فهرست مطالب

نشریه سد و نیروگاه برق آبی ایران
پیاپی 17 (تابستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/08/07
  • تعداد عناوین: 7
|
  • اثر سختی لایه های خاک بر الگوی تنش در حضور پوشش بتنی تونلهای انتقال آب
    مهدی پنجی* ، بهمن انصاری، جعفر عسگری مارنانی، علی انصاری صفحات 1-12
    در این مقاله با استفاده از روش عددی اجزای مرزی نیم صفحه که پیشتر توسط مولفان برای محیط تک لایه پیشنهاد شد، جهت مدلسازی پوشش تونل های مدفون انتقال آب در محیطهای لایه ای خاک استفاده شده است. در استفاده از روش مذکور تنها نیاز است تا مرز تونل و مرز مشترک لایه های خاک گسسته سازی شوند. ضمن ارائه فرمولبندی روش مزبور و صحت سنجی نتایج حاصل در قیاس با ادبیات فنی، رفتار یک تونل تحت فشار مدفون در خاک دولایه مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا اثر تغییر مشخصات مصالح لایه ها از قبیل مدول الاستیسیته و ضریب پوآسون بر توزیع تنش در سطح زمین و پیرامون تونل مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل، سهولت و دقت بالای روش اجزای مرزی نیم صفحه را برای مدلسازی تونلهای با پوشش بتنی مستقر در خاکهای لایه ای نشان می دهد. استفاده از این روش برای تحلیل سازه های مدفون و ارایه الگوی تنش، پیرامون تدقیق و تصحیح آیین نامه های موجود توصیه می شود.

    کلیدواژگان: اجزای مرزی نیم صفحه، مدلسازی عددی، حفرات پوشش دار، تونل های انتقال آب، خاکهای لایه ای
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • تحلیل پایداری دیواره آب بند بهسازی شده با دوغاب حفاری در حین احداث- مطالعه موردی: سد نهب قزوین
    علی عالی انوری* ، مهندس محمد هاشمی، محمد امین کربلا صفحات 13-24
    به منظور جلوگیری از نشت آب در پی سدها نیاز به وجود دیوار و یا پرده های آببند در زیر پی سد و هسته رسی آن ضروری است. هنگام حفر دیوارهای آببند در قسمت پیش حفاری بهمنظور جلوگیری از ریزشهای موضعی خاک و پیامدهای ناشی از آن مانند گیرکردن باکت دستگاه حفار درون ترانشه از دوغاب بنتونیت استفاده میشود. بدین منظور تعیین عناصر موجود در دوغاب که بتواند پایداری موقت ایجاد کند امری ضروری است. در این تحقیق با استفاده از مدلسازی سهبعدی به کمک نرم افزار تفاضل پایداری دیوار آببند سد مخزنی نهب مورد بررسی قرار گرفت. منطقه  حفاری شده با FLAC3D محدود توجه به ظرفیت باکت حفار به شش قسمت تقسیمشده و هر مرحله به صورت جداگانه مورد تحلیل قرار گرفته است. پس از تعیین بحرانیترین حالت با استفاده از روابط تجربی بیشترین فشار هیدرو استاتیکی که به دیوار اعمال می شود تعیین و درنهایت عناصر  دوغاب موردنظر تعیین شدند. نتایج مدلسازی نشان می دهد دیوارهای ترانشه تنها با دوغاب بنتونیت قادر به پایداری نیست و علاوه بر بنتونیت بایستی از سیمان نیز در دوغاب استفاده گردد. حداقل بنتونیت جهت پایداری ترانشه برابر 55 کیلوگرم در یک مترمکعب دوغاب میباشد. این مقدار سیمان حداقلی جهت پایداری ترانشه برابر 211 کیلوگرم در یک مترمکعب دوغاب می باشد. حداکثر جابجایی در مرحله چهارم حفاری و در جهت عرضی ترانشه )در ایجاد میگردد. بررسی نتایج حاصل از مدلسازی عددی با قوانین موجود در آییننامه )X جهت محور کمیته بین المللی سدهای بزرگ نشان دهنده دقت قابل قبول مدلسازی و فرضیات استفاده شده می باشد.
    کلیدواژگان: دیواره آب بند، تحلیل پایداری، دوغاب بنتونیت، مدل سازی عددی، سد نهب قزوین
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی مدل عددی سلولهای جریانهای ثانویه در کانالهای ذوزنقهای و تاثیر آن بر پرش هیدرولیکیز
    دانشجوی دکترا بهادر فاتحی نوبریان، هومن حاجی کندی* ، یوسف حسن زاده، سعید جمالی صفحات 25-38
    مطالعه سلول های جریان های ثانویه امری پرهزینه و نیازمند تجهیزات آزمایشگاهی مجهزی می باشد،لذا پژوهشگران دینامیک سیالات محاسباتی CFD را روشی مقرون به صرفه برای مدلسازی می دانند. در تحقیق حاضر ویژگی های سلول های جریان های ثانویه در کانال های ذوزنقه با زوایای جانبی ◦45، ◦60 و ◦75 ، تحت تاثیر 5 دبی مختلف در نرم افزار Flow3D شبیه سازی شده است. نتایج مدلسازی نشان داده است که رابطه ی عکس بین سرعت ثانویه در جهت عرض کانال (x) و سرعت در جهت عمق جریان (z) وجود دارد. علاوه بر این مشاهده شد که با افزایش شیب دیواره جانبی کانال از ◦45 به ◦75 سرعت جریان ثانویه در امتداد (x) افزایش یافته و در امتداد (z) کاهش می یابد. درضمن مقادیر سرعتهای جریان ثانویه در امتداد (x) و (z) با افزایش عدد فرود به ترتیب افزایش و کاهش می یابند. حداکثر نسبت افزایش سرعت جریان های ثانویه در جهت عمود برمحور جریان (x) در مقطع ◦45 به مقطع ◦75 در عدد فرود 10 ، 71% است و حداکثر سرعت جریان ثانویه در جهت عمود بر سطح جریان (z) در مقطع ◦75 نسبت به مقطع ◦45 در عدد فرود 2 ، 88% است. علاوه بر این مشاهده شد با افزایش شیب دیواره جانبی کانال افت انرژی نیز افزایش یافت.
    کلیدواژگان: جریان های ثانویه، کانال های ذوزنقه، پرش هیدرولیکی، تنش برشی مرزی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • طراحی بهینه سرریزهای پلکانی جهت حداکثر سازی استهلاک انرژی با استفاده از الگوریتم تکاملی تفاضلی و الگوریتم کرم شب تاب و ترکیب هر دو الگوریتم
    آقای پژمان درخشان علمدارلو، آقای مهدی اژدری مقدم صفحات 39-49
    در سال های اخیر تحقیقات نشان داده است که سرریزهای پلکانی به عنوان راهکار مناسبی جهت استهلاک انرژی در سرریزها مورد توجه قرار داشته اند. از اهداف طراحی سرریز پلکانی می توان به افزایش شدت استهلاک انرژی در طول سریز و در نتیجه کاهش ابعاد حوضچه آرامش اشاره نمود. بنابراین طراحی بهینه ابعاد سریز بر اساس حداکثر انرژی مستهلک شده هدف اصلی در این تحقیق می باشد. در این مطالعه ابعاد سرریز به عنوان مجهولات در نظر گرفته شده است که براساس الگوریتم های تکاملی تفاضلی و کرم شب تاب و همچنین ترکیب دو الگوریتم این مجهولات به صورت بهینه طراحی شده است. با افزایش دبی جریان منجر به کاهش استهلاک نسبی انرژی و افزایش ارتفاع بهینه پله ها می شود. در این تحقیق از سه دبی جریان ورودی مختلف 422، 560. 2 و 776. 9 استفاده گردید. نتایج نشان داد که به طور مثال در در هر سه دبی میزان استهلاک انرژی در طول افقی پله ها 200 متر به روش ترکیب الگوریتم به ترتیب برای هر سه دبی برابر 79. 29، 78. 47 و 68. 47 درصد می باشد.
    کلیدواژگان: سرریز پلکانی، استهلاک انرژی، طراحی بهینه، ترکیب الگوریتم تکامل تفاضلی و کرم شب تاب _
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • مطالعه آزمایشگاهی عوامل موثر بر کارایی سیستم هیدروساکشن
    عاطفه مقبلی ، محمد جواد خانجانی، سید رضاهاشمی نژاد صفحات 50-61
    رسوب زدایی دریاچه سدها با روش های مختلف از جمله هیدروساکشن انجام می شود. برای طراحی دقیق اجزای سیستم هیدروساکشن و افزایش کارایی آن لازم است ابتدا روند رسوب زدایی آن، از طریق مدل فیزیکی مطالعه گردد. از جمله پارامترهای موثر در کارایی این سیستم می توان به: قطر لوله مکش، زاویه دهانه مکش نسبت به سطح رسوب و هد موثر (اختلاف ارتفاع میان سطح آب درون مخزن و خروجی سیستم) اشاره نمود. به منظور بررسی تاثیر پارامترهای مذکور بر غلظت جریان خروجی، مدل فیزیکی یک مخزن طراحی، ساخته و مورد بررسی قرارگرفت. در این پژوهش نحوه تاثیر این پارامترها برکارایی سیستم هیدروساکشن با آزمایش آن ها در سه سطح ارزیابی شد. نتایج این پژوهش نشان داد، افزایش پارامترهای مذکور موجب افزایش غلظت جریان خروجی می شود. بطور مثال، با افزایش هد موثر از50 سانتی متر به 65 و 80 سانتی متر، غلظت جریان خروجی به ترتیب 48/9 و 9/20 درصد بیشتر شد.
    کلیدواژگان: رسوب زدایی، هیدروساکشن، مدل فیزیکی، مخزن سد
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • گزینه یابی سد و نیروگاه خرسان1 با استفاده از روش WASPAS و مقایسه آن با دیگر روش های تصمیم گیری چند شاخصه
    عباس جهانگیری* صفحات 62-69
    مسئله گزینه یابی سدها و نیروگاه ها یکی از مسائل مهم در مدیریت منابع آب می باشد. هدف از این تحقیق، گزینه یابی سد و نیروگاه خرسان 1 به وسیله ی یکی از جدیدترین روش های تصمیم گیری چند شاخصه به نام (Weighted Aggregated Sum Product Assessment (WASPAS) ) و مقایسه آن با سایر روش های تصمیم گیری چند شاخصه بود. در این مطالعه موردی که داده های مورد نیاز جهت تشکیل ماتریس تصمیم در تحقیقات قبل به دست آمده است، سه طرح محورD- بتنی قوسی ، محورD -سنگریزه ای و محور F- بتونی قوسی جهت انتخاب و بهگزینی با استفاده از روش WASPAS و به کمک نرم افزار EXCEL 2010 مورد تحلیل قرار گرفت. نمرات محاسبه شده نشان داد محور D - بتنی قوسی اولویت اول (Q=0. 9081) ، محورF - بتونی قوسی اولویت دوم (Q=0. 8487) و نهایتا محور D -سنگریزه ای اولویت سوم (Q=0. 8202) را کسب نموده اند. به طور کلی میتوان گفت روش های SAW، AHP و WASPAS به نتیجه یکسانی منجر شده اند درحالی که روش TOPSIS نتیجه متفاوتی داشته است.
    کلیدواژگان: ارزیابی محصول جمع شده با وزن (WASPAS)، بهگزینی، تصمیم گیری چند شاخصه، سد، نیروگاه
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی تولید گازهای گلخانه ای CH4 و CO2 در مخازن سدهای نیروگاهی حوضه کارون
    حسین صمدی بروجنی* ، مهندس عیسی بزرگزاده، مهندس سید هاشم افضلی، مهندس میلاد خواستار بروجنی، مهندس نادر رضایی صفحات 70-78
    نیروگاه های برقابی بدلیل نیاز به ساخت سد و ایجاد مخزن ذخیره آب، یکی از منابع تولید گازهای گلخانه ای است. در این تحقیق با استفاده از اندازه گیری های میدانی میزان تولید گازهای CH4 و CO2 از مخازن سدهای نیروگاهی حوضه کارون شامل سدهای کارون-3 و کارون-4 و شهیدعباسپور مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد از نظر نرخ تولید گازهای گلخانه ای، مخزن سد شهیدعباسپور با 5/134 گرم دی اکسید کربن معادل بر کیلووات ساعت برق تولیدی بیشترین میزان نرخ تولید گازهای گلخانه ای را داشته و پس از آن سدهای کارون4 و کارون 3 به ترتیب با تولید 87/32 و 92/23 گرم دی اکسید کربن معادل بر کیلووات ساعت برق تولیدی در رتبه های بعدی قرار دارند. همچنین مقایسه میزان انتشار گازهای گلخانه ای نیروگاه های برقابی مورد مطالعه با نیروگاه حرارتی جایگزین نتایج نشان داد نیروگاه های برقابی مورد مطالعه بطور متوسط تنها 7. 6 درصد نیروگاه های حرارتی جایگزین گاز گلخانه ای دی اکسیدکربن معادل منتشر کرده اند. این مقدار برای کارون-3 کمترین و برای نیروگاه شهیدعباسپور بیشترین مقدار را دارد. این نتایج نشان می دهد با احداث نیروگاه های برقابی مورد مطالعه بیش از 92 درصد در انتشار گازهای گلخانه ای صرفه جوئی شده است که از نظر محیط زیست یک عملکرد مطلوب به حساب می آید.
    کلیدواژگان: سدهای برقابی، حوضه کارون، گازهای گلخانه ای، نیروگاههای حرارتی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
|
  • The effect of soil layers stiffness on the stress pattern in the presence of water transmission tunnels with concrete lining
    Mehdi Panji Dr.*, Bahman Ansari , Jafar Asghari Marnani Dr., Ali Ansari Pages 1-12
    In this paper, by using numerical method of half-plane boundary element which was previously proposed by the authors for single layer soil was applied for modeling embedded lined water transmission tunnels in the layered-soil medium. In the use of this method, only the boundary of lining and interfaces were required to be discretized. In addition to present the formulation of the mentioned method and verify the results in comparison of the literature, the behavior of a pressure tunnel embedded in two-layer soil was studied. In this regard, the effect of soil layers properties including Poisson ratio and elasticity modulus was investigated to obtain the stress distribution on the ground surface as well as around the tunnel. The results showed that half-plane boundary element method was a simple approach with high accuracy for modeling lined tunnel embedded in the layered soils. Use of this method was recommended for analyzing underground structures and presenting stress patterns in order to correct the existing codes.
    Keywords: Half-plane BEM, Lining, Layered soil, Numerical methods, Water transmission tunnels
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Stability analysis of cut-off wall during construction and the remediation methods – Case study: Nohob Dam cut-off wall
    Pages 13-24
    In order to prevent leakage in the basement of dams, there are cutoff  walls or membranes below the dam foundation is required. When digging cutoff wall in the pre-excavation section, in order to avoid the fallout local soil and its consequences such as bonding chamber inside the trench excavation, bentonite slurry is used. In order to determine the elements in a slurry that can provide temporary stability is essential. In this study, due to conditions in the dam area Nohob Takestan, and assuming continuum finite difference method is used for numerical simulation and analysis of the pre-excavation. Excavation area is divided into six sections according to the digger bucket capacity and each stage is analyzed separately. After determining the critical modes using empirical relationships most hydrostatic pressure applied to the wall is determined and ultimately determined the desired slurry elements. The results of numerical modeling with the rules of procedures of the International Commission on Large Dams corresponded. And it can be concluded that continuum in the region is not far from reality excavated Nohob dam .
    Keywords: Cutoff Walls, Stability Analysis, Mud Cake, Numerical Modeling, Nohob Takestan Dam.
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Numerical Modeling Investigation of Secondary Current Cells in Trapezoidal Channels and their Effect on Hydraulic Jump’s Properties
    Bahador Fatehi Nobarian Ph.d.Candidate, Hooman Hajikandi Dr.*, Yousef Hassanzadeh Prof., Saeed Jamali Dr. Pages 25-38
    A hydraulic jump occurs when a supercritical flow has to change into subcritical flow, there is a sudden rise in the water surface and considerable loss of energy in a hydraulic jump. In this paper analyzed the trapezoidal channels properties in 3 different lateral angles , 45°,60° and 75°,  by numerical modeling and computational fluid dynamic methods by flow 3D software, and has been investigated the effect of secondary currents flow cells on hydraulic jump, The results shows that hydraulic jump energy loss reduced by 45  to the other sections, and also shows the opposite relation between the secondary currents  flow velocity in the horizontal direction (Vx) and the vertical direction (Vz) .and at last air entrainment volume in 45  section at the begging of jump was more than the 75  section, so that it was ranged 0.155 m3 in 75  to 0.17 m3 in 45  .The ratio of the increase in the x direction of velocity of the secondary currents in the 45 ° was 76% to the 75°.
    Keywords: Secondary currents, Trapezoidal channel, Hydraulic jump, Boundary shear stress
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Optimum Design of Stepped Spillway for Maximizing Energy Dissipation using Differential Evolution Algorithm and Firefly Algorithm and Combines both Algorithms
    Pages 39-49
    In recent years, research has shown that as a good strategy for energy dissipation of spillway in stepped spillway have been considered. The design goals of stepped spillway can be used to increase the intensity of energy dissipation during spillway and thus reduce the dimensions mentioned stilling basin. Therefore optimum design of spillway on maximum energy dissipated main goal in this research. The dimensions of the spillway is considered as variables based on differential evolution algorithm and Firefly algorithm and also the combination of two algorithms for optimum design is variables. By increasing the flow rate is reduced relative energy dissipation and optimum height of the steps increases. In this study, three different inlet flow 422 (m3/s), 560.2 (m3/s), and 776.9 (m3/s), were used. The results showed that, for example, in  three  flow the energy dissipation during the horizontal steps of 200 meters by combining the algorithm, respectively, for the three flow is 79.29%, 78.47% and 68.47%.
    Keywords: Stepped Spillway, Energy Dissipation, Optimum Design, Combining Differential Evolution, firefly Algorithm.
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Laboratory study of effective factors on hydrosuction efficiency
    Atefeh Moghbeli*, MohamadJavad Khanjani , SeyedReza HashemiNejad Pages 50-61
    Sediment desilting of dam reservoirs is done by different methods such as hydrosuction. In order to precisely design of hydrosuction systems resulting in higher efficiency and avoiding water loss of the reservoir, it is necessary to experimentally study the process of sediment desilting. The main parameters which influence on the efficiency of such systems include: the suction pipe diameter, the angle of suction pipe relative to the bed surface, and the effective head (head difference between reservoir water level and system outlet). To study the impact of those parameters on outflow density, a physical model of reservoir has been designed, constructed and investigated. Experiments have been conducted on each parameter at three levels and three replications for each run. Results show that the outflow gets denser by increasing amount of these parameters. For example by increasing effective head from 50 cm to 65 cm and then 80 cm, the outflow density increases 9.4% and 20.9%, respectively.
    Keywords: hydrosuction, sediment desilting, physical model, reservoir
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Selectivity the Khersan 1 Dam and Power plant by Using WASPAS and its Comparison with Other Multiple Attribute Decision Making
    Abbas Jahangiri Pages 62-69
    Selectivity the dams and Power plants is one of the most important issues in water resources management. The purpose of this paper was Selectivity the Khersan 1 dam and powerhouse by using one of the newest of the Multiple Attribute Decision Making (MADM) method in the name of Weighted Aggregated Sum Product Assessment (WASPAS) and its comparison with other MADM methods. In this case study that data required for making decision matrix is obtained in previous research, three alternatives: D axis- concrete arch, D axis- Pebble and F axis- concrete arch for selectivity by using WASPAS method with the help of the Excel 2010 software was analyzed. Calculated scores showed that D axis- concrete arch has achieved first priority (Q=0.9081), F axis- concrete arch has achieved second priority (Q=0.8487), finally D axis- Pebble has achieved third priority (Q=0.8202). Generally it can be said that SAW, AHP and WASPAS methods have led to the same result while TOPSIS had different result.
    Keywords: Weighted Aggregated Sum Product Assessment (WASPAS), Selectivity, Multiple Attribute Decision Making (MADM), Dam, Power plant.
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Study of Greenhouse Gas Emissions, CH4 and CO2, in Hydro Power Dams of Karun Basin
    Hossein Samadi Boroujeni Dr.*, Eisa Bozorgzadeh Mr., Sayed Hashem Afzali Mr., Milad Khastar Boroujeni Mr., Nader Rezaei Mr. Pages 70-78
    Hydropower plants are one of the sources of greenhouse gas emissions due to the need to build a dam reservoir. In this research, using field measurements, the generation of CH4 and CO2 from the reservoirs of hydropower Dams in Karun basin including Karun-3 and Karun-4 and Shahid Abbaspour dams has been investigated. The results showed that Shahid Abbaspour Dam reservoir with emission of 134.5 grams of carbon dioxide equivalent per kWh has the highest greenhouse gas emissions, and then the Karun-4 and Karun-3 dams, respectively, produced 32.87 and 23.92 grams of carbon dioxide equivalent to kilowatt hours of produced electricity are in the next ranks. Also, the comparison of the greenhouse gas emissions of the studied hydropower plants with alternative thermal power plants showed that the studied hydroelectric power plants produced an average of 7.6% of the thermal power plants replacing carbon dioxide equivalent greenhouse gas. This value for Karun-3 is the lowest and for Shahid Abbaspour power plant is the highest value. These results show that with the construction of hydroelectric power plants in Karun basin, more than 92 percent of greenhouse gas emissions have been saved, which is considered to be an optimal performance for the environment.
    Keywords: Hydropower Dams, Karun basin, Greenhouse Gas, Thermal Power Plants
    Abstract View Paper Original: Persian