صفحه اعضا هیئت علمی - دانشکده مهندسی آب و محیط زیست

استادیار
تاریخ بهروزرسانی: 1403/12/13
احمد فتحی
دانشکده مهندسی آب و محیط زیست / گروه مهندسی محیط زیست
پایاننامههای کارشناسیارشد
-
ارزیابی عملکرد مدلهای منفرد و ترکیبی تجزیه محور برای تخمین هدایت الکتریکی رودخانه (مطالعه موردی: ایستگاه ایدنک)
سیدجمال حسینی نسب 782 -
تدوین راهبرد های مدیریت پایدار آب در استان خوزستان بر مبنای همبست آب،وغذا با استفاده از روش SWOT
محمد پارسایی 782 -
بررسی روند تغییرات پارامترهای کیفی آبهای زیر زمینی دشت دزفول
علیرضا عامریون 781 -
بررسی توزیع مکانی ذرات میکروپلاستیک در ناحیه شمالغربی خلیج فارس ( مطالعه موردی محدوده سواحل خوزستان )
امیرعلا فرهادی 781 -
ارزیابی شبکه پایش کمی و کیفی آب زیرزمینی دشت دز با استفاده از تئوری آنتروپی
لیلا مرادی پور 781 -
بررسی اثر خاک رس بنتونیت و مونت موریلونیت کائولینیت در بهبود عمل انعقاد توسط پلی فریک سولفات در تصفیه پساب خاکستری
شاپور چیت سازخوراسگانی 780 -
تصفیه پساب خاکستری توسط انعقاد شیمیایی با سولفات فریک و فرو به همراه کمک منعقد کننده رس و لجن زلال ساز
مدینه هذیلی 780 -
مقایسه آلوم و کلرید فریک به همراه کمک منعقد کننده پریستول(پلی آکریل آمید)در تصفیه پساب خاکستری
رضا کلیوندفیضی 780 -
ارزیابی محیط زیستی آلودگی غلظت فلزات سنگین درخاک اطراف کارخانه سیمان مسجدسلیمان
ابراهیم براتی 779 -
بررسی قابلیت حذف رنگزای آزو از محلول آبی با استفاده از سیستم غشایی
حجت رسول پورثمرین 778 -
بررسی کارایی فیلتراسیون در تصفیه آب های خاکستری
سعیده رحمتی 778 -
بررسی آزمایشگاهی میزان ورود اکسیژن محلول در جتهای افقی حوضچههای آرامش مستطیلی USBR تیپ 2 ، 3 و مقایسه با نتایج پردازش تصویر دیجیتال
عباس مرادی اشگفتی 778 -
مقایسه راندمان حذف کدورت از پساب خاکستری توسط منعقد کننده های شیمیایی کلروفریک و پلی آلومینیوم کلراید به همراه کمک منعقد کننده طبیعی کیتوزان
نوید درفش دار 777 -
مقایسه روند تغییرات زمانی و مکانی آلاینده های Pm10،Pm2.5،No2،So2،Co و O3 طی روز های عادی و گرد وغباری در شهر اهواز
حسین رضایی ارشد 777 -
بررسی حذف سرب و کادمیوم و مواد آلی (BOD،COD) و TDS از شیرابه پسماند با استفاده از تصفیه توسط زمین با بسترهای مختلف خاک در مقیاس آزمایشگاهی
معصومه شریفی 776 -
ارزیابی زیست محیطی – اقتصادی استفاده از ضایعات لاستیک خودرو در تولید بتن استاندارد
امین فولادوند 776 -
بررسی کارایی فیلتراسیون افقی با استفاده از سرباره صنایع فولاد در کاهش آلاینده های پساب خروجی از برکه تثبیت تکمیلی (مطالعه موردی تصفیه خانه فاضلاب غرب اهواز)
محمد دقیقی 776 -
بررسی کارایی فرایند انعقاد الکتریکی (الکتروکواگولاسیون) در تصفیه پساب مقاوم به تجزیه بیولوژیکی صنعت پتروشیمی
صالح شاهی مریدی 776 -
بررسی تاثیر شکل هندسی ( ساده و شیبدار معکوس ) سرریز های پلکانی بر تغییرات اکسیژن محلول جریان عبوری
حمزه جوهری دزفولی 774اکسیژن محلول، یک شاخص مهم برای سلامت آب رودخانه است. میزان اکسیژن محلول در آب به دمای آن، فشار جو و غلظت نمک¬های محلول در آب بستگی دارد. همه رودخانه¬ها دارای ظرفیت مشخصی برای تصفیه طبیعی یا ظرفیت خود¬پالایی هستند. افت دبی رودخانه، قابلیت خودپالایی و سطح اکسیژن محلول در حجم مشخص را کاهش می¬دهد.
هدف از این پژوهشبررسی تاثیر شیب زاویه پلکان در میزان اکسیژن محلول و اندازه¬گیری مقدار DO می¬باشد. در این پژوهش از سه نوع سازه شیب¬شکن پلکانی استفاده شده است. سرریز¬های پلکانی با ارتفاع یکسان (40 سانتی¬متر) و در زاویه شیب سرریزها 13 درجه، زاویه پلکان صفر، پنج و ده درجه و با پنج پله ساخته شد. کلیه سازه¬ها از جنس ورق فلزی گالوانیزه تهیه گردید. پس از ساخت مدل¬های فیزیکی و نصب در فلوم 35 سانتیمتری آزمایشگاه هیدرولیک دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران، دبی¬های مختلفی از روی سازه¬ها عبور داده شدو تغییرات اکسیژن محلول جریان و دمای آب در بالادست، روی پلکان و پایین¬دست سازه توسط دستگاه سنجش اکسیژن محلولکه در شرایط هوا کالیبره شده بود، اندازه-گیری گردید. هم¬چنین جهت بررسی تاثیرات متقابل سازه و اکسیژن¬دهی به جریان، اندازه¬گیری ارتفاع آب به وسیله دستگاه عمق¬سنج، در تاج، روی پلکان و پایین¬دست سرریزها و هم¬چنین اندازه¬گیری دبی عبوری از روی سازه¬ها صورت پذیرفت. در این تحقیق مدل فیزیکی با انجام 27 آزمایش، تاثیر شیب زاویه پلکان در میزان اکسیژن محلول بررسی گردید و با تغییر دبی جریان حدود نه بار آزمایشات تکرار شد. نتایج نشان داد تقریباً در کلیه سازه¬ها، تاثیرات ناشی از عملکرد سازه، سبب افزایش اکسیژن محلول گشته است. مقایسه بین سازه¬ها با تغییر شیب نشان می¬دهد افزایش شیب پلکان از صفر به پنج و ده درجه، سبب افزایش قابل توجه اکسیژن محلول جریان در سازه¬ها شده است. همچنین با افزایش شیب معکوس، نقطه شروع هوادهی به پایین¬دست انتقال می¬یابد که بیانگر اثر استهلاک انرژی می¬باشد. و دمای جریان نیز افزایش می¬یابد. با افزایش شیب معکوس، میزان هوادهی جریان کاهش می¬یابد، زیرا نقطه شروع هوادهی به پایین¬دست انتقال می¬یابد.
-
شبیه سازی الگوی برخاستگی جریان غلیظ در بسترهای زبر با مدل عددی CFX-ANSYS
سجاد صحیحی بنیس 774رسوب گذاری در مخازن سدها مهمترین عامل کاهش عمر مفید سد و حجم ذخیره آن می باشد. مواردی چون گرفتگی دریچه های تحتانی و مسیرها در سدها، آسیب رساندن به تجهیزات نیروگاهی، کاهش کیفیت آب مخزن و ... همگی خسارات مالی و زیست محیطی فراوانی را به دنبال خواهند داشت. بنابراین بررسی هر چه بیشتر عوامل رسوب گذاری در مخازن و جنبه های مختلف آن لازم می باشد. از مهمترین عوامل رسوب گذاری در سدها جریان های غلیظ یا کدر می باشند که در تعریفی ساده جریان غلیظ به جریانی گفته می شود که سیالی درون سیال دیگر با چگالی متفاوت حرکت کند. عامل حرکت این گونه جریان ها اثر نیروی ثقل بر اختلاف چگالی می باشد. جریان های غلیظ در سدها بیشتر از نوع زیرگذر بوده و دارای سه بخش راس، بدنه و نقطه غوطه وری می باشند. از پدیده های موجود در این نوع جریان ها، اختلاط یا ورود سیال پیرامون به درون جریان غلیظ می باشد که بر اثر اختلاف فشار بین دو سیال و وجود تنش برشی در مرز مشترک دو سیال حاصل می گردد. جریانهای غلیظ با ورود به سدهای مخزنی و رسوبگذاری در نزدیکی بدنه سد، علاوه برکاهش عمر مفید سد باعث کاهش حجم مفیـد، گرفتگـی دریچه های آبیاری و صدمه به نیروگاهها می¬گردد. بنابراین کنترل جریان غلیظ امری حیاتی در صـنعت سـد سـازی می¬باشد، از این رو محققین مطالعات بسیاری در ایـن زمینـه داشـته و راهکارهایی نیز ارائه نمودند که از جمله این راهکارها ایجاد زبری می باشد، در مطالعه پیش رو به بررسی برخاستگی جریان غلیط در بسترهای زبر در مخازن سدها بـه روش عـددی پرداختـه شـده است. شبیه سازی عددی کمک میکند تا بدون صرف هزینـه ی زیـاد بتـوان بررسـیهـای لازم در ایـن زمینـه را انجـام داد، یکـی از نـرم افزارهای محاسباتی که کاربرد زیادی در زمینه طراحیهای مهندسـی دارد نرم افزار Ansys-CFX می¬باشد که در این تحقیق از آن استفاده شده است.
در این تحقیق جهت کالیبراسیون مدل عددی از نتایج آزمایشگاهی شیخی نژاد (1392) استفاده گردید. 2 آزمایش در شرایط بدون زبری و کف شیبدار و
2 آزمایش در شرایط با زبری و کف شیبدار مورد بررسی قرار گرفت. زبری های در نظر گرفته شده دارای آرایش Stagger و به اندازه 5/5 و 5/2 سانتیمتر و شیب های فلوم 5/0% و 2% بوده اند.
برای شبیه سازی جریان غلیظ از مدلهای آشفتگی k-ε ,k-ω ,RNG بهره گرفته شد. نتایج حاصل از مدلسازی نشان می دهد نرم افزار Ansys-CFX مدل عددی مناسبی برای حل و بررسی جریان های دو فازی بخصوص جریانهای غلیظ می باشد و نتایج با مدل آزمایشگاهی تطابق مناسبی با استفاده از مدل آشفتگی k-ω دارد. همچنین مشخص شد ایجاد زبری در مسیر جریان غلیظ از سرعت آن به شکل چشم گیری می کاهد.
-
اثر زاویه قرارگیری صفحات مثلثی شکاف دار متصل به ساحل بر روی تغییرات توپوگرافی بستر در قوس 90 درجه
فرشید امیرسالاری میمنی 774رودخانهها، همواره بهعنوان یکی از منابع ارزشمند طبیعی مورد استفادههای مختلف بشر قرار گرفتهاند. با توجه به این موضوع حفاظت از رودخانهها امری ضروری میباشد. یکی از مسائل موجود در علوم مهندسی رودخانه مربوط به فرسایش دیواره رودخانهها (به خصوص فرسایش در قوس رودخانه) میباشد. از گذشته تاکنون انواع مختلفی از سازههای آبشکن با اهداف متفاوت جهت حفاظت از دیوارهها مورد استفاده قرار گرفته است. یکی از سازههای زیست محیطی با قابلیتهای فراوان، صفحات متصل به ساحل میباشند. صفحات متصل به ساحل روشی نوین میباشد که برای کنترل فرسایش سواحل، انحراف جریان از سواحل به طرف مرکز مجرا، بهتر شدن وضعیت انتقال رسوب، توسعه رودخانه جهت قایق¬رانی، ترمیم و توسعه زیستگاه آبزیان رودخانه استفاده میشوند. علارغم مزایای فراوان صفحات متصل به ساحل، وجود فرسایش ناشی از برخورد جریان با سازه که در اطراف دماغه سازه رخ میدهد بهعنوان یکی از مشکلات اساسی این سازهها مطرح میباشد که نهایتاً منجر به تخریب آنها خواهد شد. صفحات مثلثی متصل به ساحل بهدلیل شکل هندسی سازه، نسبت به آبشکنها دارای عمق آبشستگی کمتری در دماغه سازه هستند. اما این صفحات نیز از روند آبشستگی موضعی حول دماغه، مصون نیستند. عوامل مختلفی همچون شکل، درصد نفوذپذیری، تعداد و فاصلهی آبشکنها از یکدیگر در عملکرد آبشکنها تاثیرگذار هستند. از جمله موارد دیگر تاثیرگذار در عملکرد آبشکنها زاویهی قرارگیری این سازه میباشد.
یکی از روشهای اصلاح الگوی جریان در اطراف سازههایی که در ارتباط مستقیم با جریان آب هستند، ایجاد شکاف در سازه میباشد. به دلیل اینکه تحقیقات بسیار اندکی در رابطه با ایجاد شکاف در آبشکنها صورت پذیرفته است، در تحقیق حاضر شکافی با ابعاد مشخص در صفحهی مثلثی متصل به ساحل ایجاد شد و اثر شکاف بر اصلاح الگوی جریان اطراف سازه مورد بررسی قرار گرفت. با مشخص شدن اثر قابل توجه شکاف در اصلاح الگوی جریان اطراف سازه، اثر زاویهی صفحات مثلثی شکافدار متصل به ساحل بر توپوگرافی بستر اطراف صفحه مورد تحلیل قرار گرفت. آزمایشها در فلوم قوس 90 درجه (R/B=4 و عرض فلوم برابر با 70 سانتیمتر) صورت پذیرفت. جهت دستیابی به اهداف تحقیق تک صفحهی مثلثی (در دو حالت بدون شکاف و شکافدار) تحت زوایای 23، 30، 40 و 60 درجه در موقعیت 72 درجه از قوس به دیوارهی فلوم نصب گردید. آزمایشها در شرایط هیدرولیکی مختلف (اعداد فرود 287/0، 304/0 و 322/)0 و در شرایط آب زلال صورت پذیرفت. تحقیق حاضر در مجموع شامل 24 آزمایش میباشد. قابل ذکر است که شکاف ایجاد شده در صفحه، شکافی مستطیلی با درصد بازشدگی برابر با 10 درصد سطح موثر صفحه (سطحی از صفحه که در تماس مستقیم با جریان میباشد)، نسبت طول به عرض شکاف برابر با 4 (b/a=4) و از لحاظ موقعیت قرارگیری در صفحه، شکاف ایجاد شده، موازی با وتر صفحهی مثلثی میباشد.
نتایج مربوط به بررسی اثر شکاف بر تغییرات توپوگرافی بستر نشان داد متوسط کاهش بیشینه عمق آبشستگی توسط شکاف ایجاد شده در زوایای 23، 30، 40 و 60 درجه به ترتیب 70، 20، 17 و 54 درصد بوده است. همچنین شکاف ایجاد شده در صفحه باعث دور کردن چالهی آبشستگی از ساحل خارجی شده است. از طرفی بررسیها بر روی صفحات شکافدار (با زوایای نصب مختلف) نشان داد که بیشینه عمق آبشستگی در صفحات شکافدار بهترتیب در زوایای 23 و 40 درجه دارای کمترین و بیشترین مقدار بوده است. همچنین با افزایش زاویهی صفحهی شکافدار تا 40 درجه فاصلهی بیشینه عمق آبشستگی از ساحل خارجی دورتر شده است و در زاویهی 60 درجه بهشدت کاهش یافته است.
-
بررسی آزمایشگاهی اثر تراکم زبری های مصنوعی بر عمق آبشستگی چاله فرسایشی درآبراهه های شیبدار
فاطمه فرج زاده دهکردی 774عبور آب از شیب¬های تند در مسائل مهندسی رودخانه وطرح سازه¬های انتقال آب امری اجتناب ناپذیر است.احداث سرریز¬ها ، تند آب¬ها،آبراهه¬ها وغیره ... در طرح سازه¬های انتقال آب جزئی انکار ناپذیر است. کنترل انرژی در جریان¬های باسرعت بالا، یکی از چالش¬های طراحی سازه¬های هیدرولیکی می¬باشد. این جریان¬ها برای مثال در جاهایی مانند سازه سرریزسدها، سیستم¬های زهکشی مناطق شهری و رودخانه¬های کوهستانی با شیب تند اتفاق می¬افتند. جریان باسرعت زیاد در طول سرریز باعث خوردگی بتن و زمانی که به پایین دست می¬رسدتبدیل به یک جریان زیربحرانی وتشکیل پرش هیدرولیکی می¬شود.چون انرژی با یک پتانسیل زیادی به پایین دست می¬رسد این پرش منجر به کندن رسوبات کف رودخانه می¬گردد.زمانی که عمق آبشستگی قابل ملاحظه می¬شود این عمق به سنگ بستر می¬رسد باعث ایجاد پایپینگ ودر نهایت منجر به تخریب خود سازه می¬گردد. کنترل جریان و استهلاک انرژی بایک سری تکنیک انجام می¬شوداز جمله می¬توان به ایجاد حوضچه¬های آرامش ،سرریز پلکانی ،وپرش اسکی اشاره نمود.این نوع سازه¬های مستهلک کننده نظیر حوضچه¬های آرامش انرژی جریان را به صورت متمرکز در فاصله¬ای کوتاه کاهش می¬دهند. از جمله روش¬های برای کاهش ابعاد یا حذف سازه های مستهلک کننده انرژی پایین دست، به کار بردن روش هایی برای کاهش انرژی جریان بر روی آبراهه¬ها می باشد. روش که می¬تواند استفاده شود قرار دادن موانع یا زبری در بستر سطوح شیبدار میباشد. استفاده از موانع با ابعاد بزرگ میتواند باعث جدایی جریان ، تشکیل جریان آشفته و در نتیجه کاهش انرژی جنبشی جریان گردد. از مشکلات استفاده از موانع، هزینهی بالای ساخت و خطر کاویتاسیون آنها میباشد. استفاده از زبری در بستر ممکن است بتواند در شرایطی برابر با دیگر روشها، روشی کارآمد برای افت انرژی وکاهش عمق آبشستگی باشد. در این تحقیق تاثیر تراکم زبری¬های مصنوعی بر میزان عمق آبشستگی پایین دست آن با بستر شنی، مورد بررسی قرار گرفت . بدین منظور در ابتدا پس از شناسائی پارامترهای موثر، رابطه¬ی عمومی بدون بعدی توسعه داده شد.سپس آزمایش¬های بر روی مدل فیزیکی در 2آرایش زیگزاگی مختلف وباقرار دادن زبری¬ها در3 تراکم مختلف (5% ،10% و%15درصد) بر روی بستر آبراهه انجام شد.میزان عمق آبشستگی پایین دست با بستر شنی در 28 آزمایش مختلف در دبی¬های 15 تا 26 لیتر برثانیه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایش ¬های انجام شده نشان می¬دهد با ایجاد زبری بر بستر آبراهه عمق آبشستگی کاهش می¬یابد. به طوری که با افزایش تراکم به میزان 5 درصد، 10 درصد و 15 درصد به طور متوسط عمق آبشستگی در بهترین آرایش به ترتیب 5/28، 5/44و25/53 درصد ، طول حفره آبشستگی 18، 34 و 36 درصد و طول کل آبشستگی 20، 36 و 36 درصد نسبت به بستر بدون زبری کاهش نشان می دهد. دریک تراکم ثابت با آرایش متفاوت کاهش عمق آبشستگی در آرایش2بیشتر است که این میزان در بیشترین تراکم در مقایسه با آرایش 1 به طور متوسط حدود 12درصد کاهش را نشان می¬دهد. در نهایت نیز رابطه¬ای کلی جهت پیش بینی میزان کاهش عمق آبشستگی در این نوع آبراهه ارائه شد و ملاحظه شد که روابط بدست آمده با داده¬های آزمایشگاهی مطابقت دارد.
-
بررسی آزمایشگاهی اثر شکل هندسی زبری های مصنوعی بر عمق آبشستگی چاله فرسایشی در آبراهه های شیبدار
محمد رشیدی اوندی 774کنترل انرژی در جریانهای با سرعتبالا، یکی از چالشهای طراحی سازههای هیدرولیکی میباشد. این جریانها برای مثال درجاهایی مانند سیستمهای زهکشی مناطق شهری و رودخانههای کوهستانی با شیب تند اتفاق میافتد. در مهندسی هیدرولیک استفاده از مستهلک کنندههای انرژی از نوع پرش هیدرولیکی بهعنوان راهحلی برای کاهش آبشستگی چالههای فرسایش در آبراهههای شیبدار میباشد. الگوی جریان سهبعدی تشکیلشده درپائین دست سازه و تشکیل مولفههای عمودی رو به پائین آب پس از برخورد با بستر با ایجاد نیروی بر خواستگی، باعث بلند کردن ذرات رسوبی میشوند که این ذرات توسط سایر مولفههای جریان به اطراف و بخصوص در جهت جریان منتقل میشوند. ادامه این وضعیت منجر به تشکیل حفرهای میشود. از اقداماتی که میتوان برای کاهش آبشستگی به کار رود، قرار دادن موانع و زبری در بستر آبراهه میباشد. استفاده از موانع با ابعاد بزرگ میتواند باعث جدایی جریان از روی بستر، تشکیل جریان آشفته و درنتیجه کاهش انرژی جنبشی جریان گردد. از مشکلات استفاده از موانع، هزینهی بالای ساخت و خطرکاویتاسیون آنها میباشد. استفاده از زبری بهصورت مصنوعی در بستر آبراهه ممکن است بتواند در شرایطی برابر با دیگر روشها، روشی کارآمد برای افت انرژی باشد. بنابراین اخیراً این سازهها به خاطر اجرای آسان، صرفه اقتصادی، موردتوجه خاصی قرارگرفتهاند. در این تحقیق تاثیر هندسه زبری بستر بر میزان کاهش آبشستگی چالهی فرسایش ، بررسی تاثیر پارامترهای پرش نوع A بر ابعاد آبشستگی موردبررسی قرار گرفت. بهمنظور دستیابی به اهداف موردنظر این تحقیق و بررسی اثر پرش نوع A روی آبشستگی در ابتدا پس از شناسایی پارامترهای موثر، رابطهی عمومی بدون بعدی توسعه داده شد. سپس آزمایشهایی بر روی مدلهای فیزیک در سه شیب (11،13،15درجه) با قرار دادن سه نوع زبری با هندسههای (مکعبی،مثلثی،استوانهای) بر روی سطح آنها و ایجاد بستر متحرک پاییندست آن، در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهید چمران اهواز شد. میزان آبشستگی این سازه بر روی سطح شیبدار با انجام آزمایش مختلف با دبیهای بین14تا26لیتریرثانیه انجام گرفت. نتایج آزمایشهای انجامشده نشان میدهد که باوجود زبری بستر سطح شیبدار میزان آبشستگی میزان استهلاک انرژی درصد نسبت به مدل با بستر صاف افزایش مییابد. همچنین نتایج حاوی این مطلب است، که بهطورکلی شیب 11درجه نسبت به شیب 15درجه حداقل میزان آبشستگی وافت را در محدودهی آزمایشهای این تحقیق دارا میباشد. همچنین در بررسی هندسه زبریهای مصنوعی درشیبهای 11 درجه ،13درجه و15درجه مقدار نسبی افت انرژی زبریهای مثلثی نسبت به زبریهای مکعبی استوانهای بهتر بوده است.زیرا زبریهای مثلثی به دلیل اینکه آشفتگیهای بیشتری درروی سطح شیبدار ایجادمی کند لذا از میزان قدرت گرمابهها در پای پنجه سرریز کاهش میدهد.که بیشترین کاهش استهلاک درشیب 11 مربوط به هندسه مثلثی حدود49درصد و کمترین کاهش استهلاک درشیب 15درجه مربوط به زبری استوانهای حدود 23درصد است.در پایان نتایج کار این تحقیق با پژوهشهای قبلی مقایسه گردید.
-
- اثرفاصله قرارگیری صفحات مثلثی شکاف دار متصل به ساحل برروی تغییرات توپوگرافی بستر درقوس 90درجه
محسن درستی 774فرسایش ساحل رودخانهها موجب تولید رسوب و عقبنشینی ساحل رودخانه شده، خسارتهای زیادی به زمینها و تاسیسات ساحلی رودخانه و اراضی کشاورزی وارد مینماید و موجب پایین آمدن کیفیت آب، از بین رفتن اکوسیستمهای ساحلی و زیستگاه آبزیان رودخانه و... میشود. فرسایش و تخریب کنارههای رودخانه و تغییر در کیفیت و کمیت جریان رودخانهای، از مسائل مهم منابع آبوخاک بوده و از دیدگاه زیستمحیطی نیز حائز اهمیت است. بهمنظور کاهش و کنترل فرسایش سواحل و همچنین ترمیم و توسعه زیستگاه ماهیها و دیگر موجودات زنده آبزی، سازههای زیستمحیطی پیشنهاد میشوند. صفحات مثلثی متصل به ساحل ازجمله سازههای زیستمحیطی هستند که برای کنترل فرسایش سواحل، انحراف جریان از سواحل بهطرف مرکز مجرا، بهتر شدن وضعیت انتقال رسوب، توسعه رودخانه جهت قایقرانی، ترمیم و توسعه زیستگاه آبزیان رودخانه استفاده میشوند. فرسایش بیشازحد در پنجه صفحات متصل به ساحل، موجب تخریب سازه و ساحل مجاور آن خواهد شد. به همین دلیل باید با روشهایی مانع از تخریب این سازه و صدمههای مالی و جانی جبرانناپذیر شد. یکی از این روشها استفاده از شکاف است. کاربرد شکاف، منحرف کردن جریانهای مخرب به وجود آمده در بالادست سازه و کاهش قدرت گردابهای اطراف آن میباشد. برای کاهش قدرت گردابهای اطراف صفحه اول، از یک صفحه جانپناه (محافظ) استفاده شد. همچنین با توجه به مزایای فراوان صفحات متصل به ساحل اما اطلاعات دقیقی در رابطه با وضعیت فرسایش و رسوبگذاری و الگوی جریان در اطراف آنها تحت شرایط هیدرولیکی و هندسی مختلف وجود ندارد و تحقیقات بسیار اندکی صورت گرفته است. لذا با توجه به مطالب ارائه شده، در تحقیق حاضر به بررسی اثرات شکاف و فاصله بین صفحات مثلثی متصل به ساحل بر الگوی آبشستگی و رسوبگذاری در اطراف آنها در قوس ملایم 90 درجه تحت شرایط هیدرولیکی متفاوت پرداخته شده است. علاوه بر این به بررسی اثر صفحه جانپناه بر توپوگرافی بستر حول صفحه اول در سری صفحات مثلثی متصل به ساحل در قوس ملایم 90 درجه پرداخته شد. جهت بررسی اثر شکاف بر آبشستگی بستر، از سری صفحات مثلثی متصل به ساحل در دو حالت بدون شکاف و شکافدار با طول موثر 20 درصد عرض فلوم، زاویه قرارگیری صفحات نسبت به ساحل بالادست 30 درجه فواصل 4، 6 و 8 برابر طول موثر در اعداد فرود 0/287، 0/302 و 0/322 مورد استفاده قرار گرفت. در ضمن برای بررسی اثر فاصله بین صفحات بر توپوگرافی بستر از سری صفحات مثلثی شکافدار متصل به ساحل با طول موثر 20 درصد عرض فلوم، زاویه قرارگیری صفحات نسبت به ساحل بالادست 30 درجه، فواصل 4، 6 و 8 برابر طول موثر در اعداد فرود 0/287، 0/302 و 0/322 استفاده شد. جهت بررسی اثر صفحه جانپناه بر توپوگرافی بستر از یک صفحه مستطیلی شکل با فاصله قرارگیری 4 برابر طول موثر نسبت به اولین صفحه مثلثی متصل به ساحل، زاویه 150 درجه نسبت به ساحل بالادست و عدد فرود 0/287 استفاده شد. کلیه آزمایشها در فلوم قوسی ملایم 90 درجه (4=R/B) به عرض 70 سانتیمتر و در شرایط آب زلال انجام شد. نتایج نشان داد که صفحه جانپناه عمق آبشستگی پای صفحه اول را به میزان 20% کاهش داد و به میزان 51% از ساحل خارجی دور کرد. همچنین نتایج نشان داد شکاف باعث کاهش اعماق آبشستگی حول سازهها میشود. بیشترین درصد کاهش متوسط اعماق آبشستگی پای سازهها در فاصله 6 برابر طول موثر و عدد فرود 0/287 اتفاق افتاد که به میزان 22/6% بدست آمد. در ضمن نتایج نشان داد که با افزایش فاصله بین صفحات مثلثی شکافدار متصل به ساحل متوسط اعماق آبشستگی پای سازهها و گسترش آن تا ساحل بیرونی افزایش یافت.
-
تخمین ارزش اقتصادی تخریب اکوسیستم (کیفیت محیط زیست ) تحت تاثیر تولید یک محصول و بررسی تاثیر اعمال آن بر ارزش نهایی کالا در بازار آزاد. ( مطالعه موردی : صنعت بسته بندی ماده لبنی شیر)
مژده تیموری 774در قرن حاضر با افزایش بیش از سه برابری جمعیت و بیست برابری تولید محصول ناخالص جهانی، فشار فزاینده بر زیست بوم سیاره ما وارد می¬شود. به هر سو می¬نگریم، اتمسفر، اقیانوسها، سفره¬های آبی، خاک، جنگل و ...، محیط زیست آشکارا در سراشیب زوال می¬غلتد. در واقع ماهیت کلی بحران محیط زیست برخاسته از ناسازگاری فزاینده¬¬ایست میان آن¬چه اقتصاد نوین جهانی از محیط زیست می¬طلبد و توانایی نیروهای طبیعی موجود در برآوردن آن¬ها. در سیستم¬های سرمایه¬داری عرضه و تقاضا می¬توان مشکلات محیط زیست را تا حدی چاره کرد، مشروط بر آن¬که راه حل را بتوان به¬حالت کالا در آورد. توافق گسترده بر این مسئله وجود دارد که تخریب و زوال کنونی منابع محیط زیست و آلودگی ایجاد شده در آن به مقدار زیادی به واسطه عدم وجود بازار برای کالاها و خدمات اکوسیستمی است.
هدف از این پایان¬نامه محاسبه خدمات غیر بازاری اکوسیستمی در تهیه یکی از پر مصرف¬ترین کالای تولیدی یعنی شیر در سه نوع بسته بندی یک لیتری بطری¬های شفاف پلی¬اتیلن ترفتالات پت، بطری¬های کدر پلی¬اتیلنی و کیسه-های پلی¬پروپیلنی پاچ طی دو سناریوی دفن و بازیافت بوده است که نتیجه به¬عنوان ارزش خدمات غیربازاری اکوسیستمی و یا هزینه آسیب زیست محیطی یا قیمت در سایه بیان شده است. با اعمال این هزینه در فرایندهای تولید، مصرف و دفع، به بررسی تاثیر آن در میزان همسویی فرایندها با محیط زیست پرداخته شده است. برای تعیین اثرات زیست محیطی از روش ارزیابی چرخه حیات و در ارزش¬گذاری اقتصادی از روش پیشگیری و تعدیل بهره¬گیری شده و در نهایت هزینه¬ها بین چهار بنگاه اقتصادی فعال به¬گونه¬ای تقسیم شده تا کمترین آسیب زیست محیطی نتیجه شود. با فرض افزایش قیمت، هر یک از طرف¬های ذینفع درپی کاهش هزینه برمی¬آیند که کاهش آسیبهای زیست محیطی را در برداشته است.
-
ارزیابی بیابان زایی منطقه جنوب شرق اهواز با استقاده از مدل IMDPA و تاکید بر معیارهای اقلیم و پوشش گیاهی
مژده کرامت زاده 774امروزه پدیده بیابان و بیابان زایی گریبانگیر بسیاری از کشورهای جهان از جمله کشورهای درحال توسعه می باشد. با نگاهی به گستره منابع طبیعی کشور در می یابیم که چشم انداز غالب در این گستره ، اراضی بیابانی است. دانشمندان و متخصصین در امر بیابان بر این عقیده اند که علاوه بر عوامل طبیعی، عوامل انسانی نیز در بیابان زایی نقش اساسی و کلیدی دارند. از آنجا که اکثر معیارهای موثر در بیابان زایی در دسته عوامل طبیعی قرار دارند، تهیه مدل های تعیین پتانسیل بیابان زایی، به صورت منطقه ای انجام می گیرد. در پژوهش حاضر به منظور بررسی معیارها و شاخص های موثر در بیابان زایی منطقه جنوب شرق اهواز در استان خوزستان، از مدل ایرانی ارزیابی پتانسیل بیابان زایی (IMDPA) استفاده و از بین 9 معیار این مدل 2 معیار پوشش گیاهی و اقلیم با توجه به شرایط منطقه انتخاب و برای هر معیار، شاخصهای مختلفی در نظر گرفته شده است. در این مدل ارزش عددی معیارها از میانگین هندسی شاخصها و در نهایت بیابان زایی کل منطقه از میانگین هندسی معیارها به دست آمده و در نرم افزار ArcGIS نقشه نهایی بیابان زایی منطقه تهیه گردید. نتایج نشان داد که معیار پوشش گیاهی با ارزش عددی 06/2 تاثیر بیشتری نسبت به معیار اقلیم با ارزش عددی 93/1 در بیابان زایی منطقه داشته است. در آخر نیز ارزش کمی شدت بیابان زایی براساس دو معیار مورد بررسی به میزان 99/1 بدست آمد که طبق جدول امتیازدهی این مدل وضعیت فعلی بیابان زایی برای کل منطقه متوسط تعیین گردید.
-
مطالعه آزمایشگاهی تاثیر شکل و آرایش زبری های مصنوعی در حوضچه افقی بر مشخصات پرش هیدرولیکی
سعید سلامی اصل 774حوضچهی آرامش سازهای است که در پایین دست یک سرریز تخلیه، یک تندآب یا یک آبشار قرار گرفته و از بتن ساخته میشود و پرش هیدرولیکی در داخل آن شکل میگیرد. این سازه طول پرش را کوتاه و موقعیت آن را تثبیت میکند یکی از راههای بهینه کردن مشخصههای هندسی پرش هیدرولیکی ایجاد سطحی زبر در محل پرش است به طوری که سطح زبر با به وجود آوردن اختلاط شدید در جریان باعث افزایش تنش رینولدز و اصطکاک بستر میشود. در این حالت پرش هیدرولیکی برای تشکیل به عمق پایاب کمتری نیاز داشته و در نتیجه طول پرش به شکل معنیداری کاهش مییابد. به منظور بررسی تغییر مشخصات پرش هیدرولیکی در اثر وجود زبریهای غیر ممتد و اینکه چه شکل و چه آرایشی از زبری تاثیر بیشتری در آن دارد، این مطالعه انجام شده است. زبریهای مورد استفاده در این مطالعه مکعبی، مثلثی و ترکیبی از مکعبی و مثلثی با ارتفاع(6/1سانتیمتر) و سطح عمود بر جریان(6/1×6/1سانتیمتر) یکسان هستند. در این مطالعه 35 آزمایش در محدودهی اعداد فرود 13/5 تا 75/9 انجام شد و زبریها با دو آرایش متفاوت (آرایش نوع 1 فاصله زبریها از هم 8/4 و آرایش نوع 2 که متراکمتر بود فاصله زبریها از هم 67/2 سانتیمتر) مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج این مطالعه نشان داد که زبریها میتوانند مشخصات پرش شامل طول پرش، طول غلتاب و عمق مزدوج را به طور متوسط به ترتیب 16/38، 36/35 و 16/25 درصد نسبت به بستر صاف کاهش دهند و موثرترین شکل و آرایش در کاهش مشخصات پرش، زبری ترکیبی از مکعبی و مثلثی شکل با آرایش نوع دوم میباشد. همچنین تنش برشی مرزی بطور متوسط در بستر زبر حدود 39/13 برابر نسبت به بستر صاف افزایش داشته و بیشترین مقدار توسط زبری ترکیبی از مکعبی و مثلثی شکل با آرایش نوع دوم برابر26/14 میباشد. میزان افزایش استهلاک انرژی نیز بطور متوسط 74/12 درصد و بیشترین مقدار توسط زبری ترکیبی از مکعبی و مثلثی شکل با آرایش نوع دوم برابر 32/14 درصد میباشد. در نهایت روابطی برای عمق مزدوج نسبی، طول پرش نسبی، طول غلتاب و تنش برشی کف بر حسب عدد فرود اولیه برای پرشهای تشکیل شده بر روی بسترهای پوشیده از زبری، ارائه گردیده است.
-
شبیه سازی تاثیر مانع بر حرکت جریان غلیظ با استفاده از مدل عددی Flow-3D
منصور رییسی نافچی 773رسوب گذاری در مخازن سدها مهمترین عامل کاهش عمر مفید سد و حجم ذخیره آن می باشد. مواردی چون گرفتگی دریچه های تحتانی و مسیرها در سدها، آسیب رساندن به تجهیزات نیروگاهی، کاهش کیفیت آب مخزن و ... همگی خسارات مالی و زیست محیطی فراوانی را به دنبال خواهند داشت. بنابراین بررسی هر چه بیشتر عوامل رسوب گذاری در مخازن و جنبه های مختلف آن لازم می باشد. از مهمترین عوامل رسوب گذاری در سدها جریان های غلیظ یا کدر می باشند که در تعریفی ساده جریان غلیظ به جریانی گفته می شود که سیالی درون سیال دیگر با چگالی متفاوت حرکت کند. عامل حرکت این گونه جریان ها اثر نیروی ثقل بر اختلاف چگالی می باشد. جریان های غلیظ در سدها بیشتر از نوع زیرگذر بوده و دارای سه بخش راس، بدنه و نقطه غوطه وری می باشند. از پدیده های موجود در این نوع جریان ها، اختلاط یا ورود سیال پیرامون به درون جریان غلیظ می باشد که بر اثر اختلاف فشار بین دو سیال و وجود تنش برشی در مرز مشترک دو سیال حاصل می گردد. جریانهای غلیظ با ورود به سدهای مخزنی و رسوبگذاری در نزدیکی بدنه سد، علاوه برکاهش عمر مفید سد باعث کاهش حجم مفیـد، گرفتگـی دریچه های آبیاری و صدمه به نیروگاهها می گردد. بنابراین کنترل جریان غلیظ امری حیاتی در صـنعت سـد سـازی میباشد، از این رو محققین مطالعات بسیاری در ایـن زمینـه داشـته و راهکارهایی نیز ارائه نمودند که از جمله این راهکارها ایجاد مانع می باشد، در مطالعه پیش رو به بررسی تاثیر استفاده از مانع در کنترل جریان غلیظ در مخازن سدها بـه روش عـددی پرداختـه شـده است. شبیه سازی عددی کمک میکند تا بدون صرف هزینـه ی زیـاد بتـوان بررسـیهـای لازم در ایـن زمینـه را انجـام داد، یکـی از نـرم افزارهای محاسباتی که کاربرد زیادی در زمینه طراحیهای مهندسـی دارد نرم افزارFLOW3D می باشد که در این تحقیق از ایـن نـرم افزار استفاده شده است.
در این تحقیق جهت کالیبراسیون مدل عددی از نتایج آزمایشگاهی اوهی و همکاران (2007) استفاده گردید. 3 آزمایش در شرایط با مانع و کف شیبدار و 2 آزمایش در شرایط با مانع با کف افقی و شیبدار مورد بررسی قرار گرفت .مانع در نظر گرفته شده دارای یک برآمدگی به ارتفاع 24 سانتی متر بوده که در کل عرض فلوم ایجاد شده و شکل آن از تابع گوسین پیروی می کند.
همچنین در این تحقیق اثر استفاده از مانع صفحهای مشبک با درصد تخلخل 3/0، 50/0 و 67/0 با استفاده از نرم افزار FLOW3D بررسی شده است. برای شبیه سازی جریان غلیظ از مدلهای آشفتگی ، RNG و بهره گرفته شد. نتایج حاصل از مدلسازی نشان میدهد مدل آشفتگی تطابق بیشتری نسبت به سایر مدل های موجود در شبیه سازی توزیع عمودی سرعت جریان غلیظ دارد. همچنین استفاده از مانع صفحه با تخلخل 67/0 میتواند موجب کاهش 5/64 درصدی در دبی عبوری جریان غلیظ شود و با کاهش تخلخل صفحه به 3/0 درصد مقدار کاهش دبی عبوری جریان غلـیظ 30 درصـد کاهش مییابد.
-
آنالیز پایداری سواحل رودخانه تحت تاثیر نوسانات سطح آب در محدوده ی شهر اهواز با استفاده از HEC-RAS و PLAXIS
مبین فضلی 773رسوبات حاصل از سواحل رودخانهها از دو بخش فرسایش عمومی و تخریب تودهای ساحل به وجود میآیند. عامل فرسایش عمومی، جریان یکبعدی در کانال رودخانه است. این فرسایش در بازهی زمانی طولانی رخ میدهد و اثرات آن بر ساحل تدریجی است، اما در مقابل عامل تخریب تودهای، پارامترهای مقاومتی خاک ساحل است که شرایط جریان در کانال رودخانه بر آن تاثیر ندارد اما تغییر سطح آب در کانال رودخانه بر پارامترهای مقاومتی خاک تاثیر گذاشته و بهواسطهی آن ضریب اطمینان شیروانی ساحل نیز تغییر میکند. این شرایط معمولاً در زمان وقوع سیل اتفاق میافتد، لذا با توجه به کوتاه بودن بازهی زمانی تغییر سطح آب رودخانه، این فرسایش آنی است، همچنین وجود آب زیرزمینی در ساحل که به سمت کانال رودخانه جریان دارد (جریان نشت)، موجب کاهش پارامترهای مقاومتی خاک شده و درنتیجه این نوع فرسایش را تشدید میکند. ازآنجاکه با ناپایداری شیروانیها، معمولاً احجام بزرگی از تودهی خاک گسیخته میشوند، عمدهی رسوبات حاصل از سواحل رودخانهها را فرسایش تودهای تشکیل میدهد.
این پایاننامه بر روی رودخانهی کارون در محدودهی شهر اهواز انجامشده است. ابتدا با استفاده از نرمافزار Hec-Ras پروفیلهای سطح آب در کانال رودخانه در دبیهای 160، 1200، 2600 (دبی با دوره بازگشت 2 ساله)، 3748 (دوره بازگشت 10 ساله) و 4253 مترمکعب بر ثانیه (دوره بازگشت 50 ساله) استخراج شد و سپس پایداری سواحل با استفاده از نرمافزار Plaxis، طی 9 مرحله مورد برسی و تحلیل قرار گرفت.
نتایج بهدستآمده حاکی از آن است که آب زیرزمینی بیشترین تاثیر را در ضریب اطمینان دارد همچنین اثرات تغییر سطح آب در رودخانه نیز قابلملاحظه است. درنهایت میتوان گفت حدود 40 درصد از سواحل در این بازه در حالت بحرانی و یا در حالت ناپایدار قرار دارند که با توجه به اهمیت این منطقه ازنظر کشاورزی و صنعتی، برای اصلاح سواحل ناپایدار، استفاده از روش زهکشهای افقی در ساحل با توجه به شرایط منطقه پیشنهاد گردید.
-
تاثیر موقعیت شکاف در کاهش آبشستگی صفحه مثلثی مستغرق متصل به ساحل
مناسادات حسینی 773فرسایش ساحل رودخانه موجب تولید رسوب و مهاجرت ساحل شده، خسارت¬های زیادی را به زمین¬ها و اراضی کشاورزی و تاسیسات ساحلی وارد می¬نماید. لذا مسئله کنترل فرسایش سواحل رودخانه از مسائل مهم در مهندسی رودخانه می¬باشد. صفحات متصل به ساحل از جمله سازه¬های زیست¬محیطی هستند که برای کنترل فرسایش سواحل، انحراف جریان از سواحل به طرف مرکز مجرا، بهتر شدن وضعیت انتقال رسوب، توسعه رودخانه جهت قایقرانی و ترمیم و توسعه زیستگاه آبزیان رودخانه استفاده می¬شوند. علیرغم مزایای فراوان صفحات متصل به ساحل، این سازه¬ها در معرض فرسایش ناشی از تمرکز جریان در قسمت دماغه خود می¬باشند که از معایب آنها به شمار می¬رود. با توجه به اهمیت این مساله (آبشستگی موضعی اطراف سازه¬ها)، لازم شد که اثر شکاف در صفحات مشابه در آزمایشاتی بر عمق آبشستگی موضعی سازه بررسی گردد. کاربرد اصلی شکاف منحرف کردن جریان پایین¬رونده و جریان¬های کناری در وجه بالادست صفحات متصل به ساحل و کاهش قدرت گردابه¬های اطراف آن می¬باشد. در تحقیق حاضر به بررسی تاثیر موقعیت شکاف (فاصله شکاف از دماغه صفحات و طول شکاف) در کاهش عمق آبشستگی صفحه مثلثی مستغرق متصل به ساحل در مسیر مستقیم تحت شرایط هیدرولیکی متفاوت پرداخته شده است. جهت بررسی اثرات موقعیت شکاف بر کاهش عمق آبشستگی موضعی از صفحات متصل به ساحل با طول شکاف¬های 11، 19 و 27 سانتی¬متر و فواصل شکاف 5/1، 5/2 و3 سانتی¬متر از دماغه صفحات و 4 حالت صفحات بدون شکاف استفاده گردید. کلیه آزمایشات در شرایط آب زلال، درون فلومی به عرض 56/0 متر و طول 3/7 متر و ارتفاع 6/0 متر برای چهار عدد فرود 18/0 ، 2/0، 22/0 و 24/0 و عمق ثابت 16/0 متر انجام شد. زاویه قرارگیری صفحات نسبت به دیواره فلوم 45 درجه و فاصله بین آنها 4 برابر طول موثر(Z=4W) در نظر گرفته شد. برای رسوبات بستر نیز از ماسه طبیعی با دانه¬بندی یکنواخت (7/0mm ) استفاده گردید. نتایج نشان داد که هرچه طول شکاف نسبت به تراز بستر و فاصله شکاف از دماغه صفحه بیشتر باشد، به دلیل کاهش تلاطم جریان و قدرت گردابه¬های اطراف صفحات، عمق آبشستگی کاهش می¬یابد. بدین معنی که صفحات به طول شکاف 27 سانتی¬متر و فاصله شکاف 3 سانتی¬متر از دماغه صفحه، عملکرد بهتری در کاهش عمق آبشستگی نسبت به صفحات شکاف¬دار دیگر داشتند. همچنین در مقایسه با صفحات بدون شکاف نیز بیشترین کاهش عمق آبشستگی در عدد فرود 18/0، مربوط به همین صفحات به میزان 95% بود
-
شبیه سازی هیدرولیک جریان روی سرریز نیلوفری با شفت اوجی شکل با استفاده از نرم افزار Flow 3D
ارش اذرهمایون 773سرریزها انواعی از سازههای آبی هستند که برای انتقال یا عبور آبهای اضافی و سیلابها از بالادست به پاییندست سدها به کار می روند. سرریزهای نیلوفری معمولاً در سدهایی بر روی توپوگرافیهایی با درههای باریک و در شرایطی که امکان اتصال آنها به یک تونل پاییندست موجود باشد استفاده میشوند. این سرریزها شامل سه قسمت اصلی تاج، شفت و یک تونل تقریباً افقی میباشند. در این پژوهش ابتدا سعی شده است که بهترین مدل آشفتگی قابل اعمال در نرمافزار Flow 3D با توجه به ماهیت جریان بر روی سرریز نیلوفری تعیین گردد. بدین منظور سرریز نیلوفری سد البرز با مدلهای مختلف آشفتگی در نرمافزار Flow 3D مدل شد و نتایج حاصل با یکدیگر مقایسه گردید. نتایج حاکی از دقت بالاتر مدل آشفتگی LES میباشد. پس از آن سرریز با استفاده از دادههای تجربی صحتسنجی شد و سپس آزمایشاتی بر روی سرریز صورت گرفت. منظور از آزمایشات، بررسی تاثیرات تغییر شیب در تونل افقی، تغییر زبری جداره سرریز، وجود شفت قائم با قطرهای متغیر، تغییر طول تونل افقی و همچنین تغییر طول شفت قائم بر رفتار جریان، پارامترهای هیدرولیکی نظیر عمق، سرعت و فشار و همچنین پرش هیدرولیکی ایجاد شده در سرریز نیلوفری پرداخته شده است. نتایج به تفکیک نشان دادند که با هر یک از تغییرات عنوان شده در سازه، چه تغییراتی در پارامترهای جریان در سرریز ایجاد میشود و همچنین نوع و طول پرش هیدرولیکی ایجاد شده در ابتدای تونل افقی در سرریز، چه تغییراتی میکند که این امر طراحی و یا بهینهسازی یک سرریز نیلوفری را با بهترین و اقتصادیترین تغییرات میسر میسازد.
-
شبیه سازی عددی جریان در اطراف پایه کناری پل در قوس 90 درجه با نرمافزار FLOW-3D و مقایسه با داده های آزمایشگاهی
فریده شاهوردی 773پل یکی از سازه¬های استراتژیک است که گاهی در معرض جریان رودخانه قرار می¬گیرد و تکیه¬گاه آن دچار آبشستگی شده، تخریب آن را به دنبال دارد؛ بنابراین بررسی جریان اطراف تکیه¬گاه پل در مسیر رودخانه که عامل تخریب و آسیب آن است، دارای اهمیت می¬باشد. ازآنجاکه مسیر رودخانه همواره مستقیم نبوده و در برخی بازه¬ها قوس (پیچانرود) وجود دارد، بررسی جریان اطراف تکیه¬گاه پل در مسیر قوسی شکل، مهم می-باشد. این در حالی است که اطلاعات حاصل از نتایج آزمایشگاهی نیز در این زمینه چندان در دست نیست. ازاینرو این مطالعه با هدف شبیه-سازی عددی جریان در اطراف پایه کناری پل در قوس 90 درجه با استفاده از نرم¬افزار FLOW-3D انجام شده¬است که شبیه¬سازی جریان در قوس، بدون حضور تکیه¬گاه طبق مقایسه با نتایج آزمایشگاهی صورت گرفته است.
شبیه¬سازی¬های نرم¬افزاری با حضور تکیه¬گاه بالدار در طرفین قوس برای سه دبی 15، 25 و 35 لیتر بر ثانیه به ترتیب متناظر با سه عدد فرود 0.17، 0.28 و 0.4 و چهار زاویه استقرار تکیه¬گاه بالدار در طول قوس معادل 0، 30، 60 و 90 درجه قوس تند انجام شد. برای هریک از شبیه¬سازی-ها، پروفیل سطح آب در طول قوس، سرعت¬های حداکثر مقاطع عرضی در طول قوس، صفحه سرعت¬های هریک از مقاطع عرضی شامل برآیند سرعت¬های عرضی و عمقی و جریان¬های ثانویه ترسیم شده و مورد مقایسه قرار گرفت. جهت ترسیم خطوط جریان و سلول¬های چرخشی جریان ثانویه، خروجی سرعت¬های FLOW-3D در اختیار نرم¬افزار TECPLOT قرارگرفته و نتایج بهدستآمده استخراج گردید.
نتایج نهایی از اجرای تمام این شبیه¬سازی¬ها نشان داد که با افزایش عدد فرود، سرعتهای طولی افزایشیافته است و در هر سه عدد فرود، مکان سرعت حداکثر طولی از قوس داخلی به قوس خارجی منتقل میشود. برای مقاطع عرضی موردبررسی موجود در قوس، در هر سه عدد فرود، کمترین سرعت ماکزیمم در مقطع 90 درجه اتفاق میافتد. همچنین با افزایش عدد فرود، سرعتهای حداکثر افزایش مییابند.
در هر سه عدد فرود، حداکثر خیزاب در مقطع 40 درجه (تقریباً میانه قوس) با حضور تکیهگاه در مقطع 30 درجه به ترتیب به میزان 3٫5، 10٫7 و 26٫4 میلی¬متر اتفاق میافتد. با افزایش عدد فرود حداکثر خیزاب افزایش مییابد.
در عدد فرود 0٫17 از بین زوایای مختلف قرارگیری تکیهگاه در قوس، سرعت حداکثر در موقعیت صفر درجه (دماغه تکیهگاه در قوس داخلی) به میزان 0٫35 متر بر ثانیه اتفاق میافتد که باعث کاهش عمق آب در این قسمت و افزایش اختلاف تراز سطح آب، نسبت به زوایای دیگر میشود. بهطور مشابه در عدد فرود 0٫28 نیز، حداکثر اختلاف تراز سطح آب در مقطع 60 درجه که سرعت حداکثر به میزان 0٫7 متر بر ثانیه در آن رخ میدهد، اتفاق افتاده است. برای عدد فرود 0٫4، سرعت حداکثر در موقعیت 30 درجه به مقدار 0٫84 متر بر ثانیه میباشد که تقریباً با سرعت در موقعیت 60 درجه (0٫81 متر بر ثانیه)، یعنی محلی که بیشترین اختلاف تراز سطح آب، رخداده برابر میباشد.
-
بررسی طول ، زاویه و شیب تاج سرریزهای مستغرق بر الگوی جریان و رسوب در پیچانرود با استفاده از مدل عددی FLOW-3D
علی خلیلی مرادخانلو 773ماهیت سه بعدی جریان در پیچانرودها، لزوم بررسی الگوی جریان و انتقال رسوب در این مجاری روباز را با استفاده از مدل های عددی سه بعدی را مطرح می کند. در تحقیق حاضر با استفاده از مدل عددی سه بعدی FLOW-3D الگوی جریان و تغییرات تراز بستر در قوس مرکزی کانال سینوسی شکل بررسی شده است.بعد از بررسی نتایج حاصل از مدلسازی با نتایج آزمایشگاهی مدل آشفتگی LES به عنوان مناسبت ترین مدل آشفتگی انتخاب گردید و واسنجی مدل با ارتفاع زبری معادل 5d_50حاصل شده است. در این حالت مدل توانسته است با دقت قابل قبولی فرسایش در نزدیکی قوس خارجی و همچنین پشته های رسوبی در قوس داخلی را مدل نماید. با استقرار سرریزهای مستغرق در قوس مرکزی ،سرعت های حداکثر از نزدیکی قوس خارجی به دماغه سرریزها منتقل شده و به طور متوسط باعث افزایش % 16 سرعت در قوس داخلی و کاهش % 42 سرعت در قوس خارجی شده است. در اثر اسقرار سرریزها در نسبت طول 0.4 و زاویه 60 درجه و شیب تاج % 0 تراز آب حداکثر به میزان % 1.2 بالا آمده و در استقرار سرریزهای شیب دار در تمام حالات تراز آب پایین آمده است. استقرار سرریزها در تمام حالات باعث حفاظت قوس خارجی از فرسایش شده وخط القعر کانال به امتداد دماغه سرریزها منتقل شده است و حداکثر فرسایش نسبی در نسبت طول 0.3،زاویه 75 درجه و شیب % 0 اتفاق افتاده است. با افزایش شیب فرسایش نسبی در دماغه سرریزها به شدت کاسته می شود. در اثر احداث سرریزها ارتفاع پشته رسوبی در قوس داخلی تغییر قابل توجهی دیده نشده و حداکثر باعث کاهش % 3 ارتفاع تپه رسوبی شده است.همچنین سرریزها باعث کاهش سطح رسوبات در مقاطع عرضی گردیده و با کاهش نسبت طول،افزایش زاویه و افزایش شیب سطح رسوبات در مقاطع کاهش یافته است.