ORIGINAL_ARTICLE
ارزیابی اثر توان تفکیک مدلهای رقومی ارتفاعی و آستانه شکلگیری آبراههها بر نتایج مدل بارش– رواناب ژئومورفولوژیکی مبتنی بر موج سینماتیک (KW-GIUH)
مدلهای رقومی ارتفاعی (DEMs) به علت فراهم آوردن بستر لازم برای استخراج بسیاری از پارامترهای ژئومورفولوژیکی حوضه مانند شبکه آبراههها، مساحت زیرحوضهها، شیب زیرحوضهها و آبراههها از اهمیت بسیار زیادی در مدلسازی بارش- رواناب برخوردار میباشند. یکی از مهمترین مسائلی که بر نتایج حاصل از مدل رقومی ارتفاعی تأثیرگذار است، توان تفکیک آن (ابعاد سلول شبکه) و آستانه شکلگیری آبراههها است. در این تحقیق به بررسی اثر توان تفکیک مدلهای رقومی ارتفاعی و همچنین آستانه های مختلف بر پارامترهای ژئومورفولوژیکی حوضه و نیز عملکرد یک مدل هیدروگراف واحد لحظهای ژئومورفولوژیکی مبتنی بر موج سینماتیک موسوم به KW-GIUH در حوضه آبریز کسیلیان پرداخته شده است. نتایج حاکی از آن است که با کاهش توان تفکیک مدلهای رقومی ارتفاعی (افزایش ابعاد سلولی)، شیب متوسط زیرحوضهها و تعداد آبراههها (خصوصاً رتبه 1 و 2) کاهش و مساحت زیرحوضههای منتهی به هر آبراهه و نیز طول جریان دامنهای افزایش مییابد. بررسی نتایج مدل بارش رواناب نشان میدهد که با کاهش توان تفکیک مدلهای رقومی ارتفاعی در یک آستانه ثابت، میزان دبی اوج و زمان پایه هیدروگراف تا ابعاد سلولی 100 متر روند کاهشی را تجربه نموده و پس از آن با یک جهش روبرو شده و مجدداً با افزایش ابعاد سلولی، روند کاهشی را ادامه میدهد. مطابق نتایج بدست آمده در آستانههای بالاتر از 2% ، اختلاف دبی اوج هیدروگراف در DEMهای با ابعاد سلولی مختلف معنیدارتر بوده و همچنین در یک آستانه ثابت، زمان رسیدن به اوج هیدروگراف سیل مستقل از توان تفکیک DEM میباشد.
https://jhyd.iha.ir/article_6411_5c4e4bbd8942d20ce9061f3868a76e0e.pdf
2013-08-23
1
18
10.30482/jhyd.2014.6411
مدلهای رقومی ارتفاعی (DEMs)
مدل ژئومورفولوژیکی KW-GIUH
توان تفکیک
آستانه شکل گیری آبراههها
اصغر
عزیزیان
1
دانشجوی دکتری سازه های آبی، دانشگاه تهران
AUTHOR
علیرضا
شکوهی
shokoohi@ikiu.ac.ir
2
دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بینالمللی امام خمینی (ره)، قزوین
LEAD_AUTHOR
روحانیفرد، ن. (1382). " کاربرد فنآوریهای سنجش از دور در پایش اثرات زیست محیطی تغییرات کاربری اراضی بر تالاب انزلی"، پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم تحقیقات تهران.
1
حصاری، ب.، آخوند علی، م. و قرمز چشمه، ب. (1388). "اصلاح DEM جهت تهیه نقشه پیوسته جریان آب رودخانه (مطالعه موردی حوضه بالادست سد کرخه)"، دومین همایش اثرات خشکسالی و راهکارهای مدیریت آن، اصفهان.
2
قرمزچشمه، ب.، ثقفیان، ب. و اختری، ر. (1384). "بررسی تاثیر اندازه شبکه سلولی بر دقت مدل رقومی ارتفاع (DEM)"، دومین کنفرانس آبخیزداری و مدیریت منابع آب و خاک، کرمان.
3
Akan, A. O. (1985). "Kinematic-wave method for peak runoff estimates", J. Transp. Div., ASCE, 111(4), pp. 419-425.
4
A. Akbari , A. Abu Samah, and F. Othman. (2012). "Integration of SRTM and TRMM data into the GIS-based hydrological model for the purpose of flood modeling", Hydrol. Earth Syst. Sci. Discuss., 9, pp. 4747–4775.
5
Bian, L. and Walsh, S.J. (1993). "Scale dependencies of vegetation and topography in a mountainous environment of Montana", The Professional Geographer. 45(1), pp. 1-11.
6
Chang, K.T. and Tsai, B.W. (1991). "The effect of DEM resolution on slope and aspect mapping", Cartogr. Geogr. Inf. Syst., 18, pp. 69–77.
7
Chaubey, I., Cotter, A. S., Costello, T. A., and Soerens, T. S. (2005). "Effect of DEM data resolution on SWAT Output uncertainty", Hydrol. Process.,19, pp. 621–628.
8
Elsheikh, Sh. and Guercio, R. (1997). "GIS topographic analysis applied to unit hydrograph models: sensitivity to DEM resolution and threshold area", Remote Sensing and Geographic Information Systems for Design and Operation of Water Resources Systems (Proceedings of Rabat Symposium). 1AHS Publ. No. 242.
9
Gupta, VK, Waymire, E. and Wang, C.T. (1980). "A representation of an instantaneous unit hydrograph from geomorphology", Water Resources Research., 16, pp. 855-862.
10
Hancock, G. R. (2005). "The use of DEMs in the identification and characterization of catchment over different grid scales", Hydrological Processes, 19, pp. 1727–1749.
11
Jin, C.X. (1992). "A deterministic gamma-type geomorphologic instantaneous unit hydrograph based on path types", Water Resources Research., 28(2), pp. 479-486.
12
Kienzle, S. (2004). "The effect of DEM raster resolution on first order, second order and compound terrain derivatives", Transactions in GIS, 8(1), pp. 83-111.
13
Lam, N. and Quattrochi, D.A. (1992). "On the issues of scale, resolution, and fractal analysis in the mapping sciences", The professional Geographer, 44(1), 8898.
14
Lassueur, T., Joost, S. and Randin, C.F. (2006). "Very high resolution digital elevation models. Do they improve models of plant species distribution?", Ecological Modeling 198(1-2), pp. 139-153.
15
Lee, K.T., Chen, N.C. and Chung, Y.R. (2008). "Derivation of variable IUH corresponding to time-varying rainfall intensity during storms", Hydrol. Sci. J., 53(2), pp. 323-327.
16
Lee, K.T. and Yen, B.C. (1997). "Geomorphology and kinematic-wave-based hydrograph derivation", J. Hydraulic Eng., 123(1), pp. 73-80.
17
McMaster, K. J. (2002). "Effects of digital elevation model resolution on derived stream network positions", Water Resources Research, 38(4),13-1, pp. 13-8.
18
Nash, J.E. and Sutcliffe, J.V. (1970). "River flow forecasting through conceptual models part I a discussion of principles". J. Hydrol. 10(3), pp. 282-290.
19
Pradhan N. R., Ogden, F.R., Tachikawa Y. and Takara, K. (2008). "Scaling of slope, upslope area, and soil water deficit: Implications for transferability and regionalization in topographic index modeling", Water Resources Research, 44, W12421.
20
Rodriguez-Iturbe, I. and Valdes, J.B. (1979). "The geomorphological structure of hydrologic response", Water Res. Res., 15(6), pp. 1409-1420.
21
Smith, P. A., Xing Zhu, J. and Burt, E. (2006). "The effects of DEM resolution and neighborhood size on digital soil survey", Geoderma 137, pp. 58-69.
22
Tarboton, D. (2003). "Terrain analysis using digital elevation models in hydrology", Proc. of 23rd ESRI International Users Conference, July 7-11, San Diego, California.
23
Wooding, R.A. (1965). "A hydraulic model for the catchment-stream problem. II.", Numerical solutions. J. of Hydrol., 3, pp. 254-267.
24
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی آزمایشگاهی تأثیر غلظتهای مختلف پساب شهری بر نرخ تهنشینی رسوبات چسبنده با استفاده از فلوم دوار
رسوبگذاری در کانالهای انتقال آب یکی از معضلات اساسی در مدیریت شبکههای آبیاری است. در چند سال اخیر استفاده از پساب تصفیه شده شهری در کشاورزی مورد توجه قرار گرفته و این امر ممکن است موجب تشدید رسوبگذاری در کانالهای انتقال شود. برای بررسی این موضوع در این پژوهش آزمایشهایی در فلوم دوار انجام و پروفیل سرعت و تنشبرشی جریان با استفاده از دستگاه ADV اندازهگیری شد. نرخ تهنشینی در طول آزمایشها (0-240 دقیقه)، بر اساس غلظت رسوبات معلق و با روش خشک کردن و توزین بدست آمد. نتایج نشان داد پساب سبب افزایش 39 % نرخ تهنشینی رسوبات معلق نسبت به آب خالص میشود و تفاوت محسوسی بین نتایج 30 و 60 درصد پساب مشاهده نگردید. همچنین مشاهده شد در تمام آزمایشها، تهنشینی مقدار معینی از رسوبات معلق در سیال حاوی پساب نسبت به آب خالص، در زمان کمتری اتفاق میافتد.
https://jhyd.iha.ir/article_6412_993fee656cb070de815675ed7b723ed1.pdf
2013-08-23
19
28
10.30482/jhyd.2014.6412
نرخ تهنشینی
تنشبرشی بستر
هماوری
فلوم دوار
میلاد
خواستار بروجنی
1
کارشناس ارشد سازههای آبی، دانشگاه فردوسی مشهد
AUTHOR
حسین
صمدی
samadi153@yahoo.com
2
استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه شهرکرد و رئیس مرکز تحقیقات منابع آب
LEAD_AUTHOR
خواستار بروجنی، م. (1390). بررسی آزمایشگاهی تأثیر پساب در فلوکوله شدن رسوبات چسبنده در کانالهای انتقال آب، پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشگاه فردوسی مشهد.
1
عابدی، م. نجفی، پ. (1380). استفاده از پساب تصفیه شده در کشاورزی. کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران.
2
Amelia V.C.M. Teixeira C.F.J. and Senhorinha. (2010). "Physical characterization of estuarine sediments in the northern coast of Portugal", Journal of Coastal Research, 26, 2, pp. 301-311.
3
Fedrico M. (2005). Flocculation dynamics of cohesive sediment. Communications on Hydraulic and Geotechnical Engineering' of the Faculty of Civil Engineering and Geosciences, Delft University of Technology.
4
Haralampides K., Mc Corquodale. A., and Krishnappan, B. G. (2003). "Deposition properties of fine sediment", Journal of Hydraulic Engineering (ASCE), 129, 3, pp. 230-234.
5
Ha, K.H. (2008). Acoustic measurements of cohesive sediment transport: suspension to consolidation. PhD dissertation, University Park, Pennsylvania
6
Ha, K.H. and Maa, J.P.-Y. (2009). "Evaluation of two conflicting paradigms for cohesive sediment deposition", Elsevier, Marine Geology 265, pp. 120–129.
7
Huang J. Hilldate R.C. and Greiman B.P. (2006). Erosion and sedimentation manual, U.S. Department of the Interior. United States Bureau of Reclamation.
8
Krishnappan B.G. (2006). "Cohesive sediment transport studies using a rotating circular flume", 7th Int. Conf. on Hydroscience and Engineering (ICHE), Sep10-13, Philadelphia, USA.
9
Milburn D. and Krishnappan B.G. (2001). "Modeling erosion and deposition of cohesive sediment from Hay River", Northwest Territories, Canada. Paper presented at the 13th Northern Res. Basins/Workshop, Aug. 19-24.
10
partheniades e. (2009). Cohesive sediments in open channels, (1st Ed), Elsevier Inc, Burligton, USA.
11
Skafel M.G. and Krishnappan B.G. (1998). A laboratory investing of depositional characteristics of mud from an inland harbour using a rotating circular flume. Water, Air, and Soil Pollution, 112, pp. 1-19.
12
Winterwerp, J.C. (2007). On the sedimentation rate of cohesive sediment, 7th Int. Conf. on Estuarine and Coastal Fine Sediments Dynamics, pp. 209-226.
13
ORIGINAL_ARTICLE
تأثیر زاویة آبگیری بر الگوی جریان و انتقال رسوب در اطراف سردهانة آبگیر در رودخانة سینوسی
جریان ثانویه در قوس موجب دورسازی رسوبات بستر از ناحیه خارجی آن میشود. عوامل مختلفی بر میزان رسوب ورودی به آبگیر مؤثر هستند که در این تحقیق اثر زوایة آبگیری بر نسبت رسوب در دو زاویة حدی ٥٢ درجه (ملایم ترین زاویه) و ٩٠ درجه (تندترین زاویه)، به ازای دبیهای مختلف و نسبتهای انحراف جریان به آبگیر مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد ظرفیت آبگذری آبگیر در زاویة آبگیری٥٢ درجه نسبت به زاویة ٩٠ درجه، حدود ٢١ درصد در دبیهای مختلف افزایش داشته است، لذا میتوان عرض سردهانه را در زاویة ٥٢ درجه کاهش داد. مقایسه نتایج حاصل از نسبت رسوب انحرافی به آبگیر در این دو زاویه نشان داد تا نسبت انحرافی جریان به میزان ٢٢ درصد، آبگیر با زاویة انحراف ٩٠ درجه، رسوب کمتری را نسبت به زاویة ٥٢ درجه وارد آبگیر نموده است، در این زاویه به دلیل چرخش تند جریان سطحی بسمت آبگیر، زاویة بین جریان سطحی و عمقی زیاد شده (حدود قائمه) و قدرت جریان ثانویه در سردهانه -که تابع این زاویه نیز میباشد- بیشتر شده و کاهش ورود را به همراه داشته است، قدرت جریان ثانویه در سردهانه متاثر از جریان ثانویه در قوس خارجی و زاویة آبگیری میباشد که توسط شاخص Psec تعریف شده است. با افزایش نسبت انحراف جریان در زاویة آبگیری ٩٠ درجه، میدان جریان برگشتی بسمت آبگیر در عرض قوس آبراهه توسعه بیشتری یافته و به بارهای رسوبی متحرک در قوس داخلی نزدیک شده و همانند جریان در قوس خارجی بدلیل قدرت حمل بالا، رسوبات زیادتری را از این ناحیه برداشته و وارد آبگیر میکند و لذا نسبت رسوب ورودی به آبگیر افزایش تصاعدی دارد. در زاویة آبگیری ٥٢ درجه، جریان در حداقل زاویة چرخشی (زاویه حاده) با انحراف بخشی از جریان که در قوس خارجی میباشد آبگیری نموده و با توجه به زاویة کم جریان با امتداد آبگیر، قدرت جریان ثانویه در سردهانه ضعیف بوده و تا نسبت 22 درصد میزان رسوب بیشتری را نسبت به زاویة آبگیری 90 درجه منحرف نموده است.
https://jhyd.iha.ir/article_6413_543587d0c120dd2a8fc1620f89b01cc0.pdf
2013-08-23
29
43
10.30482/jhyd.2014.6413
مدل فیزیکی
رودخانه سینوسی
آبگیر
نسبت انحراف
زاویة آبگیری
قدرت جریان ثانویه
منصور
ابوالقاسمی
abolghasemi.mansour@iran.ir
1
استادیار، مؤسسه تحقیقات آب
LEAD_AUTHOR
ابوالقاسمی، م. قدسیان، م. ایوبزاده، س ع. و شفاعی بجستان، م. (1384). تعیین مکان شکلگیری چاله در آبراه سینوسی. مجله هیدرولیک، جلد ١ شماره ١، ص. 13.
1
ابوالقاسمی، م. قدسیان، م. و سنگینآبادی، ح. (1390). تأثیر انحراف جریان بر رسوب ورودی به آبگیر با زاویه انحراف 52 درجه در رودخانه سینوسی. مجله هیدرولیک، دوره ششم، شماره اول، ص. 41.
2
پیرستانی، م.ر. (1383). بررسی الگوی جریان و آبشستگی در دهانه ورودی آبگیر کانالهای دارای انحنا. رساله دکتری رشته مهندسی آبیاری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات.
3
سیدیان، م. و شفاعی بجستان، م. (1389). مقایسه رسوب معلق ورودی به آبگیر با تغییر زاویه دیواره کانال اصلی از قائم به 45 درجه. نشریه آب و خاک، جلد 24، شماره 5، ص. 994.
4
شفاعی بجستان، م. (1378). هیدرولیک رسوب، انتشارات دانشگاه شهید چمران.
5
نظری، س. (1377). بررسی آزمایشگاهی تأثیر زاویه انحراف، ارتفاع آبپایه آبگیرها در قوسهای رودخانهای بر میزان رسوبات. پایاننامه کارشناسی ارشد تأسیسات آبیاری دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز.
6
دهقانی، ا. ا. (1384). مطالعه آزمایشگاهی کنترل رسوب به آبگیر جانبی در قوس 180 درجه. رساله دکتری، دانشگاه تربیت مدرس. عباسی، ع. ا. (1382). مطالعه آزمایشگاهی کنترل رسوب در آبگیرهای جانبی در مسیرهای مستقیم. رساله دکتری، دانشگاه تربیت مدرس.
7
ایزدپناه، ز. (١٣٨٢)، تأثیر انحراف جریان در خم ٩٠ درجه، رساله دکتری، تأسیسات آبیاری دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز.
8
Barkdoll, B. (1977). Sediment control at lateral diversion. Ph.D. dissertation, Civil and Environmental Engineering, University of Iowa.
9
Booij R. (2002). Modeling of secondary flow structure in river bends, River Flow 2002, pp. 127-133.
10
Karami Moghadam M., Shafai Bajestan M. and Sedghi H. (2010).Sediment entry investigation at the 30 degree water intake installed at a trapezoidal channel, World Applied Sciences Journal 11 (1): 82-88, 2010
11
Prezedwojski B., Blazejewski R. and Pilarczyk K.W. (1995). River training techniques, A.A. Balkema Publishers, Rotterdam, pp 70 - 90.
12
Razvan, E. (1989). River intake and diversion. Elsevier Science Publishing Company Inc. New York, NY. 10010, U.S.A.
13
Raudkivi, A. (1993), Sedimentation, exclusion and removal of sediment from diverted water, IAHR, Hydraulic Structures Design Manual, pp. 63-87.
14
Schoklitsch, A. (1937). Hydraulic structures, Vol. 2, Translated by S. Shulits, American Society of Mechanical Engineers, New York, N.Y., pp. 722- 751.
15
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل و پیشبینی جریان رودخانه کشکان با استفاده از نظریه آشوب
در این پژوهش از دیدگاه نظریه آشوب، سری زمانی آبدهی روزانه رودخانه کشکان تحلیل شده است. قبل از انجام تحلیل مبتنی بر نظریه آشوب، میزان دادههای نوفهای سری زمانی با استفاده از روشهای تخمین هسته گوسی و تبدیل موجک مورد بررسی قرار گرفت. همچنین رفتار آماری سری زمانی با توابع خودهمبستگی و خودهمبستگی جزئی ارزیابی شد. سپس در بازسازی فضای فاز این سیستم به روش تأخیرها، از روشهای میانگین اطلاعات متقابل و نزدیکترین همسایگان کاذب، بهترتیب برای تشخیص زمان تأخیر بهینه و بُعد تعبیه بهینه سیستم استفاده شده است. در همین حال، بعد فراکتالی سیستم با استفاده از روش بعد همبستگی و همچنین حساسیت به شرایط اولیه سیستم با استفاده از روش توان لیاپانوف آزموده شده و در انتها نیز پیشبینی با استفاده از روش تقریب محلی انجام شده است. کاهش درصد همسایگان کاذب بهدنبال افزایش بعد تعبیه، نشاندهنده وجود جاذب فراکتالی در فضای فاز سیستم است؛ که در کنار توان لیاپانوف مثبتِ بهدست آمده، شرایط یک سیستم آشوبناک را برای جریان رودخانه در حوضه آبریز کشکان ترسیم میکند. به دنبال این نتایج، پیشبینی بهروش تقریب محلی بر اساس فضای فازِ بازسازی شده انجام شد؛ که دقت رضایتبخش بهدست آمده، بیانگر کارایی روشهای مبتنی بر نظریه آشوب برای تحلیل و پیشبینی جریان رودخانه در حوضه آبریز رودخانه کشکان است. این کارایی در مقایسهای که با روش برنامهسازی ژنتیک انجام شد؛ مورد تایید بیشتری قرار گرفت.
https://jhyd.iha.ir/article_6414_dbfd6fca2808009947de4ffe25ac5987.pdf
2013-08-23
45
61
10.30482/jhyd.2014.6414
نظریه آشوب
توان لیاپانوف
روش تقریب محلی
تحلیل غیرخطی
رودخانه کشکان
مسعود
انیسحسینی
1
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی رودخانه، دانشگاه صنعتی جندیشاپور، دزفول
AUTHOR
محمد
ذاکرمشفق
moshfegh@jsu.ac.ir
2
استادیار گروه مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی جندیشاپور، دزفول
LEAD_AUTHOR
انیسحسینی م. و ذاکرمشفق، م. (۱۳۹۱). "تحلیل آشوبناکی سری زمانی دبی رودخانه با روش توان لیاپانوف"، نهمین سمینار بینالمللی مهندسی رودخانه، دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران.
1
انیسحسینی م.، و ذاکرمشفق، م. (۱۳۹۲- الف). "کاربرد نظریه آشوب در تحلیل فرایند بارش- رواناب"، هفتمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه زهدان، زاهدان، ایران.
2
انیسحسینی م.، و ذاکرمشفق، م. (۱۳۹۲- ب). "آیا سری زمانی جریان رودخانه آشوبناک است؟ (مطالعه موردی: رودخانه کشکان)،"دوازدهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، تهران، ایران.
3
ذاکرمشفق، م. و والیپور، م. (۱۳۹۱). "پیشبینی جریان رودخانه با رویکرد برنامهسازی ژنتیک"، یازدهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران.
4
زارع اندلانی، س. و ذاکرمشفق، م. (۱۳۹۱). "رویکرد درختِ تصمیم در پیشبینی جریان رودخانه: مطالعه موردی رودخانه کشکان"، یازدهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران.
5
صحرایی، ش. و ذاکرمشفق، م. (۱۳۹۲). "پیشبینی دبی رودخانه با استفاده از ماشین بردار پشتیبان (مطالعه موردی)"، هفتمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه زهدان، زاهدان، ایران.
6
قاهری، ع.، قربانی، م.، دل افروز ه. و ملکانی، ل. (۱۳۹۱)." ارزیابی جریان رودخانه با استفاده از نظریه آشوب"، مجله پژوهش آب ایران، سال ششم، شماره دهم، ص.ص. 177-186.
7
مرادیزاده کرمانی، ف.، قربانی، م.، دینپژوه، ی. و فرسادیزاده، د. (۱۳۹۱). "مدل تخمین جریان رودخانه بر اساس باز سازی فضای حالت آشوبی"، نشریه دانش آب و خاک، جلد ۲۲، شماره ۴.
8
والیپور، م. و ذاکرمشفق، م. (۱۳۹۲- الف). "کاربرد برنامهسازی ژنتیک در شبیهسازی فرایند بارش- رواناب"، هفتمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه زهدان، زاهدان، ایران.
9
والیپور، م. و ذاکرمشفق، م. (۱۳۹۲- ب). "مقایسه روشهای هوشمند برنامهسازی ژنتیک و درخت تصمیم در تحلیل و پیشبینی جریان رودخانه کشکان"، دوازدهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، تهران، ایران.
10
Box, G.E.P., Jenkins, G.M., and Reinsel, G.C. (1994). Time series analysis: forecasting and control, Prentice-Hall, Third Edition, New Jersey, USA
11
Farmer, J.D. and Sidorwich, J.J. (1987). “Predicting chaotic time series”, Phys. Rev. Lett. 59, pp. 845–848.
12
Fattahi, M. H., Talebbidokhti, N., Moradkhani, H. and Nikooee, E. (2013). “Revealing the chaotic nature of river flow”, IJST, Transactions of Civil Engineering, Vol. 37, No. C+, pp. 437-456.
13
Frazer A. M. and Swinney H. L. (1986). “Independent coordinates for strange attractors from mutual information”, Phys Rev A 1986; 33(2), pp. 1134-40.
14
Ghorbani M.A., Jabbari Khamnei H., Asadi H. and Yousefi P. (2012).“Application of chaos theory and genetic programming in runoff time series”, International Journal of Structural and Civil Engineering.Volume 1, Issue 2, pp. 26-34.
15
Hense, A. (1987). “On the possible existence of a strange attractor for the southern oscillation”, Beitr. Phys. Atmos. 60 (1), pp. 34-47.
16
Islam M.N. and Sivakumar B. (2002). “Characterization and prediction of runoff dynamics: a nonlinear dynamical view”, Adv. Water Resource, 25, pp. 179-190.
17
Jayawardena AW and Lai F (1994). “Analysis and prediction of chaos in rainfall and stream flow time series”, J. Hydrol; 153, pp. 23–52.
18
Jiang, A. H., Huang, X. C., Zhang, Z. H., Li, J., Zhang, Z. Y. and Hua, H. X. (2010).“Mutual information algorithms”, Mech. Syst. Signal Process, 24, pp. 2947–2960 .
19
Kennel M. B., Brown R., and Abarbanel H. D. I. (1992). “Determining embedding dimension for phase-space reconstruction using a geometrical construction”, Phys. Rev. A 45, pp. 3403-3411.
20
Khatibi R., Sivakumar B., Ghorbani M.A., Kisi O., Kocak K. and Farsadizadeh D. (2012).“Investigating chaos in river stage and discharge time series”, J. Hydrol 414–415, pp. 108–117.
21
Krasovskaia I., Gottschalk L. and Kundzewicz Z.W. (1999).“Dimensionality of Scandinavian river flow regimes”, Hydrol. Sci. J., 44(5), pp. 705-23.
22
Liu Q., Islam S., Rodriguez-Iturbe I. and Le Y. (1998). “Phase-space analysis of daily streamflow: characterization and prediction”, Adv Water Resource, 21, pp. 463-75.
23
Lorenz, E .N (1993). The essence of chaos, University of Washington Press, Seattle
24
Meng, Q. and Peng, Y. (2007).“A new local linear prediction model for chaotic time series”, Phys. Lett. A 370, pp. 465-470.
25
Pasternack GB. (1999). “Does the river run wild? Assessing chaos in hydrological systems”, Adv. Water Resour., 23(3), pp. 253-60.
26
Pasternack GB. (2001). “Reply to Comment on _Does river run wild? Assessing chaos in hydrological systems”, by Pasternack, Adv. Water Resource, 24(5), pp. 578-80.
27
Porporato A. and Ridolfi L. (1996). “Clues to the existence of deterministic chaos in river flow”, Int. J. Mod. Phys. B, 10, pp. 1821-62.
28
Rosenstein M. T., Collins., J. J. and De Luca C. J. (1993). “A practical method for calculating largest Lyapunov exponents from small data sets”, Physica D. 65, p. 117.
29
Sivakumar B. (2004). “Chaos theory in geophysics: past, present and future”, Chaos Soliton Fractal. 19, pp. 441-462.
30
Sivakumar B. (2009). “Nonlinear dynamics and chaos in hydrologic systems: latest developments and a look forward”, Stoch. Environ. Res. Risk Assess., 23, pp. 1027–1036.
31
Takens, F., Rand, D.A. and Young, L.S. (1981). “Detecting strange attractors in turbulence”, In: (Eds.), Dynamical Systems and Turbulence, Lecture Notes in Mathematics, 898, pp. 366-381.
32
Wang Q. and Gan T.Y. (1998). “Biases of correlation dimension estimates of streamflow data in the Canadian prairies”, Water Resour. Res., 34 (9), pp. 2329-39.
33
Wilcox B.P., Seyfried M.S., Blackburn W.H. and Matison T.H. (1990). “Chaotic characteristics of snowmelt runoff: a preliminary study”, In: Symposium on Watershed Management. Durango, CO: American Society of Civil Engineering. Williams G. P. (1997). Chaos theory tamed, Joseph Henry Press, Washington, D.C, USA
34
Wolf, A., Swift, J.B., Swinney, H.L. and Vastano, A. (1985) “Determining Lyapunov exponents from a time series”, Physica D. 16, pp. 285-317.
35
Yu, D., Small, M., Harrison, R.G. and Diks, C. (2000). “Efficient implementation in estimating invariance and noise level from time series data”, Phys. Rev. E, Vol. 61, No. 4, pp. 3750-3756.
36
ORIGINAL_ARTICLE
توزیع سرعت متوسط عمقی در کانال مرکب با وجود پوشش گیاهی در سیلاب دشت
پوشش گیاهی در بسیاری از جریانها و رودخانهها وجود دارد. پوشش گیاهی موجب تغییر ساختار جریان، افزایش مقاومت کلی جریان و کاهش دبی سیلاب میشود، از اینرو نقش قابل توجهی در تثبیت سواحل و احیای زیست محیطی رودخانهها دارد. در چنین رودخانههایی، پیشبینی توزیع عرضی سرعت در طرحهای کنترل سیلاب و مطالعات انتقال- انتشار آلودگی و رسوب حائز اهمیت است. هدف از این مطالعه، شبیهسازی جریان در کانال مرکب با وجود پوشش گیاهی صلب غیر مستغرق در سیلاب دشت و معرفی مناسبترین مدل، برای محاسبه فاکتور اصطکاکی، ضریب لزجت گردابهای و پارامتر جریان ثانویه میباشد. در مطالعه حاضر از یک مدل دوبعدی تحلیلی برای پیشبینی سرعت متوسط عمقی در کانالهای مرکب با وجود پوشش گیاهی در سیلاب دشتها استفاده شده است. در این مدل اثرات اصطکاک بستر، نیروی کشانه، آشفتگی عرضی و جریانهای ثانویه، توسط 4 پارامتر در نظر گرفته شدهاند. به منظور صحتسنجی، نتایج مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. آزمایشها در دو شیب و سه عمق نسبی مختلف انجام گرفته است. با توجه به نتایج آزمایشگاهی معادله کلبروک وایت، قادر به محاسبه دقیق ضریب اصطکاک ناشی از پوشش گیاهی در سیلاب دشت نمیباشد و خطای قابل توجهی در محاسبه سرعت در سیلاب دشت ایجاد میکند. با بررسی مطالعات مختلف، استفاده از معادله نادینگ (1998) برای محاسبه فاکتور اصطکاک، خطای مشاهده شده را به میزان قابل توجهی کاهش داد، بنابراین از این مدل برای محاسبه ضریب اصطکاک در سیلاب دشت استفاده شده است. با توجه به مدلهای مختلف ارائه شده برای در مطالعات مختلف، مدل آلاوین و چو (1985)، به عنوان مناسبترین مدل، بر اساس کمترین اختلاف میان دادههای مشاهداتی و محاسباتی معرفی شد.
https://jhyd.iha.ir/article_6415_7a4b2b05eabc32ca2a994d6661d00e6b.pdf
2013-08-23
63
75
10.30482/jhyd.2014.6415
کانال مرکب
پوشش گیاهی
مدلهای لزجت گردابهای
پارامتر جریان ثانویه
ضریب کشانه
ضریب اصطکاک
مرضیه
محسنی
mohseni_m@sirjantech.ac.ir
1
دانشجوی دکتری سازههای آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس
AUTHOR
جمال
محمد ولی سامانی
samani_j@modares.ac.ir
2
استاد گروه سازههای آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس
LEAD_AUTHOR
سید علی
ایوب زاده
ayyoubzadeh@yahoo.com
3
دانشیار گروه سازههای آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس
AUTHOR
Afzalimehr, H., Sui, J. and Moghbel, R. (2010). "Hydraulic parameters in channels with wall vegetation and gravel bed", International Journal of Sediment Research., 25(1), pp. 81-90.
1
Ervine, D. A, Babaeyan-Koopaei, K. and Sellin, R.H. J. (2000). "Two-dimensional solution for straight and meandering overbank flows", Journal of Hydraulic Engineering, 126(9), pp. 653-669.
2
Helmio, T. (2002). "Unsteady 1D flow model of compound channel with vegetated floodplains", Journal of Hydrology,269, pp. 89-99.
3
Hua, W. X., Gao, M., Zeng, Y.H. and Li, D. (2009). "Two-dimensional analytical solution for compound channel flows with vegetated floodplains", Appl. Math. Mech. Engl. Ed., 30(9), pp. 1121-1130.
4
Knight, D. W. and Abril, J. B. (1996). "Refined calibration of a depth averaged model for turbulent flow in a compound channel", Proc. Instn. Civ. Engrs. Water, Maritime and Energy. London, 118(3), pp. 151-159.
5
Nepf, H. M. (1999). "Drag, turbulence, and diffusion in flow through emergent vegetation", Water Resources Research, 35(2). pp. 479-489.
6
Pasch'e, E. and Rouve, G., (1985). "Overbank flow with vegetatively roughened floodplains", Journal of Hydraulic Engineering, 111(9). pp. 1262-1278.
7
Rameshwaran, P. and Shiono, K. (2007). "Quasi two-dimensional model for straight overbank flows through emergent vegetation on floodplains", Journal of Hydraulic Research, 45(3), pp. 302-315.
8
Sadeghi, A, Shafai Bajestan, M. and Saneie, M. (2010). "Experimental investigation on flow velocity variation in compound channel with non-submerged rigid vegetation in floodplain", World Applied Sciences Journa1, 9 (5), pp. 489-493.
9
Shiono, K. and Knight, D. W. (1991). "Turbulent open channel flows with variable depth across the channel", J. Fluid Mech., 222, pp. 617-646.
10
Sun, X. and Shiono, K. (2009). "Flow resistance of one-line emergent vegetation along the floodplain edge of a compound open channel", Advances in Water Resources, 32. Pp. 430-438.
11
Stephenson, D. and Kovlopoulos, P. (1990). "Effects of momentum transfer in compound channels", Journal of Hydraulic Engineering, 116 (12), pp. 1512-1522.
12
Stoesser, T. (2002). "Development and validation of a CFD code for open-channel flows", PhD Thesis, Department of Civil Engineering. University of Bristol.
13
Tang, X. N. and Knight, D. W. (2009). "Lateral distributions of streamwise velocity in compound channels with partially vegetated floodplains", Sci. China Ser E-Tech Sci., 52(11), pp. 3357-3362.
14
Tanino, Y. and Nepf, H. M. (2008). "Laboratory investigation of mean drag in a random array of rigid, emergent cylinders", J. Hydraul. Eng., 134(1). pp. 34-41.
15
Thornton, C.I., Abt, S.R., Morris. C.E. and Fischenich, J. (2000). “Calculating shear stress at channel overbank interfaces in straight channels with vegetated floodplains”, J. of Hydr. Eng. ASCE, 126(12), pp. 929-936.
16
Wilson, C. A. M. E., Stoesser, T. and Bates, P. D. (2005). Computational fluid dynamics: applications in environmental hydraulics, John Wiley & Sons Press. New York. USA.
17
Wu, W. and He, Z. (2009). "Effects of vegetation on flow conveyance and sediment transport capacity", International Journal of Sediment Research, 24, pp. 247-259.
18
Yang, K., Cao, S. and Knight, D. W. (2007). "Flow patterns in compound channels with vegetated floodplains", Journal of Hydraulic Engineering, 133(2), pp. 148-159.
19
ORIGINAL_ARTICLE
طرح بهینه خاکریزهای کنار رودخانه (گورهها) با اعمال عدمقطعیتهای هیدرولوژیکی، هیدرولیکی و اقتصادی به روش مونتکارلو
طراحی، تحلیل و بهرهبرداری سیستمهای کنترل سیل به دلیل ماهیت تصادفی سیلاب و خطاهای اندازهگیری با عدم قطعیت همراه است. یکی از این مسائل، طراحی خاکریزهای کناره رودخانه (گورهها) است که با عدم قطعیتهای هیدرولوژیکی، هیدرولیکی و اقتصادی همراه میباشد. در این مقاله به طراحی ابعاد بهینه گوره با در نظر گرفتن انواع عدم قطعیتهای موجود پرداخته شده و برای تجزیه و تحلیل این عدمقطعیتها یک مدل بهینهسازی بر مبنای شبیهسازی مونتکارلو1 توسعه داده شده است. مدل بهینهسازی حاصل، یک مدل استوکستیک غیرخطی است که حل آن توسط نرمافزار 2LINGO-13 صورت گرفته است. در این مقاله محدوده شمال شیراز در مجاورت رودخانه خشک معالیآباد (تنگ سرخ) مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج حاصل با نتایج مدل قطعی و بدون در نظرگرفتن عدمقطعیتها مقایسه شده است. با توجه به مطالعات انجام گرفته و در پی اجرای مدل، سیلاب با دوره بازگشت 20 ساله همانند مدل قطعی دارای بیشترین سود خالص سالانه بوده و به عنوان سیل طراحی انتخاب شده است. برخلاف مدل قطعی که ابعاد سیستم به صورت قطعی و تک مقداری حاصل میشوند، مدل استوکستیک یک بازه برای هر پارامتر نتیجه میدهد و میتوان توزیع آماری این پارامترها را نیز تخمین زد
https://jhyd.iha.ir/article_6416_9db07db45e6f0e2ab43dd8e6a0dc3bc3.pdf
2013-08-23
77
93
10.30482/jhyd.2014.6416
کنترل سیل
گوره
عدم قطعیت
بهینهسازی
شبیهسازی مونتکارلو
معصومه
بهروز
1
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده عمران و محیط زیست، پردیس فنی-مهندسی عباسپور، دانشگاه شهید بهشتی
AUTHOR
سعید
علیمحمدی
s_alimohammadi@sbu.ac.ir
2
استادیار دانشکده عمران و محیط زیست، پردیس فنی-مهندسی عباسپور، دانشگاه شهید بهشتی
LEAD_AUTHOR
جلال
عطاری
3
استادیار دانشکده عمران و محیط زیست، پردیس فنی-مهندسی عباسپور، دانشگاه شهید بهشتی
AUTHOR
افتخاریان، ل.، ابریشمچی، ا. و تجریشی، م. (1382). ”تحلیل عدم قطعیت تراز سطح آب رودخانه سیستان و بررسی قابلیت اعتماد سیستم کنترل سیل“، ششمین کنفرانس مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان.
1
رفیعی انزاب، ن. (1389). طراحی خاکریزهای کنار رودخانه (گورهها) به روش آنالیز ریسک، پایاننامه کارشناسی، دانشگاه صنعت آب و برق.
2
سرابندی، ا. (1387). بهینه سازی ابعاد سیستمهای ترکیبی (سد- گوره)، پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعت آب و برق.
3
سنگینآبادی، ح. (1384). تعیین ارتفاع دیوارهای سیلبند با استفاده از آنالیز ریسک، پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعت آب و برق.
4
علیمحمدی، س.، رفیعی انزاب، ن. و مرادی، م. (1392). طراحی خاکریزهای کنار رودخانه (گورهها) به روش آنالیز ریسک، مجله آب و فاضلاب، شماره 89، ص.ص. 95-110.
5
کراچیان، ر.، ابریشم چی، ا. و افشار، ع. (1378). بهینهسازی سرریز سدها با در نظر گرفتن عدم قطعیتهای هیدرولوژیکی و روندیابی سیلاب، دومین کنفرانس هیدرولیک، تهران، ایران، 25 تا 27 آبان.
6
مهندسین مشاور آبفن، تهران، (1387). مطالعات طرح سد کنترل سیلاب تنگ سرخ، گزارشات برنامهریزی منابع آب و طراحی سازههای هیدرولیکی.
7
Ahmed, I., and Freeman, G.E. (2004)."Estimating stage-discharge uncertainty for flood damage assessment",Arid Lands Symposium, Proc., World Water and Environmente.
8
Chow, V. T., Maidment, D. R. and Mays, L. W., (1988). Applied hydrology, McGraw-Hill, New York, USA.
9
Dejan K. and Nemanja B., (2005). Uncertainty analysis as a complement to flood risk assessment, University of Belgrade.
10
Goldman, D., (1997)."Estimating expected annual damage for levee retrofits", J. Water Resour. Plann. Manage, 123, pp. 89-94.
11
Hydrologic Engineering Center (HEC). (1986). Accuracy of computed water surface profiles, Research document 26, U. S. Army Corps of Engineers, Davis, C.A.
12
Kite, G. W. (1977). Frequency and risk analysis in hydrology, Water resources publications, Colorado 80522, USA.
13
Lee, H. L. (1986)."Hydraulic uncertainties in flood levee capacity". Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 112, No.10, pp. 928- 934.
14
Linsley, R. K., Franzini, J.B., Freyberg, D.L. and Tchobanoglous, G. (1992). Water Resources Engineering, 4th. Ed., McGraw-Hill.
15
Loucks, D. P. and van Beek, E. (2005). Water resources system planning and management, UNESCO, The Netherlands.
16
Mays, L. W. and Tung, Y. Y. (1992). Hydrosystems engineering and management, McGraw-Hill, New York.
17
Maidment and David R. (1992). Handbook of hydrology, chapter 18, McGraw-Hill, New York, USA.
18
Tung, Y.K., Yen, B. C. and Melching, C. S. (1996). Hydrosystems engineering reliability assessment and risk analysis, McGraw-Hill, New York, USA. Tung, Y.K., and Yen, B. C. (1993). “Some progress in uncertainty analysis for hydraulic design”, Yen, B. C. and Tung, Y.K., (Eds.). In reliability and uncertainty analysis in hydraulic design (report), American Society of Civil Engineers.
19
Tung, Y. K. (1996). Uncertainty analysis in water resources engineering. Tick, K. S. Goulter, I. C., Xu,c., Wasimi, S. A., and Bouchart, F. (Eds.), In Stochastic Hydraulics 96.
20
Tung, Y. K. (1999). Risk / Reliability-Based Hydraulic Engineering Design in Hydraulic Design Handbook, L.W. Mays (ed). Mc Graw-Hill, New York.
21
U. S. Army Corps of Engineers. (1996). Risk-Based analysis for flood damage reduction studies, EM1110-2-1619, Washington.
22
U. S. Army Corps of Engineers. (1997). Distribution restriction statement, ETL 1110-2-537, Washington.
23
U. S. Army Corps of Engineers, (2004). Hamilton city flood damage reduction and ecosystem restoration project, Appendix Economics, California.
24
U. S. Army Corps of Engineers. (2006). Planning risk analysis for flood damage reduction studies, ER 1105-2-101, Washington.
25
U. S. Army Corps of Engineers, (2009). Documentation and demonstration of a precess for risk analysis of proposed modifications to the sacramento river flood control project (SRFCP) Levees, San Francisco.
26
WWW: http://www.lindo.com-LINDO Systems Inc- Version 13.
27
Zhu, T. (2004). Climate change and water rresources management: adaptations for flood control and water supply, PhD Thesis, University of California at Davis, USA.
28