این فایل در قالب پی دی اف و 218 صفحه می باشد.
این پایان نامه جهت ارائه در مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی عمران طراحی و تدوین گردیده است . و شامل کلیه مباحث مورد نیاز پایان نامه ارشد این رشته می باشد.نمونه های مشابه این عنوان با قیمت های بسیار بالایی در اینترنت به فروش می رسد.گروه تخصصی ما این پایان نامه را با قیمت ناچیزی جهت استفاده دانشجویان عزیز در رابطه با منبع اطلاعاتی در اختیار شما قرار می دهند. حق مالکیت معنوی این اثر مربوط به نگارنده است. و فقط جهت استفاده ازمنابع اطلاعاتی و بالابردن سطح علمی شما در این سایت ارائه گردیده است.
فهرست مطالب:
چکیده 1
مقدمه 2
فصل اول : کلیات
1-1) هدف 3
1-2)پیشینه تحقیق 5
1-3)روش کار و تحقیق 12
فصل دوم : معرفی روابط رسوبی مورد مطالعه
مقدمه 13
2-1)انتقال بار بستر
2-2)روابط بار بستر
2-2-1)رابطه دوبویز
2-2-2)رابطه شیلدز
2-2-3)رابطه کالینسکی
2-2-4)رابطه چانگ سایمونز و ریچاردسون
2-2-5)رابطه میر پیتر
2-2-6)رابطه میر پیتر و مولر
2-2-7)رابطه شاکلیج1934
2-2-8)رابطه شاکلیج 1943
2-2-9)رابطه اینشتین
2-2-10)رابطه ونونی و بروکس
2-2-11)رابطه اینشتین براون
2-2-12)رابطه راتنر
2-2-13)رابطه فریجلینک
2-2-14)رابطه بایکر
2-2-15)رابطه ون راین
2-2-16)رابطه باگنولد
2-2-17)رابطه کیسی
2-3)بار معلق
2-4)روابط بار معلق
2-4-1)رابطه لین و کالینسکی
2-4-2)رابطه اینشتین
2-4-3)رابطه بروکس
2-4-4) رابطه چانگ سایمونز و ریچاردسون
2-4-5)رابطه باگنولد
2-4-6)رابطه ون راین
2-5)انتقال بار کل
2-6)روابط بار کل
2-6-1)رابطه توفالتی
2-6-2)رابطه باگنولد
2-6-3)رابطه انگلوند و هانسن
2-6-4)رابطه ایکرز و وایت
2-6-5)رابطه یانگ
2-6-6)رابطه لارسن
2-6-7)رابطه کلبی
2-6-8)رابطه شن و هیونگ
2-6-9)رابطه کریم و کندی 13
فصل سوم :معرفی مشخصات هیدرولیکی منطقه
3-1)مشخصات رودخانه دوغ
3-2)مشخصات منحنی های دانه بندی منطقه
3-3)شکل مقطع عرضی رودخانه 69
70
74
فصل چهارم :روشهای محاسبه روابط بار رسوبی و بکارگیری آنها برای منطقه مورد مطالعه
4-1)روش محاسبه بار بستر
4-1-1)رابطه دوبویز
4-1-2)رابطه شیلدز
4-1-3)رابطه کالینسکی
4-1-4)رابطه چانگ سایمونز و ریچاردسون
4-1-5)رابطه میر پیتر
4-1-6)رابطه میر پیتر و مولر
4-1-7)رابطه شاکلیج1934
4-1-8)رابطه شاکلیج 1943
4-1-9)رابطه اینشتین
4-1-10)رابطه ونونی و بروکس
4-1-11)رابطه اینشتین براون
4-1-12)رابطه راتنر
4-1-13)رابطه فریجلینک
4-1-14)رابطه بایکر
4-1-15)رابطه ون راین
4-1-16)رابطه باگنولد
4-1-17)رابطه کیسی
4-2)روش محاسبه بار معلق
4-2-1)رابطه لین و کالینسکی
4-2-2)رابطه اینشتین
4-2-3)رابطه بروکس
4-2-4)رابطه چانگ سایمونز و ریچاردسون
4-2-5)رابطه باگنولد
4-2-6)رابطه ون راین
4-3)روش محاسبه بار کل
4-3-1)رابطه توفالتی
4-3-2)رابطه باگنولد
4-3-3)رابطه انگلوند و هانسن
4-3-4)رابطه ایکرز و وایت
4-3-5)رابطه یانگ
4-3-6)رابطه لارسن
4-3-7)رابطه کلبی
4-3-8)رابطه شن و هیونگ
4-3-9)رابطه کریم و کندی 76
فصل پنجم:مقایسه و ارزیابی روابط و تحلیل حساسیت
5-1)مقایسه و ارزیابی نتایج
5-1-1)مقایسه مستقیم دقت معادلات انتقال رسوب با یکدیگر
5-1-2)خلاصه مقایسه ها و ارزیابی ها
5-1-3)روش های انتخاب توابع انتقال رسوب
5-2)تحلیل حساسیت
5-2-1)تحلیل حساسیت روابط به تغییرات دبی
5-2-2)تحلیل حساسیت روابط به تغییرات سرعت
5-2-3)تحلیل حساسیت روابط به تغییرات دانه بندی
5-3)نسبت بار بستر به معلق
فصل ششم : نتیجه‌گیری و پیشنهادات
6-1)نتیجه مقایسه روابط با یکدیگر
6-1-1)نتیجه گیری بار بستر
6-1-2)نتیجه گیری بار معلق
6-1-3)نتیجه گیری بار کل
6-1-4)نتیجه گیری تحلیل حساسیت
6-2) پیشنهادات
منابع و ماخذ
فهرست منابع فارسی 188
فهرست منابع لاتین 189
سایت های اطلاع رسانی 191
چکیده انگلیسی 192
فهرست جدول ها
1-1: خلاصه ای از پیشینه تحقیقات انجام شده در زمینه مورد مطالعه
2-1: خلاصه ای از روابط بار بستر مورد استفاده
2-2: خلاصه ای از روابط بار معلق مورد استفاده
2-3: خلاصه ای از روابط بار کل مورد استفاده
3-1: مشخصات اندازه قطرهای بدست آمده از 4 نمودار دانه بندی
3-2: محدوده دانه بندی رودخانه دوغ
3-3: مشخصات هیدرولیکی 4 اشل مختلف
4-1: مشخصات هیدرولیکی رودخانه دوغ در اشل 2 متر
4-2: برای نشان دادن مراحل حل رابطه توفالتی
4-3: برای نشان دادن مراحل حل رابطه توفالتی
4-4: برای نشان دادن مراحل حل رابطه توفالتی
4-5: برای نشان دادن مراحل حل رابطه توفالتی
4-6: برای نشان دادن مراحل حل رابطه توفالتی
4-7: برای نشان دادن مراحل حل رابطه توفالتی
5-1: تغییرات دبی رسوب بار بستر به دبی جریان
5-2: تغییرات شیب منحنی های حاصل از تحلیل حساسیت روابط بار بستر به تغییرات دبی جریان
5-3: تغییرات دبی رسوب بار معلق به دبی جریان
5-4: تغییرات شیب منحنی های حاصل از تحلیل حساسیت روابط بار معلق به تغییرات دبی جریان
5-5: تغییرات دبی رسوب بار کل به تغییرات دبی جریان
5-6: تغییرات شیب منحنی های حاصل از تحلیل حساسیت روابط بار کل به تغییرات دبی جریان
5-7: تغییرات دبی رسوب روابط بار بستر به تغییرات سرعت
5-8: تغییرات شیب منحنی های حاصل از تحلیل حساسیت روابط بار بستر به تغییرات سرعت
5-9: تغییرات دبی رسوب روابط بار معلق به تغییرات سرعت
5-10: تغییرات شیب منحنی های حاصل از تحلیل حساسیت روابط بار معلق به تغییرات سرعت
5-11: تغییرات دبی رسوب روابط بار کل به تغییرات سرعت
5-12: تغییرات شیب منحنی های حاصل از تحلیل حساسیت روابط بار کل به تغییرات سرعت
5-13: تغییرات دبی رسوب روابط بار بستر به تغییرات قطر دانه ها
5-14: تغییرات شیب منحنی های حاصل از تحلیل حساسیت روابط بار بستر به تغییرات قطر دانه ها
5-15: تغییرات دبی رسوب روابط بار معلق به تغییرات قطر دانه ها
5-16: تغییرات شیب منحنی های حاصل از تحلیل حساسیت روابط بار معلق به تغییرات قطر دانه ها
5-17: تغییرات دبی رسوب روابط بار کل به تغییرات قطر دانه ها
5-18: تغییرات شیب منحنی های حاصل از تحلیل حساسیت روابط بار کل به تغییرات قطر دانه ها
5-19:نسبت بار بستر به بار معلق برای اشل 2 متر
6-1: مقایسه روابط بار معلق
فهرست نمودارها
3-1: اولین نمودار دانه بندی منطقه
3-2: دومین نمودار دانه بندی منطقه
3-3: سومین نمودار دانه بندی منطقه
3-4: سومین نمودار دانه بندی منطقه
3-5: تغییرات غلظت به دبی جریان بر اساس اندازه گیری های 30 ساله
5-1: تغییرات دبی بار بستر رابطه دوبویز به تغییرات دبی جریان
5-2: تغییرات دبی بار بستر رابطه شیلدز به تغییرات دبی جریان
5-3: تغییرات دبی بار بستر رابطه کالینسکی به تغییرات دبی جریان
5-4: تغییرات دبی بار بستر میر پیتر به تغییرات دبی جریان
5-5: تغییرات دبی بار بستر میر پیتر و مولر به تغییرات دبی جریان
5-6: تغییرات دبی بار بستر شاکلیج 1934 به تغییرات دبی جریان
5-7: تغییرات دبی بار بستر شاکلیج1943 به تغییرات دبی جریان
5-8: تغییرات دبی بار بستر اینشتین به تغییرات دبی جریان
5-9: تغییرات دبی بار بستر اینشتین براون به تغییرات دبی جریان
5-10: تغییرات دبی بار بستر ونونی و بروکس به تغییرات دبی جریان
5-11: تغییرات دبی بار بستر راتنر به تغییرات دبی جریان
5-12: تغییرات دبی بار بستر فریجلینک به تغییرات دبی جریان
5-13: تغییرات دبی بار بستر بایکر به تغییرات دبی جریان
5-14: تغییرات دبی بار بستر ون راین به تغییرات دبی جریان
5-15: تغییرات دبی بار بستر کیسی به تغییرات دبی جریان
5-16: تغییرات کل روابط بار بستر به تغییرات دبی جریان
5-17: تغییرات دبی بار معلق اینشتین به تغییرات دبی جریان
5-18: تغییرات دبی بار معلق چانگ سایمونز به تغییرات دبی جریان
5-19: تغییرات دبی بار معلق باگنولد به تغییرات دبی جریان
5-20: تغییرات دبی بار معلق ون راین به تغییرات دبی جریان
5-21: تغییرات کل روابط بار معلق به تغییرات دبی جریان
5-22: تغییرات دبی بار کل توفالتی به تغییرات دبی جریان
5-23: تغییرات دبی بار کل انگلوند و هانسن به تغییرات دبی جریان
5-24: تغییرات دبی بار کل ایکرز و وایت به تغییرات دبی جریان
5-25: تغییرات دبی بار کل لارسن به تغییرات دبی جریان
5-26: تغییرات دبی بار کل شن و هیونگ به تغییرات دبی جریان
5-27: تغییرات دبی بار کل کریم و کندی به تغییرات دبی جریان
5-28: تغییرات دبی بار کل ون راین به تغییرات دبی جریان
5-29: تغییرات دبی بار کل اینشتین به تغییرات دبی جریان
5-30: تغییرات کل روابط بار کل به تغییرات دبی جریان
5-31: تغییرات دبی بار بستر رابطه دوبویز به تغییرات سرعت
5-32: تغییرات دبی بار بستر رابطه شیلدز به تغییرات سرعت
5-33: تغییرات دبی بار بستر رابطه کالینسکی به تغییرات سرعت
5-34: تغییرات دبی بار بستر رابطه میر پیتر به تغییرات سرعت
5-35: تغییرات دبی بار بستر رابطه میر پیتر و مولر به تغییرات سرعت
5-36: تغییرات دبی بار بستر رابطه شاکلیج1934 به تغییرات سرعت
5-37: تغییرات دبی بار بستر رابطه شاکلیج1943 به تغییرات سرعت
5-38: تغییرات دبی بار بستر رابطه اینشتین به تغییرات سرعت
5-39: تغییرات دبی بار بستر اینشتین براون به تغییرات سرعت
5-40: تغییرات دبی بار بستر ونونی و بروکس به تغییرات سرعت
5-41: تغییرات دبی بار بستر راتنر به تغییرات سرعت
5-42: تغییرات دبی بار بستر فریجلینک به تغییرات سرعت
5-43: تغییرات دبی بار بستر بایکر به تغییرات سرعت
5-44: تغییرات دبی بار بستر ون راین به تغییرات سرعت
5-45: تغییرات دبی بار بستر کیسی به تغییرات سرعت
5-46: تغییرات کل روابط بار بستر به تغییرات سرعت
5-47: تغییرات دبی بار معلق اینشتین به تغییرات سرعت
5-48: تغییرات دبی بار معلق چانگ سایمونز به تغییرات سرعت
5-49: تغییرات دبی بار معلق باگنولد به تغییرات سرعت
5-50: تغییرات دبی بار معلق ون راین به تغییرات سرعت
5-51: تغییرات کل روابط بار معلق به تغییرات سرعت
5-52: تغییرات دبی بار کل توفالتی به تغییرات سرعت
5-53: تغییرات دبی بار کل انگلوند و هانسن به تغییرات سرعت
5-54: تغییرات دبی بار کل ایکرز و وایت به تغییرات سرعت
5-55: تغییرات دبی بار کل لارسن به تغییرات سرعت
5-56: تغییرات دبی بار کل شن و هیونگ به تغییرات سرعت
5-57: تغییرات دبی بار کل کریم کندی به تغییرات سرعت
5-58: تغییرات دبی بار کل ون راین به تغییرات سرعت
5-59: تغییرات دبی بار کل اینشتین به تغییرات سرعت
5-60: تغییرات دبی تمام روابط بار کل به تغییرات رسوب
5-61: تغییرات دبی بار بستر دوبویز به تغییرات قطر دانه
5-62: تغییرات دبی بار بستر شیلدز به تغییرات قطر دانه
5-63: تغییرات دبی بار بستر کالینسکی به تغییرات قطر دانه
5-64: تغییرات دبی بار بستر میر پیتر به تغییرات قطر دانه
5-65: تغییرات دبی بار بستر میر پیتر و مولر به تغییرات قطر دانه
5-66: تغییرات دبی بار بستر شاکلیج1934 به تغییرات قطر دانه
5-67: تغییرات دبی بار بستر شاکلیج1943 به تغییرات قطر دانه
5-68: تغییرات دبی بار بستر اینشتین به تغییرات قطر دانه
5-69: تغییرات دبی بار بستر اینشتین براون به تغییرات قطر دانه
5-70: تغییرات دبی بار بستر ونونی و بروکس به تغییرات قطر دانه
5-71: تغییرات دبی بار بستر راتنر به تغییرات قطر دانه
5-72: تغییرات دبی بستر فریجلینک به تغییرات قطر دانه
5-73: تغییرات دبی بار بستر بایکر به تغییرات قطر دانه
5-74: تغییرات دبی بار بستر ون راین به تغییرات قطر دانه
5-75: تغییرات دبی بار بستر کیسی به تغییرات قطر دانه
5-76: تغییرات دبی کل روابط بار بستر به تغییرات قطر دانه
5-77: تغییرات دبی بار معلق اینشتین به تغییرات قطر دانه
5-78: تغییرات دبی بار معلق چانگ سایمونز به تغییرات قطر دانه
5-79: تغییرات دبی بار معلق باگنولد به تغییرات قطر دانه
5-80: تغییرات دبی بار معلق ون راین به تغییرات قطر دانه
5-81: تغییرات دبی بار معلق اینشتین و باگنولد به تغییرات قطر دانه
5-82: تغییرات دبی بار معلق چانگ سایمونز و ون راین به تغییرات قطر دانه
5-83: تغییرات دبی بار کل توفالتی به تغییرات قطر دانه
5-84: تغییرات دبی بار کل انگلوند و هانسن به تغییرات قطر دانه
5-85: تغییرات دبی بار کل ایکرز و وایت به تغییرات قطر دانه
5-86: تغییرات دبی بار کل لارسن به تغییرات قطر دانه
5-87: تغییرات بار کل شن و هیونگ به تغییرات قطر دانه
5-88: تغییرات بار کل کریم و کندی به تغییرات قطر دانه
5-89: تغییرات بار کل اینشتین به تغییرات قطر دانه
5-90: تغییرات تمام روابط بار کل به تغییرات قطر دانه
فهرست شکل‌ها
2-1: نمودار شیلدز برای آستانه حرکت
2-2: رابطه بار بستر کالینسکی
2-3: ضریب بر اساس فلوم های آزمایشگاهی با بستر ماسه ای
2-4: تعیین x بر حسب
2-5: منحنی تغییرات بر حسب نرخ انتقال بار رسوب
2-6: ضرایب تصحیح بار بستر اینشتین
2-7: منحنی تغییرات بر حسب در تابع بار بستر اینشتین
2-8: منحنی های مشخص کننده پارامترهای بی بعد روش اصلاح شده اینشتین
2-9: منحنی معادله در روش اینشتین براون
2-10: مقادیر و در تابع انتقال بار بستر باگنولد
2-11: رابطه بین سرعت سقوط نسبی و ضریب
2-12: مقادیر ضریب بر حسب پارامترهای A و Z
2-13: مقادیر ضریب بر حسب پارامترهای A و Z
2-14: تابع انتقال بار معلق بروکس
2-15: رابطه بین Z و Z1
2-16: نمودار تغییرات ضریب بر حسب و
2-17: نمودار تغییرات ضریب بر حسب و
2-18: پارامترهای و k در روش توفالتی
2-19: رابطه بین قطر الک و سرعت سقوط ذرات
2-20: تابع در روش لارسن
2-21: رابطه بین رسوبات ماسه ای و سرعت جریان بازای قطر میانه دانه های بستر و عمق جریان های مختلف در آب 60 درجه فارنهایت
2-22: اثر دمای آب و غلطت ذرات ریزدانه های معلق بر رابطه حاکم بین دبی رسوبات ماسه ای و متوسط سرعت جریان
3-1: شکل مقطع عرضی رودخانه
5-1: درصد بار بستر به معلق
چکیده:
برآورد رسوب و تعیین رابطه ای که بتواند دقیق ترین برآورد را داشته باشد همواره یکی از مهم ترین مسایل در زمینه مهندسی آب و سازه های هیدرولیکی، برای مدیریت بهتر منابع آب و آبهای ذخیره شده در مخازن سدها بوده است .برای تعیین رابطه مناسب در هر منطقه باید شرایط منطقه مورد مطالعه را با شرایطی که هر یک از روابط در آن شکل گرفته اند و با در نظر گرفتن محدودیت اطلاعات و داده ها که ممکن است در منطقه مورد مطالعه وجود داشته باشد ، به دقت مقایسه و بررسی کرد تا بتوان به جواب مناسب تر و منطقی تری که به واقعیت نزدیک باشد دست یافت.
در این تحقیق ، تعدادی از معادلات بار بستر و بار معلق و بار کل بصورت مطالعه موردی برای رودخانه دوغ در استان گلستان مورد مطالعه و بررسی قرار گرفتند و همچنین تحلیل حساسیت روابط به پارامترهای موثر در انتقال رسوب مانند دبی ،سرعت و دانه بندی هم مورد بررسی قرار گرفتند تا بررسی شود که کدامیک از روابط به خطای ناشی از اندازه گیری ،حساسیت بیشتری دارند.
با در دست داشتن بار معق اندازه گرفته شده ،رابطه باگنولد به عنوان مناسب ترین رابطه بار معلق برای این منطقه انتخاب گردید. از طرفی با توجه به در دست نبودن اندازه گیری های مربوط به بار بستر و بار کل ،از مقایسه خود روابط با هم با توجه به ویژ گی های هر رابطه ،روابطی که ممکن است مناسب باشند،مشخص شدند.در تحلیل حساسیت هم روابطی که بیشترین و کمترین حساسیت را داشتند مشخص شدند . روابطی که دارای حساسیت بیشتری هستند باید در شرایطی مورد استفاده قرار بگیرند که اندازه گیری ها از دقت بالایی برخوردارند و در غیر اینصورت نتیجه بدست آمده از این روابط به هیچ وجه قابل اعتماد نمی باشد .
مقدمه:
مهندسین هیدرولیک و زمین شناس طی دو قرن اخیر،حرکت مواد رسوبی در رودخانه ها را مورد بررسی قرار داده اند،چرا که رفتار مواد رسوبی ،در هیدرولیک رودخانه و تغییر مورفولوژی آن حایز اهمیت است.طبیعت پیچیده انتقال رسوب و وابستگی آن به شرایط طبیعی، علم انتقال رسوب را به رشته ای تجربی و یا دست کم نیمه تجربی تبدیل کرده است .
برآورد رسوب و تعیین رابطه ای که بتواند دقیق ترین برآورد را داشته باشد همواره یکی از مهم ترین مسایل در زمینه مهندسی آب و سازه های هیدرولیکی، برای مدیریت بهتر منابع آب و آبهای ذخیره شده در مخازن سدها بوده است و تحقیقات بسیاری در این زمینه صورت گرفته ولی با وجود گذشت سالها تحقیق و بررسی در این زمینه هنوز رابطه ای که بتواند این مهم را برآورده کند وجود ندارد و اصولا این که انتظار داشته باشیم که به چنین رابطه ای دست یابیم امری غیر ممکن است چرا که شرایط هیدرولیکی و طبیعی و آزمایشگاهی که هریک از روابط انتقال در آن شکل گرفتند نمی تواند برای همه مناطق و شرایط پاسخگو باشد و برای دستیابی به رابطه ای که میزان برآورد بهتری به ما بدهد باید شرایط منطقه مورد مطالعه را با شرایطی که هر یک از روابط در آن شکل گرفته اند و با توجه به فرضیاتی که بر اساس آن بنا نهاده شده اند و محدوده کاربردی که دارند و با در نظر گرفتن محدودیت اطلاعات و داده ها که ممکن است در منطقه مورد مطالعه وجود داشته باشد ، به دقت مقایسه و بررسی کرد تا شاید بتوان به جواب مناسب تر و منطقی تری که به واقعیت نزدیک باشد دست یافت و به همین دلیل است که هیچکدام از توابع انتقال رسوب ارایه شده تاکنون نتوانسته اند کاملا در مجامع مهندسی پذیرفته شوند.چرا که هیچیک قادر به تخمین و محاسبه دقیق نرخ انتقال رسوب نیستند.این عدم دقت در نتایج حاصل از معادلات ،در رودخانه هایی که تحت تاثیر شرایط خاص جوی و طبیعی قرار دارند، آشکارتر است.
1-1) هدف
قبل از بیان هدف بهتر است در ابتدا به بیان ابعاد مساله و پرسش اصلی درباره این تحقیق بپردازیم .در طول سالیان فرمول ها و روابط مختلفی بوسیله محققین زیادی برای پیشگویی دبی رسوب برای شرایط مختلف ارایه شده است که این شرایط می تواند رسوبگذاری در مخازن سد،کاهش ارتفاع بستر رودخانه در زیر یک سد ، آبشستگی یا فرسایش اطراف سازه های هیدرولیکی ، اثرات معادن شن و ماسه در تعادل رودخانه ، اثرات تغییرات بستر رودخانه در سیلاب و لایروبی و ... باشد که در واقع هر کدام از آنها در نوع خود یک پدیده فیزیکی منحصر بفرد هستند.
در واقع عدم توجه به مسایل مرتبط با رسوب و استفاده ناصحیح از روابط و معادلات انتقال رسوب و عدم درک صحیح مفاهیم اولیه انتقال مواد جامد،موجب پدید آمدن مشکلات عدیده ای در زمینه بهره برداری از سازه های آبی شده است.به عنوان مثال عدم توجه به رفتار رسوب در رودخانه ها و چگونگی روند رسوبگذاری و فرسایش در آنها و در نظر نگرفتن تغییر مسیر،تغییر شکل و شیب طولی رودخانه،در بسیاری از موارد بهره برداری از سازه های احداث شده در مسیر رودخانه را با مشکلات فراوانی روبرو ساخته است.
از دیگر مسایل مهم در این زمینه ،رسوبگذاری در مخازن سدها و بندهای انحرافی است.عدم توجه به رفتار رسوب در بالادست مخزن سد و چگونگی حرکت مواد جامد به سمت سد و میزان انباشتگی و محل رسوبگذاری در مخزن،موجب ایجاد مشکلاتی در ارتباط با بهره برداری از برخی سدها شده است.از جمله این مشکلات می توان به پر شدن مخزن و افزایش حجم مرده و کاهش حجم آب قابل بهره برداری اشاره کرد.در بعضی موارد،پر شدن مخزن و بالا آمدن رسوبات در پشت سد به قدری سریع است که عملا عمر مفید سد را نصف می کند.از آنجا که هزینه لایروبی و خارج کردن رسوبات از مخزن بسیار بالا بوده و با مشکلات خاص خود همراه است و همچنین باز نمودن دریچه های تحتانی به منظور خارج ساختن جریان حاوی رسوب،موجب خالی شدن کامل مخزن از آب و ایجاد تنش ها و فشارهای هیدرواستاتیکی در بدنه سد می شود و همچنین هدایت آب حاوی رسوب از سمت دریچه به دره پایین دست سد،موجب وارد آمدن خسارت به تاسیسات احتمالی موجود در پایین دست سد می شود،لذا عملا خارج نمودن کامل رسوبات از مخزن و استفاده از حجم کل آن در سدهای کشور ما کاری دشوار و تقریبا غیر عملی است.
در برخی موارد عدم توجه مهندسین طراح سدهای بتنی به میزان آورد سالیانه رودخانه و چگونگی انباشت رسوب در مخزن و عدم محاسبه صحیح ارتفاع سالیانه رسوبگذاری در پشت سد،خسارات فراوانی
را به بار می آورد.بسیاری از مشکلات و مسایل دیگری که در پروژه های آبی به وجود می آید نیز به نحوی در ارتباط با درک نادرست از وضعیت انتقال رسوب و آورد سالانه آبراهه های طبیعی است.
بنابراین دستیابی به درک صحیح از معادلات انتقال رسوب از مسایل بسیار مهم در مهندسی هیدرولیک می باشد.
اینکه کدام رابطه انتقال رسوب می تواند بهترین و مناسب ترین رابطه برای پیشگویی دبی رسوب در منطقه مورد مطالعه برای هر طرح و پروژه باشد ، سوالی است که مهندسان هیدرولیک در پروژه های کنترل رسوب همواره با آن روبرو هستند.مساله دیگری که در این مقوله باید به آن اشاره کرد این است که نتایجی که از این روابط متعدد برای یک منطقه بدست می آید اغلب با هم اختلافات زیادی دارند با استفاده از روشهای متعدد باید بررسی کرد که نتیجه کدامیک از آنها به واقعیت نزدیک تر می باشد و بدین ترتیب رابطه مناسب برای آن منطقه را بدست آورد .از طرف دیگر یک رابطه که برای یک رودخانه پیشگویی بسیار مناسب و منطقی دارد ممکن است برای رودخانه های دیگر عملکرد بسیار ضعیفی داشته باشد و این مساله نشان دهنده این است که تعیین بهترین رابطه تنها با بررسی دقیق شرایط همان منطقه امکانپذیر است و نمی توان قدرت یک رابطه در یک یا چند منطقه خاص و یا آزمایش را به همه مناطق تعمیم داد.
آنچه که در این تحقیق بر آن تاکید می شود ، نشان دادن مراحل مختلف محاسبه و برآورد رسوب از روابط مختلف بار بستر و بار معلق و بار کل رسوب برای یک منطقه خاص ،بصورت مطالعه موردی ، می باشد و در نهایت نتایج بدست آمده از این روابط را با یکدیگر مقایسه نموده و دلایل اختلاف آنها را مورد مطالعه قرار می دهیم و شرایطی را که هر کدام از روابط بر اساس آن ایجاد شده اند را بررسی کرده و روابطی که به شرایط منطقه مورد مطالعه نزدیک تر بوده و بر اساس فرضیات قابل قبول تری بنا نهاده شده اند را به عنوان رابطه مناسب انتخاب می کنیم.
در واقع هدف از این کار رسیدن به درک بهتری از محدودیت ها و کاربرد روابط رسوب مربوط به رودخانه ها می باشد .
1-2)پیشینه تحقیق
در اینجا به تعدادی از تحقیقاتی که در این زمینه انجام شده و نتایج بدست آمده از آنها اشاره می کنیم:
1-2-1)تحلیل ها و مقایسه های انجام شده توسط وایت و همکارانش در سال 1975 نشان داد که معادله ایکرز و وایت (1973) از دقت خوبی برخوردار است و معادلات انگلوند و هانسن(1972)،راتنر(1959)،اینشتین(1950)،بیشاپ،سایمونز و ریچاردسون(1965)،توفالتی(1969) و باگنولد (1966) به ترتیب در مکان های بعدی قرار دارند و معادله میر پیتر و مولر (1948) دقت فوق العاده پایینی دارد.
1-2-2)ونونی در سال 1975 در هنگام تهیه آیین نامه مهندسی رسوب ASCE دبی های رسوب محاسبه شده از معادلات مختلف را با نتایج اندازه گیری شده از آبراهه های طبیعی مقایسه کرد.تحلیل های مذکور در سال 1976 توسط یانگ و استال و بار دیگر در سال 1977 توسط یانگ بررسی شد .از بین این 14 معادله ، نتایج محاسبه شده از معادله توان واحد جریان یانگ (1973)، با اندازه گیری های انجام شده تطابق بیشتری دارد.در ضمن معادلات کلبی ،لارسن،توفالتی و تابع بار بستر اینشتین نیز دبی رسوب رودخانه نیوبرارا را در حد قابل قبولی نخمین می زنند.
1-2-3)یانگ در سال 1976 تحلیل مشابهی را با 1247 سری نتایج حاصل از مطالعات آزمایشگاهی و نتایج بدست آمده از آبراهه های طبیعی انجام داد و نتایج وایت و همکارانش را بررسی کرد و در نهایت به نتیجه ای نظیر وایت دست یافت.این نتایج نشان می دهند که معادله یانگ که بر مبنای تئوری توان واحد جریان بنا شده بیشترین دقت را دارا است.از نظر دقت ، معادله شن و هیونگ به شرط آنکه در آبراهه های کوچک استفاده شود ،مکان دوم را دارد و سایر نتایج دقیقا نظیر نتایج حاصل از بررسی وایت است.
1-2-4)یانگ در سال 1977 از مقایسه بین نتایج اندازه گیری های انجام شده در آبراهه های کوهستانی منطقه گرین ویل و نتایج بدست آمده از معادلات انتقال رسوب نشان داد که فقط معادله توان جریان یانگ می تواند ارزیابی دقیقی از دبی رسوب آبراهه مذکور ارایه دهد.در این خصوص رابطه شاکلیج مرتبه دوم را دارد.
1-2-5)هیوبل و متجکا در سال 1955 دبی رسوب رودخانه میدل لوپ را اندازه گیری نمودند و یانگ در سال 1977 این مقادیر اندازه گیری شده را با نتایج حاصل از معادلات تئوری مقایسه نمود.که در این مقایسه تنها معادله توان جریان یانگ و روش اصلاح شده اینشتین ، ارزیابی صحیحی از دبی رسوب رودخانه مذکور دارند و سایر معادلات حتی تغییرات دبی رسوب را بازای دبی های مختلف هم نشان نمی دهند.
1-2-6)نوردین در سال 1964 دبی بار رسوبی رودخانه ریوگراند را اندازه گرفت و یانگ در سال 1977 نتایج حاصل از بار رسوبی محاسبه شده برای سه معادله انتقال را با این مقادیر اندازه گیری شده مقایسه نمود که جواب بدست آمده از روش اصلاح شده اینشتین سه برابر مقدار اندازه گیری شده در رودخانه می باشد.از طرفی نتایج دو روش یانگ و لارسن با اندازه گیری های تجربی مطابقت دارند.
1-2-7)جردن در سال 1965 دبی مواد رسوبی را در ایستگاه لوئیس واقع بر رودخانه می سی سی پی اندازه گیری نمود و یانگ در سال 1977 نتایج بدست آمده از اندازه گیری گفته شده را دبی محاسبه شده از 4 معادله انتقال رسوب مقایسه کرد که در میان این روابط ،معادله توان واحد جریان یانگ از دقت خوبی برخوردار بوده است.از طرفی نتایج حاصل از روش های کلبی و اینشتین گاهی تا دو یا سه برابر نتایج واقعی نیز مشاهده می شوند.
_____________________
1-Hubbell & Matejka 2-Nordin
3-Jordan 4-Vanoni
1-2-8)یانگ و مولیناس (1982) ، 7 فرمول بار کل شامل:
ایکرز و وایت (1973)،کلبی و هامبری (1955)، انگلوند و هانسن (1967)، مادوک (1967)، شن و هیونگ (1972)،یانگ (1973)،یانگ (1979)
را برای 6 ایستگاه رودخانه ای با بستر ماسه ای آزمایش کردند.
که یانگ نتیجه گرفت پیشگویی ها توسط ایکرز و وایت ، انگلوند و هانسن و یانگ معتبرتر از بقیه می باشند.
1-2-9)شن و هیونگ (1983) ، رابطه اصلاح شده خود و رابطه اصلاح شده کلبی و هامبری (1955) را با رابطه اینشتین که برای سه رودخانه طبیعی بزرگ اندازه گرفته شده بود ، برای بدست آوردن بار معلق مقایسه کرد و نتیجه این بود که روش دوباره اصلاح شده آنها نسبت به روش اصلاح شده قبلی نتیجه بهتری داشت.
1-2-10)کمیته مخصوص تحقیق ملی Council ،(NRC) بر اساس یک برآورد در سال 1983 ،عملکرد مدل عددی 6 رودخانه رسوبی که قادر هستند تغییرات بستر رودخانه را در طول سیلاب شبیه سازی کنند مورد مطالعه قرار دادند.این گزارش تغییرات رسوب محاسبه شده را بوسیله مدل های جداگانه برای سه رودخانه طبیعی متفاوت محاسبه می کند.با وجود شرایط هیدرولیکی و مشخصات بستر یکسان ،اختلافات بزرگ در میان روابط توسط (NRC) گزارش شده است و ناکاتو (1987) 5 فرمول رسوب شامل ایکرز و وایت (1973)،انگلوند و فردسو (1976)،انگلیس و لیسی(1968) و توفالتی(1969) را در منطقه سن دیه گو در کمیته (NRC) مقایسه کرد و نتایج را با نتیجه محاسبات انجام شده توسط چانگ (1984) که با استفاده از رابطه گراف (1971) انجام شد مقایسه کرد.
این نتایج نشان می دهد که اختلافات زیادی در میان روابط وجود دارد که بیشترین آن بالغ بر صد برابر بین رابطه گراف و توفالتی است.
____________________
1-Yang &Molinas
1-2-11)راین فرمول بار بستر خود را در سال 1984 و فرمول بار معلق خود را نیز در سال 1984 ارایه داد و رابطه خود را با روابط ایکرز و وایت (1973) ، یانگ(1973)، میرپیتر و مولر (1948) و انگلوند و هانسن (1973) با استفاده از داده های صحرایی وفلوم های بزرگ آزمایشگاهی مقایسه کرد.
گرچه او نتیجه گرفت در میان روابط فوق ، رابطه اش بهترین نتیجه را دارد ولی به پیشگویی بار کل با دقت کمتر از فاکتور 2 بعلت خطا در پارامترهای گوناگون نمی توان دست یافت.
1-2-12)لو و کریشناپان (1985) ، 5 فرمول:
ایکرز و وایت (1973)، اینشتین (1950)، بگنولد(1966)،یانگ(1976) و لو و کریشناپ(1976)
را با استفاده از اطلاعات دبی رسوب آزمایشگاهی مقایسه کردند که در این میان ایکرز و وایت دبی رسوب را برای محدوده دبی جریان 0.0099 تا 0.0274 متر مکعب بر ثانیه و عمق جریان 6.5 تا 13.6 سانتی متر و شیب بستر 0.00059 تا 0.001 ، بطور منطقی و مناسب محاسبه می کند.بقیه روابط دبی رسوب را دست بالا پیشگویی می کنند و در این میان روش اینشتین بالاترین مقدار را محاسبه می کند و بگنولد بین یانگ و اینشتین می باشد.
1-2-13)تاتسوکی ناکاتو در سال 1990 در یک تحقیق برای 11 فرمول اساسی انتقال رسوب شامل ایکرز و وایت ،اینشتین براون،انگلوند و فردسو،انگلوند و هانسن و انگلیس لیسی ، کریم ،میر پیتر و مولر ، راین ،شاکلیج ،توفالتی و یانگ را با استفاده از داده های دو ایستگاه آبسنجی مقایسه نمود و نتایج حاصل از آنها را مورد بررسی قرار داد و دبی محاسبه شده از این روابط را با دبی اندازه گرفته شده مقایسه نمود .نتایج اختلاف زیادی را بین دبی محاسبه شده و اندازه گرفته شده نشان دادند و در نتیجه آقای Nakato به این نتیجه رسید که پیشگویی دبی رسوب در رودخانه های طبیعی بسیار کار مشکلی می باشد.
پایان نامه کارشناسی ارشد عمران ارزیابی روشهای هیدرولیکی محاسبه بار رسوبی رودخانه ها
