انجمن هیدرولیک ایراننشریه هیدرولیک2345-42378120130421Analysis of Dam Overtopping by Considering Hydraulic and Hydrological Uncertaintiesتحلیل ریسک روگذری سد با در نظر گرفتن عدم قطعیتهای هیدرولوژیکی و هیدرولیکی117747210.30482/jhyd.2014.7472FAاحمد شرافتیدانشجوی دکتری عمران- مهندسی آب، دانشگاه علم و صنعت ایرانباقر ذهبیوناستادیار دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایرانJournal Article20141216Adequate determination of dam overtopping risk by considering random variables uncertainty is an important issue in the design of earthfill dam. Therefore, ignoring these uncertainties cause overestimation or underestimation of dam height. Uncertainties of rainfall and flood have more effect on overtopping risk. In this study, flood hydrograph was generated by considering uncertainness of rainfall and rainfall-runoff parameters with using developed model named RPG (Rain Pattern Generator) and HEC1 models. In addition, overtopping risk of Jamishan dam was estimated by using the Monte Carlo simulation (MCs). The effect of main variables such as spillway width, dam height and normal water level on risk of dam overtopping was evaluated by considering related variants. Results show that average variation rate of dam overtopping risk was 0.03 based on unit variation of spillway width. Also average variation rate of overtopping risk was respectively 3.1 and 1.56 based on unit variation of normal water level and dam height. Therefore, variation of flood control volume is more effective on risk of dam overtopping than spillway capacity.برآورد صحیح ریسک روگذری سد با در نظر گرفتن عدم قطعیتهای متغیرهای تصادفی مؤثر بر آن یکی از مباحث مهم در طراحی سدهای خاکی است. از این رو صرفنظر کردن از عدم قطعیتهای متغیرهای تصادفی باعث برآورد کم و یا زیاد ارتفاع سد میشود. عدم قطعیت بارش و سیلاب از عوامل مؤثر در تحلیل ریسک روگذری سد هستند. در این تحقیق با استفاده از مدلهای <sup>1</sup>RPG و HEC1، سیلاب با در نظرگرفتن عدم قطعیتهای بارش و پارامترهای مدل بارش-رواناب تولید شده است. همچنین با استفاده از شبیهسازی مونتکارلو تحلیل ریسک روگذری سد جامیشان انجام شده است. بر اساس گزینههای تعریف شده، اثرات ابعاد سرریز، ارتفاع سد و تراز نرمال بر ریسک روگذری بررسی شده است. نتایج نشان داد که متوسط تغییرات ریسک شکست سد جامیشان به ازای یک واحد تغییرات واحد عرض سرریز در حدود 03/0 است. همچنین متوسط تغییرات ریسک شکست سد جامیشان به ازای یک واحد تغییرات تراز نرمال بهرهبرداری و تاج سد به ترتیب برابر 1/3 و 56/1 درصد است. از این رو در مقایسه دو عامل هیدرولیکی مؤثر بر لبریز شدن سد جامیشان، حجم کنترل سیلاب بر ریسک شکست سد تأثیر بیشتری نسبت به آبگذری سرریز دارد.https://jhyd.iha.ir/article_7472_b847537a6503d6947463f755deb3ee44.pdfانجمن هیدرولیک ایراننشریه هیدرولیک2345-42378120130421The Least-Cost Design of Water Supply Networks Using the Conceptual Operator of Dynamic Threshold in Genetic Algorithm (GA-DTO)طراحی اقتصادی شبکههای آبرسانی با استفاده از عملگر مفهومی آستانه پویا در الگوریتم ژنتیک (GA-DTO)1923747610.30482/jhyd.2014.7476FAعلی حقیقیاستادیار گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهوازJournal Article20141216This paper introduces a metaheuristic optimization model for pipe networks on the basis of the notion of dynamic threshold. At first, the problem cost function, constraints and the procedure for coupling the hydraulic simulation model to the optimization are developed. Then, a simple version of binary genetic algorithm is exploited to solve the problem which is equipped with the dynamic threshold method as one of the optimization operators. By means of this operator, as the optimization progresses, the problem decision space is gradually contracted according to the search history. This increases the chance of finding the global optimum design as the search space is more and more condensed by the dynamic thresholds. The proposed scheme is then applied against two benchmark examples upon which, the method is investigated and compared with the previous studies. The results show that the incorporation of the dynamic threshold into a simple genetic algorithm can make it computationally efficient as well as more promising in finding the global optima.تحقیق حاضر به توسعه یک روش بهینهسازی فراکاوشی بر پایه مفهوم آستانه پویا برای طراحی شبکههای آبرسانی میپردازد. نخست مدل برنامهریزی مسأله شامل تعریف تابع هزینه، قیود و اتصال مدل شبیهسازی هیدرولیکی به الگوریتم بهینهسازی توسعه داده میشود. سپس از یک ساختار بسیار ساده الگوریتم ژنتیک باینری برای حل مسأله کمک گرفته شده که در آن از مفهوم آستانه پویا به عنوان یکی از عملگرهای بهینهسازی بهره گرفته میشود. توسط این عملگر در فرایند بهینهسازی، فضای تصمیمگیری مسأله بصورت تدریجی و منطبق با تاریخچه جستجو فشرده و کوچک میشود و به این ترتیب شانس رسیدن به پاسخ بهینه مطلق در آستانههای مختلف افزایش مییابد. قابلیت روش با حل دو مثال مرجع مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهند که الگوریتم پیشنهادی سبب افزایش کارایی فرایند جستجو و امید دستیابی به پاسخ بهینه مطلق در مسأله طراحی شبکههای آبرسانی میشود.https://jhyd.iha.ir/article_7476_4fcf6549bdbc6ff5b745be8541dc44ed.pdfانجمن هیدرولیک ایراننشریه هیدرولیک2345-42378120130421Hydrodynamics of the Mixing Layer Bounding a Separation Zone Using SPIV, Part1: Mean Flow Structureمطالعه هیدرودینامیک لایه اختلاطی محاط بر یک ناحیه جدایی جریان کم عمق با استفاده از روش SPIV- بخش اول: ساختار جریان متوسط3956747910.30482/jhyd.2014.7479FAاکبر صفرزادهاستادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی0000-0003-4515-2078سید علی اکبر صالحی نیشابوریاستاد سازههای هیدرولیکی، پژوهشکده مهندسی آب، دانشگاه تربیت مدرسJournal Article20141216The shallow mixing layer bounding a separation zone is a prominent but poorly understood hydrodynamic feature. To investigate characteristics of the separated shallow mixing layer generated by a single side obstacle, experimental measurements were obtained by means of high resolution surface particle image velocimetry (SPIV). Results indicate that unlike the free shallow mixing layers and also mixing layers bounding a deep circulation zone, the velocity profiles are self-similar just in a short distance downstream of the groyne and also near the reattachment region. Furthermore, growth of the width of the mixing layer with downstream distance shows a two-phase development. The first-phase is exponential until a distance about 3.5L, where L is the abutment length, followed by a second-phase characterized by a linear pattern. The growth rate of the first stage is higher than the second phase. لایههای اختلاطی یا برشی ساختارهای مهم هیدرودینامیکی هستند که در اغلب مسائل مهندسی هیدرولیک نقش مهمی در شکلگیری ساختار عمومی جریان داشته و علاوه بر آن پدیدههایی مانند انتقال رسوب، پخش آلودگی و تبادل مومنتم جریانهای متوسط و آشفته را کاملاً تحت تأثیر قرار میدهند. در این تحقیق، یک ناحیه چرخشی با استفاده از نصب یک مانع جانبی در کانال شکل گرفته و الگوی جریان در امتداد لایه برشی محاط بر ناحیه چرخشی با استفاده از روش سرعتسنجی تصویری ذرات با فرکانس 37 هرتز و در موقعیتهای مختلف اندازهگیری شده است. نتایج اندازهگیریهای صورت گرفته نشان میدهد که پدیده تشابه پروفیلهای سرعت بی بعد شده در طول لایه اختلاطی، بر خلاف لایه اختلاطی کلاسیک تنها در فاصله اندکی از شروع ناحیه چرخشی و همچنین در محدوده باز اتصال مجدد حاکم میباشد. روند تغییرات ضخامت لایه اختلاطی نشان از وجود رفتار دوگانه در طول میدان دارد، به نحوی که از شروع لایه اختلاطی تا فاصله 5/3 برابر طول مانع جانبی به سمت پاییندست، ضخامت لایه بصورت غیرخطی رشد کرده و در ادامه ضمن وقوع افزایش شدید در ضخامت لایه، تا محل اتصال مجدد، ضخامت لایه بصورت خطی افزایش مییابد. شکلگیری دو ناحیه چرخشی مجزا و اندرکنش شدید آنها، عامل اصلی پدیدههای هیدرودینامیکی مزبور میباشندhttps://jhyd.iha.ir/article_7479_a0900c74434cb86d36d4d696c887d263.pdfانجمن هیدرولیک ایراننشریه هیدرولیک2345-42378120130421Hydrodynamics of the Mixing Layer Bounding a Separation Zone Using SPIV, Part2: Turbulent Characteristics, Temporal and Spatial Structuresمطالعه هیدرودینامیک لایه اختلاطی محاط بر یک ناحیه جدایی جریان کم عمق با استفاده از روش SPIV– بخش دوم: مشخصات آشفتگی، ساختارهای لحظهای و مکانی5772748010.30482/jhyd.2014.7480FAاکبر صفرزاداستادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی0000-0003-4515-2078سید علی اکبر صالحی نیشابوریاستاد سازههای هیدرولیکی، پژوهشکده مهندسی آب، دانشگاه تربیت مدرسJournal Article20141216In this paper the measurement of flow pattern along the mixing layer bounding a separation zone using SPIV is peresented. Furthermore, spatial characteristics of the mixing layer have been visualized using uranine dye injection and UV light method. Results of the measurements showed that the maximum turbulent kinetic energy and Reynolds stress occur where the mixing layer characteristics changes. Immediately downstream of the side obstacle the power spectral density of the turbulent fluctuations agrees well with -5/3 slope which is indicative of the 3D turbulent flow. By going downstream, the turbulent energy of the low frequency fluctuations decreases by -3 slopes. This shows that 2D flow structures are dominant. At the reattachment zone, the energy distribution for most of the frequencies decreases by -5/3 slope again. In this part, the turbulent flow generated by the bed friction is responsible for three dimensionality of the turbulent flow. Interaction of two separation zones changes characteristics of the temporal flow structures inside the mixing layer.در این مقاله الگوی جریان در امتداد لایه اختلاطی محاط بر یک ناحیه چرخشی، با استفاده از روش سرعتسنجی تصویری ذرات سطحی (SPIV) در موقعیتهای مختلف اندازهگیری شده است. همچنین از تکنیک تزریق ماده رنگی اورانین در مجاورت نورUV برای آشکارسازی ساختارهای مکانی گردابههای آشفتگی در طول لایه اختلاطی استفاده شده است. نتایج اندازهگیریهای صورت گرفته نشان میدهد که محدوده وقوع حداکثر مقدار انرژی جنبشی آشفتگی و همچنین تنشهای رینولدز منطبق بر محدوده وقوع تغییر در رفتار لایه اختلاطی میباشد. بلافاصله در پاییندست مانع و در امتداد لایه اختلاطی، توزیع طیفی انرژی آشفتگی ضمن همخوانی مناسب با توزیع 3/5- کولموگروف، مؤید سه بعدی بودن جریان است. با حرکت به سمت پاییندست، توزیع طیفی انرژی آشفتگی در محدوده فرکانسهای پائین، با شیب 3- تنزل مییابد که مشخصه اصلی ساختارهای آشفتگی دو بعدی سطحی میباشد. در محدوده باز اتصال مجدد و در انتهای لایه اختلاطی، مجدداً شیب 3/5- مشخصه غالب توزیع فرکانسی انرژی جنبشی آشفتگی است که در این حالت، سه بعدی بودن جریان ناشی از نقش تنش برشی بستر و غلبه آن بر ساختارهای دوبعدی آشفتگی میباشد. وجود دو ناحیه چرخشی غیر همسو در پاییندست مانع، باعث تغییر در رفتار چرخشی گردابههای لحظهای داخل لایه اختلاطی شده و همین پدیده علاوه بر تغییر در مشخصات لحظهای، ساختار مکانی لایه اختلاطی را نیز تغییر میدهد.https://jhyd.iha.ir/article_7480_6d62bf526f0b34a35ddcc19ecf54de97.pdfانجمن هیدرولیک ایراننشریه هیدرولیک2345-42378120130421» Research Note «
Evaluation of Submerged Vanes Effect on Hydraulic Jump Characteristics in Stilling Basins«یادداشت تحقیقاتی» ارزیابی اثر صفحات مستغرق بر خصوصیات پرش هیدرولیکی در حوضچههای آرامش7381748110.30482/jhyd.2014.7481FAآرمان عزیزیدانشآموخته کارشناسی ارشد سازههای آبی، دانشگاه شهرکردبهزاد قربانیدانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه شهرکردهانی تبریزیدانشجوی دکتری سازههای آبی، دانشگاه لرستانحسین صمدی بروجنیاستادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه شهرکردJournal Article20141216Stilling basins are used for dissipation of kinetic energy downstream of hydraulic structures such as drops, weirs, chutes and gates. In this study hydraulic jump characteristics in presence of a submerged vane was evaluated in a flume, 12 meters long, 0.4 meters wide and 0.4 meters high. The heights of vanes were 1.1, 2.2, 3.3 and 4.4 centimeters and they were located in front of the flow with an angle of attack of 10, 20, 30 and 90 degrees. Sixty four experiments with upstream Froude numbers in the range of 3 to 8 and four different discharges of 15, 20, 25 and 30 liters per second were used in this study. Results show that use of submerged vanes can decrease length and downstream depth of hydraulic jump up to 25 and 10 percent, respectively. The bed roughness under this condition increase the bed shear stress 12 times higher compared to smooth bed and this condition occur for the vane with 4.4 centimeters hight and angle of attack of 90 degrees.حوضچههای آرامش به منظور استهلاک انرژی جنبشی در پاییندست سازههای هیدرولیکی از قبیل شیبشکنها، سرریزها، تندآبها و دریچهها استفاده میشوند. در این تحقیق مشخصات پرش هیدرولیکی با حضور صفحههای مستغرق در فلومی به طول 12، عرض و ارتفاع 4/0 متر مورد ارزیابی قرار گرفت. این صفحات با ارتفاع 1/1، 2/2، 3/3 و 4/4 سانتیمتر و زوایای حمله 10، 20، 30 و 90 درجه در مقابل جریان قرار داده شده و در مجموع 64 آزمایش در محدوده عدد فرود اولیه 3 تا 8 و دبیهای 15، 20، 25 و 30 لیتر بر ثانیه انجام شد. نتایج نشان میدهد که استفاده از صفحات مستغرق طول پرش و عمق ثانویه را حداکثر به ترتیب 25 و 10 درصد کاهش میدهد. مانعدار شدن بستر در شرایط حاضر تنش برشی بستر را 12برابر نسبت به بستر صاف افزایش خواهد داد که شرایط بهینه ذکر شده در ارتفاع 4/4 سانتیمتر و زاویه 90 درجه رخ میدهد.https://jhyd.iha.ir/article_7481_409e6fcb2e15ca8ab16b1f6b0730775f.pdfانجمن هیدرولیک ایراننشریه هیدرولیک2345-42378120130421» Research Note «
Linear Muskingum Flood Routing Method in Branched Rivers Using Genetic Algorithm Optimization Technique«یادداشت تحقیقاتی» روندیابی هیدرولوژیکی سیل به روش ماسکینگام خطی در سیستم رودخانههای چند شاخهای با بهینهیابی توسط الگوریتم ژنتیک8392748210.30482/jhyd.2014.7482FAحسین محمد ولی سامانیاستاد گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهوازعلی حقیقیاستادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهوازشقایق فرهادیدانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران- سازههای هیدرولیکی، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهوازJournal Article20141216Flood routing is considered to be one of the most significant issues in many water engineering projects. Hydraulic flood routing methods particularly in branched rivers and rivers with unknown intermediate basin are commonly used because of their high accuracy compared to hydrologic methods. These methods need providing cross sections and bed slopes at all reaches of the flow path which requires a lot of time and budget. On the other hand, hydrologic methods such as the Muskingum method are very simple and require much less data and time. The Muskingum method is one of the common hydrologic flood routing methods of rivers. In order to apply this method for a certain reach, two basic parameters have to be determined. These parameters are functions of the river specifications and usually are estimated by using trial and error combined with a curve fitting technique. The method is quite simple but it is restricted to single reach problems. In this study, a method is proposed in which the calibration (parameter estimation) is performed by using the genetic algorithm, which is capable of solving complicated problems including more parameters. The proposed method is applied for single and multiple reach problems in addition to a river with lacking data of the intermediate catchment hydrograph. In all applications, comparisons of observed and computed outflow hydrographs indicate satisfactory agreements.روندیابی سیل در رودخانهها یکی از مهمترین موارد در پروژههای مهندسی آب به حساب میآید. روش روندیابی هیدرولیکی مخصوصاً در رودخانههای چند شاخهای و رودخانههای فاقد آمار حوضه میانی بسیار متداول است، ولیکن این روشها نیاز به تهیه مقاطع عرضی و تعیین شیبها در کلیه بازههای رودخانه دارد. این موضوع مستلزم صرف هزینه و وقت زیاد میباشد. روش ماسکینگام یکی از متداولترین روشهای روندیابی هیدرولوژیکی در رودخانهها است. برای روندیابی سیل در یک بازه مشخص از یک رودخانه لازم است که دو پارامتر اساسی تعیین شوند. این دو پارامتر تابع خصوصیات رودخانه میباشند و معمولاً با استفاده از آزمون و خطا همراه با برازش منحنی محاسبه میشوند. روش ماسکینگام بسیار ساده است ولیکن قابل استفاده فقط برای رودخانه یک بازهای است. در این تحقیق روشی پیشنهاد شده است که در آن کالیبراسیون (تعیین پارامترها) به وسیله الگوریتم ژنتیک که قادر به حل مسایل پیچیده شامل پارامترهای بیشتر است، انجام میشود. روش پیشنهادی برای رودخانههای یک شاخهای و چند شاخهای و همچنین برای رودخانه فاقد آمار هیدروگراف حوضه میانی اعمال شد. در کلیه موارد بکار برده شده نتایج محاسباتی با نتایج واقعی انطباق رضایت بخشی نشان داده است. https://jhyd.iha.ir/article_7482_ab98597359dbff037ce7a928fba40a73.pdf