پرتابه های جامی شکل به عنوان سازه مستهلک کننده انرژی در انتهای سرریز سدهای بلند به منظور کاهش هزینه ها در مقایسه با دیگر مستهلک کننده های انرژی به کار می رود. ایده اصلی از نصب جام پرتاب کننده در پایانه سرریزها و مجاری تخلیه کننده این است که جریان بسیار سریع (جت) خروجی را از راستای اولیه منحرف نموده تا پس از پرتاب شدن به هوا, ضمن استهلاک انرژی فرساینده جت, در فاصله مطمئنی دور از سد, نیروگاه, سرریز و یا ضمائم آن در آبراهه رودخانه پایین دست رها گردد. این جریان به صورت یک جت آزاد پر انرژی ریزش نموده که نهایتاً در محلی در پایین دست سد برخورد می نماید. در این محل حرکت مواد بستر به دلیل عدم استهلاک کامل انرژی جت باعث ایجاد حفره آبشستگی می گردد که در صورت توسعه ممکن است پایداری سر ریز, سد و سازه های مرتبط را به مخاطره بیندازد ضمن اینکه تجمع مواد فرسایش یافته می تواند با تغییر رقوم پایاب بر عملکرد سد یا نیروگاهها تاثیر گذارد. لذا طراحی مناسب سازه های کنترل فرسایش به نحوی که بتواند آبشستگی را به حداقل برساند از مسائل بسیار مهم می باشد. در این پایان نامه با استفاده از مبانی طراحی سازه های کنترل فرسایش برای مدل آزمایشگاهی سرریز جامی شکل, در شرایط مختلف جریان(دبی و پایاب متفاوت)؛ روش پوشش سنگریزه ای با چهار نوع ریپ رپ متفاوت برای محافظت از بستر حوضچه آرامش به کار گرفته شده است و تاثیر تک تک این پارامتر ها بر ابعاد حفره آبشستگی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان داد با افزایش دبی, توان جت خروجی سرریز, هم بر روی کناره های جت و همچنین تاج جت, تمایل به افزایش ابعاد آبشستگی خواهد داشت. با افزایش عمق پایاب, میزان تاثیر جت بر روی ذرات بستر کاهش می یابد بنابراین ابعاد آبشستگی بیشتر رو به کاهش می باشند. با افزایش قطر مشخصه مصالح ریپ رپ, میزان تاثیر جت بر روی ذرات بستر کاهش می یابد بنابراین ابعاد آبشستگی رو به کاهش می باشند. و به وضوح از روی نمودار ها و مقایسه ابعاد آبشستگی در دو حالت بستر محافظت شده و بستر محافظت نشده می توان به تاثیر استفاده از ریپ رپ در کاهش ابعاد آبشستگی پی برد.

در این پایان نامه مکان یابی بهینه نصب شیرهای فشارشکن در شبکه به عنوان یک مساله بهینه سازی در مدیریت بهره برداری از شبکه توزیع آب تعریف و مدل های بهینه سازی پیشنهادی جهت حل این مساله توسعه داده شد. به منظور کنترل نشت دو دیدگاه بررسی گردید: (1) حداقل سازی میزان نشت در شبکه؛ (2) حداکثر سازی محدوده فشارهای مطلوب در شبکه. این دو دیدگاه به صورت جداگانه در قالب توابع هدف اول و حداقل نمودن هزینه نصب شیرهای فشارشکن در شبکه توزیع آب به عنوان هدف دوم مساله تعریف شدند. هم چنین الگوریتم ژنتیک تک هدفه استاندارد و یکی از جدیدترین الگوریتم های ژنتیک چند هدفه با عنوان nsga ii به عنوان ابزار بهینه سازی به کار گرفته شدند. جهت حل مدل های بهینه سازی، یک برنامه کامپیوتری در محیط نرم افزار matlab نوشته شد و از نرم افزار شناخته شده epanet برای شبیه سازی هیدرولیکی شبکه توزیع آب استفاده شد. سپس کارایی و قابلیت این مدل ها بر روی دو مطالعه موردی فرضی و واقعی آزموده شد. نتایج نشان داد که نصب و تنظیم شیرآلات فشارشکن مطابق با موقعیت ها و تنظیمات بهینه خروجی مدل های پیشنهادی بهبود قابل توجهی در اهداف مورد نظر به خصوص میزان تلفات سالانه این شبکه ها به وجود آورده است. به عنوان نمونه بهینه سازی موجب حدود 60 درصد کاهش در مقدار نشت اولیه و حدود 50 درصد افزایش پوشش محدوده فشارهای مطلوب در شبکه واقعی مورد مطالعه شده است.

در مناطق ساحلی و نواحی کویری و بیابانی، چنانچه تداخل آب شور و آب شیرین به واسطه پدیده بالا آمدگی مخروطی ادامه یابد، آب تأسیسات بهره برداری بیشتر شور می شود و ضمن آن که برای بسیاری از مصارف غیر قابل استفاده می گردد، حتی در صورت عدم برداشت از آن ها، به حالت اولیه برگرداندن سطح مشترک بین آب شور و شیرین توسط تغذیه طبیعی و مصنوعی پر هزینه بوده و به زمان بسیار بیشتری احتیاج دارد. از طرفی وجود آب های شور و آثار هجوم آن به سمت آب های شیرین در مناطق مختلف ایران گزارش شده است که متأسفانه تاکنون اقدامات کامل، جدی و موثری جهت کنترل و جلوگیری از آن به عمل نیامده است.در این پژوهش با توجه به نتایج حاصل از آزمایش های مختلف توسط مدل آزمایشگاهی ساخته شده و با هدف ارزیابی و فراهم نمودن امکان انتخاب محل مناسب احداث تأسیسات بهره برداری از منابع آب زیرزمینی خصوصاً نحوه برداشت از چاه های پمپاژ در آبخوان های آزاد مناطق کویری، بیایانی و سواحلی که در معرض آلودگی ناشی از تداخل آب شور و شیرین به واسطه پدیده بالا آمدگی مخروطی آب شور زیر یک چاه بهره برداری قرار دارند، جهت افزایش کمیت و کیفیت آب برداشتی، به بررسی و مقایسه میزان و نحوه کنترل، کاهش و به تأخیر انداختن محیط متخلخل بواسط? فراهم کردن غلظت های نمک آب شور مختلف و دبی های برداشت متفاوت در میزان انتقال بار آلودگی ناشی از این پدیده پرداخته شد.

استخراج مداوم آب شیرین زیر زمینی برای فعالیت های بشری در بسیاری مناطق نظیر سواحل ? جزایر? کویرها وبیابان ها? حرکت به سمت بالای آب شور ودر نتیجه کاهش کیفیت آب را تسریع میکند. در این مقاله? پدیده بالا آمدگی مخروطی آب شور زیر یک چاه پمپاژ ساحلی جهت تجزیه و تحلیل تاثیر تداخل بین چاه ها بر این پدیده توسط مدل ریاضی-عددی حجم محدود شبیه سازی شده است.بدین منظور یک تقریب عددی برای تعیین وضعیت سطح آزاد آب وسطح مشترک بین آب شور و شیرین در فضای محاسباتی توسط ترکیبی از روشهای مرکزیت سلول و نقطه گره ای حجم محدود به صورت ضمنی توسعه داده شده است.الگوریتم پیشنهادی بر اساس معادلات جریان آب زیر زمینی وانتقال محلول وابسته به چگالی و لزجت در حالت دو بعدی پایه گذاری شده است. نتایج حاصل نشان میدهد که با تغییر دبی های پمپاژ? امکان خود پالایی ودر نتیجه آن? برداشت آب شیرین با کمیت و کیفیت مناسب تر از یک چاه به واسطه پمپاژ بیشتر از چاه دیگر وجود دارد.این موضوع میتواند امکان کنترل و کاهش بار آلودگی ناشی ازپدیده بالا آمدگی را در راستای سازگاری با کم آبی و مدیریت تأمین آب از منابع آب های شیرین زیرزمینی در سواحل را فراهم آورد.

یکی از مشکلاتی که منابع آب زیرزمینی را تهدید می­کند، وارد شدن آبهای شور به داخل لایه­های آبدار و تداخل آب شور و شیرین است. در پژوهش حاضر با استفاده از یک مدل آزمایشگاهی سه بعدی برمبنای جعبه ماسه، پدیده بالاآمدگی مخروطی شبیه­سازی گردید و جهت بررسی پدیده فوق در محیط ناهمگن از سه مدل خاک با نام تجاری 161 و ضریب نفوذپذیری cm/sec012/0، 171 با ضریب نفوذپذیری cm/sec0025/0 و 181 با ضریب نفوذپذیری cm/sec0012/0 به ضخامت cm10 در زیر چاه پمپاژ استفاده گردید. براساس تجزیه و تحلیل نتایج حاصل از نمونه برداری­ها در ارتفاعd/2 از سطح مشترک آب شور و شیرین تا زیر چاه پمپاژ به ازای دبی ثابت ml/min457 و چگالی kg/m31025 مشاهده می­شود میزان هدایت الکتریکی(میلی زیمنس بر ثانیه) در محیط ناهمگن 181 در شروع و ساعت اول آزمایش نسبت به محیط ناهمگن 161 و 171 اختلاف نداشته و در دقیقه 120، 180، 240، 300 و 360 به ترتیب 9/66%، 2/61%، 7/45%، 1/41% و 5/4% درصد نسبت به محیط ناهمگن161 و 8/39%، 2/58%، 7/35%، 2/21% و 6/3% نسبت به محیط ناهمگن 171 کاهش پیدا کرده است. باتوجه به نتایج، پیشنهاد می­گردد در سواحل و مناطق کویری جهت حفر چاه محلی انتخاب گردد که لایه­ای از خاک با نفوذپذیری کم در زیر چاه پمپاژ وجود داشته باشد تا بالاآمدگی مخروطی کنترل گردد.

اهمیت استفاده از سرریزها در سدها بدلیل کنترل و تنظیم دبی خروجی جریان از مخزن و همچنین تخلیه سیلاب ورودی و انتقال آن به پایین دست سد می باشد. بدلیل آنکه طول موثر مورد نیاز سرریز جانبی u شکل در محدوده کوچکتری از ساختگاه سد تأمین می گردد، این سرریز دارای جانمایی متمرکزتری نسبت به سرریز جانبی یکطرفه می باشد. ازاینرو شناخت پارامترهای هیدرولیکی بیشتری از آن در طراحی دقیقتر این نوع سرریز نقش بسزایی دارند. در این تحقیق جهت شناخت پارامترهای موثر بر عملکرد جریان در کانال سرریز جانبی u شکل از مدل آزمایشگاهی استفاده گردیده است. این مدل از 2 سرریز اوجی موازی باهم که تشکیل یک کانال جانبی با مقطع ذوزنقه می دهند، کانال هدایت، تبدیل و آب پایه تشکیل شده است و تغییرات دبی جریان ورودی (4 دبی مختلف)، ارتفاع آب پایه (5، 10 و 15 سانتیمتر)، عرض کف کانال (10 و 20 سانتیمتر) و شیب کف کانال (1، 3 و 5 درصد) از جمله تغییرات هیدرولیکی و هندسی اعمال شده به مدل آزمایشگاهی می باشند. در این تحقیق اطلاعات مورد نیاز جهت ترسیم پروفیل های عرضی و طولی جریان توسط ابزار اندازه گیری ارتفاع جریان و اطلاعات مورد نیاز برای فشارهای ناشی از تلاطم و حرکت جریان برروی کانال جانبی و بدنه سرریز و همچنین نوسانات آنها توسط پیزومترهای نصب شده در مدل برداشت شده اند و با ترسیم نمودارهای مقایسه ای مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند. کاهش تلاطم و آشفتگی جریان، یکنواخت تر شدن پروفیل سطحی جریان، کاهش فشارهای وارده بر کف و بدنه سرریز بواسطه افزایش دبی جریان های ورودی، افزایش ارتفاع آب پایه، افزایش عرض کف کانال و افزایش شیب تا 3 درصد ازجمله نتایج مهم و اساسی این تحقیق می باشند.