ORIGINAL_ARTICLE
بررسی تاثیر هد آب بر نحوه توزیع دبی بر روی تاج و رفتار خطوط جریان در سرریز کلیدپیانویی نامتقارن
در این تحقیق، نسبتهای بهینه هندسی سرریز کلید پیانویی نامتقارن مد نظر قرار گرفته و با مدلسازی آزمایشگاهی و عددی به بررسی تأثیر افزایش هد آب بالادست بر نحوه توزیع جریان بر روی تاج سرریز کلید پیانویی پرداخته شد. تاثیر ارتفاع نسبی بر راندمان سرریز کلید پیانویی با رویکرد افزایش عرض کلید واحد و ثابت نگه داشتن ارتفاع، بر راندمان سرریز، مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاکی از افزایش راندمان سرریز با کاهش ارتفاع نسبی است. از روابط تحلیلی موجود در مراجع، برای محاسبه دبی عبوری از سرریز بهینه هیدرولیکی به ازای هد آب بالادست و همچنین برای محاسبه ضریب دبی مدل آزمایشگاهی استفاده شد. اختلاف ضرایب دبی آزمایشگاهی و مقادیر محاسباتی با روش تحلیلی موجود بالا بوده و دقت پایین روابط موجود را نشان می دهد. در این تحقیق روابط جدیدی برای تعیین ضریب دبی سرریز کلید پیانویی و سهم تاج کلید ورودی، تاج جانبی و تاج کلید خروجی از تخلیه جریان برحسـب نسبت هد بالادست آب به ارتـفاع سرریز کلید پیانویی نامتـقارن، با طرح هنـدسی بهینه، ارائه شده و پس از مقایسه نتایج مدل جدید با نتایج آزمایشگاهی موجود، برتری آن نسبت به روابط تحلیل ارائه شده در مراجع نشان داده شد.
https://jhyd.iha.ir/article_92844_1ceaf19d95496178032af84c4b70d53f.pdf
2019-03-21
1
17
10.30482/jhyd.2019.101685.1253
سرریز کلید پیانویی نامتقارن
شبیه سازی عددی
رابطه تحلیلی
خطوط جریان
ضریب دبی
اکبر
صفرزاده
safarzadeh@uma.ac.ir
1
عضو هیئت علمی دانشگاه محقق اردبیلی
LEAD_AUTHOR
سیامک
خیاط رستمی
s.khayyatrostami@gmail.com
2
فارغ التحصیل کارشناسی ارشد
AUTHOR
بابک
خیاط رستمی
babak.kh.rostami@gmail.com
3
کارشناسی ارشد عمران-سازههای هیدرولیکی، رییس گروه تحقیقات کاربردی شرکت آب منطقهای استان اردبیل
AUTHOR
Crookston, B. M.; Anderson, R. M. and Tullis, B. P. (2018). “Free-flow discharge estimation method for Piano Key weir geometries”. Journal of Hydro-environment Research. 19, pp. 160-167.
1
Henderson, F. M. (1966). Open channel flow, Channel controls. MacMillan. United State of America.
2
Hirt, C. W. and Nichols, B. (2008). Flow-3D User’s Manual. Flow Science Inc.
3
Javaheri, A.; Parvaneh, A. and Kabiri-Samani, A., (2015). “Experimental parametric study and design of Piano key weirs by O. Machiels, M. Pirotton, A. Pierre, B. Dewals And S. Erpicum, J. Hydraulic Res. 52 (3), 2014, 326–335”. Journal. Hydraulic Research. 53(4), pp. 543-545.
4
Laugier, F.; Vermeulen, F. and Lefebvre, V. (2013) "Overview of Piano Key Weirs experience developed at EDF during the past few years." Labyrinth and Piano Key weirs II. CRC press, London, United Kingdom.
5
Le Doucen, O.; Leite Ribeiro M.; Boillat, J.L.; Schleiss, A. and Laugier, F. (2009). “Etude paramétrique de la capacité des PK-Weirs”. Proceedings of Modèles physiques hydrauliques - outils indispensables du XXIe siècle. SHF, Lyon, France.
6
Leite Ribeiro, M.; Boillat, J.L. and Schleiss, A.J. (2011). Experimental parametric study for hydraulic design of PKWs. Labyrinth and piano key weirs-PKW 2011. CRC press, London, United Kingdom.
7
Leite Ribeiro, M.; Pfister, M. and Schleiss, A. J. (2013). Overview of Piano Key weir prototypes and scientific model investigations. Labyrinth and Piano Key Weirs II. CRC press, London, United Kingdom.
8
Leite Ribeiro, M.; Pfister, M.; Boillat, J. L.; Schleiss, A. and Laugier, F. (2012). “Piano Key Weirs as efficient spillway structure”. In Proceedings (on CD) of the 24th Congress of CIGB–ICOLD (No. EPFL-CONF-178314, pp. 176-186).
9
Lempérière, F.; Vigny, J.P. and Ouamane, A. (2011). General comments on Labyrinths and Piano Key Weirs: The past and present. Labyrinth and piano key weirs-PKW 2011. CRC press, London, United Kingdom.
10
Machiels, O. (2012). “Experimental study of the hydraulic behaviour of Piano Key Weirs”, Ph.D thesis, University of Liège, Liège.
11
Machiels, O.; Pirotton, M.; Pierre, A., Dewals, B. and Erpicum, S. (2014). “Experimental parametric study and design of Piano Key Weirs”. Journal of Hydraulic Research. 52:3, pp. 326-335.
12
Novak, P.; Guinot, V.; Jeffrey, A. and Reeve, D. E. (2010). “Hydraulic modelling: An introduction: Principles, methods and applications”. CRC Press, London, United Kingdom.
13
Ouamane, A.; Lempérière, F. (2006). “Design of a new economic shape of weir”. In proceedings of International Symposium on Dams in the Societies of the 21st Century. Barcelona, Spain.
14
Safarzadeh, A.; Noroozi, B. (2017). “3D hydrodynamics of trapezoidal piano key spillways”. International Journal of Civil Engineering. 15(1), pp. 89-101.
15
Technical Committee 3. (2014). “Piano Key Weirs Spillways”. Chapter 6, Hydraulics for Dams. ICOLD, Accessed 8 Septamber; http://www.vncold.vn/Modules/CMS/Upload/13/Science/150717/Chapter6PKWSpillways.pdf
16
ORIGINAL_ARTICLE
شبیهسازی سیستم دوفازی نیوتنی-غیرنیوتنی با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار و مدل هرشل-بالکی
یکی از مسائل مورد علاقه محققین در علم هیدرولیک، بررسی نحوه حرکت ذرات رسوب و تغییرات شکل سطح بستر رسوبی (مورفولوژی) ناشی از جریان آب بالای رسوبات میباشد. در این مقاله به کمک روش لاگرانژی هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH) جریان دوفازی آب-رسوب مدلسازی شده است. از ویژگیهای روشهای لاگرانژی میتوان به قابلیت مدلسازی تغییرشکلهای بزرگ و مرزهای حدواصل میان دو سیال مختلف و همچنین ردیابی ذرات در مدلهای چندفازی اشاره کرد. در این مطالعه جهت انجام مدلسازی از توسعه کد SPHysics2D بهره گرفته شده است که در آن مقادیر فشار به صورت صریح و به کمک معادله حالت محاسبه میشوند. برای بررسی رفتار فاز رسوبات، مدل غیرنیوتنی ویسکوپلاستیک هرشل بالکی پاپاناستاسیو (HBP) مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین در این مدل توسعه یافته برای بررسی تعامل ذرات دانهای رسوبات از میانگینگیری هارمونیک میان لزجت و برای تعامل دو فاز مختلف از معادله Owen استفاده شده است. در این تحقیق به علت وجود اختلاف چگالی میان دو فاز آب و رسوب، از یکی از روشهای اصلاح شده موجود برای معادلات پیوستگی و مومنتوم استفاده گشته است. برای بررسی صحت عملکرد مدل ویسکوپلاستیک به کار گرفته شده در کد، از مدل آزمایشگاهی شکست سد ذرات دانهای استفاده گردید و پس از آن برای بررسی کد دو فازی توسعه یافته از مدل آزمایشگاهی شکست سد آب-رسوب با بستر متحرک استفاده گشت. نتایج حاکی از آن است که مدل به کار گرفته شده در این تحقیق قابلیت بالایی در شبیه سازی سیستمهای دوفازی آب- رسوب خواهد داشت.
https://jhyd.iha.ir/article_85123_9e2f806341eb4835f2fc64d7c794aa80.pdf
2019-03-21
19
33
10.30482/jhyd.2019.112571.1272
SPH
مدل رئولوژیکی HBP
مدل اون
شکست سد با بستر متحرک
پوریا
امیدوار
pourya.omidvar@gmail.com
1
دانشگاه یاسوج
LEAD_AUTHOR
مهران
خیرخواهان
mehran.kheirkhahan@gmail.com
2
دانشگاه سمنان
AUTHOR
خسرو
حسینی
khhoseini@semnan.ac.ir
3
دانشگاه سمنان
AUTHOR
امیدوار، پ. خیرخواهان، م. و حسینی، خ. (1397). " توسعه روش هیدرودینامیک ذرات هموار برای شبیهسازی جریان دوفازی آب-رسوب با استفاده از مدل رئولوژیکی μ(I)"، مجله مهندسی مکانیک مدرس، 18(8): 173-182.
1
ﻓﺮزﯾﻦ، س.؛ حسن زاده، ی.؛ اعلمی، م. ت. و فاتحی، ر. (1393). "توسعه دو روش SPH تراکم ناپذیر به منظور شبیهسازی جریانهای سطح آزاد حاوی رسوب"، مجله مهندسی مکانیک مدرس، 14(12): 103-91.
2
خیرخواهان، م. و حسینی، خ. (1396). "مدلسازی جریان دانهای به کمک مدل رئولوژیکی μ(I) در روش SPH"، نشریه هیدرولیک ایران، 4(12): 55-43.
3
Colagrossi, A. and Landrini, M. (2003). “Numerical simulation of interfacial flows by smoothed particle hydrodynamics”, J Comput Phys 191:448–475.
4
Grenier, N. Antuono, M. Colagrossi, A. Le Touze, D. and Alessandrini, B. (2009). “An Hamiltonian interface SPH formulation for multifluid and free surface flows”, J Comput Phys 228:8380–8393.
5
Fourtakas, G. and Rogers, B.D. (2016). “Modelling multi-phase liquid-sediment scour and resuspension induced by rapid flows using Smoothed Particle Dynamics (SPH) accelerated with a Graphic Processing Unit (GPU)”. Adv. Water Resour. 92, pp. 186-199.
6
Fu, L. and Jin, Y.C. (2016). “Improved Multiphase Lagrangian Method for Simulating Sediment Transport in Dam-Break Flows”. ASCE, J. Hydraul. Eng. 142(10): 04016005.
7
Fu, L. and Jin, Y. (2015). “Investigation of nondeformable and deformable landslides using meshfree method”. Journal of Ocean Engineering, 109: 192-206.
8
Gomez-Gesteira, M. Crespo, A.J.C. Rogers, B.D. Dalrymple, R.A. Dominguez, J.M. and Barreiro, A. (2012). “Sphysics-Development of a Free-Surface Fluid Solver-Part 1: Theory and Formulations”. Compu Geosci. http://www.Sphysics.org
9
Khanpour, M. Zarrati, A.R. Kolahdoozan, M. Shakibaeinia, A. and Amirshahi, S.M. (2016). “Mesh-free SPH modeling of sediment scouring and flushing”. J. Computer and fluids. 129, pp. 67-78.
10
Kheirkhahan, M. and Hosseini, Kh. (2018). “Comparison of the μ(I) and HBP models for simulating granular media”. J. Modern physics C. 29(4), 1850050.
11
Lajeunesse, E. Monnier, J. and Homsy, G. (2005). “Granular slumping on a horizontal surface”. Phys. Fluids, 17(10), pp. 1-15.
12
Lucy, L.B. (1977). “A numerical approach to testing the fission hypothesis”, The Astron. J., 82(12), pp.1013-1024.
13
Monaghan, J.J. (1994). “Simulating free surface flows with SPH”. J. Comput. Phys., 110, pp. 399-406.
14
Monaghan, JJ. Kos, A. (1999). “Solitary waves on Cretan beach”, J Waterway Port Coast Ocean Eng 125:145–154.
15
Monaghan, JJ. (2005). “Smoothed Particle Hydrodynamics”, Rep Prog Phys 68:1703–1759.
16
Morris, J.P. Fox, P.J. and Zhu, Y. (1997). “Modeling low Reynolds number incompressible flows using SPH”, J Comput Phys 136:214–226.
17
Nikeghbali, P. and Omidvar, P. (2018). “Application of SPH method to breaking and undular tidal bores on a movable bed”, J. Waterway, Port, Coastal, Ocean Eng. (ASCE) 144(2): 04017040.
18
Omidvar, P. and Nikeghbali, P. (2017). “Simulation of violent water flows over a movable bed using smoothed particle hydrodynamics”, J Mar Sci Technol 22:2, pp. 270-287.
19
Razavitoosi, S.L. Ayyoubzadeh, S.A. and Valizadeh, A. (2014). “Two-phase SPH modelling of waves caused by dam break over a movable bed”, Int. J., sediment research. 29(3), pp. 344-356.
20
Rogers, B.D. Dalrymple, R.A. and Stansby, P.K. (2008). “SPH modeling of floating bodies in the surf zone”, In: Proceeding of 31st International Conference on Coastal Engineering (ICCE), Germany, pp. 204215.
21
Spinewine, B. (2005). “Two-layer flow behaviour and the effects of granular dilatancy in dam-break induced sheet-flow”, PhD thesis, Univerisite´ de Louvain, Belgium.
22
Szewc, K. (2017). “Smoothed particle hydrodynamics modeling of granular column collapse”. Granular Matter, 19(1), 3, pp. 1-13.
23
Shakibaeinia, A. and Jin, Y.C. (2011b). “A mesh-free particle model for simulation of mobile-bed dam break”. Advanced Water Resources, Vol. 34, pp. 794-807.
24
Zhu, H. Kim, Y.D. and De Kee, D. (2005). “Non-Newtonian fluids with a yield stress”, J. Non-Newtonian Fluid Mech. 129, pp. 177–181.
25
ORIGINAL_ARTICLE
شبیهسازی عددی آبشکن متخلخل با استفاده از نرمافزار Flow3D
در این پژوهش، تأثیر احداث تک آبشکن متخلخل بر پارامترهای هیدرولیکی جریان در کانال باز با استفاده از مدل عددی به کمک کالیبراسیون مدل غیرخطی فورشهایمر بررسی شده است. شبیهسازی عددی با استفاده از نرمافزار Flow3D و برای شبیهسازی جریان آشفته از مدل آشفتگی RNG استفاده شده است. بدین منظور آبشکن متخلخل با مشخصات مختلف، شبیهسازی و با انجام آنالیز حساسیت، ضرایب مناسب موردنیاز در معادله فورشهایمر تعیین شد. بر اساس آنالیز حساسیت و مقایسه نتایج با نتایج مدل فیزیکی مشخص گردید اغلب پارامترهای جریان، حساسیت زیادی نسبت به ضریب جمله غیرخطی مدل فورشهایمر دارند و در برخی موارد مدل با اعدادی خارج از محدوده پیشنهادی نرمافزار، کالیبره گردید. بررسیها نشان داد، افزایش تخلخل موجب کاهش قابل توجه سرعت جریان و کوچک شدن محدوده اثر مقدار بیشینه این پارامتر میگردد. نتایج این تحقیق نشان داد افزایش تخلخل آبشکن، موجب کاهش ارتفاع آب در بالادست آبشکن و افزایش ارتفاع در پاییندست آبشکن میشود. همچنین مشاهده گردید افزایش تخلخل از مقدار بیشینه سرعت کاسته و طول اثر آن را کاهش و نیز کمینه سرعت را افزایش خواهد داد.
https://jhyd.iha.ir/article_85124_b41230bae69d9e97b3d0dc43b18f25ac.pdf
2019-03-21
35
48
10.30482/jhyd.2019.139136.1306
آبشکن متخلخل
مدل عددی
مدل فورشهایمر
ضریب درگ
آنالیز حساسیت
Flow3D
احسان
بهنام طلب
behnamtalab@yahoo.com
1
گروه مهندسی عمران، دانکشده فنی و مهندسی، دانشگاه حکیم سبزواری
LEAD_AUTHOR
علی
چشمی
acalicheshomi@gmail.com
2
دانشگاه ازاد اسلامی واحد مشهد
AUTHOR
فرهاد
خامچین مقدم
f.khamchin@gmail.com
3
دانشگاه آزاد مشهد
AUTHOR
اردشیری، م.ا.؛ صانعی، م. و رضایی، ز. (1392) "بررسی آزمایشگاهی اثر طول و فاصله آبشکن نفوذپذیر و غیرمستغرق بر تغییرات دبی آبگیر با زاویه 90 درجه". هفتمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، زاهدان.
1
اسدی، م. و زمردیان، س.م.ع. (1392). "شبیهسازی عددی الگوی جریان متلاطم و آبشستگی موضعی بستر در اطراف سری آبشکن قائم و زاویه داربا مدل عددی Flow3D". پایان نامه کارشناسی ارشد رشته سازههای آبی. دانشگاه شیراز.
2
اهدایی، پ. و کاشفی پور، س.م. (1394). "بررسی آزمایشگاهی اثر زاویه و نفوذپذیری تک آبشکن بر روی ابعاد چاله آبشستگی در شرایط غیر مستغرق"، علوم و مهندسی آبیاری، 38 (4).
3
خسروی مشیزی، م. قدسیان، م. و واقفی، م. (1393). "بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان و آبشستگی پیرامون آبشکن T شکل مستغرق در قوس 90 درجه". پایاننامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران-گرایش هیدرولیک. دانشگاه تربیت مدرس تهران.
4
عبدالهی درگاه، ص.؛ کریمی، پ.؛ اختری، ع.ا. و حسینی، س.ا. (1393). "برسی عددی اثر نفوذپذیری آبشکن بر میدان سرعت و تنش برشی در قوس 90 درجه با استفاده از نرمافزار فلوئنت". اولین کنگره ملی مهندسی ساخت و ارزیابی پروژههای عمرانی، گرگان.
5
Ahmed, M., (1951). “Spacing and Projection of Spurs for Bank Protection” Vol. 46, Part I, London.
6
Azinfar, H., and Kells, J. A. (2008). “Backwater prediction due to the blockage caused by a single, submerged spur dike in an open channel”. Journal of Hydraulic Engineering, 134(8), 1153-1157.
7
Fei-Yong, C., and Ikeda, S. (1997). “Horizontal separation flows in shallow open channels with spur dikes”. Journal of Hydroscience and hydraulic Engineering, 15(2), 15-30.
8
Duan, J. G. (2009). “Mean flow and turbulence around a laboratory spur dike”. Journal of Hydraulic Engineering, 135(10), 803-811.
9
Hirt, C. W., and Nichols, B. (1988). Flow-3D User’s Manual. Flow Science Inc, 107.
10
Kang, J., Yeo, H., Kim, S., and Ji, U. (2011). “Permeability effects of single groin on flow characteristics”. Journal of Hydraulic Research, 49(6), 728-735.
11
Michioku, K., Nanjo, M., Haneda, M., Kanda, K., and Li, Z. (2013). “Hydrodynamics and hydromorphology of river structures constructed by natural materials”. In Proc. 6th Intnl. Conf. Water Resources and Environment Research, Water & Environment Dynamics.
12
Miller, R., Roulund, A., Sumer, B. M., Fredsøe, J., Truelsen, C., and Michelsen, J. (2003). “3-D numerical modelling of flow around a groin”. In 30th International Association of Hydraulic Engineering and Research Congress (IAHR) (pp. 385-392). AUTh.
13
Peng, J., Kawahara, Y., and Tamai, N. (1996). “Numerical analysis of three-dimensional turbulent flows around submerged groins”. In Managing Water: Coping with Scarcity and Abundance (pp. 244-249). ASCE.
14
Rajaratnam, N., and Nwachukwu, B. A. (1983). “Flow near groin-like structures”. Journal of Hydraulic Engineering, 109(3), 463-480.
15
Rajaratnam, N., and Nwachukwu, B. A. (1983). “Erosion near groyne-like structures”. Journal of hydraulic Research, 21(4), 277-287.
16
Soliman, M. M., Attia, K. M., Talaat, A. M., and Ahmed, A. F. (1996). “Spur dike effects on the river Nile morphology after high Aswan dam”. In Managing Water: Coping with Scarcity and Abundance (pp. 805-810). ASCE.
17
Tingsanchali, T., and Maheswaran, S. (1990). “2-D depth-averaged flow computation near groyne”. Journal of Hydraulic Engineering, 116(1), 71-86.
18
Tominaga, A., Ijima, K., and Nakano, Y. (2001). “Flow structures around submerged spur dikes with various relative height”. In Proceedings of the Congress-International Association for Hydraulic Research (pp. 421-427).
19
Uijttewaal, W. S. J., Lehmann, D. V., and Mazijk, A. V. (2001). “Exchange processes between a river and its groyne fields: Model experiments”. Journal of Hydraulic Engineering, 127(11), 928-936.
20
Uijttewaal, W. S. (2005). “Effects of groyne layout on the flow in groyne fields: Laboratory experiments”. Journal of Hydraulic Engineering, 131(9), 782-791.
21
ORIGINAL_ARTICLE
برآورد تغییرات زمانی عمق آبشستگی موضعی در جلوی پایه پل مستطیلی شکل در شرایط جریان غیرماندگار
پدیده آبشستگی موضعی در اطراف پایه پلها به عنوان یکی از عوامل اصلی در تخریب و همچنین افزایش هزینههای بهرهبرداری و نگهداری پلها میباشد. از طرفی پایهها با مقطع مستطیلی به علت محدوده وسیعتر منطقه جدایش جریان در اطراف پایه، در معرض آبشستگی شدیدتری قرار دارند. در تحقیق حاضر اقدام به ارائه یک روش نیمه تجربی برای محاسبه تغییرات زمانی عمق آبشستگی در جلوی پایه مستطیلی با دماغه گرد و در شرایط جریان غیرماندگار شد. در این روش در هر گام زمانی حجم حفره آبشستگی متناسب با حجم رسوب جابجا شده از یک معادله انتقال رسوب محاسبه میگردد و در ادامه عمق آبشستگی با توجه به حجم معلوم حفره آبشستگی بدست میآید. برای بررسی کارایی روش حاضر از نتایج داده-های آزمایشگاهی مختلف استفاده شد. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که معادله انتقال رسوب برای محاسبه حجم رسوبات انتقال یافته در پدیده آبشستگی در جریان غیرماندگار نیاز به اصلاح دارد که مقدار ضریب اصلاح تابعی از مشخصههای هیدروگراف جریان نظیر زمان شاخه بالارونده و پایینرونده و همچنین شدت جریان در اوج هیدروگراف میباشد. به عنوان نمونه هر چه زمان شاخه بالارونده هیدروگراف کوتاهتر بوده و در واقع هیدروگراف تیزتر باشد ضریب اصلاح بزرگتر (انتقال رسوب بیشتر) خواهد بود. در نهایت مقایسه نتایج مربوط به محاسبه تغییرات زمانی عمق آبشستگی محاسباتی و عمق آبشستگی نهایی ناشی از عبور هیدروگراف با دادههای آزمایشگاهی نشان داد که حداکثر اختلاف در حدود 10 درصد است که نشاندهنده دقت مناسب روش حاضر نسبت به معادلات تجربی گذشته میباشد.
https://jhyd.iha.ir/article_85125_290998deeb50ebe7911a64b31553dc97.pdf
2019-03-21
49
64
10.30482/jhyd.2019.139858.1308
پایه پل مستطیلی شکل
تغییراتی زمانی عمق آبشستگی
جریان غیرماندگار
روش نیمه تجربی
معادله انتقال رسوب
مجتبی
کریمایی طبرستانی
karimaei@sru.ac.ir
1
استادیار دانشکده مهندسی عمران دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی تهران
LEAD_AUTHOR
امیررضا
زراتی
zarrati@aut.ac.ir
2
دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
AUTHOR
کریمایی طبرستانی، م. و زراتی، ا. ر. (1393). "تأثیر زمان وقوع اوج هیدروگراف سیل بر آبشستگی موضعی در اطراف پایه پل" مجله هیدرولیک ایران، (3)9، 15-32.
1
کریمایی طبرستانی، م.، آذرمیدخت، ح. ر.، زراتی، ا. ر و انوری، ص. (1394). "طراحی بهینه گستره سنگچین با استفاده از ابعاد مختلف سنگ در اطراف پایه پل با مقطع مستطیلی با طوق محافظ و بدون آن" مجله هیدرولیک ایران، (4)10، 51-64.
2
Breusers, H.N.C., Nicollet, G. and Shen, H.W., (1977), “Local scour around cylindrical piers”, Journal of Hydraulic Research, 15(3), 211-252.
3
Carstens, M.R., (1966), “Similarity Laws for Localized Scour,” Journal of the Hydraulics Division, ASCE, 92(HY3), 13-36.
4
Chang, W. Y., Lai, J. S., and Yen, C. L., (2004), “Evolution of scour depth at circular bridge piers” Journal of Hydraulic Engineering, 130(9), 905–913.
5
Desutter, R., Verhoeven, R., Andreas Krein, A., (2001), “Simulation of sediment transport during flood events: laboratory work and field experiments”, Journal of Hydrological Science, 46(4), 599-610.
6
Gjunsburgs, (2010), “Hydrograph Shape Impact on the Scour Development with Time at Engineering Structures in River Flow”, Scientific Journal of Riga Technical University, Construction Science, 11, 6-12.
7
Hager, W. H., and Unger, J., (2010), “Bridge pier scour under flood waves”, Journal of Hydraulic Engineering, 136(10), 842-847.
8
Karimaee Tabarestani, M., and Zarrati A. R., (2013), “Design of stable riprap around aligned and skewed rectangular bridge piers”, Journal of Hydraulic Engineering, 139(8), 911-916.
9
Karimaee Tabarestani, M., and Zarrati, A. R. (2015), “Sediment transport during flood event: A review”, International Journal of Environmental Science and Technology, 12(2), 775-788.
10
Karimaee Tabarestani, M., Zarrati, A., R., Mashahir, M., B., Mokallaf, E., (2015), “Extent of riprap layer with different stone sizes around rectangular bridge piers with or without an attached collar”, International Journal of Science and Technology (Scientia Iranica), 22(3), 709-716.
11
Karimaei Tabarestani, M., and Zarrati, A. R. (2017), “Local scour calculation around bridge pier during flood event”, KSCE Journal of Civil Engineering, 21(4), 1462-1472.
12
Kothyary, U. C., Garde, R. J., and Range Raju, K. G., (1992) “Temporal variation of scour around circular bridge pier”, Journal of Hydraulic Engineering, 118(8), 1091-1106.
13
Lu, J. Y., Hong, J. H., Su, C. C., Wang, C. Y., Lai, J. S., (2008), “Field Measurements and Simulation of Bridge Scour Depth Variations during Floods”, Journal of Hydraulic Engineering, 134(6), 810 – 821.
14
Lu, J. Y., Shi, Z. Z., Hong, J. H., Lee, J. J. Raikar, R. V., (2011), “Temporal Variation of Scour Depth at Nonuniform Cylindrical Piers” Journal of Hydraulic Engineering,137 (1), 45 – 56.
15
Melville, B. W. and Chiew, Y. M., (1999), “Time scale for local scour at bridge piers”, Journal of Hydraulic Engineering, 125(1), 59-65.
16
Meyer-Peter, E. and Muller, R. (1948) “Formulas for Bed Load Transport”. Proceedings of 2nd Meeting of the International Association for Hydraulic Structures Research, Delft, 7 June 1948, 39-64.
17
Mia, M. F., and Nago, H. (2003), “Design method of time-dependent local scour at circular bridge pier”, Journal of Hydraulic Engineering, 129(6), 420– 427.
18
Oliveto, G., and Hager, W. H., (2005), “Further results to time-dependent local scour at bridge elements” Journal of Hydraulic Engineering, 131(2), 97-105.
19
Raudkivi, A. J. (1998). Loose boundary hydraulics, Balkema, Rotterdam. The Netherland.
20
Van Rijn, L. C. (1993), Principles of sediment transport in rivers, estuaries and coastal seas, Aqua Publications Amsterdam.
21
ORIGINAL_ARTICLE
تعیین منحنی دبی- اشل در مقاطع مرکب نامتقارن
اغلب مجاری طبیعی دارای مقاطعی هستند که با افزایش سطح آب در آنها مساحت مقاطع به مقدار قابل توجهی افزایش می یابد. این مقاطع دارای سیلاب دشتهای کم و بیش عریضی هستند. مقاطع مرکب دارای سیلابدشت بخصوص زمانیکه از هندسه نامتقارنی برخوردار هستند، پیچیدگیهای هیدرولیکی زیادی را به جریان تحمیل می کنند. تخمین منحنی دبی- اشل در این نوع از مجاری هیدرولیکی یکی از مسائل مهندسی رودخانه است. در این مقاله با استفاده از مفهوم کنتورهای هم سرعت در روش اندازهگیری تک نقطهای سرعت (SPM) و پارامترهای هیدرولیکی و هندسی مقطع جریان و بکار گیری آنها در فرآیند کمینه سازی خطا، رابطهای نسبی برای تخمین منحنی دبی-اشل در مقاطع مرکب معرفی شده است. در این روش برای ترسیم منحنی دبی-اشل در مقاطع مختلف، فقط اطلاعات دبی در یک تراز مرجع، مورد نیاز است. نتایج این پژوهش بیانگر آنست که روش پیشنهادی در تخمین منحنی دبی-اشل مقاطع مرکب نامتقارن حتی مقاطع دارای سیلابدشتهای با ترازهای مختلف از دقت مناسبی برخوردار است.
https://jhyd.iha.ir/article_85126_a1e5d42c02cf811da47606211626f622.pdf
2019-03-21
65
77
10.30482/jhyd.2019.143971.1320
مقطع مرکب نامتقارن
منحنی دبی-اشل
کنتورهای هم سرعت
محمود
فغفور مغربی
magrebi@yahoo.com
1
استاد گروه عمران دانشگاه فردوسی مشهد
LEAD_AUTHOR
آرش
احمدی
arash.ahmadi229@yahoo.com
2
دانشجو
AUTHOR
کاظم
اسماعیلی
esmaili@um.ac.ir
3
هیات علمی
AUTHOR
سلطانی، ع.؛ علیائی؛ ا. و قربانی، م.؛ (1389). "مدلسازی رابطه دبی- اشل در رودخانهها با استفاده از سیستمهای هوشمند". دانش آب و خاک، جلد 1، ص.ص. 15-30.
1
ظهیری، ع.؛ دهقانی، ا.ا. و جریبی، ا.ه.؛ (1391). "تعیین رابطه دبی- اشل برای مقاطع مرکب آزمایشگاهی و صحرایی با استفاده از الگوریتم ژنتیک". مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک، جلد 19، ص.ص. 179-191.
2
Abril, J.B. and Knight, D.W., (2004). "Stage-discharge prediction for rivers in flood applying a depth-averaged model". Journal of Hydraulic Research, 42(6): 616-629.
3
DOI:10.1080/00221686.2004.9628315
4
Ackers, P., (1993). "Stage‐Discharge Functions for Two‐Stage Channels: The Impact of New Research". Water and Environment Journal, 7(1): 52-59.
5
Ahmadi, A., Kavousizadeh, A. and Maghrebi, M.F., (2017). "Setting-up rating curves in natural rivers using an efficient method", International Conference on the Status and Future of the World's Large Rivers, New Delhi, India.
6
Chen, Y.-C. and Chiu, C.-L., (2002). "An efficient method of discharge measurement in tidal streams". Journal of hydrology, 265(1): 212-224.
7
Habib, E.H. and Meselhe, E.A., (2006). "Stage–discharge relations for low-gradient tidal streams using data-driven models". Journal of Hydraulic Engineering, 132(5): 482-492.
8
DOI:10.1061/(ASCE)0733-9429(2006)132:5(482), 482-492.
9
Knight, D., (1992). "SERC flood channel facility experimental data phase A". Hydraulic Research Wallingford, 198-204.
10
Knight, D.W. and Demetriou, J.D., (1983). "Flood plain and main channel flow interaction". Journal of Hydraulic Engineering, 109(8): 1073-1092.
11
Knight D., McGahey C., Lamb R. and Samuels P. (2009). Practical channel hydraulics: Roughness, conveyance and afflux: CRC Press.
12
Lambert, M. and Myers, W., (1998). "Estimating the discharge capacity in straight compound channels". Proceedings of the Institution of Civil Engineers. Water, maritime and energy,130(2):84-94. DOI:10.1680/iwtme.1998.30477
13
Leonard, J., Mietton, M., Najib, H. and Gourbesville, P., (2000). "Rating curve modelling with Manning's equation to manage instability and improve extrapolation". Hydrological Sciences Journal, 45(5): 739-750.
14
DOI:10.1080/02626660009492374
15
Liao, H. and Knight, D., (2007). "Analytic stage-discharge formulas for flow in straight prismatic channels". Journal of Hydraulic Engineering, 133(10): 1111-1122.
16
Maghrebi, M.F. (2006). "Application of the single point measurement in discharge estimation". Advances in Water Resources, 29(10):1504-1514. DOI:10.1016/j.advwatres.2005.11.007
17
Maghrebi, M.F. and Ahmadi, A., (2017). "Stage-discharge prediction in natural rivers using an innovative approach". Journal of Hydrology, 545:172-181. DOI:10.1016/j.jhydrol.2016.12.026
18
Maghrebi, M.F., Kavousizadeh, A., Maghrebi, R.F. and Ahmadi, A., (2017). "Stage–discharge estimation in straight compound channels using isovel contours". Hydrological Processes, 31(22): 3859-3870.
19
DOI:10.1002/hyp.11299
20
Sahu, M., Khatua, K.K. and Mahapatra, S.S., (2011). "A neural network approach for prediction of discharge in straight compound open channel flow". Flow Measurement and Instrumentation Journal, 22(-): 438-446.
21
DOI: 10.1016/j.flowmeasinst.2011.06.009
22
Shiono, K. and Knight, D., (1991). "Turbulent open-channel flows with variable depth across the channel. Journal of Fluid Mechanics", 222:617-646. DOI:10.1017/S0022112091001246.
23
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی پارامترهای حساسیت برای تشخیص خلأزایی خودکار در توربین های آبی سد سفید رود با در نظر گرفتن عمر مفید باقی مانده
در تحقیق حاضر، تشخیص آستانه خلأزایی و خودکارسازی تشخیص فرآیند، با توجه به عمر مفید باقیمانده توربین نیروگاه سفیدرود بررسی شده است. ورودی مدل تولیدشده در برنامه MATLAB، شامل دادههای حاصل از هیدروتوربین کاپلان واقع در نیروگاه برقآبی تاریک میباشد. روش پیشنهادی بر مبنای 61 ویژگی حاصل از 6 پارامتر حساسیت خلأزایی و 17 شرایط عملیاتی میباشد. به هدف آموزش برنامه MATLAB، تعداد 12 مجموعه آموزش فردی و 4095 ترکیب منحصر به فرد ایجاد گردید و تعداد 408 داده جهت آزمون انتخاب شده است. دادههای آموزشی با ترکیب نوع حسگر و ویژگی حساسیت خلأزایی، جهت پیشبینی خلأزایی به خدمت گرفته شدند و بهترین دقت دادههای آموزشی به 98 درصد رسید. نتایج نشان داد که استفاده از فرآیند کاملاً خودکار برای تعیین حساسیت و طبقهبندی خلأزایی مناسبتر از یک فرآیند مبتنی بر آستانههای انتخاب شده به روش دستی میباشد. علاوه بر این، خودکارسازی روند تعیین آستانه خلأزایی با در نظر گرفتن شرایط عملیاتی و عمر مفید باقیمانده، بدون دخالت انسانی با دقت بسیار زیادتری همراه بوده است .
https://jhyd.iha.ir/article_85127_138605391cab22a695b1eed447855145.pdf
2019-03-21
79
89
10.30482/jhyd.2019.147454.1327
نیروگاه برقآبی
تشخیص خلأزایی
عمر مفید باقیمانده
توربین کاپلان
برنامه MATLAB
سارا
کهنسال
kohansal1390@gmail.com
1
کارشناسی ارشد مهندسی عمران دانشگاه آزاد اسلامی واحد لاهیجان ، لاهیجان،ایران
AUTHOR
علیرضا
مردوخ پور
alireza.mardookhpour@yahoo.com
2
استادیار گروه مهندسی عمران دانشگاه آزاد اسلامی واحد لاهیجان، لاهیجان، ایران
LEAD_AUTHOR
Bajc, B. (2002). “Multidimensional diagnostics of turbine cavitation”, Journal of Fluids Engineering, 124(4), pp. 943-950.
1
Bajic, B., Korto, C. (2003). “Methods for vibro-acoustic diagnostics of turbine cavitation Méthodes pour le diagnostic vibro-acoustique de la cavitation de turbine”, Journal of Hydraulic Research, 3(41), pp. 87-96.
2
Cencic, T., Hocevar, M., Sirok, B. (2014). “Study of erosive cavitation detection in pump mode of pump-storage hydropower plant prototype”, ASME, Journal of Fluids Engineering, 136(5), pp. 1-11.
3
Dorji, U., Ghomashchi, R. (2014). Hydro turbine failure mechanism: An overview, Engineering Failure Analysis, (44), pp. 136-147.
4
Dular, M. Stofefel, B., Sirok, B. (2006). “Development of cavitation erosion model”, Wear, 261(5-6), pp. 642-655.
5
Escaler, X., Vikor, E. Franke, H. (2014). “Detection of draft tube surge and erosive blade cavitation in a full-scale Francis turbine”, Journal of Fluids Engineering, 137(1), pp. 103-115.
6
Francois, L. (2012). “Vibratory detection system of cavitaion erosion: Historic and algorithm validation”, Proceedings of the 8th international symposium on cavitation, pp. 44-65, Singapore.
7
Holick, M. (2013). Introduction to probability and statistics for engineers, University of California, Berkeley.
8
Jolliffe, T .(2002). Principal Component Analysis, Second Edition, Encyclopedia of Statistics in Behavioral Science, University of Aberdeen,UK
9
Rus, T., Dular. M., Marko, H. (2007). “An investigation of relationship between acoustic emission , vibration ,noise and cavitation structures on Kaplan turbine”, Journal of Fluids Engineering, 129(9), pp. 1112-1122.
10
Wolff, P. (2013). “Evaluation of results from acoustic emission-based cavition monitor”, Grand Coulee Project, Technical report, Hydro Performance Processes, Incpp. 89-99.
11
ORIGINAL_ARTICLE
تأثیر سیستم تزریق هوا در کاهش آبشستگی قوس ملایم 90 درجه
یکی از روشهای نوین حفاظت از سواحل رودخانههای آبرفتی در محل قوسها و بهبود شرایط کشتیرانی استفاده از سازه سیستم تزریق هوا است. در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی تأثیر این سازه بر توپوگرافی بستر و الگوی جریان در کانال قوسی 90 درجه ملایم پرداخته شده است. بدین منظور آزمایشهایی تحت شرایط هیدرولیکی مختلف در اعداد فرود 37/0، 41/0، 45/0 و 47/0 و با 3 زاویه 0، 45 و 90 درجه و با 3 دبی تزریق هوا انجام شدند. نتایج نشان دادند وجود سازه در قوس موجب اصلاح الگوی مورفولوژی و توزیع سرعت شد به طوری که بیشینه عمق آبشستگی را 47% کاهش و آن را از قوس بیرونی دور نمود و بیشینه سرعت را از قوس بیرونی دور کرده و به میانه فلوم منتقل نمود، علاوه بر آن زاویه 90 درجه دارای کمترین و زاویه صفر درجه بیشترین آبشستگی را در قوس خارجی دارند. همچنین با افزایش دبی تزریق هوا عمق آبشستگی کاهش یافت.
https://jhyd.iha.ir/article_85207_8dea006a9698434525dc794df8502b76.pdf
2019-03-21
91
105
10.30482/jhyd.2019.153079.1333
قوس رودخانهها
آبشستگی
سیستم تزریق هوا
جریان ثانویه
الگوی جریان
پری
ملکی
parima_6771@yahoo.com
1
دانشگاه شهید چمران اهواز
AUTHOR
جواد
احدیان
ja.ahadiyan@gmail.com
2
عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز گروه سازه های آبی
LEAD_AUTHOR
سیدمحمود
کاشفی پور
kashefipour@scu.ac.ir
3
استاد، دانشگاه شهید چمران اهواز
AUTHOR
منوچهر
فتحیمقدم
mfathi@scu.ac.ir
4
استاد گروه سازههای آبی، دانشکده علوم آب، دانشگاه شهید چهران اهواز
AUTHOR
آنتون
اشلایز
anton.schleiss@epfl.ch
5
دانشگاه لوزان سوئیس
AUTHOR
آرمان، ع. ظهیری، ج. و فتاحی، پ. (1396)."شبیهسازی الگوی جریان و رسوب با حضور سری آبشکنها در قوس 90 درجه ملایم با استفاده از مدل CCHE2". نشریه پژوهشهای حفاظت آب و خاک، دوره 24، شماره 3، ص.ص. 21-39.
1
بهرامی یاراحمدی، م. (1392)."بررسی آزمایشگاهی ترکیب صفحات متصل به ساحل و تیغه افقی بر تغییرات توپوگرافی بستر در قوس 90 درجه"، (رساله دکتری)، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز.
2
سوزهپور، ع. و شفاعی بجستان، م. (1397)."کنترل جابجایی عرضی قوسهای رودخانهای با نصب صفحات شناور ". نشریه دانش آب و خاک، دوره 28، شماره 1، ص.ص. 143-131.
3
شاکر، ا. و کاشفیپور، س.م. (1393)."بررسی آزمایشگاهی توزیع سرعت و تنش برشی جریان در قوس 90 درجه همراه و بدون وجود سری آبشکن ". نشریه دانش آب و خاک، دوره 24، شماره 3، ص.ص. 55-68.
4
کوچک، پ. کاشفیپور، س.م قمشی، م. و فتحی، ا. (1396). "بررسی اثر استغراق و زاویه آبشکن بانداللایک نسبت به ساحل بر بیشینه عمق آبشستگی اطراف آن بر قوس ملایم 90 درجه ". نشریه دانش آب و خاک، دوره 27، شماره 3، ص.ص. 39-27.
5
فضلی، م. قدسیان، م. و صالحینیشابوری، س.ا. (1396). "تغییرات توپوگرافی بستر در قوس 90 درجه در شرایط مختلف جریان". مجله فنی و مهندسی مدرس، شماره 35، ص.ص. 142-123.
6
کوچک، پ. (1395). "بررسی اثر هندسه آبشکن بانداللایک بر روی الگوی فرسایش در قوس 90 درجه در شرایط استغراق"، (رساله دکتری)، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز.
7
Biswas, P. and Barbhuiya, A. K. (2015). "Experimental study on scour at 90° horizontal forced bend and its protection using riprap", International Conference on Water Resources, Coastal And Ocean Engineering Aquatic Procedia.
8
Biswas, P. and Barbhuiya, A. K. (2018). "Countermeasure of river bend scour using a combination of Submerged vanes and Riprap", International Journal of Sediment Research, https://doi.org/10.1016/j.ijsrc.2018.04.002i.
9
Blanckaert, K. (2002). "Analysis of coherent flow structures in a bend based on instantaneous –velocity profiling", Third International Symposium on Ultrasonic Doppler Methods for Fluid Mechanics and Fluid Engineering EPFL.
10
Blanckaert, K. Buschman, F. A. Schleiss, A. and Wijbenga, J. H. A. (2008). "Redistribution of velocity and bed-shear stress in straight and curved open channels by means of air bubble screen: Laboratory experiments". J. Hydraulic. Eng-ASCE.134,(2),PP.184-195.
11
Blankart, K., and Graf, W. H. (2001). "Mean flow and turbulence in open channel bend", Journal of Hydraulic Engineering. Vol. 127, No. 10., pp. 835-846.
12
Dugue, V. Blanckaert ,K. and Schleiss, A. (2012). "Flow patterns induced by a bubble screen in a sharply curved flume based on Acoustic Doppler Velocity Profiler measurements". 8th Int Symp. on Ultrasonic Doppler Methods for Fluid Mechanics and Fluid Engineering, Dresden, Germany, 19-21 September .
13
Dugue,V. Blanckaert, K. and Schleiss, A. (2011). "Influencing bend morphodynamics by means of an airbubble screen - Topography and velocity field". Proc. of the 7th IAHR Symp. on River, Coastal and Estuarine Morphodynamics, Beijing, China.
14
Dugue, V. Blanckaert, K. and Schleiss, A.(2012). "An Air-Bubble Screen used as a countermeasure to Reduce Erosion in Open-Channel bends". ICSE6-204, 27-31 August, Paris.
15
Dugue, V. Blanckaert, K. Chen Q. and Schleiss A.(2015). "Influencing flow patterns and bed morphology in open channels and rivers by means of an air-bubble screen". J. of Hydraulic Eng-ASCE.141(1), pp. 1–13.
16
Dugue, V. Blanckaert, K. Chen, Q. and Schleiss, A.(2013). "Reduction of bend scour with an airbubble screen: Morphology and flow pattern". Int J. of Sediment Res. 28(1), pp. 15–23.
17
Fazli, M. Ghodsian, M. and Salehi Neyshabouri, S.AA. (2008). ".Scour and flow field around a spur dike in a 90° bend". International Journal of Sediment Research 23, pp. 56-68.
18
Ghodsian, M. and Vaghefi, M. (2009). "Experimental study on scour and flow field in a scour hole around a T-shape spur dike in a 90° bend". Int .J .of Sediment Res .24(2), pp. 145-158
19
Giri, S. and Shimizu, Y. (2004). "Observation on bed variation in a meandering like flume with river training structures ". JSCE, Vol. 48.
20
Ikeda, S. (1975). "On secondary flow and bed profile in alluvial curved open channel. Proc.16th congr. Of IAHR. Vol. 2, pp. 105–112.
21
Izadinia, E. and Heidarpour, M. (2015). " Comparison of Different Configurations of Air-bubble Screens around the Pier to Control Scour". International Congress on Civil Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran.
22
Mehraein, M . Ghodsian, M. Khosravi, M. and Vaghefi, M.(2016). "Experimental Study on Flow Pattern And Scour Hole Dimensions Around a T-Shaped Spur Dike in a channel bend under Emerged and Submerged Conditions". Int J Civ Eng. DOI 10.1007/s40999-017-0175-x.
23
Novak, P. Moffat, A.I.B. Nalluri, C. Narayanan, R. (2004). Hydraulic structures. Taylor & Francis, London.
24
Odgaard, A. J. (1984). "Flow processes in alluvial channel bend". Journal of Water Resources research, Vol. 24, No. 1, pp.5-46.
25
Rozovskii, I. L. (1957). "Flow of water in bend of open channel". Academy of sciences of the Ukrainin SSR, Institute of Hydrology and Hydraulic Engineering.
26
Sharma, K. Mohapatra, P. (2012). "Separation Zone In Flow Past a Spur Dyke on Rigid Bed Meandering Channel" .Journal of Hydraulic Engineering, 138(10). pp. 897–901.
27
Shukry, A. (1950). "Flow around bends in an open flume". Trans. ASCE, 115.
28
Wijbenga, J.H.A. Schielen, R. Blanckaert, K. and Buschman, F. (2006). "Secondary flow and velocity redistribution by bubble screens in open channel bend". Int Conf. on Fluvial Hydraulics, LISBON, PORTUGAL, 6–8 September.
29
Zimmermann, C. and Kennedy, J. F. (1978). "Transverse bed slopes in curved alluvial stream". Journal of Hydraulic Division, ASCE. Vol. 104, No. 1, pp. 33-48.
30
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی تاثیر زاویه قرارگیری دو پایه پل نسبت به جهت جریان بر روی عمق تعادل آبشستگی در جلو پایهها
در این مطالعه تأثیر زاویه قرارگیری دو پایه پل نسبت به جهت جریان بر روی عمق تعادل آبشستگی در جلو پایه ها تحت شرایط آبشستگی آب زلال بررسی می شود. بدین منظور پایه ها با 4 زاویه مختلف نسبت به جهت جریان قرار داده می شوند. افزون بر این جهت حصول عمق تعادل آبشستگی در جلو پایه ها، آزمایشها تا رسیدن به زمان تعادل آبشستگی انجام میگردند. نتایج نشان می دهد که افزایش زاویه قرارگیری پایه ها، عمق و زمان تعادل آبشستگی در پایه ها را افزایش می دهد. کمینه و بیشینه عمق تعادل آبشستگی برای هر دو پایه به ترتیب در زوایای 0 و 60 درجه مشاهده می شود. با توجه به تجزیه و تحلیل نتایج، بیشینه عمق تعادل آبشستگی در جلو پایه ها، برای زوایای کوچکتر و مساوی 28 درجه در پایه بالادست حادث می گردد، درحالی که برای زوایای بزرگتر از 28 درجه به پایه پایین دست منتقل می گردد. در ادامه با بکارگیری روش رگرسیون خطی نیمه لگاریتمی و داده های مشاهداتی روابطی برای تخمین عمق آبشستگی درجلو پایه ها ارائه می شوند.
https://jhyd.iha.ir/article_85128_ce4b8b7791a518d8c43289aab784dfc4.pdf
2019-03-21
107
121
10.30482/jhyd.2019.153381.1334
آبشستگی
اثر محافظت
الگوی جریان
گرداب نعل اسبی
پایه پل
محمد
ذونعمت کرمانی
zounemat@uk.ac.ir
1
دانشگاه شهید باهنر کرمان
LEAD_AUTHOR
سرگل
معمار
memarsargol@gmail.com
2
بخش مهندسی آب دانشگاه شهید باهنر کرمان
AUTHOR
مجید
رحیم پور
rahimpour@uk.ac.ir
3
گروه مهندس و علوم آب/دانشکده کشاورزی/ دانشگاه شهید باهنر کرمان/ ایران.
AUTHOR
علی اصغر
بهشتی
beheshti@ferdowsi.um.ac.ir
4
گروه مهندسی آب، دانشگاه فردوسی مشهد
AUTHOR
آنتون
اشلایز
anton.schleiss@epfl.ch
5
دانشگاه لوزان سوئیس
AUTHOR
رسولزاده، س. و بزرگ حداد، ا. (1387). "مقایسه شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون خطی چند متغیره در پیشبینی میزان آبدهی مخزن سد کرج". سومین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران، دانشگاه تبریز، تبریز.
1
Arneson, P.F., Zevenbergen, L.A., and Lagasse, L. W. (2012). "Evaluating Scour at Bridges". Hydraulic Engineering Circular No. 18 (HEC-18). Rep. No. FHWA NHI 01-001. Federal Highway Administration. Washington. DC.
2
Ataie-Ashtiani, B. and Beheshti, A.A. (2006). "Experimental investigation of clear-water local scour at pile groups". J. Hydraulic Eng.132(10), pp. 1100–1104.
3
Cardoso, A.H. and Bettess, R. (1999). "Effects of time and channel geometry on scour at bridge abutments". J. Hydraulic Eng. 125(4), pp. 388-399.
4
Dey, S., Bose, S.K. and Sastry, G.L.N. (1995). "Clear Water Scour at Circular Piers: a model". J. Hydraulic Eng. 121(12), pp. 869–876.
5
Dey. S. (2014). Fluvial Hydrodynamics: Hydrodynamic and Sediment Transport Phenomena, Springer, Berlin.
6
Ettema, R. (1980). "Scour at bridge piers". Rep. No. 216, University of Auckland, Auckland, New Zealand.
7
Franzetti, S., Malavasi, S., and Piccinin, C. (1994). sull’erosione alla base pile di ponte in acquechiare. Proc., XXIV Convegno di Idraulica e Costruzioni Idrauliche, vol. 2, T4 13-24 (in italian).
8
Grimaldi, C. (2005). "Non-conventional countermeasures against local scouring at bridge piers", PhD Thesis, University of Calabria, Cosenza, Italy.
9
Guo, J., Suaznabar, O., Shan, H., and Shen, J. (2012). "Pier scour in clear-water conditions with non-uniform bed materials" (No. FHWA-HRT-12-022).
10
Hannah, C.R. (1978). "Scour at pile groups". Report No. 78-3, M.S. Thesis, Canterbury University, Canterbury, New Zealand.
11
Khaple, S. K., Hanmaiahgari, P. R., and Dey, S. (2014). "Studies on the effect of an upstream pier as a scour protection measure of a downstream bridge pier", Riverflow, Lausanne, Switzerland.
12
Khaple, S., Hanmaiahgari, P.R., Gaudio, R., and Dey, S. (2017). "Interference of an upstream pier on local scour at downstream piers". Acta Geophys. 65(1), pp. 29–46.
13
Lanca, R., Fael, C., Maia, R., Pego, J.P., and Cardoso, A.H. (2013). "Clear-Water Scour at Pile Groups". J. Hydraulic Eng. 139, pp.1089–1098.
14
Laursen, E.M. and Toch, A. (1956). "Scour Around Bridge Piers And Abutments". Bulletin No.4. Iowa Highways Research Board. Ames. IA.
15
Melville, B.W. and Sutherland, A.J. (1988). "Design Method for Local Scour at Bridge Piers". J. Hydraulic Eng. 114(10), pp.1210–1226.
16
Melville, B.W. and Chiew, Y.M. (1999). "Time scale for local scour at bridge piers". J. Hydraulic Eng. 125(1), pp.59-65.
17
Sheppard, D.M. and Renna, R. (2005). "Bridge scour manual". Florida Department of Transportation, 605.
18
Sheppard, D. M. and Renna, R. (2010). "Florida Bridge Scour Manual". Florida Department of
19
Transportation, Tallahassee, FL.
20
Sheppard, D.M., Melville, B., and Demir, H. (2013). "Evaluation of Existing Equations for Local Scour at Bridge Piers". J. Hydraulic Eng. 140(1), pp.14–23.
21
Tafarojnoruz, A., Gaudio, R., and Calomino, F. (2012). "Evaluation of Flow-Altering Countermeasures against Bridge Pier Scour". J. Hydraulic Eng. 138(3), pp. 297–305.
22
Zhao, G. and Sheppard, D. M. (1999). "The effect of flow skew angle on sediment scour near pile groups". Stream Stability and Scour at Highway Bridges. Compilation of Conference Papers. ASCE. Reston. VA, 377–391.
23
ORIGINAL_ARTICLE
تعیین درجه خطر سیلخیزی حوضههای آبریز استان مازندران با استفاده از یک روش توزیعی مبتنی بر GIS
مهمترین گام اصلی برای پیشگیری و مقابله با اثرات مخرب سیلاب، شناسایی مناطق مستعد سیلخیزی در سطح حوضه آبریز و زیرحوضههای آن میباشد. برای تعیین پتانسیل سیلخیزی حوضههای آبریز روشهای مختلفی وجود دارد که استفاده از تکنیکهای رویهمگذاری لایهها در بستر GIS از پرکاربردترین آنها میباشد. در پژوهش حاضر برای محاسبه وزنهای مناسب عوامل موثر در شکلگیری سیلاب از یک روش متفاوت که در آن اندرکنش بین عوامل مورد استفاده نیز در نظر گرفته میشود، استفاده شده است. پس از محاسبه ضرائب تاثیر هر کدام از عوامل ورودی و بدست آمدن وزن نهایی آنها، از ترکیب خطی لایههای ورودی برای ساخت نقشه درجه سیلخیزی محدوده مطالعاتی در پنج دسته مختلف (خیلی زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی کم)، استفاده بعمل آمد. صحتسنجی نتایج حاصل از این روش توزیعی با سیلابهای خسارتزای مشاهداتی مقایسه گردید که نتایج بدست آمده حاکی از عملکرد بالای این روش به ویژه در شناسائی مناطق با درجه سیلخیزی زیاد و خیلی زیاد دارد. به عنوان نمونه، نتایج بدست آمده از روش توزیعی حاکی از آن است که وضعیت سیلخیزی در محل ایستگاههای هیدرومتری شیرگاه-تالار، رزن-نور، سلیمان تنگه، قرآن-تالار و دوآب-چالوس در دسته با خطر سیلخیزی زیاد و خیلی زیاد قرار میگیرند که کاملاً با نتایج حاصل از سیلابهای مشاهداتی منطبق (که عمدتاً دارای سیلابهای با دوره بازگشت بزرگتر 50 و 100 سال هستند) میباشند. یکی از ویژگیهای قابل توجه دیدگاه توزیعی این است که در این دیدگاه تغییرات مکانی مناطق در خطر سیل بدست میآید و با استفاده از آن میتوان مناطق پر خطر را بهتر و با دقت بیشتری شناسائی نمود.
https://jhyd.iha.ir/article_85129_372136d9823330eff6bb2ecb9a0fe166.pdf
2019-03-21
123
139
10.30482/jhyd.2019.155838.1342
پتانسیل سیلخیزی
دیدگاه توزیعی
سیلاب و مدیریت بحران
شیما
رحمانی
shima.rahmani.7275@gmail.com
1
گروه مهندسی آب دانشگاه بین المللی امام خمینی قزوین
AUTHOR
اصغر
عزیزیان
asgharazi@gmail.com
2
دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)
LEAD_AUTHOR
امیر
صمدی
amsamadi@gmail.com
3
استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)
AUTHOR
امیدوار، ک؛ کیانفر، آ؛ عسکری، ش. (1389). "پهنهبندی پتانسیل سیلخیزی حوضه آبریز کنجانچم"، مجله پژوهشهای جغرافیای طبیعی، شماره 72، دوره 42، ص.ص. 35-25.
1
رضویزاده، س؛ شاهدی،ک. (1395). "اولویتبندی سیلخیزی زیرحوضههای آبخیز طالقان با استفاده از تلفیق AHP و TOPSIS"، فصلنامه اکوسیستمهای طبیعی ایران، دوره 7، شماره 4، ص.ص. 46-33.
2
ملکیان، آ؛ افتادگان خوزانی، ا؛ عشوری زاده، غ. (1391). "پهنهبندی پتانسیل سیل خیزی حوزه آبریز اخترآباد با استفاده از روش تحلیل سلسه مراتبی فازی"، مجله پژوهشهای جغرافیای طبیعی، دوره 44، شماره 4، ص.ص. 152-131.
3
موسوی، م؛ نگهبان، س؛ رخشانی مقدم، ح؛ حسینزاده، م. (1395). "ارزیابی و پهنه بندی خطر سیلخیزی با استفاده منطق فازی TOPSIS در محیط GIS"، مجله مخاطرات محیط طبیعی، دوره 5، شماره 10، ص.ص. 98-79.
4
نسریننژاد، ن؛ رنگزن، ک؛ کلانتری، ن؛ صابری، ع. (1393). "پهنهبندی پتانسیل خیزی حوزه آبریز باغان با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی"، نشریه سنجش از دور و سامانه های اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، دوره 5، شماره 4، ص.ص. 34-15.
5
نصرتی، ک؛ احمدی، م؛ ثروتی، م.ر؛ مزبانی، م. (1392). "تعیین عوامل مؤثر در پتانسیل سیل خیزی حوزه آبخیز دره شهر بر اساس مناطق همگن هیدرولوژیک"، مجله آمایش جغرافیایی فضا، دوره 3، شماره ، ص.ص. 137-119.
6
نیکجوی، م؛ روحان، ح. (1394). "پهنهبندی پتاسیل سیلخیزی حوزه آبخیز قورچای رامیان"، مجله ترویج و توسعه آبخیزداری، دوره 3، شماره 10، ص.ص. 42-30.
7
Azizian A, Shokoohi AR (2015). “Investigation of the Effects of DEM Creation Methods on the Performance of a Semi distributed Model: TOPMODEL”. Journal of Hydrologic Engineering 20(11): 05015005(1-9).
8
Ballesteros CJA, Eguibar M, Bodoque MJ, Diez-Herrero A, Stoffel M, Gutierrez-Perez I (2011). “Estimating flash flood discharge in an ungauged mountain catchment with 2D hydraulic models and dendrogeomorphic palaeostage indicators”. Hydrol. Process. 25 (6): 970–979.
9
Brocca L, Melone F, Moramarco T (2011). “Distributed rainfall-runoff modelling for flood frequency estimation and flood forecasting”. Hydrol. Process. 25: 2801–2813.
10
Chau VN, Holland J, Cassells S, Tuohy M (2013). “Using GIS to map impacts upon agriculture from extreme floods in Vietnam”. Appl. Geogr. 41: 65-74.
11
Chenini I, Mammou AB, May MEL (2010). “Groundwater recharge zone mapping using GIS-based multi-criteria analysis: a case study in central Tunisia (Maknassy Basin)”. Water Resour. Manage. 24: 921–939.
12
Eimers JL, Weaver JC, Terziotti S, Midgette RW (2000). “Methods of rating unsaturated zone and watershed characteristics of public water supplies in North Carolina. Raleigh”, NC: Water Resour. Invest. Report 99–4283.
13
Gemitzi A, Petalas C, Tzihrintzis VA, Pisinaras V (2006). “Assessment of groundwater vulnerability to pollution: a combination of GIS, fuzzy logic and decision making techniques”. Environ. Geol. 49(5): 653–673.
14
Goovaerts P (2000). “Geostatistical approaches for incorporating elevation into the spatial interpolation of rainfall”. J. Hydrol. 228(1-2): 113–129.
15
Huang Y, Wong P, Gedeon T (1998). “Spatial interpolation using fuzzy reasoning and genetic algorithms”. J. Geogr. Info Decision Analysis. 2(2): 204–214.
16
Kazakis N, Kougias I, Patsialis T (2015). “Assessment of flood hazard areas at a regional scale using an index-based approach and analytical hierarchy process: application in Rhodope–Evros region Greece”. Sci. Total Environ. 538: 555–563.
17
Kourgialas NN, Karatzas GP (2011). “Flood management and a GIS modelling method to assess flood-hazard areas: a case study”. Hydrol. Sci. J. 56 (2): 212–225.
18
Kourgialas NN, Karatzas GP, Nikolaidis NP (2010). “An integrated framework for the hydrologic simulation of a complex geomorphological river basin”. J. Hydrol. 381: 308–321.
19
Kwak Y, Kondoh A (2008). “A study on the extraction of multifactor influencing floods from RS image and GIS data; a case study in Nackdong basin, S. Korea. Beijing: The International Archives of the Photogrammetry”, Remote Sensing and Spatial Information Sciences XXXVII (Part B8): 421–426.
20
Liu YB, Gebremeskel S, De Smedt F, Hoffmann L, Pfister L (2003). “A diffusive transport approach for flow routing in GIS-based flood modeling”. J. Hydrol. 283 (1–4): 91–106.
21
Lloyd, C. D. (2005). “Assessing the effect of integrating elevation data into the estimation of monthly precipitation in Great Britain”. J. Hydrol. 308(1-4), 128–150.
22
Malby AR, Whyatt JD, Timmis RJ, Wilby RJ, Orr HG (2007). “Long-term variations in orographic rainfall: analysis and implications for upland catchments”. Hydrol. Sci. J. 52(2): 276–291.
23
Morelli S, Battistini A, Catani F (2014). “Rapid assessment of flood susceptibility in urbanized rivers using digital terrain data: application to the Arno river case study (Firenze, northern Italy)”. Appl. Geogr. 54: 35–53.
24
Morgan RPC (2005). Soil Erosion and Conservation. Oxford: Blackwell Publishing Ltd.
25
Prime T, Brown JM, Plater AJ (2016). “Flood inundation uncertainty: the case of a 0.5% annual
26
probability flood event”. Environ. Sci. Policy 59: 1–9.
27
Schäuble H, Marinoni O, Hinderer M (2008). “A GIS-based method to calculate flow accumulation by considering dams and their specific operation time”. Comput. Geosci. 34(6): 635–646.
28
Shaban A, Khawlie M, Abdallah C (2006). “Use of remote sensing and GIS to determine recharge potential zones: the case of Occidental Lebanon”. Journal of Hydrogeology. 14(4): 433–443.
29
Svoboda A (1991). “Changes in flood regime by use of the modified curve number method”. Hydrol. Sci. J. 36(5): 461–470.
30
Thieken AH, Kreibich H, Müller M, Merz B (2007). “Coping with floods: preparedness, response and recovery of flood-affected residents in Germany in 2002”. Hydrol. Sci. J. 52: 1016–1037.
31
Van Der Veen A, Logtmeijer C (2005). “Economic hotspots: visualizing vulnerability to flooding”. Nat. Hazards 36 (1–2): 65–80.
32
Wang Y, Zhongwu L, Zhenghong T, Guangming Z (2011). “A GIS-based spatial multi-criteria approach for flood risk assessment in the Dongting Lake Region, Hunan, Central China”. Water Resour. Manag. 25 (13): 3465–3484.
33
Yahaya S, Ahmad N, Abdalla RF (2010). “Multicriteria analysis for flood vulnerable areas in Hadejia-Jama’are River basin, Nigeria”. Eur. J. Sci. Res. 42(1): 71–83.
34
Zerger A (2002). “Examining GIS decision utility for natural hazard risk modeling”. Environ. Model. Software. 17(3): 287–294.
35
ORIGINAL_ARTICLE
کاربرد شبکه عصبی مصنوعی در تخمین عمق آبشستگی اطراف پایه پل در بستر با رسوبات چسبنده
بیشتر آسیب پلها به دلیل آبشستگی اطراف پیهای آن در طول سیلاب هستند. بنابراین برای حداقلسازی احتمال خرابی، یک مدل بهبود یافته برای تخمین عمق آبشستگی اطراف آنها لازم است. به دلیل اینکه آبشستگی در پایههای پل یک تابع پیچیده از مشخصات مصالح کف، ویژگیهای سیال، مشخصات جریان و هندسهی پایه است، معادلات تجربی توانایی تخمین دقیق عمق آبشستگی را ندارند. در این تحقیق، روشی سودمند برای تخمین عمق آبشستگی در خاکهای چسبنده مبتنی بر راهکارهای هوش مصنوعی ارائه شده است. به منظور ارزیابی عملکرد روش ذکر شده از دادههای آزمایشگاهی در دو حالت با بعد و بی بعد استفاده شده است. در اینجا ابتدا مدل مناسبی مبتنی بر شبکه عصبی مصنوعی ارائه شده و سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه شده است. متوسط ضریب همبستگی بدست آمده برای دادههای بیبعد با استفاده از روش پیشنهادی 97/0 بوده است. در این مدل شبکه عصبی بهینه شده با الگوریتم ژنتیک، مقدار ریشه میانگین مربعات خطا، 094/0 می باشد. نتایج حاصل نشان میدهد که شبکه عصبی مصنوعی و بهینه کردن آن با الگوریتم ژنتیک در تخمین عمق آبشستگی پایههای پل در بسترهای با رسوبات چسبنده در مقایسه با معادلات تجربی عملکرد بسیار بهتری دارد.
https://jhyd.iha.ir/article_85130_9cd6731cbfbd0c49cff71d18bca003da.pdf
2019-03-21
141
149
10.30482/jhyd.2019.139956.1307
آبشستگی پایه پل
رسوبات چسبنده
شبکه عصبی مصنوعی
الگوریتم ژنتیک
رحیم
رضازاده
rahimrezazadeh@yahoo.com
1
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سیرجان، سیرجان، ایران
AUTHOR
غلامعباس
بارانی
gab@mail.uk.ac.ir
2
دانشگاه شهید باهنر کرمان
AUTHOR
امینه
ناصری
naseri.amine@yahoo.com
3
هیات علمی دانشکده مهندسی کامپیوتر،دانشگاه صنعتی سیرجان، سیرجان، ایران
LEAD_AUTHOR
حسنی آهنگر، م. ر. و کنگاوری، م. ر. (1388)، اصول و مبانی هوش مصنوعی، انتشارات دانشگاه امام حسین (ع)، تهران، ایران.
1
کیا، م. (1394)، شبکههای عصبی در MATLAB، انتشارات کیان رایان سبز، تهران، ایران.
2
منهاج، م. ب. (1392)، مبانی شبکههای عصبی هوش محاسباتی، جلد اول، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران.
3
نجفزاده، م. (1388)، مطالعه آزمایشگاهی و شبیهسازی آبشستگی موضعی پایه پل در بستر خاکهای چسبنده، پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید باهنر کرمان، ص. 110.
4
Ansari, S. A., Kothyari, U.C., and RangaRaju, K.G. (2002). “Influence of cohesion on scour around bridge piers”. Journal of hydraulic research, 40(6): 717-729.
5
Akib, S., Mohammadhassani, M. and Jahangirzadeh, A. (2014). “Application of ANFIS and LR in prediction of scour depth in bridges”. Computers & Fluids,91(2): 77-86.
6
Briaud, J. L., Ting, F. C. K., Chen, H. C., Gudavalli, R., Perigu, S., and Wei, G. )1999(. “SRICOS: Prediction of scour rate in cohesive soils at bridge piers”. Journal of Geotechnical engineering, ASCE, 125(4):237-246.
7
Debnath, K. and Chaudhuri, S. (2010). “Bridge pier scour in Clay -sand mixed sediments at near-threshold velocity for sand”. Journal of hydraulic engineering, ASCE, 136 (9):597-609.
8
Hoang, N. D., Liao, K. W., Tran, X. L (2018). “Estimation of scour depth at bridges with complex pier foundations using support vector regression integrated with feature selection”. Journal of Civil Structural Health Monitoring, 8(3), 431-442.
9
Hosny, M. (1995). Experimental study of local scour around circular bridge piers in cohesive soils. Ph.D. Thesis,Civil engineering department, Colorado state university, Colorado, USA.
10
Kattell, J., and Eriksson, M. (1998). “Bridge scour evaluation screening, analysis, and countermeasures”. Pub. Rep. No 9877, USDA forest service, Washington, DC.
11
Lagasse, P. F. and Richardson, E. V.(2001). “ASCE compendium of stream stability and bridge scour papers”. Journal of hydraulic engineering, ASCE, 127 (7):531-533.
12
Mohamed, M. H. )1995(. Experimental study of local scour around circular bridge piers in cohesive soils. Ph.D. Dissertation, Civil engineering department, Colorado state university, Colorado, USA.
13
Najafzadeh, M., Barani, Gh. A., Azamathulla, H. M. (2013). “GMDH to predict scour depth around a pier in cohesive soils”. Ocean research, 40:35-41.
14
Oliveto, G. and Hager, W. H. (2002). “Temporal evolution of clear water pier and abutment scour. Journal of hydraulic engineering”, ASCE, 128 (9):811-820.
15
Pandey, M., Zakwan, M., Sharma, P. K., and Ahmad, Z. (2018). “Multiple linear regression and genetic algorithm approaches to predict temporal scour depth near circular pier in non-cohesive sediment”. ISH Journal of Hydraulic Engineering, 1-8.
16
Rambabu, M., Narasimha Rao, S. and Sunder, V. (2003). “Current-induced scour around a vertical pile in cohesive soil. Ocean Engineering”, 30(4):893–920.
17
Ting, F. C. K., Briaud, J. L., Chen, H. C., Gudavalli, R. and Perugu, S. )2001(. “Flume test for scour in Clay at circular pier”. Journal of Hydraulic engineering, ASCE, 127(11):969-978.
18
Wardhana, K. and Hadipriono, F. C. (2003). “Analysis of recent bridge failures in the United States”. Journal of performance of constructed facilities, ASCE, 17 (3):144-150.
19