسازی آبشستگی در اطراف سازه های هیدرولیکی، تاثیر گذارترین پارامتر بر عمق آبشستگی با استفاده از روش آنالیز حساسیت مشخص می شود.

تحقیق بر روی اثرات هیدرولوژیکی تغییرات آب و هوایی در مقیاس محلی نیاز به تکنیک های ریز مقیاس نمایی دارد. ریز مقیاس نمایی آماری رابطه ای بین پارامترهای بزرگ مقیاس اقلیمی و متغیرهای محلی مانند بارندگی و دما برقرار می کند و سپس تغییرات اقلیمی با استفاده از خروجی مدلهای جهانی اقلیم (gcms) پیش بینی می شوند. مدلسازی تغییرات اقلیمی معمولاً بر اساس روش های خطی و غیرخطی انجام می پذیرد. به دلیل وجود عدم قطعیت در تکنیک های مدل سازی و همچنین داده های مورد استفاده، پیش بینی تغییرات اقلیمی می بایست با استفاده از روش ها و داده های مختلف انجام شود. بدین منظور استفاده از الگوریتم های تکاملی هوشمند می تواند به عنوان یک ابزار دقیق برای مدلسازی و پیش بینی سیستم های مختلف، بدون استفاده از روابط پیچیده به کار رود. در این تحقیق با استفاده از الگوریتم برنامه ریزی ژنتیک (gp)، به مدلسازی اقلیمی در ایران پرداخته شده است. بدین منظور از خروجی نسل سوم مدل های جهانی اقلیم (cgcm3) تحت سناریو انتشار a2 در دوره ی (1990-1961) برای مدلسازی استفاده شده و نتایج به دست آمده با داده های مشاهداتی دما و بارش برای ایستگاه های هواشناسی gcos در ایران مقایسه شده است. مدلسازی با استفاده از دو مدل gp و asd، انجام شده و خروجی آنها باهم مقایسه شده است. مقایسه بین asd و gp در دو دوره کالیبراسیون (1975-1961) و ارزیابی (1990-1976) صورت گرفته است. برای ارزیابی مدل ها از مقدار واریانس توضیح داده شده مدل ها و جذر میانگین مجموع مربعات خطا برای شاخص های آماری و اقلیمی استفاده شده است. پیش بینی اقلیمی برای بارش و دمای ماکزیمم، مینیمم و میانگین روزانه برای دوره های 2040-2011، 2070-2041 و2100-2071 صورت گرفت. در تمامی ایستگاه ها، افزایش دمایی بین 10/2 تا 30/4 درجه سانتی گراد برای دمای ماکزیمم، 50/0 تا 2 درجه سانتی گراد برای دمای مینیمم (بجز ایستگاه شیراز که با کاهش 12/0 و 07/0 درجه سانتی گراد برای دمای مینیمم در دو دوره اول نسبت به دوره 1990-1961 مواجه هستیم) و 25/1 تا 45/3 درجه سانتی گراد برای دمای میانگین پیش بینی می شود. ولی رفتار بارش در ایستگاه های مختلف متفاوت است؛ در بعضی ایستگاه های مانند تهران و کرمان پیش بینی می شود با افزایش بارندگی مواجه شویم و در بقیه ایستگاه ها، کاهش بارش را خواهیم داشت.

هدف این مطالعه بررسی عددی جریان های حاصل از شکست سد می باشد. به همین منظور شبیه سازی جریان حاصل از شکست سد در چهار مورد بررسی شد؛ شکست سد روی بستر با وجود مانع مثلثی، شکست سد با وجود مانع ذوزنقه ای، شکست سد روی کانال با انقباض ناگهانی و شکست سد با وجود یک ساختمان منفرد. جریان به صورت عددی با استفاده از مدل آب کم عمق swو مدل معادلات متوسط گیری شده رینولدزrans شبیه سازی شد. در شبیه سازی rans به منظور پیگیری سطح آزاد جریان، از روش حجم سیال vof استفاده شد. به منظور در نظر گرفتن اثرات آشفتگی از مدل آشفتگیk-? استفاده شد. با استفاده از نتایج عددی در هر مورد مراحل مختلف انتشار موج سیلابی شرح داده شد. سپس به منظور صحت سنجی مدل های عددی، نتایج شبیه سازی شده در هر مورد با نتایج آزمایشگاهی مربوط مقایسه شد. مقایسه ها نشان می دهد که مدل ransجریان تحت بررسی را با دقت معقولی شبیه سازی می کند، در حالیکه مدل sw اختلافاتی را بویژه در نحوه انتشار موج منفی با داده های آزمایشگاهی دارد.

در حل بسیاری از مسایلی که توسط معادلات دیفرانسیل بیان می شوند ، از روش های عددی مثل روش اجزای محدود و روش تفاضلات محدود استفاده می شود که در این روش ها برای حل ، دامنه مسیله به شبکه هایی تقسیم بندی می شودکه این امر نیازمند به صرف زمان و هزینه زیادی می باشد..به همین دلیل در سالهای اخیر روشهای عددی جدیدی به نام روش های بدون شبکه به وجود آمده اند که برای تحلیل مسیله نیازی به شبکه ندارند. در این پایان نامه برای بررسی نشت آب از بدنه و پی سد ، معادله لاپلاس با استفاده از روش بدون شبکه پترو گالرکین (mlpg) حل شده است و برنامه لازم هم به زبان فرترن 90 تهیه شده است. برای برآورد دقت روش ابتدا یک تابع اولیه تعریف شده و با محاسبه مشتقات آن و قرار دادن در معادله دیفرانسیل حاکم بر جریان آب در خاک ، تابع چشمه معادله دیفرانسیل به دست آورده شده است.سپس معادله دیفرانسیل با تابع چشمه حاصله با استفاده از روش mlpg حل شده است و نتایج به دست آمده از حل عددی با حل تحلیلی مورد مقایسه قرار گرفته است،که این مقایسه نشان دهنده تطابق خوب بین نتایج حاصل از حل عددی و حل تحلیلی می باشد.وهم چنین روابطی هم برای اندازه گیری مقدار خطا تعریف شده و خطای تقریب هم به دست آمده است.و نتایج حاصل در پایان نامه ارایه شده است که این نتایج حاکی از دقت بالای روش mlpg می باشد.

بهینه سازی سکوهای دریایی که عمدتاً تحت بارهای دینامیکی قرار گرفته و رفتار غیر خطی از خود نشان می دهند ، کمک بزرگی به اقتصاد ملی خواهد بود. در این رساله سعی شده است با بکارگیری نرم افزار ansys یک سکوی دریایی از نوع جاکتی شبیه سازی و تحت نیروی زلزله به صورت دینامیکی تاریخچه زمانی مورد تحلیل قرار گرفته و وزن آن بهینه گردد. استفاده از تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی، موجب افزایش زمان بهینه سازی می گردد. بدین لحاظ در روش های پیشرفته ی بهینه سازی از محاسبات تقریبی استفاده می شود. امروزه استفاده از شبکه های عصبی برای چنین اهدافی بسیار متداول شده و نتایج خوبی در بر داشته است. در این تحقیق از شبکه عصبی مصنوعی پیش خور چند لایه(ffbp)، شبکه عصبی مصنوعی شعاع مبنا(rbf) و درخت تصمیم m5´ به عنوان تقریب ساز استفاده شده است. همچنین از الگوریتم جامعه پرندگان(pso) و الگوریتم جستجوی گرانشی(gsa)، جهت بهینه سازی سکوهای دریایی با متغییرهای گسسته استفاده شده است. الگوریتم جستجوی گرانشی، الگوریتم جدیدی است که با الهام از قوانین موجود در طبیعت طراحی شده و عامل های جستجوگر، مجموعه ای از اجرام می باشند. در این تحقیق وزن سکوی دریایی با در نظر گرفتن محدودیت های تنش و تغییر مکان و با استفاده از الگوریتم pso ، gsaو الگوریتم ترکیبی pso با gsa بهینه شده است.

سرریزها سازه های هیدرولیکی هستند که در سد های ذخیره ای و تأخیری به منظور رها سازی آب اضافی یا سیلاب از مخزن و انتقال آن به پایین دست رودخانه ساخته می شوند. به عنوان یکی از کاربردی ترین نوع سرریزها، می توان از سرریز اوجی نام برد. به منظور مطالعه تأثیر تغییرات شیب وجه بالادست و تغییرات هد طراحی بر روی دبی و عمق جریان عبوری از نرم افزار فلوئنت استفاده شده است. برای شبیه سازی مدل آشفتگی روش k-? استاندارد و برای مدل جریان دوفازی روشvof مورداستفاده قرار گرفته است. نتایج نشان داد که کاهش عمق طراحی مبنا، موجب افزایش دبی متوسط و عمق جریان عبوری از روی سرریز و افزایش عمق طراحی مبنا موجب کاهش دبی متوسط و عمق جریان عبوری از روی سرریز می شود. علاوه براین نتایج نشان داد که با شیبدار کردن وجه بالادست، دبی عبوری افزایش می یابد

تالاب های مصنوعی توسط انسان و با هدف تصفیه ی فاضلاب و کنترل سیلاب ها ساخته می شوند. یکی از معیارهای اصلی برای طراحی و ساخت یک تالاب مصنوعی، محاسبه ی راندمان هیدرولیکی تالاب است که این شاخص خود به وسیله ی توزیع و موقعیت زمان ماند هیدرولیکی تالاب مشخص می شود. در این تحقیق سعی بر آن است تا با استفاده از یک مدل عددی دوبعدی به شناسایی خصوصیات هیدرولیکی و هیدرودینامیکی جریان درون یک سری تالاب مصنوعی پرداخته شود. معادلات حاکم مورد استفاده در مدل مورد نظر، معادلات آب-های کم عمق یا به عبارت دیگر معادلات میانگین عمقی هستند که به وسیله ی روش حجم محدود گسسته سازی و بر روی شبکه ی بی سازمان مثلثی حل شده اند. مهم ترین عامل اثرگذار بر راندمان هیدرولیکی، نسبت طول به عرض (ضریب شکل) تالاب است. بررسی نتایج مربوط به افزایش ضریب شکل در یک گروه نه تایی از تالاب های مستطیلی فرضی، مبین افزایش غیرخطی راندمان هیدرولیکی با افزایش ضریب شکل می باشد. به طوریکه این تغییرات برای ضرایب شکل کمتر از دو، شدید (افزایش راندمان تا %50)، مابین دو تا 10، ملایم (افزایش راندمان از %50 تا %67) و بیشتر از 10 (راندمان %67 برای ضریب شکل 10 و راندمان %71 برای ضریب شکل 25) تقریباً ثابت است. در ادامه اثر عواملی همچون گردشدگی رئوس تالاب ها، وجود مانع مقابل جریان ورودی و تغییر محل ورود و خروج جریان بر راندمان مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که گردشدگی رئوس تالاب ها باعث افزایش راندمان می شود که این افزایش در ضرایب شکل یک تا چهار (افزایش راندمان %32 تا %69 نسبت به حالت بدون گردشدگی) مشهودتر است. همچنین بررسی نتایج، حاکی از افزایش راندمان هیدرولیکی در حالت وجود مانع در برابر جریان ورودی است، به نحوی که هر چه مانع به ابتدای تالاب نزدیکتر باشد، افزایش راندمان بارزتر است. تغییر وضعیت ورود و خروج جریان نیز یکی از راه کارهای افزایش راندمان است. هنگامی که جریان به صورت یکنواخت وارد تالاب می شود و از وسط یال مقابل به صورت نقطه ای خارج می شود، در ضریب شکل های بالا (بالاتر از 16) راندمان تا حدود %90 نیز می رسد. در نهایت پیشنهاد می شود در صورت وجود محدودیت اراضی جهت احداث تالاب مصنوعی، حداقل ضریب شکل، 2 (معادل راندمان %50) انتخاب شود.

پدیده شکست سد و به دنبال آن پیشروی امواج ناشی از جریان های سهمگین در پایین دست، خسارت های فراوانی ایجاد می کند. بنابراین برآورد پارامتر های هیدرودینامیکی جریان ناشی از شکست سد جهت پیش بینی خطرات، امری مهم می باشد. در این پژوهش از طریق اندازه گیری های آزمایشگاهی به بررسی مشخصات هیدرولیکی جریان ناشی از شکست سد در شرایط گوناگون از جمله : بستر خشک و تر پایاب، تغییرات شیب و وجود و عدم وجود مانع در پایین دست، پرداخته -شده است. سپس مدل عددی دو بعدی جریان شکست سد بر اساس معادلات آب کم عمق به روش حجم محدود به کمک نرم افزار فلوئنت ارائه شده است. برای ثبت داده ها ی آزمایشگاهی از روش فیلم برداری توسط دوربین های دیجیتال استفاده شده است. در انتها نتایج حاصل از مدل سازی با نتایج آزمایشگاهی مورد مقایسه و ارزیابی قرارگرفت. برای بررسی توانایی های مدل در شرایط مختلف بعد از شکست سد و برای ارزیابی دقت مدل از شاخص های آماری جذر میانگین مربعات خطا (rmse)، میانگین خطای مطلق (mae)، حداکثر خطای نسبی (remax) و شاخص تطابق (d) استفاده گردید. مقایسه ی شاخص ها نشان می دهد که توانایی مدل در شرایط پایین دست تر و شیب 0005/0 نسبت به بقیه شرایط بیشتر است چراکه شاخص تطابق 999/0 و خطای نسبی ماکزیمم 029/0 و rmse و mae بهترین نتیجه را نسبت به بقیه شرایط دارد. موج شکل گرفته در اثر شکست سد، از تر یا خشک بودن بستر پایاب تأثیر می پذیرد و با افزایش شیب بستر تخلیه سریع تر صورت می گیرد و وجود مانع در پایین دست، تلاطم و پیچیدگی های هیدرولیکی ایجاد می کند. همچنین نتایج نشان می دهد که نرم افزار فلوئنت ابزار مناسبی برای شبیه سازی شرایط جریان در پدیده شکست سد می باشد.

با توجه به پیچیدگی فرآیند حرکت آب و انتقال آلودگی در محیط متخلخل، شناخت و پیش بینی دقیق این فرآیند دغدغه تمام هیدروژئولوژیست ها و محققین فعال در این زمینه می باشد. یکی از راه های رسیدن به این مهم، استفاده از مدل های عددی وابسته به شبکه جهت حل معادلات حاکم می باشد. در این مطالعه جهت عبور از محدودیت های شبکه بندی، از روش بدون شبکه المان تحلیلی جهت مدل سازی جریان در حالت پایدار و دو بعدی با استفاده از فرضیات دوپویی-فورشهایمر استفاده شده است. این روش با استفاده از توابع تحلیلی دقیق به مدل سازی جریان می پردازد. متأسفانه در حال حاضر امکان مدل سازی فرآیند انتقال آلودگی به کمک این روش وجود ندارد. به همین منظور و برای حفظ استقلال کل روش از شبکه، از روش هم آیی نقطه ای جهت مدل سازی انتقال آلودگی استفاده شد، این روش با استفاده از پخش یک سری نقاط بر روی دامنه مدل و تولید توابع شکل به حل معادلات حاکم می پردازد. مدل جریان توسعه یافته به روش المان تحلیلی به کمک زبان برنامه نویسی شی گرا پایتون پیاده سازی گردید. جهت صحت سنجی مدل جریان از داده های بخشی از آبخوان های شهر مشهد، دشت نیشابور و دشت آستانه-کوچصفهان استفاده شد. دقت نتایج، ضریب همبستگی 94/0، 9/0 و 88/0 را برای مناطق مورد مطالعه به ترتیب مشخص نمود. همچنین جهت واسنجی مدل های جریان از الگوریتم اجتماع ذرات استفاده شد. در نهایت مدل انتقال آلودگی به روش هم آیی نقطه ای بر پایه جواب های مدل جریان المان تحلیلی توسعه یافت. مدل توسعه یافته با استفاده از بارهای آبی محاسبه شده توسط مدل المان تحلیلی و قانون دارسی، سرعت در هر نقطه از دامنه مدل را کرد. سپس میزان غلظت توسط مدل هم آیی نقطه ای و سرعت های به دست آمده محاسبه شد. جهت ارزیابی مدل پیشنهادی، از داده های کیفی دشت آستانه-کوچصفهان استفاده گردید. بعد از آنالیز حساسیت مدل، بهترین نتایج مدل سازی ضریب همبستگی 88/0 را مشخص نمود.

هدف از انجام این تحقیق تعیین اهمیت لوله در شبکه توزیع آب با استفاده از منطق فازی می باشد. با توجه به اینکه اهمیت لوله در شبکه توزیع آب متفاوت است، اصطلاحا به آن اطلاعات مبهم می گویند، هدف اصلی این تحقیق استفاده از منطق فازی به کمک نرم افزار matlab برای اطلاعات مبهم می باشد. هر کدام از لوله های شبکه، دارای ارزش متفاوتی در محاسبات افت می باشند، انتخاب لوله با مشخصات متناسب با ارزش آن می تواند موجب کاهش افت در شبکه در نتیجه هزینه آن گردد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که هر لوله در شبکه دارای چه اهمیتی است، به عنوان مثال لوله های 12 و 32 با اهمیت خیلی زیاد و لوله 6 با اهمیت کم می باشد، لذا به طراحان پیشنهاد می شود برای طراحی شبکه های توزیع آب قبل از تعیین نوع لوله برای شبکه، اهمیت لوله را با استفاده از منطق فازی تعیین کنند و متناسب با اهمیت لوله در شبکه برای آن هزینه نمایند. شهرک محمد آباد کرمان به عنوان مطالعه موردی در تحقیق مورد بررسی قرار گرفت.

محدودیت منابع آب تجدید شونده درسطح کشور وتقاضای روزافزون برای مصرف آب دربخش های مختلف، براهمیت و حساسیت مدیریت منابع آب افزوده است. از طرف دیگر اعمال مدیریت صحیح آب می تواند مشکلات ناشی از کمبود منابع آب را تعدیل بخشد. بنابراین تدوین یک نظام منسجم تخصیص آب جهت ایجاد تعادل منطقی بین عرضه وتقاضای آب ضروری به نظر می رسید. باتوجه به پیچیدگی سیستم های منابع آب وارتباط مولفه های مختلف آن بایکدیگر،روش سیستم دینامیک به عنوان رویکردی کارآدر این زمینه موردتوجه قرارگرفته است. دراین تحقیق با استفاده ازروش پویایی سیستم به بررسی عملکرد سد صفا که یکی ازسدهای دردست مطالعه واقع درحوزه جازموریان می باشد،پرداخته شده است. درابتدا عملکرد سد ازجهت تامین اهداف مورد نظرطرح در نرم افزار vensim موردبررسی قرارمی گیرد.پس ازتحلیل نتایج اولیه مشخص می شودکه شاخص تامین نیاز شرب درمحدوده قابل قبول درصد تامین قرار نگرفته است. بنابراین اقدام به کاهش واحد به واحدنیاز شرب و صنعت می- شود. در نتیجه مشخص می شود بایستی از مقادیر این دو نیاز به میزان 8 درصد کاسته شود تا سد صفا ارزیابی قابل قبولی داشته باشد. از آنجاکه هدف از احداث سد صفا، تامین نیاز های بلندمدت شهر کرمان می باشد وسدسرمشک به موازات این سد قرار گرفته است واز طرف دیگر احداث سد صفا نسبت به سرمشک در اولویت قراردارد، بنابراین یکبارهم عملکرد این سد با فرض عدم وجود سد سرمشک ارزیابی می شود. نتایج حاکی از آن است که بایستی از مقادیر نیاز شرب و صنعت به میزان 30 درصد کاسته شود، تا سد صفا بدون حضور سد سرمشک ارزیابی قابل قبولی داشته باشد.

در این تحقیق امواج ناشی از شکست سد روی بستر ناهموار با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار شده تراکم ناپذیر (isph) مدل سازی شده است. روش isph یک روش لاگرانژی و بدون نیاز به شبکه بندی و مبتنی بر ذرات می باشد. معادلات حاکم در این مدل، معادلات بقای جرم و اندازه حرکت می باشند که با روش دو گام جزئی حل شده اند. در گام اول معادلات ناویر استوکس بدون در نظر گرفتن جمله فشار و تراکم ناپذیری حل می شوند. در گام بعد با اعمال جمله فشار و استفاده از معادله پیوستگی موقعیت و سرعت دقیق ذرات به دست می¬آید. در مدل حاضر چگالی با شیوه جدید به ذرات اختصاص داده شده است. با استفاده از این شیوه، مدل هیدرودینامیک ذرات هموار شده تراکم ناپذیر حاضر پایدار شد. به منظور بررسی کارایی مدل حاضر و اعتبارسنجی آن، مسئله شکست سد در کانال هموار با بستر مرطوب و خشک و کانال با مانع با انتهای باز مورد بررسی قرار گرفته است. در انتها نیز برای یک کانال با هندسه کوچک و انتهای بسته، اثر مانع در ایجاد امواج مثبت و منفی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج مدل سازی نشان می دهد که بسیاری از پدیده های پیچیده که در جریان های شکست سد به خصوص هنگام برخورد با مانع رخ می دهند، مانند پرش های هیدرولیکی، بازتاب های جزئی، انتشار امواج مثبت و منفی و برهم کنش آن ها به خوبی با روش isph قابل مدل¬سازی است. همچنین حداکثر خطای بدست آمده از مقایسه نتایج مدل عددی و داده های آزمایشگاهی ( برای کانال با مانع) 11.7 درصد و شاخص های آماری r2 و rmse به ترتیب 0.94 و 0.044 می باشد. بنابراین مطابقت خوب نتایج مدل حاضر با داده های آزمایشگاهی نشان می دهد که مدل isph ابزاری قدرتمند برای شبیه سازی مسائل پیچیده جریان می باشد.

لازمه طراحی بهینه هر سازه¬ای مانند سد تحلیل دقیق آن سازه می باشد. شناخت دقیق نیروهای وارد بر سد و ماهیت آنها به¬ویژه در شرایط خاص مانند زلزله، از دیرباز مورد توجه مهندسین بوده است. از دیگر سو عملکرد مناسب سازه ای و ملاحظات اقتصادی طرح، منجر به استفاده از سدهای قوسی در پروژه های مهندسی گردیده است. روش¬های عددی معمول بدلیل هندسه خاص و تا حدودی پیچیده این سازه از کارایی لازم برخوردار نبوده و با استفاده از تقریب های درون یاب، خطاهایی قابل ملاحظه ایجاد نموده اند. لذا در این پایان نامه بمنظور مدل-سازی رفتار فشارهیدرودینامیک بر وجه بالادست سدهای قوسی در شرایط مواجه با زلزله، روش هم هندسی و توابع شکل nurbs مورد استفاده قرار گرفته است. برای لحاظ نمودن اندرکنش سازه و سیال و شکل دلخواه وجه بالادست سد در رفتار هیدرودینامیکی فشار اقدام به برنامه¬نویسی و مدل سازی گردیده است.

دشت راین با وسعت حدود 1929 کیلومتر مربع از زیر حوضه های آبریز کویر لوت بوده که در حاشیه ی جنوب غربی کویر لوت و دامنه شرقی کوه هزار و به فاصله ی حدود 110 کیلومتری جنوب شرقی کرمان واقع شده است. نگاهی به بهره برداری از آبهای زیرزمینی در منطقه راین نشان می دهد که حجم برداشت و مصرف از آب زیرزمینی در طول زمان بطور مستمر افزایش داشته و در نتیجه روند افت ایستابی و کاهش این ذخایر را به دنبال داشته که باعث ببار آمدن خسارت جبران ناپذیری به منابع طبیعی آب در این منطقه بویژه در سال های آینده خواهد شد. در این مطالعه تغییرات سطح ایستابی آب زیرزمینی دشت راین با نرم افزار pmwin شبیه سازی شد. مدل ارائه شده بر اساس 96 دوره تنش از مهر ماه 82 تا شهریور ماه 90 برای 11 حلقه چاه مشاهده ای کالیبره شد. پارامترهای هدایت هیدرولیکی و ضریب ذخیره با روش سعی و خطا و مقایسه ارتفاع سطح ایستابی اندازه گیری شده و بدست آمده از اجرای مدل، تخمین زده شد. نتایج مدل شامل پیش بینی تغییرات سطح ایستابی آبخوان دشت راین در 4 سال و همچنین در 8 سال آینده با در نظر گرفتن 20 درصد اضافه برداشت می باشد. در نهایت سه گزینه مختلف مدیریت برداشت از آب های زیرزمینی برای مدل تعریف و نتایج آن مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد برای آنکه روند رو به افزون کاهش سطح آب به حالت تعادل برگردد باید میزان برداشت از چاههای بهره برداری به میزان 30 درصد کاهش یابد. نتایج حاصل از مدل نشان می دهد که اگر همین روند برداشت از آب زیرزمینی ادامه داده شود علاوه بر کاهش حجم سفره آب زیرزمینی، خصوصیات آبخوان از قبیل هدایت هیدرولیکی به دلیل کم شدن حفره های خاک و نشست زمین کاهش پیدا خواهد کرد.

یک شبکه توزیع آب سیستمی است که شامل لوله،مخزن آب،پمپ،شیرها با انواع مختلف که به هم متصل هستند تا آب را برای مصرف کننده آماده کنند. این مسئله برای مصرف کننده ومجریان طرح حائز اهمیت است که طرح از نظر اقتصادی دارای کمترین هزینه باشد. اهمیت بهینه سازی شبکه توزیع آب باتوجه به افزایش روبه رشد جمعیتودرنتیجه افزایش نیاز جامعه به آب ومحدودیت منابع آبی،نیاز به توضیح ندارد. درسال های اخیر در کشورمان اجرای طرح های انتقال آب به صورت جدی تری آغاز شده است. معمولا پس از تعیین مشخصات هر طرح از قبیل طول مسیرها،جمعیت مربوطه،مصرف سرانه،توپوگرافی منطقه وبارعایت ضوابط ومعیارها،شبکه توزیع آب طراحی می شود.چنین طرحی معمولا سلیقه ای است وکسی نمی تواند ادعا کند که این طرح بهینه است اگر چه طرحی قابل تایید وتصویب باشد. طرح بهینه سیستم های توزیع آب به عنوان مسئله ای که در آن حداقل هزینه مدنظر است،نگریسته می شود وقطر لوله به عنوان پارامتر اصلی بهینه سازی درنظر گرفته می شود. دراین تحقیق با تکیه بر روش الگوریتم ژنتیک،از آن برای بهینه سازی بخشی از شبکه توزیع اب شهر رویدر استفاده شده است. هدف این پروژه ارائه راه حلی مناسب همراه با مدل های ریاضی وهیدرولیکی جدید برای بهینه سازی شبکه توزیع آب می باشد تا بتوان با داشتن مشخصات شبکه توزیع آب ومحدودیت های فنی منطقه،طرحی بهینه انجام داد.در نهایت هدف ارائه طرحی است که دارای کمترین هزینه برای مجری طرح باشد.

سیستم¬های توزیع آب نقش حیاتی در زیربنای متداول شهری ایفا می¬کنند و همواره مقدار زیادی از انرژی الکتریسیته را به دلیل پمپاژ و انتقال آب جهت تأمین نیاز مصارف مختلف استفاده می¬کنند. زمان¬بندی و برنامه¬ریزی پمپاژ در این سیستم¬ها یک انتخاب خوب جهت صرفه¬جویی بیشتر در هزینه برق می باشد. هدف از این پایان¬نامه، تعیین برنامه زمان¬بندی بهینه پمپاژ است تا بتوان در عین تامین نیاز آبی مصرف¬کنندگان، هزینه مصرف برق ناشی از پمپاژ را به حداقل رساند. برای این منظور مسئله بهینه¬سازی زمان¬بندی پمپاژ آب از چاه¬ها به مخزن در قالب یک مدل برنامه¬ریزی خطی عدد صحیح (ilp)* به صورت رابطه ارائه می¬شود که برای حل آن از نرم¬افزار بهینه¬سازی لینگو استفاده می¬شود. جهت نشان دادن کارآیی مدل مذکور، شبکه آب شهر نوش¬آباد به عنوان مطالعه موردی استفاده شد. در این تحقیق یک آنالیز حساسیت نسبت به هزینه کلی پمپاژ جهت تعیین حداقل میزان ذخیره مجاز مخزن ذخیره¬سازی انجام شده است. نتایج ناشی از این مطالعه نشان داد که هزینه نگهداری یا استهلاک* پمپ¬ها همچنین هزینه ناشی از مصرف برق آن¬ها در لحظه روشن شدن (ناشی از دفعات مکرر روشن و خاموش شدن پمپ¬ها) در بهینه بودن برنامه زمان¬بندی پمپاژ بدست آمده، تاثیر چندانی نداشته و به طور کلی در برنامه¬ریزی انجام شده به میزان 16/5درصد در هزینه برق صرفه¬جویی شده است.

تأثیر تغییر اقلیم بر منابع آب با استفاده از خروجی های مدلهای جهانی اقلیم و روشهای ریزمقیاس نمایی می تواند پیش بینی شود. عدم قطعیت در پیش بینی تغییر اقلیم، منجر به نتایج متفاوت در مدلسازی می شود. از این رو در نظر گرفتن آن به تصمیم گیرندگان کمک می کند که پیش بینی های مختلف هیدرولوژیکی را با اطمینان تفسیر کنند. در این مطالعه، از نتایج دو مدل ریزمقیاس نمائی آماری sdsm)، (asdو داده های مختلف دو مدل جهانی اقلیم (cgcm3 وhadcm3 ) جهت آشکارسازی عدم قطعیت و از توابع عضویت مثلثی برای فازی کردن نتایج استفاده شده است. در مدلهای ریزمقیاس نمائی آماری، دما و بارش به عنوان متغیرهای وابسته بر اساس همبستگی بالا با داده های مشاهداتی و داده های ncep مربوط به دوره ی 1961-1990، به عنوان متغیرهای مستقل، کوچک مقیاس شده اند. کالیبراسیون و شبیه سازی مدل به ترتیب در دوره 1960-1975 و 1976-1990 انجام می شود و از r2 و rmse برای ارزیابی مدلها استفاده شده است. دما و بارش برای دوره های 2011-2040، 2041-2070 و 2071-2100 تحت سناریوهای مختلف و مدلهای جهانی پیش بینی شده است. در ایستگاه تهران افزایش دما در دوره ی 2071-2100 نسبت به دوره ی پایه تحت سناریوهای مختلف بین 51/0 و 67/4 درجه برای دمای ماکزیمم و تغییرات بارش بین 77/2- و 1/5+ میلیمتر پیش بینی شده است. همچنین، در ایستگاه تبریز نیز افزایش دما در دوره ی 2071-2100 نسبت به دوره ی پایه بین 56/0 و 68/4 درجه تحت سناریوهای مختلف برای دمای ماکزیمم و تغییرات بارش بین 18/7- و 56/2+ میلیمتر نتیجه شده است. سپس با استفاده از منطق فازی مدلی برای پیش بینی عدم قطعیت پارامترهای دما و بارش توسعه یافته است. عملکرد توابع عضویت برای دمای حداکثر و حداقل مربوط به دو ایستگاه تهران و تبریز نشان می دهد در ماه های سرد سال و بعضاً پربارش عدم قطعیت کمتر درحالیکه نتایج توابع عضویت برای ماه های تابستان بخصوص جولای و آگوست عدم قطعیت بیشتری ایجاد کرده است. همچنین در بارش ایستگاه تهران در ماه های مارس، آوریل و آگوست و در بارش ایستگاه تبریز، ماه های ژانویه و می، دارای بیشترین عدم قطعیت در نتایج است. درنهایت می توان نتیجه گرفت پدیده-ی بارش به علت پیچیدگی توزیع زمانی و مکانی در مقایسه با دما عدم قطعیت بیشتری را به دنبال دارد.

در این پایان نامه از روش عددی لاگرانژی و بدون شبکه هیدرودینامیک ذرات هموار شده (sph) برای شبیه سازی امواج شکست سد و موج تنها (مشابه با موج ایجاد شده در آبیاری موجی) استفاده شده است. معادلات حاکم بر جریان امواج با استفاده از روش sph گسسته سازی شده و با الگوریتم دو گام جزئی حل می شوند. این الگوریتم شامل دو مرحله است. در مرحله اول معادله ناویه-استوکس بدون در نظر گرفتن جمله فشار برای تمامی ذرات حل می شود (مرحله پیش بینی) و اما به دلیل ارضاء نشدن شرط تراکم ناپذیری، مرحله دیگری که در آن معادله پواسون برای اعمال جمله فشار و حاکمیت پیوستگی حل می گردد (مرحله تصحیح)، در محاسبات وارد می شود. بعد از انجام این مراحل سرعت، موقعیت، چگالی و فشار برای تمامی ذرات محاسبه می شود، و محاسبات بالا تا رسیدن به زمان مورد نظر در مسأله تکرار می شوند. به منظور مدل سازی مسأله حرکت موج تنها بر روی محیط متخلخل (غیر صلب و نفوذ پذیر)، با اضافه کردن معادلات جریان در محیط متخلخل و تغییرات لازم در شرایط مرزی و در نظر گرفتن مسأله برای دو قسمت محیط متخلخل (خاک) و محیط آب، کد مورد نظر برای حل مسأله در محیط متخلخل تهیه شده است. به منظور صحت سنجی نتایج در کلیه مسائل مدل سازی شده از درصد میانگین خطای نسبی استفاده شده است. ارزیابی دقت و عملکرد مدل عددی بیانگر قابلیت بالای مدل عددی مورد نظر در شبیه سازی حرکت موج تنها و موج شکست سد بر روی محیط صلب و محیط متخلخل است. همچنین در این تحقیق تأثیر فاصله اولیه بین ذرات و نیز تأثیر نوع تابع هموار استفاده شده برای تقریب توابع بر نتایج مدل سازی بررسی شده اند و در ادامه دو مورد شبیه سازی دیگر، یکی پیش روی امواج حاصل از شکست سد بر روی محیط متخلخل و دیگری برخورد موج حاصل از شکست سد با یک مانع صلب و مستطیلی شکل نیز مدل سازی شده اند. نتایج حاصل از شبیه سازی موج تنها بر روی محیط متخلخل نشان دهنده دقت خوب مدل عددی تهیه شده می باشد. به طوریکه درصد میانگین خطای نسبی برای نتایج مدل سازی عددی نسبت به نتایج تئوری 3/54 درصد برآورد شده است.

سدها از نظر اقتصادی، اجتماعی و سیاسی دارای اهمیت بسیار زیادی می باشند. نقش سدها در توسعه کشاورزی، عمران مناطق روستایی و شهری، تامین آب آشامیدنی، تولید انرژی برق آبی، کنترل و تنظیم شدت جریان آب در رودخانه ها و... قابل توجه است. به علت بالا بودن هزینه ساختمان سدها و نیز شدت وخامت عواقب ناشی از ناپایداری آن ها، مسئله حفاظت و نگهداری و ارزیابی مستمر پایداری سدها از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. معمولاً رفتارنگاری مداوم، تشخیص بموقع هر گونه نقص و پدیده های منفی که ممکن است به گسیختگی و شکست سد منجر شود را امکان پذیر می سازد. آنچه که بیش از رفتارنگاری سدها اهمیت دارد، تحلیل و تفسیر نتایج حاصل از بررسی داده های بدست آمده می باشد. یکی از پارامترهایی که توسط ابزار دقیق سد اندازه گیری می شود و تاثیر بسزایی در تضمین پایداری سد دارد جابجایی بدنه سد می باشد. در این تحقیق با استفاده از روش های شبکه عصبی مصنوعی و سیستم فازی، جابجایی بدنه سد دوقوسی جیرفت پیش بینی شده است. بدین منظور با به کارگیری مدل anfis که تلفیقی از دو روش فوق الذکر می باشد، ساختارهایی با توابع عضویت و الگوریتم های یادگیری مختلف، با تعداد متفاوت تابع به کار گرفته می شوند تا بهترین الگوی تطبیق داده شده با شرایط، انتخاب گردد. در مرحله بعد برای صحت سنجی نتایج به دست آمده و سنجش میزان دقت و کارایی مدل anfis نتایج حاصل از مدل فوق با داده های اندازه گیری شده توسط پاندول های تعبیه شده در بدنه سد و همچنین با نتایج حاصل از یک روش هوشمند دیگر که در اینجا از الگوریتم pso استفاده شده است، مقایسه گردیده است. نتایج حاصله نشان داده است که مدل های ساخته شده در ترازهای فوقانی عملکرد بهتری نسبت به ترازهای پایین سد داشته اند و همچنین این نتایج در بلوک های میانی سد به داده های مشاهداتی نزدیکتر بوده اند. به طور کلی می توان این گونه استنباط نمود که در نقاطی که جابجایی سد بیشترین تاثیرپذیری را از داده های ورودی داشته ، مدل بهترین عملکرد را داشته و در نقاطی که علاوه بر عوامل ذکر شده، عوامل دیگری نیز موثر بوده، مدل ضعیف تر عمل کرده است.

مقطع اکثر جریان های طبیعی یا رودخانه ها مانند یک کانال مرکب (ترکیبی) بوده که این مقاطع معمولاً شامل یک کانال اصلی به همراه یک یا دو پهنه سیلابی است. بررسی نحوه توزیع سرعت و تنش برشی در این‏گونه مقاطع، در پیشگیری از وقوع سیلاب، انتقال رسوب و همچنین جنبه های مختلف اقتصادی از جمله توسعه پارک ها و اراضی کشاورزی، بسیار حائز اهمیت می باشد. اگرچه تحقیقات آزمایشگاهی متعددی در زمینه بررسی خصوصیات جریان در کانال‏های مرکب انجام گردیده، اما تاکنون مطالعات محدودی، تأثیر مشخصات هندسی این مقاطع را بر توزیع سرعت و تنش برشی، مورد بررسی قرار داده‏اند. در این تحقیق تأثیر سه پارامتر هندسی عرض و زبری بستر پهنه سیلابی و همچنین ارتفاع دیواره کانال اصلی مورد بررسی قرار گرفته است. مدلسازی جریان و حل معادلات اساسی حاکم بر سیال (معادلات ناویر-استوکس)، با استفاده از شبیه ‏سازی عددی بوده و در انتها نتایج بدست آمده با نتایج آزمایشگاهی محققین پیشین، مقایسه شده است.

سیلاب ورودی به مخزن سد حاوی مواد معلق زیاد بوده که اصطلاحاً جریان چگال (density current) نامیده می شود. این جریان در واقع جریان یک سیال درون سیال دیگر است که بوسیله اختلاف چگالی مابین آنها ایجاد می گردد. اختلاف در چگالی که باعث ایجاد نیروی رانش می گردد ممکن است ناشی از اختلاف درجه حرارت، وجود ذرات معلق جامد ویا مواد محلول باشد. در این تحقیق با توجه به آزمایشات سه بعدی انجام شده، گسترش عرضی جریان چگال حاوی ذرات معلق (turbidity current) در حالت سه بعدی، مغشوش ودائمی به صورت معادلات بدون بعد مورد تحلیل قرار گرفته ودر نهایت مدل آن ارائه گردیده است. در نهایت نتایج حاصل از مدل توسعه یافته با اندازه گیریهای آزمایشگاهی علویان مقایسه شده است. این مقایسه انطباق رضایت بخش نتایج عددی با اندازه گیری ها را تأیید می کند.

یکی از عمده ترین مشکلات جهان در حال حاضر، کمبود آب شیرین و کاهش چشم گیر آن است. بزرگترین خطری که آبهای شیرین زیرزمینی را در مناطق ساحلی تهدید می کند هجوم آب شور می باشد، که در اثر برداشت بی رویه آب شیرین از سفره های آب زیرزمینی است، این عمل باعث کاهش سطح آب شیرین و حرکت آب شور به سمت آب شیرین می شود. یکی از روش های مناسب و کم هزینه برای جلوگیری از پیشروی آب شور، استفاده از سدهای زیرزمینی است. زمانی که سد زیرزمینی در یک منطقه ساحلی ساخته می شود، پروفیل آب شور را قطع کرده و مقداری آب شور در پشت سد زیرزمینی محصور می شود. اهدافی که این مطالعه دنبال می کند شامل چگونگی پیشروی آب شور به آبخوان های آب شیرین و مطالعه بر روی باقیمانده آب شور در پشت سد زیرزمینی و تأثیر ارتفاع سد، ورودی به مخازن و تغذیه مصنوعی در چگونگی حذف آب شور، در مناطق ساحلی می باشد. برای بررسی آزمایشگاهی حذف آب شور باقیمانده یک مدل هیدرولیکی طراحی و ساخته شد که قسمتی از یک سفره ساحلی را مدل می کند. نتایج حاصل از انجام ?? آزمایش در چهار حالت و با نمونه برداری در پایان هر آزمایش و بررسی هدایت الکتریکی(ec)آن ها نشان داد، با افزایش ارتفاع سد در هر حالت و تغییر ورودی آب از کف مخازن به کناره ها و سطح، زمان حذف آب شور افزایش چشم گیر و ec آب افزایش جزئی داشت. در حالت ورودی آب از کناره هاوقتی که آب شیرین با استفاده از تغذیه مصنوعی به منطقه پشت سدتزریق شد، زمان حذف آب شور تقریباً نصف شده و ec آب پشت سد به ec آب شیرین نزدیک شد.برای حذف کامل آب شور باقیمانده در پشت سد، زمان بسیار طولانی نیاز است.

موج شکن ها سازه هایی هستند که برای حفاظت از سواحل در برابر برخورد امواج دریا ساخته می شوند. هدف اصلی احداث موج شکن ها حفاظت از تاسیسات ساحلی و ایجاد محیط آرام در سواحل به منظور بارگیری و تخلیه ایمن شناورها می باشد. موج شکن ها انواع مختلفی دارند که رایج ترین آن ها موج شکن های توده سنگی هستند. در این تحقیق عملکرد موج شکن های توده سنگی تحت اثر امواج و پدیده روگذری در موج شکن های توده سنگی مورد بررسی قرار گرفته است. برای بررسی روگذری جریان موج از تاج موج شکن، از مدل عددی ناویر استوکس متوسط گیری شده زمانی استفاده شده است و جریان روی موج شکن شبیه سازی شده است. شبیه سازی و حل معادلات حاکم به روش دینامیک سیالات محاسباتی صورت گرفته است. معادلات حاکم به روش حجم محدود روی شبکه محاسباتی منقطع شده اند و برای پیگیری سطح آزاد جریان از روش حجم سیال استفاده شده است. برای بررسی روگذری جریان از تاج موج شکن، عوامل موثر در دو دسته عوامل محیطی مانند نوع موج و مشخصات موج، و عوامل فیزیکی مربوط به سازه موج شکن مانند ارتفاع تاج موج شکن، عرض تاج و تخلخل، بررسی شده است و اثر هر یک از این عوامل روی میزان روگذری مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور صحت سنجی مدل عددی استفاده شده، نتایج شبیه سازی های عددی با نتایج آزمایشگاهی مربوطه مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که در بین عوامل موثر محیطی، عامل ارتفاع موج و در عوامل مربوط به هندسه سازه، ارتفاع آزاد موج شکن نقش مهمی در میزان روگذری جریان ایفا می کند.

با توجه به اینکه اثر صفحات مستغرق در کنترل فرایند رسوب گذاری در سواحل رودخانه ها طی پژوهش هایی پیشتر بررسی شده در این تحقیق سعی شد که کاربرد این صفحات تحت شرایط گوناگونی مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گیرد لذا با ایجاد حوضچه و بندر گاهی، در اشل آزمایشگاهی سعی شد شرایط امواج دریا و رسوب مدلسازی شده وتوپوگرافی کف محوطه بندر ابتدا بدون کاربرد صفحات مستغرق و سپس با قراردادن صفحات تحت زوایای مختلف برداشت شد و با مقایسه این برداشتها با یکدیگر نتایجی حاصل شد که این نتایج حاکی است که کاربرد صفحات مستغرق در مقابل ورودی بندر گاه موجب خواهد شد که رسوب در جهت عرضی هدایت شده و نتیجه آنکه ورودی رسوب به داخل بندر کنترل گردد.

هدف اصلی ارزیابی منابع آب، برآورد و پیش بینی کمی و کیفی منابع آب برای تامین نیازهای کلی بخش های جامعه و ارائه اطلاعات لازم جهت فعالیت های کاهش بلایای مربوط به آب و حفظ و بهبود شرایط زیست محیطی می باشد. دریاچه ارومیه به عنوان بزرگترین دریاچه داخلی کشور، دارای اهمیت و نقش استراتژیک در زمینه های مختلفی چون زیست محیطی،گردشگری و توریستی است. دریاچه ارومیه محل تخلیه و مقصد نهایی مجموعه ای از رودخانه های شمال غرب کشور است. با افزایش مداوم مصرف آب در حوضه آبریز این دریاچه که عمدتا ناشی از توسعه کشاورزی، توسعه صنایع، افزایش جمعیت و تغییرات اقلیم می باشد. احداث سدها و شبکه های آبرسانی در بالا دست رودخانه های منتهی به دریاچه ارومیه، میزان جریان های ورودی این دریاچه را به سرعت کاهش داده است. در تحقیق حاضر بیلان آبی این دریاچه در یک دوره آماری 30 ساله بررسی گردیده است. آمار آبهای ورودی سطحی ثبت شده توسط آخرین ایستگاه های هیدرومتری رودخانه ها، تبخیر و بارش سالیانه و تراز دریاچه مورد بررسی قرار گرفته که نتایج نشان می دهد در طی سالهای آبی 63-1362 الی 92-1391 سطح آب دریاچه 21/5 متر و به طور سالانه متوسط17/0متر افت داشته است، همچنین دریاچه در طی سالهای آبی 78-1377 الی 92-1391 شاهد افزایش هرچه بیشتر تغییرات حجم آب بوده است، بابررسی هایی انجام گرفت در طی دوره های نرمال هیدرولوژیک، با توجه به میزان سالیانه تبخیر از سطح دریاچه، برای حفظ تراز آبی دریاچه ارومیه سالیانه حداقل حدود1/3 میلیارد متر مکعب آب نیاز خواهد داشت.

اغلب رودخانه ها دارای انحناء و فرسایش ساحل خارجی می باشند. به منظورکنترل فرسایش ساحل انحناء روش های متفاوتی وجود دارد.یکی ازاین روش ها استفاده از صفحات مستغرق می باشد. صفحات مستغرق قطعات مستطیل نازکی هستند که به اندازه و فواصل مختلف از هم در بستر کانال قرار می گیرند. این صفحات شرایط جریان در نزدیکی بستر را تغییر داده و جریان و رسوب را توزیع و پخش مجدد می نماید، همچنین عامل تغییر در الگوی جریان و انتقال رسوبات به پایین دست نیز می باشد

در رسوب گذاری مخازن سدها و دریاچه ها، جریان چگال نقش اصلی را عهده دار می باشد. استفاده از موانع، باعث افزایش رسوب در پشت آنها و تاخیر در ورود ذرات جریان به خروجی می شود. در این تحقیق به منظور بررسی تغییرات غلظت و سرعت جریان چگال و بررسی رفتار آن در اطراف مانع، از مدلسازی آزمایشگاهی و عددی استفاده شده است.

شبکه های توزیع آب یکی از پرهزینه ترین کارهای زیرساختاری عمومی هستند زیرا به سرمایه گذاری بالایی برای ساخت و همچنین هزینه ی چشمگیر نگهداری، نیاز دارند. از اینرو تحقیقات مربوط به طراحی بهینه ی این سیستم ها، با احتمال صرفه جویی های اساسی در هزینه، انجام می شوند. در سه دهه ی اخیر استفاده از الگوریتم ها ی هوش مصنوعی یا روش های مبتنی بر جستجوی تصادفی در بهینه سازی، کاربرد وسیعی پیدا کرده است. در تحقیق پیش رو، ضمن مرور برخی از کارهای انجام شده در بهینه سازی، اقدام به بررسی روشی تازه شد و در ادامه کارایی این الگوریتم، تحقیق گردید. برای این منظور شبکه توزیع آب هانویی تحلیل شد و نتایج مورد بحث و بررسی قرار گرفت. در بین الگوریتم ها، تکامل تفاضلی (de) روش نسبتا جدیدی است که اخیرا برای بهینه سازی و طراحی سیستم های توزیع آب مورد استفاده قرار گرفته است. در این تحقیق، نوعی الگوریتم تکاملی تفاضل خود تطبیق (sade) برای بهینه سازی و طراحی سیستم های توزیع آب پیشنهاد می شود. مسئله اساسی دیگر که امروزه به صورت ویژه مورد توجه قرار می گیرد، چند هدفه بودن طراحی است. در واقع نگاه یک جانبه به کمینه کردن هزینه یک شبکه و بدون توجه به معیار های مهم دیگر مانند قابلیت اعتماد، معقول به نظر نمی رسد. لذا به منظور بررسی اثر بخشی الگوریتم sadeدر بهینه سازی، طراحی شبکه توزیع آب هانویی به صورت چند هدفه نیز صورت گرفت. ابتدا تحلیل به منظور کمینه کردن هزینه انجام شد و سپس تابع هدف به صورت کمینه کردن هزینه و بیشینه کردن قابلیت اطمینان تعریف شد. نتایج نشان می دهند که الگوریتم پیشنهادی، عملکرد خوبی به لحاظ اطمینان به راه حل، دارا است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در این پایان نامه با استفاده از الگوریتم ژنتیک به عنوان یک روش هوشمند بهینه سازی، به تعیین مقطع بهینه برای سدهای بتنی وزنی پرداخته شده است. برای کنترل نتایج، مقایسه ای بین مقاطع بهینه به دست آمده و مقاطع بهینه شده سدهای موردنظر به روش الگوریتم شیب کاهشی تعمیم یافته، انجام گرفته است. سپس با نوشتن یک نسخه برنامه در محیطansys،که قابلیت مدل نمودن هر نوع سد بتنی وزنی با مشخصات متفاوت را دارد، به مدل کردن یک سیستم سد و مخزن نمونه تحت شتاب نگاشت زلزله بم پرداخته شده است، و تاثیر عوامل مختلف موثر بر اندر کنش سد و مخزن، از قبیل تاثیر؛ میرایی سازه، طول مخزن، شیب بالادست سد، جذب انرژی کف مخزن و تراکم ناپذیری سیال، مورد بررسی قرار گرفته و توزیع فشار هیدرودینامیک پشت سد در حالتهای مختلف به دست آمده است. مقایسه مدل مقاطع سدهای بهینه شده با مدل مقاطع واقعی آنها با در نظر گرفتن تاثیر عوامل مختلف، نشان دهنده آن است که، در مقاطع بهینه شده با توجه به کاهش وزن نسبت به مقاطع اصلی سد، فشار ماکزیمم در پاشنه سد بین 5 تا 20 درصد کاهش و حداکثر جابجایی تاج سد، در حالت بهینه با توجه به نوع تغییر شکل مقطع سد، اکثرا کاهش یافته است.

با توجه به اینکه یکی از مشکلات مهم در سد¬سازی، احتمال تولید فشارهای حفره¬ای بالا در دوره ساخت می¬باشد، پژوهش حاضر به بررسی رفتار واقعی تغییرات فشارهای آب حفره¬ای در سد¬های خاکی در دوره ساخت می¬پردازد. به عنوان مطالعه موردی، سد خاکی دوستی که به تازگی در مرز مشترک ایران و ترکمنستان احداث شده است، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. در این تحقیق در واقع سعی بر آن بوده است تا یک مدل رفتاری با پارامترهای واقع‎بینانه¬، سازگاری خوبی با رفتار اندازه¬گیری شده داشته باشد تا از این مدل برای حصول اطمینان بیشتر از رفتار فعلی سد استفاده نماییم، به این صورت که بعد از به دست آوردن مدل، صحت هر یک از اندازه¬گیری¬ها را از طریق مقایسه با الگوی به دست آمده توسط مدل کنترل می¬کنیم. به علاوه از این مدل جهت پیش¬بینی رفتار سد تحت بارگذاری و شرایطی که هنوز توسط سد تجربه نشده است مانند افزایش تراز آبگیری و همچنین افت سریع تراز مخزن در شرایط اضطراری بهره گیریم. بدین منظور ابتدا به کمک داده¬های ثبت شده توسط ابزاردقیق، نحوه تاثیرپذیری فشارهای آب حفره¬ای در هسته و پی سد در دوره ساخت و اولین آبگیری مخزن مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته¬اند.در ادامه، بزرگترین و بحرانی¬ترین مقطع سد خاکی دوستی در دوره ساخت با استفاده از نرم¬افزار plaxis و با معرفی داده¬های ورودی حاصل از نتایج آزمایشگاهی، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و نتایج تحلیلی با داده¬های ابزار دقیق مقایسه گردیده¬اند. همچنین با کمک تحلیل¬های برگشتی پارامترهای واقع¬بینانه¬تری را بر اساس انطباق رفتار واقعی با نتایج آنالیز عددی برای مصالح هسته سد به دست آمده است.

با توجه به رشد جمعیت و افزایش نیاز به آب ، ضرورت احداث سدهای بزرگ و به دنبال سرریزهایی که توان عبور دبی های زیاد را داشته باشد هر چه بیشتر احساس می گردد. تجربه نشان داده است که در جریانهای سریع بر روی سرریزها وقتی سرعت آب از 30 بر ثانیه تجاوز کند، احتمال خطر خوردگی زیاد می باشد. وجود ناهمواریهای جزئی باعث گسیختگی خطوط جریان از بستر و ایجاد نواحی با فشار کم می شود. با کاهش بخار، حبابهای بخار، آب تشکیل شده و توسط جریان به مناطق با فشار زیادتر حمل می گردند. به محض رسیدن به منطقه ای با فشار بالا، عمل درون انفجاری با شدت زیاد حادث می گردد. وقوع این پدیده در نزدیکی کف باعث کنده شدن مواد از آن خواهد شد. برای مقابله با پدیده خوردگی چند روش پیشنهاد شده است . اولین روش استفاده از مواد مقاوم می باشد. روش دوم وارد نمودن هوا به زیر جت آب می باشند که در این صورت نیاز به طراحی سیستم هوادهی است . در این پایان نامه سعی در جهت اصلاح نیمرخ سرریز بوده است ، بطوریکه مشکل خوردگی نداشته و احتمال بروز آن کم باشد. روش کار بطور کلی به این صورت است که ابتدا سرریز از نظر خوردگی مورد بررسی قرار گرفته و نقاطی که احتمال خوردگی زیاد است مشخص می شوند. سپس حداقل تغییرات بر روی مشخصات هندسی این نقاط صورت می گیرد، بطوریکه در این نقاط دیگر مشکل خوردگی وجود نداشته باشد و در این راستا مسئله خوردگی به وسیله پارامتری به نام شاخص خوردگی کنترل می شود. در ضمن مطالعه موردی بر روی سرریز سد شهید عباسپور انجام شده است و طبق بررسی انجام شده این سرریز در قسمتهای انتهایی دارای مشکل خوردگی است . در ادامه بررسی این سرریز از نظر هندسی اصلاح شده بطوریکه مقدار شاخص خوردگی در تمام طول آن بزرگتر یا برابر با حد بحرانی می باشد.

در این پایان نامه اصول طراحی مخازن سدها با نیروگاه تولید برق و ضوابط طراحی سدهای مخزنی به منظور کنترل سیلاب در دو مقوله جداگانه مورد بررسی قرار گرفته است . مقوله اول تخمین بهینه حجم مخزن یک سد با هدف آبیاری کشاورزی و تولید نیرو است که از روش جستجوی مستقیم گزینه ها استفاده شده است . مقوله دوم بهینه سازی حجم کنترل سیلاب در سدهای مخزنی است . لازم به ذکر است در اجرای مدل از اطلاعات و آمار واقعی مربوط به سد مخزنی جره در استان خوزستان استفاده شده است .

در این مطالعه به منظور بهینه سازی عملکرد یک مخزن چندمنظوره دو مدل برنامه ریزی آرمانی غیرخطی با قیدهای قطعی و مدل برنامه ریزی آرمانی ترتیبی غیرخطی با قیدهای تصادفی مورد بررسی قرار گرفته است . در هر دو مدل چهار هدف تهیه آب شرب ، تامین آب کشاورزی، تولید برق و کنترل سیلاب مورد بررسی قرار گرفتند. در مدل تصادفی دو قید آرمانی کنترل سیلاب و خشکسالی تصادفی می باشند. برای تبدیل این قیدهای تصادفی به معادل قطعی آنها از تابع توزیع تجمعی شرطی ماهانه مارکفی با یک درجه تاخیر برای جریانهای ورودی استفاده گردید. مدلهای فوق الذکر به منظور بهینه سازی بهره برداری از سد چند منظوره مهاباد مورد استفاده قرار گرفتند.

با توجه به حوزره های مشترک نفتی بین ایران و کشورهای خلیج فارس و صدمه دیدن تعدادی از سکوهای نفتی متعلق به ایران به علت جنگ ، نیاز به احداث سکوهای جدید در این منطقه کاملا احساس می گردد. ناگفته نماند که تا قبل از انقلاب اسلامی تمامی مراحل طراحی و محاسبه ساخت ، حمل و نصب سکوها به وسیله کمپانیهای خارجی صورت پذیرفت و نیروهای ایرانی فقط در حاشیه دخالتهائی داشتند ولی برای رسیدن به سیاست کشور در امر خودکفائی، برای دستیابی به نتایج بهتر و دقیقتر نیاز به تجزیه و تحلیلهای دقیقتر نیاز به تجزیه و تحلیلهای دقیقتری از سوی نیروهای خودی نسبت به قسمتهای مختلف سکو احساس میشود. یکی از نیروهای عمده وارد بر سکوی نیروی امواج می باشد که معمولا بحرانی ترین نیروها را به سازههائی که بر سر راهشان قرار دارند وارد می کنند. سازههائی که در معرض بر خورد اینگونه امواج قرار میگیرند بایستی قادر باشند نیروهای حاصل از بنحو قابل قبولی تحمل نمایند. در این رابطه مسئله اساسی تخمین نیروهای وارد از طرف امواج بر شمعها میباشد. برای دست یابی بدین منظور، سعس بر این است که این نیروها بصورت ساده تر و کاربردی ترد معرفی شوند. در این پایان نامه بدست آوردن وارد بر شمعها از طرف امواج، از دو تئوری موج به نامهای تئوری موج ایری و تئوری مرتبه دوم موج استوکس استفاده شده است و با جایگذاری پارامترهای لازم در این دو موج در فرمول مورسیون به نتایج زیر رسیده ایم: -1 ماکزیمم نیرو به بالای شمعها وارد می شود و با کاهش ارتفاع این نیرو کاهش می یابد. -2 با زیاد شدن قطر شمعها، نیروی وارد به شمعها افزایش می یابد. -3 در مناطقی که d/l (نسبت قطر به طول موج) کوچکتر از 0/4 باشد از موج استفاده از موج استوکس به عنوان موج طرح نیروهای بحرانی تری را نسبت به موج ایری میدهد. -4 در مناطقی که d/l بزرگتر از 0/4 میباشد استفاده از موج ایری به عنوان موج طرح پیشنهاد میشود.

تحلیل جریان در تبدیل های عریض شونده و تنگ شونده با استفاده از معادلات عمومی جریان در حالت غیردائمی مورد بررسی قرار گرفته است . برای این منظور از یک روش تفاضلات محدود صریح برای حل معادلات عمومی جریان استفاده شده است . در حل معادلات عمومی جریان در حالت غیردائمی ، با بکارگیری پارامتر زمانی به شکل یک پارامتر تکرار شونده ، محاسبات تا زمانی که جریان به حالت ددائمی همگرا شود ادامه می یابد. مدل ریاضی حاضر می تواند جریان در تبدیلها را در دو حالت فوق بحرانی و زیر بحرانی و نیز حالتی که جریان از حالت فوق بحرانی به زیربحرانی ( پرش هیدرولیکی )تبدیل می شود را تحلیل نماید. نتایج بدست آمده از مدل ریاضی با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه شده است که با توجه به دقت خوب نتایج بدست آمده در دیواره های تبدیل، می توان از مدل در تعیین ارتفاع دیواره های تبدیل استفاده نمود. همچنین در مقایسه نتایج موجود از مدل حاضر و مدل مک کورمک با نتایج آزمایشگاهی ، مدل حاضر تطابق بهتری را با نتایج آزمایشگاهی دارد.

آبهای زیرزمینی منبع مهمی برای آب آشامیدنی بسیاری از مردم در اطراف جهان می باشند. این منابع محدود ، بواسطه فعالیتهای بشری نظیر، دفن زباله و تزریق، آگاهی کیفی در باره توزیع و سرنوشت آلودگی مورد نیاز می باشد. این آگاهی می تواند با مدلبندی ریاضی که معادله پخش-انتشار را بصورت عددی حل می نماید، حاصل گردد.

اغلب رودخانه های نواحی خشک و نیمه خشک مقادیر زیادی مواد جامد معلق حمل می کنند. گاه غلظت این جریانها نسبتا بالا بوده و مخازنی که توسط اینگونه جریانها تغذیه می شوند پس از مدتی در نتیجه انباشته مواد رسوبی پرگشته و از بازدهی آنها کاسته می شود. لایه جریان ورودی غلیظ پس از رسیدن به دریاچه محتوی آب صاف وزن مخصوص بیشتر بتدریج سقوط کرده و بصورت مغروق در کف آن به سمت سد حرکت می کند.در این تحقیق معادلات جریان چگال وا نتقال رسوب درون مخزن سد با استفاده از روش تفاضل محدود چهار نقطه ای وزن دار، حل گشته و مدل ریاضی برای حرکت جریان چگالی و انتقال رسوب درون دریاچه پشت سد بدست آمده است. سپس برای بررسی جواب های حاصل از مدل، یک مدل آزمایشگاهی از مخزن سد بوسیله این مدل ریاضی حل گشته و در مقایسه بین جوابهای حاصل و مقادیر واقعی، خطای میانگین 63/7% حاصل آمد. با شبیه سازی سیستم دریاچه سد واتس بار ‏‎(watts bar)‎‏ بوسیله مدل ریاضی برای یک دوره 30 ساله خطای میانگین 71/8% بدست آمد. در ادامه دریاچه سد جیرفت برای دوره 10 ساله با مدل حل گردید.

در این مطالعه یک مدل عددی برای بررسی جریان های غیر دائمی در کانال های مستطیلی غیر مستقیم ارائه شده است.در این مدل اثر تنشهای موثر حاصل از اغتشاش و همچنین اثر معادله شیب اصطکاکی اصلاح شده در این کانال ها مورد ارزیابی قرار گرفت.معادلات حاکم برجریان با روش تفاضل محدود بیم وارمینگ حل شده اند نتایج بدست آمده از مدل با داده های آزمایشگاهی مقایسه شد که از تطابق خوبی برخوردار می باشند . همچنین نتایج نشان می دهند که شیب اصطکاکی اصلاح شده تاثیر قابل توجهی بر پروفیل جریان در شرایط لغزش آزاد داشته ولی در جریان های متغیر سریع اثر آن ناچیز است.همچنین تنشهای موثر تاثیر کمی بر روی پروفیل جریان دارد.

سیلابهای ورودی به مخازن سدها، دارای مقادیر زیادی مواد معلق می باشند که اصطلاحا جریان چگال نامیده می شوند. مطالعات نشان می دهد که می توان با کنترل این جریان در مخازن سدها مقدار زیادی از ذرات گل و لای را قبل از ته نشین شدن در دریاچه از طریق دریچه های تحتانی سد خارج نمود.در این تحقیق ضمن بازنگری به مسائل رسوب مواد معلق در مخازن سدها و روشهای مقابله با آنها چکیده ای از تحقیقات انجام شده در این زمینه ارائه شده است و نتیجه گیری می شود که روش کنترل و کانالیزه کردن جریان چگال و تخلیه آن از طریق دریچه های تحتانی سد بهترین راه حل برای افزایش عمر مفید سد در مناطق خشک مانند ایران می باشد.در ادامه معادلات حاکم بر جریان چگال در دریاچه پشت سد مورد بررسی قرار گرفته اند و به کمک روش عددی رافسون حل شده اند . نهایتا با بهره گیری از نرم افزار ارئه شده که از تطابق بسیار خوبی با نتایج حاصل از آزمایش روی مدل فیریکی برخوردار می باشد، زمان لازم برای رسیدن جریان چگال از نقطه پلانج به دریچه های تختانی سد محاسبه شده است.بنابراین با داشتن زمان مذکور از یک سو واز سوی دیگر عملکرد صحیح و به موقع دریچه تحتانی سد می تواند راندمان تخلیه جریان چگال از دریچه های تحتانی سد را به حداکثر میزان خود رساند که این عمل به نوبه خود سبب افزایش عمر مفید سد می گردد.