خشکسالی یک پدیده طبیعی و از ویژگی های معمول و مکرر آب و هوایی بوده که تقریباً در هر اقلیمی در سراسر دنیا رخ می دهد، و اثرات قابل توجهی بر روی اقتصاد، محیط زیست، منابع آب و جامعه دارد. بنابراین پیش بینی خشکسالی می تواند نقش مهمی در برنامه ریزی و مدیریت سیستم های منابع آب، بویژه در طی یک دوره خشک آب و هوایی، داشته باشد. در این تحقیق، تأثیر طول دوره آماری در تحلیل خشکسالی، ارزیابی عملکرد شاخص های خشکسالی، مقایسه نتایج شبیه سازی خشکسالی بازای داده های تاریخی، تولید شده و توزیع تئوری، بررسی احتمالات وقوع خشکسالی وپیش بینی آن در سال های آتی و ارزیابی استفاده از مدل های چندگانه در تحلیل مکانی خشکسالی، مورد بحث قرار گرفته است. از آنجائیکه داده های تاریخی به عنوان یک نمونه آماری مطرح بوده و امکان تکرار آن بعنوان یکی از هزاران نمونه محتمل، دارای احتمال رخداد وقوع بسیار پایینی در سال های آتی می باشد، لذا مطالعه خشکسالی با استفاده از تکنیک تولید داده مصنوعی جهت تحلیل و ارزیابی ویژگی های احتمالاتی خشکسالی ضرورت می یابد. بدین منظور بعد از آنالیز اولیه داده های بارندگی، اقدام به تولید داده های سالیانه با استفاده از مدل ar(1) و توزیع آن به داده های ماهیانه با استفاده از مدل والنسیا – شاکی گردید. جهت کمی نمودن ویژگی های خشکسالی نیز از هشت شاخص خشکسالی، بر پایه داده های بارندگی استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل های تولید داده های سالیانه و ماهیانه با استفاده از داده های 25 ساله، خصوصیات آماری داده های تاریخی ثبت شده را در حد قابل قبولی حفظ می کنند، ولی با افزایش تعداد سال های آماری عملکرد مدل بهتر گردید. در ارزیابی شاخص های خشکسالی، ملاحظه گردید که شاخص های rai، dm، di و نمره z احتمالات تجمعی عدم خشکسالی و شدت آن را نسبت به دیگر شاخص ها به ترتیب کمتر و بیشتر محاسبه می کنند. همچنین با توجه به طبیعی بودن فرآیند خشکسالی، مقادیر احتمالات دوره های ترسالی و خشکسالی در شاخص های spi، pnpi و spio نیز دارای توزیع تقریباً نرمال بوده و محاسبه آن ها تحت تأثیر ماه های گرم سال قرار نگرفته و به عنوان شاخص های برتر در منطقه انتخاب شدند. در بررسی احتمالات انتقال نیز بین داده های تاریخی و تولید شده، اختلافات قابل ملاحظه ای به دلیل محدودیت داده های تاریخی در تولید خشکسالی ها و ترسالی های شدیدتر، مشاهده گردید. پیش بینی می شود که با افزایش دوره های خشکسالی، احتمال تجمعی عدم خشکسالی نیز افزایش یافته، بطوریکه احتمال رویداد خشکسالی با دوره پنج ساله در منطقه حدوداً نزدیک صفر پیش بینی می گردد. در نهایت استفاده از مدل های چندگانه به دلیل قابلیت آن ها در ارزیابی منطقه ای خشکسالی، پیشنهاد گردید.

احداث سرریز و سدهای انحرافی در محدوده پیچ رودخانه ها در بعضی شرایط اجتناب ناپذیر است. فرسایش و رسوبگذاری و کارکرد نامتعادل دریچه های آبگیر در طرفین رودخانه، مشکلاتی را در مراحل بهره برداری پدید می آورد. یکی از فرضیه ها جهت برقراری توزیع یکنواخت تر جریان در عرض پیچ رودخانه، تساوی دبی جریان در واحد عرض، از طریق تغییر پروفیل تاج سرریز از حالت افقی به حالت شیب دار است. هدف اصلی تحقیق حاضر شبیه سازی عددی کارکرد سرریزهای لبه تیز و لبه تخت در پیچ یک آبراهه با استفاده از مدل flow-3d و مقایسه نتایج با نتایج نظیر از مدل fluent بوده است. هندسه سه بعدی کانال و سرریز با استفاده از autocad تعیین گردید. ساختار جریان در یک فلوم آزمایشگاهی با پیچ 90 درجه و شعاع انحنای نسبی 3، شبیه سازی گردید. خصوصیات جریان در فلوم بدون سرریز و با سرریزهای لبه تیز و لبه تخت با تاج افقی و شیب دار، با ارتفاع های متغیر و در مقاطع مختلف کانال مورد بررسی قرار گرفت، و نتایج مدل شبیه ساز flow-3d با نتایج نظیر آزمایشگاهی مقایسه گردید. در این تحقیق، زمان شبیه سازی جریان برای حالت بدون سرریز، 170 ثانیه؛ و برای حالت با سرریز، 60 ثانیه بدست آمد. دو مدل تلاطم k-?و rng مورد بررسی قرار گرفت، که مدل rng مدل تلاطم مناسب تر بود. بررسی حساسیت مدل به طول اختلاط تلاطم و ارتفاع زبری کانال، نشان دهنده ی عدم حساسیت مدل flow-3d به این دو پارامتر است. شبکه محاسبات عددی در 5 اندازه شبکه از 6 تا 2/2 سانتی متر ارزیابی گردید. شبکه سه بعدی (18×389×288) با اندازه 25/2 سانتی متر مناسب ترین بوده است. برای شرط مرزی ورودی، دبی حجمی ورودی؛ برای شرط مرزی خروجی، فشار ثابت؛ و برای سایر مرزها، شرط مرزی تقارن مورد استفاده قرار گرفت. ساختار جریان در فلوم بدون سرریز برای سه دبی کم، متوسط و زیاد شبیه سازی شد. نتایج نشان دهنده ی عملکرد یکسان دو مدل flow-3d و fluent در دبی های زیاد و متوسط؛ و عملکرد بهتر مدل flow-3d در دبی کم است. شبیه سازی عددی ساختار جریان بر روی سرریز در پیچ، با 16 آزمون برای سرریزهای لبه تیز و 16 آزمون برای سرریزهای لبه تخت انجام گرفت. نتایج نشان داد که، در مقاطع عرضی بالادست، ابتدا، انتها و پایین دست پیچ عملکرد سرریزهای با تاج افقی مناسب تر از سرریزهای با تاج شیب دار است. در مقطع 30 درجه و 60 درجه داخل محدوده پیچ فلوم، سرریزهای با تاج شیب دار در یکنواخت کردن دبی واحد عرض در مقطع کنترل عملکرد بهتری داشته اند. بررسی نتایج دو مدل عددی flow-3d و fluent نشان می دهد که، هر دو مدل در شبیه سازی الگوی جریان در مقطع کنترل سرریزها موفق بوده اند. بطور کلی مدل flow-3d در شبیه سازی عمق جریان و مدل عددی fluent در شبیه سازی سرعت جریان نتایج بهتری را ارائه کرده اند. هر دو مدل در شبیه سازی دبی واحد عرض عملکرد یکسانی داشته اند.

عبور خط لوله از عرض رودخانه ها، برای انتقال آب، گاز و نفت، باعث ایجاد آبشستگی موضعی در محدوده استقرار خط لوله می گردد. توسعه آبشستگی ممکن است باعث ایجاد خسارات ناشی از شکست لوله، اختلال در بهره برداری، هزینه های بازسازی و همچنین خسارات زیست محیطی شود. بررسی مکانیزم رخداد این پدیده و پیش بینی عمق حداکثر آبشستگی اطراف خطوط لوله؛ و پیشنهاد روش هایی برای کنترل آبشستگی، اهمیت زیادی دارد. در این تحقیق، به مطالعه آزمایشگاهی پدیده آبشستگی موضعی در اطراف خط لوله متقاطع با یک آبراهه مستقیم پرداخته شده است. متغیر های موثر شامل دبی جریان (q)، قطر لوله (d)، موقعیت عمودی لوله نسبت به بستر اولیه (e) و خصوصیات مواد بستری (d, ?g) بر عمق حداکثر آبشستگی (dsmax) و فاصله آن از محور لوله (l)، همچنین روند توسعه زمانی آن مورد بررسی قرار گرفته است. معادله عمومی آبشستگی موضعی با روش تحلیل ابعادی، به صورت تابعی از پارامترهای بدون بعد موثر نظیر: عدد فرود جریان (fr)، موقعیت عمودی لوله (e/d)، اندازه رسوبات بستر (d50/d)، ارائه شده است. پدیده آبشستگی به طور تجربی در یک فلوم آزمایشگاهی با راستای مستقیم برای جریان پایدار و یکنواخت در شرایط آستانه حرکت مواد بستری (در محدوده ماسه متوسط تا شن خیلی ریز)؛ سه اندازه مختلف لوله؛ هفت موقعیت مختلف استقرار لوله در بستر؛ در شرایط مختلف جریان مورد آزمون قرار گرفت. در هر آزمون، توسعه زمانی آبشستگی تا حصول شرایط تعادل دینامیکی بستر مورد نظر قرار گرفت. زمان تعادل حداقل معادل 6 ساعت؛ و حداکثر معادل 11 ساعت؛ بوده است. تأثیر پارامترهای موثر بدون بعد بر عمق آبشستگی و موقعیت آن نسبت به لوله بررسی گردید. در مجموع تعداد 49 آزمون تجربی انجام گردید. زمان اجرای هر آزمون (شامل آماده سازی بستر، استقرار لوله، استقرار جریان در شرایط آستانه حرکت مواد بستری، برقراری جریان تا حصول تعادل آبشستگی، و اندازه گیری ها) به طور متوسط 2 روز؛ و زمان کل آزمون ها معادل 150 روز بوده است. نتایج نشان داد که هر سه پارامتر fr، e/d و d50/d، تأثیر معنی داری بر عمق و موقعیت حداکثر آبشستگی دارند. با افزایش عدد فرود جریان، عمق حداکثر آبشستگی افزایش یافته و فاصله آن از مرکز لوله کمتر می شود؛ همچنین بستر سریع تر به تعادل می رسد. با افزایش قطر خط لوله، عمق حداکثر آبشستگی و فاصله آن از مرکز لوله بیشتر می شود. در خصوص تأثیر موقعیت لوله بر آبشستگی، بیشترین عمق آبشستگی در شرایطی ایجاد می گردد که لوله به اندازه d/4 در بالای بستر قرار گیرد. برای شرایطی که لوله به طور کامل در زیر بستر قرار گیرد، تا زمانی که در اثر آبشستگی عمومی خط لوله در معرض جریان قرار نگرفته، آبشستگی موضعی در محل خط لوله مشاهده نشد. اگر لوله در بالای بستر قرار گیرد، آبشستگی موضعی در زیر و پایین دست خط لوله توسعه می یابد. برای لوله نیمه مدفون، آبشستگی در پایین دست لوله و با فاصله بیشتری از آن ایجاد می گردد. تدریجی ترین گسترش حفره آبشستگی در شرایط e=-0.75d، رخ می دهد. در شرایط آستانه حرکت رسوبات، اندازه متوسط مواد بستری، تأثیر معنی داری بر عمق حداکثر آبشستگی ندارد؛ ولی ضریب یکنواختی مواد بستری، عامل موثری است. هر چه رسوبات بستر غیر یکنواخت تر باشند، عمق حداکثر آبشستگی و فاصله آن از مرکز لوله کمتر می شود. توصیه می گردد که: خط لوله تقاطعی در بازه ای از رودخانه با راستای مستقیم، با جریان زیر بحرانی و مواد بستری غیر یکنواخت، احداث گردد. همچنین لوله در عمقی بیش از حداکثر عمق آبشستگی عمومی برای سیل حداکثر طرح مدفون گردد تا در معرض جریان و توسعه آبشستگی موضعی قرار نگیرد. حدالامکان از لوله ای با کمترین قطر استفاده گردد.

در تحقیق حاضر برای شناخت تنش وارده بر آبخوان دشت ارومیه، از مدل های موجود که با کد کامپیوتری modflow، به عنوان یک مدل سه بعدی، جریان غیر همگام در محیط متخلخل اشباع، غیر همگن و غیر ایزوتروپ، در سال های 72-71 و 80-79 تهیه شده اند، استفاده شده است. مدل های موجود سطح منطقه مورد مطالعه را توسط شبکه های مستطیلی تفاضلات محدود به ابعاد 500 × 1000متر مربع در 35 ردیف و 108 ستون، با 3780 سلول پوشش داده اند. برای حصول تصمیمات مدیریتی کارا، انعطاف پذیر و دقیق و شناسایی بیشتر رفتار آبخوان، تحلیل حساسیت بر روی پارامتر های تغذیه ای و تخلیه ای در مدل ها صورت گرفته است. به این منظور، سناریوهایی برای سنجش حساسیت پارامتر های منتخب اعمال شده و پارامترها از حیث میزان حساسیت و تأثیرشان بر روی خروجی مدل، رتبه بندی شده اند. در مدل سال 72-71، از میان پارامتر های هیدرولیکی، تغذیه با درصد حساسیت 796/0در دوره تنش 12 به عنوان تأثیرگذارترین پارامتر شناخته شده است. پمپاژ از چاه های بهره برداری و تبخیر و تعرق، هر دو در دوره تنش 4 به ترتیب با درصد های حساسیت555/0 و 02/0در سناریو کاهشی 50 درصدی، در رتبه های بعدی قرار گرفتند. تحلیل دو پارامتر از ضرایب هیدرودینامیکی سفره (ضریب ذخیره و هدایت هیدرولیکی) بیانگر حساسیت بالای مدل به ضریب ذخیره با 46/48 درصد در دوره تنش 1 درسناریوی کاهشی 50 درصدی می باشد. حداکثر حساسیت مدل به هدایت هیدرولیکی، در دوره تنش7با سناریوی افزایش 50 درصدی(462/0درصد) می باشد. در مدل سال 80-79 تغذیه با درصد حساسیت 457/1در دوره تنش 1 نسبت به سناریو کاهش 50 درصدی، رتبه اول را به خود اختصاص داده است. تبخیر و تعرق با 334/0 درصد در دوره تنش 1 نسبت به سناریو کاهشی 50 درصد در رتبه دوم و پمپاژ از چاه های بهره برداری با 202/0 درصد نسبت به سناریوی افزایش 50 درصدی در دوره تنش 12 در رتبه سوم قرار می گیرد. در سال 80-79 ضریب ذخیره با 54/35 درصد در دوره تنش اول با سناریو کاهش 50 درصدی و هدایت هیدرولیکی با 97/0 درصد حساسیت در دوره تنش اول با اعمال سناریو کاهشی 40 درصدی بود. در این مطالعه، نقشه های منحنی های هم ارزش حساسیت برای هر پارامتر در پهنه دشت ارائه شده است. این نقشه ها نشان می دهند که در سال 72-71 ناحیه غربی دشت در منطقه نازلو نسبت به تغذیه حساس تر می باشد. نواحی مرکزی نسبت به پمپاژ و تبخیر و تعرق حساس تر می باشند. در مورد ضریب ذخیره مناطق شمال و جنوب دشت حساس تر می باشد. در خصوص هدایت هیدرولیکی مناطق غربی نسبت به افزایش و منطقه مرکزی نسبت به کاهش آن حساس می باشد. در سال 80-79، تغذیه در منطقه شمالی و بخش هایی از منطقه غربی، پمپاژ در قسمت های شمال و جنوب دشت، ضریب ذخیره در مناطق مرکزی دشت، تبخیر و تعرق در شمال دشت و هدایت هیدرولیکی در غرب و بخشی از شمال دشت حساسیت نشان داده اند.

افزایش جمعیت، رشد تقاضا، رعایت معیارهای اقتصادی و نیز محدودیت منابع آبی، لزوم بهره برداری بهینه از این منابع را نمایان می سازد. سیاست بهره برداری، مجموعه ای از قوانین است که در شرایط مختلف بهره-برداری، مقدار آبی را که بایستی ذخیره یا رهاسازی شود، تعیین می نماید. این سیاست ها، قوانین از پیش تعیین شده برای مواجهه با شرایط مختلف را تعریف می کنند. تدوین سیاست مناسب در بهره برداری از مخازن، براساس مدل های بهینه سازی با هدف دستیابی به بهترین مقدار مورد نظر صورت می پذیرد. با توجه به جریان ورودی غیرقطعی، ارائه دستورالعمل هایی براساس دامنه تغییرات جریان ورودی، نیازها و حجم ذخیره مخزن، ضروری می باشد. منحنی های فرمان نمونه ای از این دستورالعمل ها می باشند که می-توانند جریان خروجی از مخزن را به شکل تابعی از جریان ورودی و حجم ذخیره مخزن تعریف نمایند. در مطالعه حاضر، یک مدل الگوریتم شبیه سازی آنیلینگ، جهت بهره برداری بهینه از سد مخزنی شهرچای به منظور تامین نیازهای شرب و کشاورزی-زیست محیطی در محیط نرم افزار matlab7.8 تدوین گردیده است. جهت تحلیل، عدم قطعیت جریان ورودی به مخزن در نظر گرفته شده است و داده های جریان مصنوعی از طریق روش های سری های زمانی تولید و برای آینده پیش بینی گردیده است. سپس، تحلیل در شرایط طراحی برای داده های مصنوعی تولید شده انجام گرفته است. بدین منظور دو مدل سیاست بهره برداری خطی و غیر خطی، تحت سه سناریوی شرایط خشکسالی، نرمال و ترسالی در نظر گرفته شده است. نتایج مقادیر رهاسازی و حجم مخزن برای دو مدل در سه سناریوی اعمال شده، نشان از کارکرد خوب الگوریتم sa در برآورد مقادیر بهینه پارامترهای مدل می باشد به گونه ای که قادر به تامین نیازها با درصد بالا در ماه های مختلف بوده است. با توجه به مقادیر تابع هدف محاسبه شده توسط دو مدل، سیاست بهره برداری غیر خطی درجه دو به عنوان مدل بهینه انتخاب شده است. در نهایت با استفاده از این مدل منحنی فرمان در شرایط بهره برداری، برای داده های پیش بینی شده برای آینده استخراج گردیده و با منحنی ارائه شده توسط سازمان آب منطقه ای مقایسه گردیده است.

احداث سرریز و سدهای انحرافی در محدوده پیچ رودخانه ها، مشکلاتی را از نظر تراز سطح آب و توزیع بده جریان در عرض پدید می آورد، و راندمان آبگیرهای ساحل چپ و راست رودخانه را متفاوت می سازد. یکی از فرضیه ها جهت برقراری توزیع یکنواخت تر جریان در عرض پیچ رودخانه، تساوی بده جریان در واحد عرض تاج سرریز از طریق تغییر پروفیل تاج سرریز از حالت افقی به حالت شیبدار است. بررسی مطالعات گذشته نشانگر تحقیقات اندکی در مورد کاربرد سرریزها در محدوده پیچ رودخانه ها و فقدان تحقیقات در مورد کارکرد سرریزهای کرامپ در محدوده پیچ رودخانه ها است. در این تحقیق، کارکرد سرریزهای کرامپ با تاج افقی و شیبدار در پیچ یک آبراهه با هدف توزیع یکنواخت بده جریان در واحد عرض مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این بررسی، تئوری طرح تاج سرریز کرامپ در پیچ یک آبراهه و بررسی جریان بر روی این نوع سرریز ارائه شده است. معادله جریان به روش تحلیل ریاضی و ابعادی، با اعمال پارامترهای هندسی، کینماتیکی و دینامیکی موثر مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از تحلیل ترکیبی، معادله عمومی جریان آزاد بر روی سرریز کرامپ با تاج شیبدار ارائه گردیده، و ضریب دبی جریان بصورت تابعی از انحناء نسبی پیچ، زاویه قرارگیری سرریز در پیچ، هندسه و زاویه تاج سرریز، و بار آبی در بالادست سرریز تعیین گردیده است. آزمون تجربی جریان در پیچ یک آبراهه در یک فلوم آزمایشگاهی از جنس بتن مسلح با پیچ 90 درجه و شعاع انحنای نسبی 3، مورد بررسی قرار گرفت. خصوصیات جریان در استقرار سرریزهای با تاج افقی و شیبدار، با ارتفاع متغیر و در مقاطع مختلف پیچ کانال، مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشات برای 3 آزمون دبی (کم، متوسط و زیاد)، 3 ارتفاع متغیر سرریز، 4 شیب تاج سرریز و حالت تاج افقی (شامل یک آزمون برای تاج افقی)، در 6 موقعیت متفاوت از کانال (یک موقعیت در راستای مستقیم و 5 موقعیت در محدوده پیچ کانال) صورت گرفت. در مجموع تعداد 189 آزمون تجربی (شامل 54 آزمایش با تاج افقی و 135 آزمون با تاج شیبدار) انجام شد. در هر آزمون پارامترهای دبی، ارتفاع سطح آب در مقطع کنترل سرریز و سرعت دوبعدی جریان در نقاط مختلف عرضی و عمقی در مقطع کنترل سرریز اندازه گیری شدند. نتایج آزمون تجربی نشان می دهد که استقرار سرریزهای با تاج افقی در راستای مستقیم بالادست، ابتدای پیچ و پائین دست پیچ مناسب تر است. در محدوده پیچ، استقرار سرریزهای کرامپ با تاج شیبدار (جهت شیب تاج به سمت دیواره خارجی پیچ) کارآئی بهتری دارد. شیب مناسب برای تاج سرریز، در شرایط مختلف جریان، در محدوده 85?<?<88? است (? زاویه تاج سرریز نسبت با راستای قائم). با افزایش بار آبی یا بده جریان و با کاهش ارتفاع سرریز ، توزیع متقارن تری از جریان در بالادست سرریز شیبدار در محدوده پیچ ایجاد می گردد. بهترین موقعیت استقرار سرریزهای کرامپ (با تاج افقی یا شیبدار) در پیچ، بترتیب در مقاطع زاویه ای30، 60 و 45 درجه از ابتدای پیچ است. مقطع کنترل برای سرریزهای با تاج افقی در بالادست و ابتدای پیچ، به صورت خطی موازی با راستای تاج سرریز و عمود بر راستای جریان، در فاصله (2.0-4.8)h در بالا دست سرریز قرار دارد (h بار آبی درمقطع کنترل بالادست نسبت به تراز متوسط تاج سرریز است). در محدوده پیچ، مقطع کنترل بصورت خطی مورب، با زاویه ? نسبت به راستای تاج سرریز، در سمت دیواره خارجی و در بالادست سرریز قرار می گیرد. مقطع کنترل برای سرریزهای افقی در پیچ، در فاصله (1.0-4.8)h از بالادست سرریز و در سمت دیواره خارجی، و با زاویه 8?> ? >0? قرار دارد. برای سرریزهای با تاج شیبدار در پیچ، مقطع کنترل در فاصله(1.0-7.6)h ، و با زاویه 16?> ? >0? واقع می گردد. در این بررسی، معادله جریان برای شرایط جریان آزاد و مستغرق ارائه شده است. ضریب جریان (cd) برای طرح برتر سرریز در هر موقعیت پیچ کانال، در محدوده جریان آزاد تا مستغرق، مورد آزمون تجربی قرار گرفت. متوسط ضریب دبی برای جریان آزاد در سرریزهای با تاج افقی 70/0 ؛ و در سرریزهای با تاج شیبدار 54/0 است. آستانه استغراق جریان بر روی سرریز با نسبت بدون بعد عمق پایاب به ارتفاع سرریز در سمت دیواره خارجی (hd/p1) ارزیابی و ارائه گردیده است.

برای این منظور 4 سیستم آبیاری بارانی کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک از 4 مزرعه و از بین 33 سیستم که حداقل یک فصل زراعی از بهره برداری آنها سپری شده بود انتخاب و مورد ارزیابی قرار گرفت.در ارزیابی سیستم های آبیاری مزارع فوق از معیارهای ضریب یکنواختی کریستیانسن ((cu، یکنواختی توزیع ((du، استفاده گردید. مقادیر متوسط این پارامترها برای 4 مزرعه ی ارزیابی شده به ترتیب، 3/77 و 15/71 درصد به دست آمد. از بین مزارع ارزیابی شده تنها مزرعه f23 دارای یکنواختی قابل قبول بود و در سیستم های f5، f18 و f32 در هر دو موقعیت ارزیابی شده (موقعیت نزدیک و دور از آبگیر) یکنواختی قابل قبولی حاصل نگشت. به نظر می رسد نامناسب بودن فشار و همچنین استفاده همزمان از تعداد آبپاش های متعدد و کاربرد آبپاش هایی با مشخصات و مدل های متفاوت نیز علت اصلی پائین بودن ضریب یکنواختی و یکنواختی توزیع در این سیستم ها بوده است. به طور کلی نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که اگر چه در بسیاری از موارد مشکلات طراحی و اجرایی وجود داشته است اما سهم بزرگی از دلایل پائین بودن عملکرد سیستم های آبیاری بارانی کلاسیک دشت حسنلو، به دلیل مدیریت و بهره برداری ضعیف از این سیستم ها می باشد.

سیلاب ناشی از شکست سد، از فاجعه آمیزترین حوادث در دو قرن اخیر بوده است. در این نوع سیلاب، حجم قابل توجهی از آب در مدت زمان کوتاهی در پایین دست رودخانه رها شده و موجب پیدایش امواج عظیم در پایاب می گردد. از آنجا که بسیاری از رودخانه ها توانایی گذردهی لازم را ندارند، موج سیلاب در پایین دست از مسیر اصلی رودخانه خارج شده و ضمن ورود به سیلابدشت، خطر جانی و مالی برای شهرها، روستاها و سازه های موجود در سیلابدشت رودخانه فراهم می-سازد. سد مخزنی مهاباد درست در بالادست شهر مهاباد، استان آذربایجان غربی، قرار دارد. سد مهاباد با توجه به عواملی نظیر : احتمال وقوع زلزله، عدم کفایت ظرفیت سرریز برای حداکثر سیلاب محتمل، وجود تراوش دائم در تکیه گاه سمت راست بدنه، پتانسیل روانگرایی پی در محل احداث سد و نزدیکی موقعیت شهر مهاباد در پایاب سد، جزء سدهای پرخطر محسوب گردیده و تحلیل سیلاب ناشی از شکست آن امری ضروری می باشد. در این تحقیق دو سناریوی محتمل شکست سد مهاباد: 1) شکست در حداکثر سیلاب محتمل؛ و 2) شکست در روز آفتابی می باشد، مدلسازی شکست سد، روندیابی سیلاب در اراضی پایاب و پهنه سیل در محدوده شهری مهاباد با استفاده از نرم افزار mike-floodبررسی شده است. در سناریو شکست در اثر حداکثر سیلاب محتمل (pmf)، فرض بر این است که مخزن سد در تراز نرمال قرار داشته؛ و با ورود حداکثر سیل محتمل به مخزن سد و افزایش رقوم سطح آب در مخزن تا بیش از رقوم تاج سد، مکانیزم روگذری (overtopping) باعث ایجاد شکاف در بدنه سد شود. توسعه تدریجی شکاف سد، منجر به شکسته شدن سد گردیده؛ و سیلاب ناشی از آن در پایین دست سد اتفاق می افتد. در این سناریو سیلاب ناشی از شکست سد، معادل حجم سیلاب ورودی به مخزن در اثر وقوع حداکثر سیل محتمل، بعلاوه حجم معادل تراز نرمال مخزن سد خواهد بود. شدت جریان pmf سد مهاباد معادل 1700 متر مکعب بر ثانیه است. نتایج شبیه سازی شکست سد مهاباد در این سناریو نشان می-دهد که حداکثر دبی سیلاب در پایین دست سد در حدود 49000 متر مکعب بر ثانیه، در120 دقیقه بعد از ورود اولین موج pmf به مخزن سد خواهد بود. اولین موج سیلاب، 60 دقیقه بعد از ورود سیل به مخزن سد، به سد انحرافی یوسف کندی رسیده؛ و در زمان 130 دقیقه به حداکثر مقدار خود (در حدود 9000 متر مکعب در ثانیه) می رسد. این سیلاب منجر به افزایش رقوم سطح آب در بالادست سد انحرافی به اندازه 9 متر گردیده که احتمال شکستن این سد را خواهد داشت. در سناریو شکست در روز آفتابی، فرض بر این است که مخزن سد در تراز نرمال قرار داشته و مکانیزم زیرشویی (piping) باعث ایجاد روزنه در بدنه سد و شسته شدن آن گردد. در این سناریو سیلاب ناشی از شکست سد، معادل حجم معادل تراز نرمال مخزن سد خواهد بود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که سیلابی در حدود 45000 متر مکعب برثانیه، در 60 دقیقه پس از شکست سد مهاباد بوقوع می پیوندد. اولین موج سیلاب،60 دقیقه بعد از ورود سیل به مخزن سد مهاباد، به بند انحرافی یوسف کندی رسیده و در110 دقیقه به حداکثر مقدار خود (در حدود 8000 مترمکعب در ثانیه) می رسد. سیلاب ورودی به این سد انحرافی منجر به افزایش رقوم سطح آب به اندازه 8 متر گردیده، که خطر شکست سد را خواهد داشت. نتایج حاصل از مدلسازی با روابط تجربی مقایسه شده؛ همخوانی قابل قبولی بین آنها وجود دارد.

مدل منابع آب زیرزمینی دشت ارومیه با استفاده از کد کامپیوتری modflow و با در نظر گرفتن شبکه های مربع مستطیلی به ابعاد 1000×500 متر، در سال آبی 1372-1371 ساخته شده است. در تحقیق حاضر در راستای کاربردوست شدن مدل و مدیریت آسان اطلاعات ورودی و خروجی، آنالیز حساسیت مدل نسبت به ابعاد شبکه ای بررسی شده است. همچنین حساسیت ضرایب هیدرودینامیکی k و sنسبت به شبکه های متغیر محاسبه شده است. بنابراین مدل هایی با ابعاد شبکه ای 1000×1000، 2000×1000، 2000×2000، 3000×1500 و 3000×3000 ساخته و اجرا شدند. نتایج نشان داد که افزایش اندازه شبکه ای مدل منابع آب زیرزمینی دشت ارومیه به اندازه 1000×1000 متر، خطای قابل ملاحظه ای در شبیه سازی منابع آب زیرزمینی ایجاد نمی کند. خطای وارده از 5/0 متر تا 5/2 متر متغیر می باشد. این خطا در برخی از مناطق غربی دشت و در جوار کوه های غربی اتّفاق می افتد. در شبکه-های 2000×1000 و 3000×1500 میزان این خطا به شدت افزایش پیدا کرده به طوری که در شبکه 2000×1000 و در پاره ای از نقاط غربی دشت تا 23 متر نیز می رسد. در شبکه 3000×1500، این خطا در نواحی شمالی و غربی ماکزیمم مقدار خود را دارد و تا حدود 25 متر می رسد. شبکه 2000×2000 موجب ارائه مدلی با خطای نسبتاً قابل ملاحظه امّا در یک شبیه سازی همسان با مدل اصلی می گردد که میزان این خطا از 1 تا 4 متر و در پاره ای از مناطق غربی دشت تا 15 متر می رسد. در شبکه 3000×3000 میزان خطا نسبت به حالت قبل افزایش پیدا کرده امّا این خطا نیز در پوشش یک شبیه سازی همسان با مدل اصلی می باشد. میزان این خطا از 1 تا 6 متر و در پاره ای از نقاط غربی دشت تا 16 متر می باشد. با توجه به نتایج حاصل می توان بیان داشت که شبکه های مربعی بزرگ تر دارای خطای کمتری نسبت به شبکه های مستطیلی بزرگ تر می باشند. همچنین مدل اصلی با انداز? سلولی 1000×500، می تواند به راحتی به مدلی با انداز? سلولی 1000×1000 متر و با کمی احتیاط به مدلی با انداز? سلولی 2000×2000 متر و با احتیاط کامل و در راستای کاربردوست شدن مدل، به انداز? ابعاد سلولی 3000×3000 متر تبدیل گردد. نتایج آنالیز حساسیت نسبت به ضریب ذخیره نشان می دهد که مدل آب زیرزمینی دشت نسبت به این پارامتر حساس و این حساسیت در خصوص کاهش مقادیر ضریب ذخیره بیشتر است. همچنین مدل نسبت به افزایش و کاهش مقادیر هدایت هیدرولیکی حساس است و این حساسیت در شبکه هایی با ابعاد بزرگ تر بیشتر می باشد.

طرح های توسعه منابع آب دارای اثرات زیست محیطی متعددی می باشد، که بر هم خوردن رژیم طبیعی رودخانه ها و کاهش آب های سطحی پایین دست از مهم ترین آن است. برآورد نیاز زیست محیطی در اکوسیستم های آبی پایین دست، از اهمیت ویژهای برخوردار است. هدف اصلی از تحقیق حاضر برآورد جریان زیست محیطی رودخانه نازلو از روش های موجود هیدرولوژیکی، هیدرولیکی و شبیه ساز زیستگاه، در ماه های مختلف سال بوده است. در این بررسی از پنج روش هیدرولوژیکی موجود (1- درصدی از منحنی تداوم جریان، 2- tenant، 3- rva، 4- fdc-shifting و 5- (drm استفاده شده است. نتایج تحلیل آماری بر روی سری زمانی جریان نشان داد که روش tenant دارای ضعف های اساسی در ارائه حداقل جریان زیست محیطی است. روش q95 در ماههای بحرانی برای تخم گذاری گونههای مختلف ماهی ها (اسفند تا خرداد)، کارایی مناسبی ندارد. مقدار جریان های زیست محیطی حاصل از روشهای هیدرولوژیکی drm، rva و fdc-shifting در ماه های اسفند تا خرداد، نیاز گونه های شاخص ماهی (1- سیاه ماهی، 2- ماهی سیاه کولی و 3- زردک ماهی) را تأمین می کنند. از روش های هیدرولیکی موجود، روش محیط خیس شده با دو راهکار متفاوت (1- شیب منحنی، و 2- حداکثر انحنا)، مورد بررسی قرار گرفت. روش شیب منحنی، جریاناتی را پیشنهاد می کند که از توان رودخانه خارج است. روش حداکثر انحنا، جواب-های بهتری می دهد. روش حداکثر انحنا انعطاف پذیری بسیار محدودی در حفاظت سامانه زیست محیطی رودخانه دارد. روش های ترکیبی (شبیه ساز زیستگاه)، با پیش شرط حداقل عمق و سرعت مورد نیاز برای گونه معرف آبزیان، حداقل جریان زیست محیطی رودخانه را پیشنهاد می دهد. این روش می تواند حداقل شرایط زیستگاه را برای گونه های شاخص ماهیان در رودخانه نازلو تأمین کند. بررسی وضعیت کیفی آب رودخانه نازلو در مقایسه با استاندارد وزارت نیرو ایران نشان می دهد که غلظت نیترات و فسفات، و شاخص حیاتی bod در محدوده مرزی و تا حدودی خطرناک برای گونه های شاخص ماهی قرار دارد، که منشاء آن پسآب خانگی و کشاورزی است. با در نظر گرفتن غلظت بحرانی فسفات در ماه های مختلف، جریان زیست محیطی رودخانه نازلو، محاسبه و با نتایج سایر روش ها مقایسه گردید. به نظر می رسد که با در نظر گرفتن گونه های شاخص زیستی، روش تلفیقی "شبیه ساز زیستگاه" و "کیفیت آب" می تواند توزیع ماهیانه شدت جریان زیست محیطی را واقعی تر برآورد نماید. نتایج این بررسی نشان می دهد که برای حفاظت رودخانه نازلو در حداقل شرایط زیست محیطی قابل قبول، جریان پیوسته از حداقل 8/0 مترمکعب بر ثانیه (در دو ماه مرداد و شهریور) تا حداکثر 0/8 مترمکعب بر ثانیه (در ماه اردیبهشت)، در طول رودخانه و تا ورود به دریاچه ارومیه باید تأمین گردد.

طرح های توسعه منابع آب (نظیر احداث سد ها) دارای اثرات زیست محیطی متعددی می باشد،که تغییر رژیم ‏طبیعی رودخانه و کاهش جریان سطحی پایین دست از مهم ترین آن است. برآورد جریان زیست محیطی مورد نیاز ‏برای سلامت اکوسیستم های آبی پایین دست رودخانه، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به منظور تعیین جریان ‏زیست محیطی، روش های متعددی ارائه شده است. این روش ها را می توان در چهار گروه: هیدرولوژیکی، ‏هیدرولیکی، شبیه سازی زیستگاه و روش جامع، طبقه بندی کرد.‏ هدف اصلی از تحقیق حاضر، برآورد جریان زیست محیطی رودخانه باراندوزچای، ارومیه، ایران، از روش های ‏موجود هیدرولوژیکی و شبیه ساز زیستگاه، در ماه های مختلف سال بوده است. با توجه به احداث‎ ‎سد‎ ‎باراندوزچای، ‏تأمین نیاز‎ ‎آب زیست محیطی‎ ‎این رودخانه و سهم دریاچه ارومیه از این رودخانه، اهمیت قابل توجهی ‏دارد.‏ در این تحقیق، برای تعیین شدت جریان زیست محیطی رودخانه از هشت روش هیدرولوژیکی ‏‏(1- ‏tennant، 2- ‏tessman، 3- شاخص های تداوم جریان(‏flow duration indices‏)، 4- ‏smakhtin، ‏‏5- شاخص های منفرد جریان های کم آبی ‏‎7q10‎‏ و ‏‎7q2‎‏ ،‎ ‎‏6- ‏fdc shifting، 7- ‏drm، 8- محدوده ‏تغییرپذیری ‏rva‏)؛ و از روش شبیه ساز زیستگاه (روش کیفیت آب موسوم به رابطه ‏q‏)، استفاده شده ‏است. ‏ نتایج برآورد جریان زیست محیطی رودخانه باراندوزچای از روش های مختلف، در جدول (1) ارائه و ‏مقایسه شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که برای حفظ رودخانه باراندوزچای در حداقل وضعیت ‏اکولوژیکی قابل قبول (کلاس مدیریت زیست محیطی ‏c‏)، شدت جریان 9/1 متر مکعب بر ثانیه ( ‏معادل26 درصد متوسط جریان سالیانه ‏mar‏) بطور متوسط در طول رودخانه تا دریاچه ارومیه، باید ‏برقرار گردد. ‏

کاربرد مدل های ریاضی در طرح های مهندسی رودخانه اجتناب ناپذیر است. مدل یک بعدی hec-ras، با بهره گیری از حداقل اطلاعات صحرائی و حجم محاسباتی اندک، کاربرد گسترده ای در مطالعات تعیین بستر و ساماندهی رودخانه ای ایران دارد. هدف اصلی در تحقیق حاضر، ارزیابی کاربرد مدل hec-ras برای شرایط جریان پایدار و ناپایدار، در یک رودخانه بزرگ (رودخانه دانوب)، با داده های شاهد بوده است. تحلیل حساسیت مدل به داده های ورودی و تنظیمات مدل، از اهداف دیگر این بررسی بوده است. نتایج مدل همچنین با نتایج مشابه از مدل مورفودینامیکی و یک بعدی rubarbe، در شرایط یکسان (هندسی و هیدرولیکی) مقایسه گردیده است. رودخانه دانوب به طول 2860 کیلومتر و سطح حوزه آبریز 817000 کیلومترمربع، بعد از رود ولگا بزرگ ترین رودخانه اروپا است. این رودخانه از black forest در آلمان سرچشمه گرفته و بعد از عبور از 10 کشور اروپایی در نهایت به black sea وارد می¬شود. بازه مورد مطالعه، حدود 42 کیلومتر از رودخانه دانوب، در پایین¬دست سد hpp در اسلواکی می¬باشد. در شرایط جریان پایدار مدل hec-ras برای نه شرایط مختلف جریان (891 تا 9125 متر مکعب بر ثانیه) اجرا شد. پارامترهای مشترک جریان (تراز سطح آب، عرض سطح آب، سرعت متوسط، عدد فرود و تنش برشی متوسط) مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج مدل در بخش تراز سطح آب تطابق خوبی با داده های شاهد داشته است. با افزایش دبی، ارتفاع سطح آب در مقاطع پایین¬دست به میزان بیشتری نسبت به مقاطع بالادست افزایش یافته است. در 20 کیلومتر پایین¬دست بازه، سرعت متوسط جریان به میزان قابل توجهی کمتر از نیمه¬ی بالادست بازه می¬باشد. بیشترین تغییرات عدد فرود در دبی 891 متر مکعب بر ثانیه می¬باشد؛ که از 0/09 تا 0/24 تغییر می کند. بیشترین مقدار تنش برشی در بازه پایین دست است. در شرایط جریان ناپایدار، مدل hec-ras برای سه سناریو جریان سیلابی ورودی به بازه (هیدرو گراف 30 روزه و 160 روزه، و 14 ساله) اجرا گردید. ارتفاع سطح آب برای هیدرو گراف 14 ساله به میزان قابل توجهی بالاتر از دو حالت دیگر می¬باشد. برای سه شرایط فوق، تغییرات عرض سطح آب تا حد زیادی تطابق دارد. پروفیل سطح آب شبیه سازی شده با مدل hec-ras در هفت شرایط مختلف جریان پایدار (891 تا 9125 متر مکعب بر ثانیه)، با نتایج مشابه از مدل rubarbe؛ و با تراز سطح آب مشاهداتی در طول بازه، مقایسه گردید. برای پروفیل سطح آب، تطابق قابل قبولی وجود دارد. بیشترین تطابق در دبی 891 مترمکعب بر ثانیه است. در این بررسی، حساسیت مدل hec-ras به هفت عامل: (1) شرایط اولیه جریان پایدار و ناپایدار در بالادست؛ (2) شرایط مرزی پائین و بالادست؛ (3) نوع رژیم جریان؛ (4) تراکم مقاطع عرضی؛ (5) نواحی جریان موثر؛ (6) ضریب زبری؛ و (7) ضرائب تبدیل جریان، بررسی گردید. برای هر یک از هفت عامل، متوسط خطای نسبی برآورد پارامترهای مشترک جریان، نسبت به شرایط مرسوم مدل¬سازی مقایسه و ارزیابی گردیده است. بیشترین حساسیت مدل در انتخاب شیب بازه برای شرایط مرزی جریان نرمال می¬باشد. از میان پارامترهای جریان نیز، بهترین تطابق در ارتفاع سطح آب است. براساس مقایسه تراز سطح آب با ارتفاع سواحل مجرای اصلی رودخانه، جریان مقطع پر در طول بازه رودخانه دانوب در اسلواکی، معادل دبی 2000 مترمکعب بر ثانیه ارزیابی گردیده؛ که بعنوان بده آستانه سیلاب رودخانه در نظر گرفته می شود. نتایج کاربرد دو مدلhec-ras و rubarbe، نیز بده جریان 2000 مترمکعب بر ثانیه را تائید می نماید.

مسئله آبشستگی در پایین دست سازه های هیدرولیکی همواره در طراحی انواع مختلف آن ها اهمیت دارد. از جمله این سازه ها، حوضچه آرامش پایین دست دریچه است. هدف از انجام این تحقیق، بررسی تاثیر فاصله بلوک کف از دریچه بر روی مشخصات پرش هیدرولیکی؛ و آبشستگی موضعی پایین دست حوضچه آرامش می باشد. برای این منظور تعداد 39 آزمایش که 27 مورد در حالت با بلوک و بدون آستانه، 4 مورد در حالت آستانه دار و 8 آزمایش در حالت بدون بلوک و بدون آستانه، بر روی مدل آزمایشگاهی در محدوه ای از تغییرات عدد فرود، عمق پایاب نسبی و فاصله بلوک ها از دریچه انجام گرفت. جهت بررسی اثر بلوک های کف بر میزان استهلاک انرژی، آزمایشاتی در شرایط بستر صلب پایین دست حوضچه آرامش، نیز صورت گرفت. در آزمون های بستر متحرک، تشابه پروفیل های طولی آبشستگی مورد بررسی قرار گرفت. جهت بدون بعد نمودن پروفیل های آبشستگی از دو روش استفاده گردید. در روش اول هر دو محور مختصات با استفاده از عمق بیشینه آبشستگی بدون بعد می گردد. در روش دوم از عمق بیشینه آبشستگی برای بدون نمودن محور عرض ها و از طول حفره جهت بدون نمودن محور طول ها استفاده می شود. نتایج نشان دادند که استفاده از روش دوم نسبت به روش اول مناسبتر می باشد. نتایج حاصل از مشخصات حفره آبشستگی نشان می دهند که افزایش عدد فرود موجب افزایش مقدار پارامترهای هدف از جمله عمق بیشینه، فاصله عمق بیشینه از انتهای حوضچه آرامش و طول حفره آبشستگی می شود. تغییرات عمق بیشینه آبشستگی نسبت به عمق پایاب نسبی، از روند مشخصی پیروی نمی کند؛ اما فاصله عمق بیشینه از انتهای حوضچه آرامش و طول حفره آبشستگی، با افزایش عمق پایاب کاهش می یابند. نتایج نشان می دهند که افزایش فاصله بلوک از دریچه بر هر سه پارامتر هدف اثر معکوس دارد. با افزایش فاصله بدون بعد بلوک از 18/0 تا 54/0 عمق بیشینه، فاصله عمق بیشینه از انتهای حوضچه آرامش و طول حفره آبشستگی به طور میانگین بترتیب 57، 44 و 40 درصد کاهش می یابد. با بررسی فرم سه بعدی و توپوگرافی بستر آبشستگی مشخص شد که استفاده از بلوک های کف در فاصله های بدون بعد 18/0 و 36/0 موجب می شود که آبشستگی در وسط بیشتر از کناره ها باشد؛ در صورتی که در حالت فاصله 54/0 و حالت بدون بلوک تمرکز آبشستگی در کناره ها می باشد، همچنین بررسی ها نشان می دهند با افزایش فاصله بلوک از دریچه از 18/0 تا 54/0 حجم حفره آبشستگی به طور متوسط 85 درصد کاهش می یابد. در ادامه روابطی جهت تخمین پارامترهای هدف ذکر شده ارائه گردید که از دقت مناسبی برخوردار می باشند. بررسی میدان جریان در روی بستر آبشستگی نشان می دهد که سرعت در فواصل بلوک 18/0 و 36/0 درمقاطع طولی وسط به طور متوسط 50 و 94 درصد بیشتر از کناره ها می باشد؛ در فاصله 54/0 و در حالت بدون بلوک سرعت در کناره ها به طور متوسط 67 و 75درصد بیشتر از وسط فلوم می باشد. نتایج مربوط به استهلاک انرژی نیز نشان می دهند که افزایش فاصله بلوک از دریچه بر میزان استهلاک انرژی نسبی اثر ناچیزی دارد. مقایسه نتایج حاضر با نتایج حاصل از سایر محققین نشان می دهد، با افزایش عدد فرود از 9/3 تا 8 میزان استهلاک انرژی از 47 تا 71 درصد افزایش می یابد. با افزایش عمق پایاب نسبی از 3/5 تا 6/12، میزان استهلاک انرژی نسبی از 65 تا 71درصد کاهش می یابد. با افزایش فاصله بلوک های کف از 18/0 تا 54/0، طول پرش به طور متوسط 115 درصد افزایش می یابد. برهم کنش استهلاک انرژی، الگوی جریان و آبشستگی پایین دست دریچه مورد بررسی قرار گرفت. از آنجایی که افزایش فاصله بلوک از دریچه با وجود اثر قابل توجه بر ابعاد حفره آبشستگی، اثر چندانی بر میزان استهلاک انرژی ندارد، پس می توان نتیجه گرفت که، این پارامتر با ایجاد تغییر در الگوی جریان، موجب کاهش ابعاد حفره آبشستگی می گردد. بررسی اثر اندازه بلوک های کف، تغییر فاصله بلوک های کف و دانه بندی مواد بستری برای مطالعات آینده پیشنهاد می گردد.

سرریزهای زیگزاگی، سازه های هیدرولیکی مهم جهت تنظیم سطح آب و کنترل جریان در کانال ها، رودخانه ها و مخازن سدها، و نیز هوادهی جریان در شبکه اصلی فاضلاب ها بشمار می آیند. فرضیه اصلی در توسعه طرح زیگزاگی سرریزها، افزایش ظرفیت انتقال جریان روی سرریز از طریق افزایش طول تاج سرریز در یک محدوده معین عرضی بوده است. هدف اصلی در این تحقیق، مقایسه الگوی آبشستگی موضعی در پایاب سرریزهای زیگزاگی با هندسه پلان مثلثی، ذوزنقه ای و قوسی سرریز بوده است. توسعه آبشستگی بستر تا زمان دستیابی به تعادل دینامیکی بستر، در سه شرایط جریان کم(h_0/p=0.2)، متوسط (h_0/p=0.27)و زیاد (h_0/p=0.33)، بررسی شده است. در این تحقیق، ارتفاع سرریزها، و نوع و اندازه مواد بستری (شن ریز d_50=1.9mm)، ثابت در نظر گرفته شده است. در مجموع، تعداد 33 آزمون تجربی انجام گردید، که شامل 21 آزمون شاهد برای انتخاب مواد بستری، بار آبی مناسب و زمان تعادل بستر بوده است. زمان تعادل دینامیکی بستر آبشستگی در محدوده 4 تا 10 ساعت بوده است. الگوی آبشستگی بستر پایاب برای هر یک از سه پلان سرریز زیگزاگی با سرریز نظیر نرمال مقایسه گردید. نتایج نشان می دهد که آبشستگی در پایاب سرریز با پلان ذوزنقه ای بیشتر از دو پلان مثلثی و قوسی است. آبشستگی پلان قوسی در بار آبی کمتر؛ و پلان مثلثی در بارهای آبی بیشتر، بهتر بوده است. در نسبت h_0/p=0.2 ، آبشستگی پلان ذوزنقه، 19 درصد نسبت به پلان مثلثی و 28 درصد نسبت به پلان قوسی، بیشتر بوده است. در نسبت h_0/p=0.27، آبشستگی پلان ذوزنقه، 4/22 درصد نسبت به پلان مثلثی و 7/6 درصد نسبت به پلان قوسی، بیشتر بوده است. در نسبت h_0/p=0.33 آبشستگی پلان ذوزنقه، 1/11 درصد نسبت به پلان مثلثی و 3/5 درصد نسبت به پلان قوسی، بیشتر بوده است. در این تحقیق، روابط نیمه تجربی برای تخمین حداکثر عمق آبشستگی، و برای موقعیت طولی آن نسبت به هر یک از سه نوع سرریز زیگزاگی ارائه گردیده است.

با افزایش گرمایش جهانی و حادث شدن پدیده تغییر اقلیم، جهان با یک چالش جدید مواجه گردیده که تأثیرات مهمی بر منابع آب خواهد گذاشت. فرآیند طراحی سازه های آبی عموما? مبتنی بر داده های تاریخی می باشد، در حالی که این سازه ها برای آینده ساخته می شوند. پس طراحی و بهره-برداری از منابع آب بایستی مطابق با شرایط تغییر اقلیم باشد. در این مطالعه جهت ارائه منحنی فرمان سد ماکو، ابتدا مخزن با استفاده از روش spa اصلاح شده با درصد تقاضا های مختلف از متوسط جریان سالیانه رودخانه(maf) ، طراحی و حجم مفید مخزن تعیین گردید. سپس مدل الگوریتم ژنتیک(ga) جهت تعیین بهره برداری بهینه در محیط نرم افزار matlab13 تهیه و اجرا گردید. در ادامه جهت بررسی تغییر اقلیم با استفاده از مدل های نرم افزار lars-wg پیش بینی پارامتر های دمای حداقل، دمای حداکثر و بارش در دوره بیست ساله (2030-2011) انجام شد. نتایج مدل hadcm3 حاکی از افزایش دمای حداقل و حداکثر و کاهش میزان بارندگی در دوره آتی است. سپس با استفاده از خروجی سناریو های مدل hadcm3، مدل سازی بارش- رواناب با استفاده از شبکه عصبی، جهت پیش بینی رواناب در دوره آتی انجام شد. پس از طراحی مخزن با روش spa در دوره تغییر اقلیم، منحنی فرمان مخزن با مدل ga نیز ارائه گردید. در این مطالعه مدل ga در احتمال آمیزش برابر با 4/0، احتمال جهش برابر با 02/0 و اندازه جمعیت برابر با 250 بهترین عملکرد را داشته است. مقایسه نتایج روش spa و مدل ga در دوره های تاریخی و تغییر اقلیم، نشان می دهند که مقادیر رهاسازی دو روش با هم مشابه بوده اما مدل ga مقادیر بیشتری نسبت به روش spa برآورد می کند. همچنین مقادیر تابع هدف نشان می دهد که مدل ga در تقاضا های بزرگتر بهتر از تقاضا های پایین عمل کرده است. مقادیر ماکزیمم حجم ذخیره و مجموع مقادیر رهاسازی در حالت های مختلف دوره تاریخی بیشتر از دوره تغییر اقلیم می باشد. چرا که هر سه سناریوی مدل hadcm3 تقریبا? روند نزولی بارش را برای دوره 2030-2011 برآورد کردند و این امر با کاهش رواناب ورودی به مخزن، حجم ذخیره و میزان رهاسازی را تحت تأثیر قرار داده است.

ارزیابی جریان زیست محیطی رودخانه ها با روشهای اکو- هیدرولوژیکی (مطالعه موردی رودخانه روضه چای) توسط فهیمه غلامزاده چکیده با توجه به کمبود آب و همچنین توزیع نامناسب مکانی و زمانی بارش ، اجرای طرح های توسعه منابع آب بویژه سدسازی و انتقال بین حوضه ای آب، گاهی اجتناب ناپذیر خواهد بود. بمنظور پیشگیری از اثرات منفی دراز مدت این طرح ها بر اکوسیستم های رودخانه ای، لازم است نیازمندی های هیدرولوژیکی و اکولوژیکی رودخانه در قالب یک نیاز آب زیست محیطی تعریف شده و در تعاملات تخصیص آب مد نظر قرار گیرد. نیازهای زیست محیطی اغلب بعنوان مجموعه ای از دبی های جریان با مقدار، زمان وقوع، فراوانی و تدوام جریان معین تعریف می شوند. این جریان ها که شرایط مستعد نگهداری مجموعه ای از زیستگاه-های آبی و فرآیندهای اکوسیستم را فراهم می کنند، بعنوان "جریان های زیست محیطی" نامیده می شوند. از آنجا که سطح دانش فعلی از اکولوژی رودخانه و داده-های موجود بسیار محدود می باشد ، ارائه روش هایی کاربردی در تعیین جریان زیست محیطی رودخانه ها ضروری است. روش های متعددی برای تعیین جریان های زیست محیطی وجود دارد. اکثریت این روش ها را می توان در چهار گروه مجزا: روش هیدرولوژیکی، روش هیدرولیکی، روش شبیه سازی زیستگاه، و روش جامع طبقه بندی کرد. هدف اصلی از تحقیق حاضر، برآورد جریان زیست محیطی رودخانه روضه چای،در حوضه غربی دریاچه ارومیه، ایران، از روش های موجود هیدرولوژیکی و شبیه ساز زیستگاه، در ماه های مختلف سال بوده است. در این تحقیق، برای تعیین شدت جریان زیست محیطی رودخانه از هفت روش هیدرولوژیکی 1- تنانت(tennant) 2- تسمن(tessman) 3- شاخص تداوم جریان(flow duration indices ) 4- اسماختین(smakhtin)5- تغییر منحنی تداوم جریان (fdc shifting) 6- محدوده تغییر پذیری(rva) 7- روش drm ،و روش کیفیت آب ( رابطه q)، استفاده گردید. باتوجه به اینکه اطلاعات اکولوژیکی مورد نیاز برای تعیین جریان های زیست محیطی هنوز در ایران موجود نمی باشد، استفاده از مدل های اکو-هیدرولوژیکی فوق اجتناب ناپذیر است. نتایج نشان می دهد که برای حفظ حیات رودخانه روضه چای در ایستگاه های کلهور و پل ازبک در حداقل وضعیت اکولوژیکی قابل قبول (کلاسb/c) به ترتیب جریان13/0متر مکعب در ثانیه (11درصد mar)،11/0متر مکعب در ثانیه (10درصد mar) مورد نیاز می باشد. برآورد جریان زیست محیطی از روش های مختلف برای رودخانه روضه چای در جدول زیر خلاصه شده است. در این جدول، حداقل شدت جریان زیست محیطی براساس نتایج حاصل از روشهای مختلف وقضاوت مهندسی به تفکیک برای موقعیت دو ایستگاه هیدرومتری کلهور و پل ازبک به ترتیب با مختصات جغرافیائی) 753 35 37 n: و 370 53 44 (e: و با ارتفاع رقومی 4870 فوت، با مختصات جغرافیائی) 589 39 37 n:و 665 8 45 (e: و با ارتفاع رقومی 4237 فوت توصیه شده است. جدول (1): مقادیر پیشنهادی جریان زیست محیطی رودخانه روضه چای از روش های مختلف روش نیاز آب زیست محیطی (ewr) ایستگاه کلهور ایستگاه پل ازیک (%mar) (m3/s) (%mar) (m3/s) fdc shifting کلاس c 49 58/0 41 45/0 drm کلاس b/c 11 13/0 10 11/0 تنانت اسفند- خرداد 10 12/0 10 11/0 تیر - بهمن 30 36/0 30 33/0 تسمن 47 56/0 49 53/0 اسمختین 20 24/0 20 22/0 شاخص های تداوم جریان q70 32 38/0 16 17/0 q75 24 28/0 9 1/0 q80 16 19/0 3 3/0 q85 5 06/0. 0.5 005/0 q90 0 0 0 0 q95 0 0 0 0 محدوده تغییرپذیری low rva 71/64 77/0 13/65 71/0 کیفیت آب رلبطه q 26 31/0 39/73 80/0 جریان زیست محیطی توصیه شده 11 13/0 10 11/0 کلمات کلیدی: جریان های زیست محیطی، روش های اکوهیدولوژیکی ، رودخانه روضه چای

سرریز یکی از سازه های هیدرولیکی وابسته سد برای کنترل سطح آب مخزن و تخلیه سیلاب است. هدف اصلی در تحقیق حاضر، شبیه سازی عددی جریان بر روی سرریز ogeeبا استفاده از مدل ریاضی flow-3d بوده است. رودخانه نازلو یکی از مهم ترین رودخانه های غربی حوضه دریاچه ارومیه است. سد مخزنی نازلو در شمال باختری ارومیه بر رودخانه نازلو احداث می گردد. مدل فیزیکی سرریز سد مخزنی نازلو با مقیاس 1:40 در موسسه تحقیقات آب وزارت نیرو ساخته شده است. برای واسنجی و تایید مدل عددی flow-3d از داده های مدل هیدرولیکی سرریز سد نازلو (در آزمایشگاه هیدرولیک کاربردی دکتر فرهودی، گروه مهندسی آب) استفاده شده است. ساختار جریان بر روی سرریز برای سه بده جریان کم آبی، متوسط و پر آبی (معادل 497 ، 830 و 2272 مترمکعب بر ثانیه) ارزیابی شد. هندسه سه بعدی سرریز با استفاده ازautocad تعیین گردید. شبکه محاسبات عددی در 5 اندازه شبکه از 6 تا 6/0 سانتی متر ارزیابی گردید. شبکه سه بعدی (3/53×175×3/183) با اندازه 6/0 سانتی متر مناسب ترین بوده است. برای شرط مرزی ورودی، فشار ثابت با ارتفاع آب مشخص؛ شرط مرزی خروجی، outflow و بقیه مرزها، تقارن استفاده شده است. سه مدل تلاطم rng، k- ? و les مورد بررسی قرار گرفت، که مدل rng مدل تلاطم مناسب تر بود. بررسی حساسیت مدل flow-3d به طول اختلاط تلاطم و ارتفاع زبری، نشان دهنده ی عدم حساسیت مدل به این دو پارامتر است. شبیه سازی جریان روی سرریز با 16 آزمون برای بدون پایه، 21 آزمون برای حالت با پایه روی سرریز، و 6 آزمون برای سناریو جدید وجود 2 پایه روی سرریز بررسی شد. زمان شبیه سازی برای بده های بیشتر جریان 40 ثانیه و برای بده های کمتر 20 ثانیه بوده است. مقایسه نتایج عددی با داده های آزمایشگاهی مدل فیزیکی نشان می دهد که این مدل قابلیت پیش بینی الگوی سه بعدی جریان بر روی سرریز را دارد. واژه های کلیدی: سرریز ogee ، مدل flow-3d ، شبیه سازی جریان، سرریز سد نازلو

طرح های توسعه منابع آب دارای اثرات زیست محیطی متعددی می باشد، که تغییر رژیم طبیعی رودخانه و کاهش جریان سطحی پایین دست از مهم ترین آن است. برآورد جریان زیست محیطی مورد نیاز برای سلامت رودخانه ها و اکوسیستم های آبی پایین دست از اهمیت ویژه ای برخوردار است. روش های متعددی برای تعیین جریان زیست محیطی رودخانه ها ارائه شده است که این روش ها در چهار گروه: هیدرولوژیکی، هیدرولیکی، شبیه سازی زیستگاه و روش جامع، قرار می گیرند. هدف اصلی در این پژوهش، ارزیابی توزیع ماهیانه جریان زیست محیطی یک رودخانه شاخص با جریان دائمی (سیمینه رود در حوضه دریاچه ارومیه)، از روش های موجود هیدرو- اکولوژیکی بوده است. با توجه به طرح احداث سد سیمینه رود، تأمین و تخصیص نیاز آب زیست محیطی سیمینه رود اهمیت قابل توجهی دارد. در این تحقیق، از نه روش هیدرو- اکولوژیکی ( 1- tennant؛ 2 - tessman؛ 3 - شاخص های تداوم جریان fdc؛ 4 - smakhtin؛ 5 - شاخص های منفرد جریان های کم آبی 7q10 و 7q2 ؛ 6 - fdc shifting؛ 7- drm؛ 8 - محدوده تغییرپذیری rva؛ و 9 - روش کیفیت آب موسوم به رابطه q ) استفاده شده است. برآورد جریان زیست محیطی در چهار موقعیت از شاخه اصلی رودخانه انجام یافته است. نتایج برآورد جریان زیست محیطی رودخانه سیمینه رود از روش های مختلف، در جدول (1) خلاصه شده است. بر اساس این نتایج، برای حفظ رودخانه سیمینه رود در حداقل وضعیت اکولوژیکی قابل قبول (کلاس مدیریت زیست محیطی c)، به ترتیب شدت جریان متوسط سالیانه معادل 6/1، 7/1 ، 3/3 و 5/3 مترمکعب بر ثانیه، باید در چهار موقعیت ایستگاه های هیدرومتری قزل گنبد، پل بوکان، داشبند و میاندوآب (در کیلومترهای 133، 100، 82 و 32 از دریاچه ارومیه)، برقرار باشد. توزیع ماهیانه جریان در هر ایستگاه نیز تعیین گردیده است. بطور مثال در ایستگاه پل بوکان (در موقعیت تقریبی احداث سد مخزنی سیمینه رود)، شدت جریان زیست محیطی به طور متوسط 71/1 متر مکعب بر ثانیه در سال است؛ که از 4/0 (در مرداد ماه) تا 7 (در اسفند ماه) تغییر می کند. مقایسه توزیع ماهیانه جریان زیست محیطی با مقادیر نظیر آن در گزارش سد سیمینه رود، نشانگر ضرورت بازنگری در تخصیص انجام یافته است.

در این تحقیق ضمن تبیین اهمیت مسئله، مکانیسم و علل شکست سدها و تجزیه و تحلیل حوادث نسبت به مناطق جغرافیائی، سن و نوع سد، روش های تحلیل معادلات حاکم بر جریان های غیر دائمی با استفاده از مدلهای ریاضی ارائه شده است. بدین منظور، پس از استخراج هیدروگراف خروجی از ساختگاه سد شهر چای با استفاده از مدل breach تحت سناریوی شکست فرضی روگذری جریان ، نسبت به تدوین، توسعه و کالیبره کردن مدل ریاضی hec-ras جهت تحلیل غیر دائمی مسئله شکست سد به کمک رایانه اقدام گردیده است. متعاقب آن، پهنه بندی سیلاب ناشی از شکست سد در اثر پدیده ی روگذری جریان که از عوامل اصلی ایجاد شکاف و شکست در سدهای خاکی محسوب می-شود، با استفاده از امکانات و ابزار gis استخراج و نقشه مناطق سیل گیر پایاب مشخص گردیده است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

سرریزهای مرکب، سازه های هیدرولیکی ساده ای هستند که شکل تاج آنها عموما ترکیبی از یک دهانه مثلثی در قسمت پایین) و یک دهانه مستطیل (در قسمت بالا) می باشد. امتیازات هیدرولیکی این نوع سرریز عبارتند از: (1) کنترل سطح آب بالا دست بخصوص در دبی های کم؛ و (2) دقت اندازه گیری در دبی های کم و ظرفیت انتقال بالا در دبی های زیاد.بررسی جامع در خصوص جریان بر روی سرریزهای مرکب ‏‎"‎‏مثلثی - مستطیلی‏‎"‎‏ انجام نگرفته است. مکانیزم پیچیده تداخل جریان در ناحیه انتقالی تغییرات سطح آب در محدوده هندسی مثلثی - مستطیلی، سبب نامطمئنی در تحلیل جریان و محدودیت کاربرد وسیع این نوع سرریزها در اندازه گیری دبی جریان در کانال ها بوده است.هدف از این بررسی، بعنوان اولین قدم، ارزیابی ظرفیت جریان بر روی سرریزهای مرکب لبه تیز با زاویه راس 90 درجه به روش تحلیلی و تجربی بوده است. تاثیر متغیرهایی نظیر (1) ارتفاع سرریز؛ (2) فشردگی جانبی؛ (3) ارتفاع سطح آب بالادست؛ (4) هوادهی و (5) عمق پایاب یا کنترل پایین دست، در توسعه معادله جریان به روش تحلیلی و تجربی مورد نظر قرار گرفته است.معادله عمومی جریان آزاد بر روی سرریز مرکب با روش حل ریاضی و ابعادی ارائه گردیده است. تاثیر برخی عوامل موثر (نظیر ارتفاع سطح آب و موقعیت سطح آب در هندسه مرکب تاج سرریز) بطور مستقیم در معادله تئوری جریان وارد گردیده است. عوامل موثر معین (نظیر: نسبت فشردگی جانبی و قائم؛ هوادهی و سطح پایاب یا درجه استغراق جریان) بصورت پارامترهای بدون بعد در ضریب جریان گنجانیده شده است. ضریب دبی جریان ‏‎(cd)‎‏ بصورت پارامتری برای عوامل موثر معین و نیز بصورت تجربی برای عوامل نامعین مورد ارزیابی قرار گرفته است.آزمایشات تجربی برای دو نوع سرریز مرکب: (1) بدون فشردگی جانبی؛ و (2) با فشردگی جانبی، به تفکیک در دو فلوم آزمایشگاهی (در آزمایشگاه هیدرولیک کاربردی گروه آبیاری - دانشگاه ارومیه) برای محدوده مناسبی از هندسه سرریز و محدوده وسیعی از شرایط جریان ممکن در فلوم های آزمایشگاهی انجام یافته است.نتایج بررسی نشان می دهد که: (1) سرریزهای مرکبی که با در نظر گرفتن محدودیت های فیزیکی و هیدرولیکی در مطالعه حاضرطراحی و احداث گردیده، بعنوان سازه های کنترل جریان با دقت کافی میتوانند مورد استفاده قرار گیرند؛ (2) هوادهی مصنوعی تاثیر قابل ملاحظه ای در ظرفیت جریان عبوری از روی سرریز ندارد؛ (3) استغراق جریان سبب ناپایداری در روند تغییرات ضریب دبی ‏‎cb‎‏ گردیده و ارزیابی ضریب دبی ‏‎cd‎‏ را بطور مستقیم نامطمئن می سازد؛ (4) تشخیص حد آستانه استغراق در دقت کاربرد معادله جریان ضروری است. آستانه استغراق بر حسب فشردگی جانبی سرریز، سطح آب بالادست و سطح پایاب سرریز مورد ارزیابی قرار گرفته است؛ (5) در شرایط جریان مستغرق، ضریب تصحیح استغراق جریان تعیین و ارائه گردیده است.ارزیابی جریان بر روی سرریزهای مرکب با زاویه راس متفاوت و نسبت های متفاوت فشردگی جهت بسط نتایج حاضر و نیز بررسی توزیع سرعت و فشار در نزدیک تاج سرریز جهت بررسی هیدرولیک تداخل جریان در محدوده هندسه مرکب سرریز برای تکمیل مطالعات در آینده پیشنهاد می شود.

هیدرولیک جریان و انتقال رسوب در رودخانه های با مواد بستری درشت دانه متفاوت و پیچیده تر از شرایط رودخانه های با بستر ماسه ای و ریزدانه است. مهمترین خصوصیات رودخانه های با مواد بستری درشت دانه، توسعه لایه سطحی مقاوم در کف بستر در شرایط جریان های کم تا متوسط، و افزایش درجه ناپایداری و شدت بار رسوبی در شرایط جریان های سیلابی است.ارزیابی بار رسوبی و تعیین سهم بار بستر و بار معلق در مطالعات مهندسی رودخانه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هدف اصلی در تحقیق حاضر، ارزیابی و مقایسه تناسب کاربرد روش های موجود در برآورد بار رسوبی در رودخانه های با مواد بستری شن و درشت تر بوده است. در این بررسی، یک بازه مناسب هیدرولیکی از رودخانه نازلو در حوضه غربی دریاچه ارومیه - در پائین دست سد انحرافی شهید کشتگر و به طول 517 متر بعنوان شاخصی از رودخانه های با مواد بستری درشت دانه انتخاب و مورد ارزیابی قرار گرفته است.ارزیابی بررسی نتایج حاضر در شرایط بازه های مختلف رودخانه ای، و اصلاح و یا توسعه روش های مناسب جهت مطالعات آینده پیشنهاد شده است.