به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

فهرست مطالب hossein hamidi far

  • زهرا بهروزی، حسین حمیدی فر*، محمدعلی زمردیان

    ساختار جریان در اطراف پایه پل بسیار پیچیده است. به دلیل شرایط خاص هندسی و سازه ای برخی موارد ایجاب می نماید که پایه ها به صورت دوتایی با چیدمان های خاص کنار یکدیگر قرار گیرند که این امر منجر به پچیده تر شدن ساختار جریان اطراف پایه می شود. در این پژوهش، تغییرات سرعت جریان و انرژی جنبشی آشفته اطراف تک پایه و گروه پایه های پل دوتایی با مقطع دایره، در حالتی که پایه ها به سه صورت پشت سر هم، کنار هم و زاویه دار نسبت به جهت جریان قرارگرفته اند، با استفاده از نرم افزار فلوینت شبیه سازی شده است. مولفه های سه بعدی سرعت، خطوط جریان و خطوط هم تراز سرعت برای هر دو حالت تک پایه و دو پایه بررسی شده اند. با مقایسه مقادیر سرعت طولی بین داده های آزمایشگاهی و شبیه سازی شده در دو مقطع عرضی انتخابی، خطای میانگین برای مدل تک پایه برابر با 3/7 درصد و برای مدل دو پایه پشت سر هم برابر با 54/3 درصد به دست آمد. همچنین مقدار مولفه طولی سرعت در مدل دو پایه پشت سر هم، دو پایه کنار هم و مدل زاویه دار نسبت به تک پایه به ترتیب 34/2 % و 27/9 % کاهش و 87/8 % افزایش داشته است. به طور کلی، به دلیل وقوع کمینه مقادیر سرعت و انرژی جنبشی آشفته، مناسبترین حالت قرارگیری پایه ها در مسیر جریان به صورت کنار هم توصیه می شود.

    کلید واژگان: سرعت جریان, سیلاب, شبیه سازی عددی, فلوئنت, میدان جریان}
    Zahra Behrouzi, Hossein Hamidifar *, MohammadAli Zomorodian

    Flow structure around bridge pier is a very complicated phenomenon. Due to the special geometric and structural conditions in some cases, it is required that the piers be placed in pairs next to each other with special arrangements, which leads to a more complex flow structure around the piers. In this study, the variations of the flow velocity and turbulent kinetic energy around single and the twin bridge piers with a circular cross section is simulated using the Fluent model. The twin piers are placed in three configurations including tandem, side-by-side, and at inclined with the flow direction. The three-dimensional components of flow velocity, streamlines, and velocity contours have been investigated for both single and twin piers. By comparing the longitudinal velocity between measured and simulated conditions in two selected cross sections, the average error for the single tandem piers was 7.3% and 3.54%, respectively. Also, the longitudinal velocity in the tandem, side-by-side and inclined piers has decreased by 2.34% and 9.27% and increased by 87.8%, respectively, compared to the single pier conditions. In general, due to the minimum values of turbulent velocity and kinetic energy, the side-by-side model is recommended as the most appropriate arrangement of the piers with respect to the flow direction.

    Keywords: Flow pattern, velocity, bridge pier, Simulation, Fluent}
  • حسین حمیدی فر*، محمدحسین امید

    عوامل زیادی در فرآیند انتقال آلاینده ها در رودخانه ها تاثیرگذار هستند. از بین این پارامترها، پوشش گیاهی کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. به دلیل شرایط مناسب در سیلابدشت ها از جمله رطوبت کافی و رسوبات حاصلخیز، امکان توسعه و رشد انواع مختلفی از پوشش های گیاهی در این مناطق وجود دارد که با توجه به نوع پوشش، اثرگذاری آن ها بر انتقال جرم متفاوت است. در این پژوهش به بررسی آزمایشگاهی تاثیر عمق جریان، چیدمان پوشش گیاهی و همچنین اندرکنش جریان بین کانال اصلی و سیلابدشت بر ضریب انتشار طولی، K، در یک کانال مرکب پرداخته شده است. نتایج حاکی از آن است که مقدار ضریب K در کانال اصلی از مقدار مربوطه روی سیلابدشت بزرگتر است. به طور کلی، با افزایش عمق نسبی از 15/0 به 35/0، ضریب انتشار طولی نیز روند افزایشی را دنبال می کند. همچنین، اندرکنش جریان بین کانال اصلی و سیلابدشت، ضریب انتشار طولی را در حالت بدون پوشش گیاهی تا 30% و در حالت با پوشش گیاهی تا 88% افزایش می دهد که آنالیزهای آماری نیز حاکی از معنی دار بودن این تفاوت هاست. همچنین تاثیر چیدمان پوشش گیاهی بر ضریب انتشار طولی در سیلابدشت و کانال اصلی معنی دار است. مقدار پارامتر K /U*iHi در چیدمان یک در میان نسبت به چیدمان ردیفی بیشتر است.

    کلید واژگان: سیلابدشت, پوشش گیاهی, ضریب انتشار, آلودگی, رودخانه}
    Hossein Hamidifar *, MohammadHossein Omid

    Several factors affecting pollutant transport in rivers. Among those, vegetation is less studied by researchers. Due to the appropriate conditions in floodplains, such as adequate moisture and fertile sediments, it is possible to develop and grow different types of vegetation in these areas. Depending on the type of vegetation, their effect on the flow and subsequently on mass transfer is different. In this paper, the effects of flow depth, vegetation arrangement, and the interaction between the floodplain and the main channel on the longitudinal dispersion coefficient, K, in a compound channel has been studied. The results show that K is greater in the main channel rather than the floodplain. In addition, the interaction of the main channel and floodplain increases the K values up to 30 and 88% for non-vegetated and vegetated conditions, respectively, which are statistically significant. Similarly, the effect of vegetation arrangement on the K values are statistically significant, and K /U*iHi is greater for the staggered arrangement rather than tandem arrangement.

    Keywords: floodplain, vegetation, dispersion coefficient, Pollution, river}
  • دامون محمدعلی نژادیان، حسین حمیدی فر*

    پدیده آبشستگی پایه پل، یکی از موضوعات مهم در زمینه هیدرولیک پل ها و مهندسی رودخانه می باشد. به همین دلیل، بررسی این پدیده تحت شرایط مختلف به منظور تخمین حداکثر عمق فرسایش پایه و کاهش خطر آبشستگی و تخریب پل، امری ضروری می باشد. هدف این تحقیق بررسی اثر همزمان حضور شکاف و اجسام شناور بر آبشستگی اطراف پایه پل است. بر این اساس، نتایج مربوط به آزمایش های مختلف پایه پل در شرایط آب زلال ارایه گردیده است. نتایج نشان داد که هر چند استفاده از شکاف می تواند به تنهایی باعث کاهش 20% عمق آبشستگی شود اما تجمع اجسام شناور این مقدار را تا 15% کاهش می دهد. همچنین اجسام شناور باعث می شوند در حالت بدون شکاف عمق آبشستگی تا 6/17% در مقایسه با حالت بدون تجمع اجسام شناور افزایش یابد. این نتایج نشان می دهد که تجمع اجسام شناور می تواند تاثیر شکاف در کاهش آبشستگی اطراف پایه را خنثی نموده که نیازمند توجه جدی در مرحله طراحی و همچنین انجام آزمایش های بیشتر به منظور بررسی این مساله تحت شرایط مختلف می باشد.

    کلید واژگان: رسوب گذاری, مهندسی رودخانه, تخریب پل ها, فرسایش}
    Damoon Mohamad Ali Nezhadian, Hossein Hamidifar *
    Introduction

    One of the significant issues in bridge hydraulics and river engineering is the phenomenon of bridge pier scouring. Scour is a phenomenon caused by the flow of water in rivers and channels. Determining the maximum depth of scouring is essential because it indicates the amount of potential degradation of the flow around the structure and also plays a decisive role in estimating the dimensions and size of structures. In hydraulic structures, this phenomenon can damage the stability of hydraulic structures because water can wash sediments beneath and around hydraulic structures and carry them in the flow direction. Over time, this phenomenon drains around the bridge pier and, eventually leading to the destruction of the bridge. Generally, two fundamental procedures may reduce scour around bridge piers. First includes changing the flow pattern by using a slot through the pier, for example. The second method includes enhancing the ability of the bed material to withstand erosion by placing riprap in front of the pier, for example. In recent years, piercing a slot through the pier is a new method to control the depth of scouring. The mechanism of operation of the slot is reducing the strength of the horseshoe vortex due to the reduction of the effective diameter of the pier. Although many studies have been carried out on the scouring of bridge piers so far, the study on the effect of floating debris on the effectiveness of a slot in protecting the pier against this phenomenon has not been investigated so far. The purpose of this study is to investigate the simultaneous effect of slot and debris on the scour around bridge piers. So the results of different bridge-pier tests in clear water conditions are presented.

    Methodology 

    The experiments were performed in Sediment Hydraulics Laboratory, Water Engineering Department, Shiraz University in a glass-walled flume with a rectangular cross-section of 0.4 m wide and 9 m long with a slope of 0.002. At the downstream end of the flume, a tailgate was installed to adjust the flow depth. Uniformly graded sediment particles with a median diameter of 0.8 mm were used. In each experiment, the discharge rate was determined to maintain the clear water scour conditions according to the ratio of the average velocity to critical velocity (Uc/U=1). The diameter of the bridge pier model used in this study was 40 mm. The width of the slot used was 10 mm corresponds to ¼ of the pier diameter. Also, a 200 mm long and 12 mm diameter cylinder installed on the pier at the water surface was used to simulate the accumulated debris. The first experiment was performed with a bridge pier without slot and debris accumulation (control experiment), and each other test was a combination of the presence or absence of slot and debris.

    Results and discussion 

    The results showed that although the presence of the slot reduces the maximum scour depth, the accumulated debris neutralized this effect considerably. It was found that using the slot alone can reduce the scour depth upto 20%, but the debris accumulation reduces this value to 15%. In the control case, with the code NS-ND-130, the ds/b ratio is 0.85, where ds and b are the maximum scour depth and pier diameter, respectively. It was also observed that in NS-D12-130, i.e., the simple pier with accumulated debris and flow depth of 130 mm, this ratio is 1, which is 17.6% greater compared to the control test. The reason for this increase is the presence of debris. The slot guides the flow in a straight line and prevents the flow separation. Hence, in the S-D12-130 experiment, i.e., a slotted pier with accumulated floating debris, the maximum scour depth decreased by 11% compared to the control, and the ratio (ds/b) indicating maximum scour depth it reached 0.775, indicating the effect of the slot in reducing scour. Besides, it was observed that with increasing the flow depth, the effect of debris would decrease. Since no relationship has been provided so far to calculate the maximum depth of scour around the bridge piers in the presence of slot and floating debris, the ds values in the present study are compared with the results of other researchers with no slots and no floating debris conditions.

    Conclusion 

    Various methods have been proposed by researchers to reduce scour and protect the bridge pier against scour, for example, a vertical slot through the pier. In this study, the effect of accumulated floating debris during floods on the effectiveness of a slot in reducing the scour around a cylindrical bridge pier was investigated. The results showed that although the presence of the slot reduces the scour depth, the accumulated debris neutralized this effect considerably. Finally, although using the slot can reduce the scour depth to 20%, but the debris accumulation reduces this value to 15%.

    Keywords: Scour, River Engineering, bridge pier, Slot, Debris}
  • علیرضا کشاورزی*، حسین حمیدی فر، لیلا خواجه نوری
    در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی ساختار جریان در اطراف پایه های پل استوانه ای پرداخته شده است. به منظور بررسی اثر فاصله پایه های پل بر آبشستگی و ساختار جریان پیرامون پایه، آزمایش هایی در حالت های تک پایه و دو پایه با دو فاصله متفاوت نسبت به هم در یک فلوم آزمایشگاهی به طول 15، عرض 7/0 و ارتفاع 6/0 متر انجام شده است. مولفه های طولی، عرضی و عمقی سرعت متوسط جریان در حفره آبشستگی پیرامون پایه ها در شبکه ای از نقاط در چهار عمق 10، 15، 20 و 25 میلیمتری از بستر فرسایش یافته با استفاده از یک دستگاه سرعت سنج سه بعدی صوتی داپلر اندازه گیری گردید. بر اساس اطلاعات به دست آمده، تغییرات مولفه های سرعت در سه مقطع مختلف به تفصیل مورد بحث قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که اثر متقابل دو پایه با فاصله کم روی یکدیگر باعث تشدید فرآیند آبشستگی در فاصله بین دو پایه و محل پایه دوم گردیده است. همچنین افزایش تعداد پایه ها منجر به توسعه عرضی حفره آبشستگی و در نتیجه افزایش حجم گودال آبشستگی شده است. از طرفی دیگر، تغییرات سرعت و تغییرات شکل حفره روند مشابهی را دنبال می کنند. به طور کلی نتایج نشان دهنده تاثیر قابل توجه فاصله بین پایه ها بر میدان جریان و آبشستگی موضعی بستر است که بایستی در مرحله طراحی به دقت مورد توجه قرار گیرد. همچنین، مقایسه ای بین دقت برخی مدل های متداول در برآورد حداکثر عمق آبشستگی در اطراف پایه های تکی و دوتایی انجام شده است.
    کلید واژگان: فرسایش, رسوب, رودخانه, سرعت جریان, سیلاب}
    Alireza Keshavarzi *, Hossein Hamidifar, Leila Khajehnoori
    Bridges constructed across rivers are among the most important structures, especially during and after flood events. Bridge piers are exposed to some hazardous factors such as local and contraction scour hydrodynamics. The lower prediction of maximum scour depth can cause  bridge failure, while over-prediction leads to a very costly project. The appropriate estimation of maximum scour depth around bridge piers is, thus, necessary. In some bridges, more than a single pier is considered during the design phase, and the interaction between the adjacent piers makes the situation very different. The flow structure and scour process around a group of bridge piers are, indeed, very different from a single bridge pier. Many researchers have studied the scour around single and/or multiple-column bridge piers. For instance, studying the scour depth for a group of piers, Mahjub et al. (2014) reported that the maximum scour depth around the second bridge pier was less than that of the upstream pier, while the scour depth around the third pier was lower than that of the first and second piers. Moreover, Daneshfaraz et al. (2014) investigated the effect of pier slots on the maximum scour depth around the two-column bridge piers. The results that the slot reduced the maximum scour depth compared to the piers without a slot. In this paper, the flow and bed topography around a group of piers was studied experimentally.
    Keywords: Erosion, Sediment, River, Flow velocity, Flood}
  • حسین حمیدی فر*، مهدی بهرامی، محمد جواد امیری
    فرسایش کناره‏ای در رودخانه ها خسار ت های زیادی را به اراضی مجاور تحمیل می کند و تغییر ریخت‏شناسی رودخانه ها را به همراه دارد. تحقیق حاضر با هدف ارزیابی کارایی علف وتیور در افزایش مقاومت برشی خاک و کاهش فرسایش سواحل رودخانه ها صورت گرفته است. تغییرات پارامترهای ساختاری علف وتیور شامل RAR، RDR، RDDI و RLD در اعماق مختلف و همچنین توسعه عرضی و عمقی ریشه بررسی شد. با بررسی سه فاصله مختلف بین بوته های وتیور، فاصله 30 سانتی‏متری بین بوته ها به عنوان فاصله بهینه مشخص شد. نتایج نشان داد علف وتیور سبب افزایش بیش از 104 درصدی چسبندگی و حدود 83 درصدی زاویه اصطکاک داخلی در مقایسه با حالت بدون ریشه شده است. مقایسه بین پارامترهای مختلف نشان داد به ترتیب پارامترهای RAR و RDR مناسب‏ترین پارامتر برای محاسبه چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی خاک در حضور ریشه وتیور هستند. همچنین، با انجام مقایسه‏ای بین وتیور و برخی گونه های درختی منطقه از نظر مقاومت کششی ریشه، مدت زمان لازم برای استقرار گیاه، مقاومت در برابر خشکسالی و قابلیت خودترمیمی مشخص شد که علف وتیور در مقایسه با سایر گونه های گیاهی متداول، مناسب‏تر است و می‏تواند به عنوان جایگزین مناسبی برای محافظت سواحل رودخانه در برابر فرسایش استفاده شود.
    کلید واژگان: پوشش گیاهی, حفاظت سواحل رودخانه, رسوب, روش بیولوژیک, فرسایش کناره}
    Hossein Hamidifar *, Mehdi Bahrami, Mohaamdjavad Amiri
    River bank erosion imposes sever damages to the adjacent lands annually and changes the river morphology considerably. In this study, the effectiveness of the Vetiver grass root system in enhancement of the soil shear strength and reducing the river bank erosion is examined. Several experiments were carried out to find the effect of Vetiver grass root system on soil cohesion and internal friction angle. Also, variations of morphological characteristics of Vetiver grass root system including RAR, RDR, RDDI and RLD in different depths have been investigated as well as the lateral and vertical distribution of roots. Three different spacing between Vetiver grass plants have been studied and the optimum distance has been proposed. The results showed that Vetiver grass root system increases the soil cohesion and internal friction factor upto 104% and 83%, respectively. Also, it was found that soil cohesion and internal friction factor are best correlated with RAR and RDR, respectively. Finally, an attempt was made to compare the Vetiver grass with several native trees. It was concluded that Vetiver grass is more suitable than common plants and can be considered as an alternative for river bank protection against erosion.
    Keywords: Vegetation, River bank protection, Biologic method, Sediment, Bank erosion}
  • الهه نیکوبخت، حسین حمیدی فر*، علیرضا کشاورزی
    یکی از مسائل مهم و درخور توجه در مهندسی رودخانه، آب شستگی و تغییرات توپوگرافی بستر رودخانه ها در محل قوس است. در بسیاری از رودخانه ها هنگام وقوع سیل، جریان از مقطع اصلی خارج می شود و دشت‏های سیلابی را فرا می‏گیرد. ورود جریان در دشت‏های سیلابی سازوکار هیدرولیکی پیچیده‏ای را ایجاد می‏کند. استفاده از پوشش‏ گیاهی از جمله روش‏های غیرسازه‏ای برای حفاظت از رودخانه هاست. در این تحقیق تاثیر پوشش گیاهی سیلاب دشت بر توپوگرافی بستر پیچان رود ملایم با مقطع مرکب بررسی آزمایشگاهی شد. آزمایش‏ها در دو حالت با و بدون پوشش گیاهی در سیلاب دشت با عمق نسبی 35/0 با دو تراکم یک و دو ردیف پوشش گیاهی انجام شد. نتایج آزمایش‏ها بیان می کند که در حضور پوشش گیاهی تغییرات عرضی بستر نسبت به حالت بدون پوشش گیاهی کمتر شده و شیب عرضی بستر یکنواخت‏تر است. همچنین، حضور پوشش گیاهی سبب شده است که موقعیت وقوع بیشترین عمق آب شستگی در همه طول پیچان رود به سمت قوس خارجی تغییر یابد. به طور کلی، تغییرات تراز بستر در حضور دو ردیف پوشش گیاهی پراکندگی کمتری نسبت به حالت یک ردیف پوشش گیاهی و بدون پوشش گیاهی داشته است. در برخی موارد در حضور پوشش گیاهی، 88 درصد آب شستگی نسبت به حالت بدون پوشش گیاهی کاهش داشته است.
    کلید واژگان: آب شستگی, پوشش گیاهی, پیچان رود, توپوگرافی, کانال مرکب}
    Elahe Nikubakht, Hossein Hamidifar *, Alireza Keshavarzi
    Scouring and variations of bed topography in meandering river is one of the most interesting issues in river engineering. Vegetation is a significant feature of rivers. Various studies have shown that the presence of vegetation may have an important impact on flow field and river morphology. Due to the complex geometry and hydraulics of flow in natural rivers, physical or mathematical models are often useful to evaluate morphological variations. The purpose of the present study is to investigate the morphological changes in alluvial meandering rivers with compound cross section to gain insight into the physical processes involved. Hence, the bed topography in an alluvial meandering asymmetric compound channel is assessed with vegetated and non-vegetated floodplain conditions. Cylindrical rods of 10 mm diameter were used to simulate rigid vegetation. The rods were installed over the floodplain in two parallel patterns with one row and two rows of vegetation, respectively. The results showed that the point of maximum scour depth was located near the outer bank. Due to high flow velocity entering the bend, the scour depth at section entrance of the bend was greater than other sections. Also, the thalwege was moved away from the interface after planting the vegetation.
    Keywords: Compound channel, meandering river, scouring, bed topography, vegetation}
  • حسین حمیدی فر*، محمدحسین امید، محمد جواد امیری، مهدی بهرامی
    سابقه و هدف
    پیش بینی چگونگی پخش آلاینده ها به منظور محافظت و مدیریت رودخانه ها ضرورت دارد و از لحاظ سلامتی انسان و بهداشت عمومی حائز اهمیت است. ضریب انتشار طولی در رودخانه ها معمولا با روش های پرهزینه مطالعات میدانی یا فرمول های تجربی و راه حل های تحلیلی محاسبه می شود. بررسی ها نشان داده است که نتایج این روش ها فقط برای بازه ای از رودخانه که در آن توسعه داده شده اند و یا شرایط جریان و هندسه مقطع که فرمول برای آن استخراج شده است معتبر می-باشد. در این پژوهش کاربرد روش پردازش تصاویر دیجیتال به عنوان یک روش نوین در برآورد ضریب انتشار طولی آلاینده ها به صورت آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفته است.
    مواد و روش ها
    بررسی ها در یک کانال آزمایشگاهی به طول 18، عرض 9/0 و ارتفاع 6/0 متر با دیواره های از جنس پلکسی گلاس و سیستم بازچرخانی جریان انجام شدند. مقطع کانال از نوع مرکب بوده و عرض کانال اصلی برابر 45/0 متر و عمق لبریزی برای 14/0 متر در نظر گرفته شد. اندازه گیری سرعت بوسیله دستگاه سرعت سنج سه بعدی صوتی انجام شد. سه ردیاب مختلف شامل محلول پودر رنگ، محلول رنگ خوراکی و محلول پرمنگنات پتاسیم بررسی شدند و بر اساس معیارهای موجود، محلول پرمنگنات پتاسیم به عنوان مناسبترین ردیاب انتخاب شد. تزریق ردیاب به صورت عرضی-خطی انجام شد. با تصویربرداری از ابر آلودگی در سه مقطع مختلف در پایین دست محل تزریق و با استفاده از قانون جذب بیر-لامبرت، غلظت ردیاب متوسط گیری شده در عمق متناسب با شدت نور تصویر ثبت گردید و بر اساس آن ضریب انتشار طولی به کمک روش تبادل ممان استاندارد محاسبه شد.
    نتایج و بحث: نتایج نشان داد که روش پردازش تصویر دیجیتال می تواند بدون نیاز به نمونه گیری مستقیم، به عنوان یک روش با دقت بالا و مقرون به صرفه در مطالعات مربوط به انتشار آلودگی به ویژه در شرایط آزمایشگاهی مورد استفاده محققین قرارگیرد. از آنجا که آزمایش های تحقیق حاضر در یک کانال مرکب انجام شدند، تغییرات ضریب انتشار طولی نیز به ازای سه عمق نسبی 15/0، 25/0 و 35/0 بررسی شد.
    نتیجه گیری
    پس از انجام آنالیز ابعادی و تعیین پارامترهای بدون بعد موثر بر پدیده انتشار طولی در یک کانال مرکب، نتایج نشان داد که با افزایش عمق نسبی از 15/0 تا 35/0، مقدار بدون بعد ضریب انتشار طولی در کانال اصلی حدود 65% و در سیلابدشت حدود 56%افزایش می یابد. در نهایت، رابطه ای به منظور برآورد مقدار ضریب انتشار طولی در کانا ل های با مقطع مرکب ارائه گردید. تحقیقات بیشتری بایستی صورت پذیرد تا بتوان از قابلیت های این روش علاوه بر ررسی های آزمایشگاهی در مطالعات میدانی نیز بهره جست.
    کلید واژگان: روش پردازش تصویر, ضریب انتشار طولی, کانال مرکب, کیفیت آب, ردیاب}
    Hossein Hamidifar *, Mohammad Hossein Ommid
    Background And Objectives
    Predicting the spread of pollutants is essential for rivers protection and management as well as human health and public safety perspectives. Longitudinal dispersion coefficient is conventionally predicted using costly field tracer tests, empirical equation or analytical formulation. However, the results obtained by these traditional methods are valid for only the reach examined or the flow and geometry condition under which the formula presented. In this study, an innovative method is introduced to predict the longitudinal dispersion coefficient in waterways using the digital image processing technique.
    Materials And Methods
    The experiments were carried out in a recirculating glass-walled laboratory flume of 18m length, 0.9m width and0.6m height with an asymmetric compound channel section. The ratio of flood plain width to main channel width was 1 and the overflow depth was 0.14 cm. Flow velocity measurements were taken using three-dimensional Acoustic Doppler Velcimeter (ADV). Three different tracers including color powder, food color and potassium permanganate solution were tested to find the most suitable tracer and. The tracer was injected using a half-tube filled with the dye solution and released uniformly and instantaneously across the flume width. The injection section was taken sufficiently far downstream of the start of the flume such that the flow was fully developed determined by measured velocity profiles. The spreading of the tracer cloud was recorded at three locations 4.00, 6.44 and 8.88 m downstream of the injection point using three digital video capturing Fujifilm JX420 cameras. Then, the captured videos were used to extract image sequences.
    Results
    Using the Beer-Lambert law of absorption, which correlates the absorbance to both, the concentrations of the attenuating dye as well as the thickness of the material sample, the depth-averaged concentration of the tracer across the flume width was determined. The longitudinal dispersion coefficient was calculated by the standard method of change of moments. The results showed that the image processing technique could be used as a reliable, accurate and economic method in studying the longitudinal dispersion coefficient. Three different tests were conducted with different relative depths including 0.15, 0.25 and 0.35 in the compound channel.
    Conclusion
    As the magnitude of the relative depth increases from 0.15 to 0.35, the non-dimensionalized longitudinal dispersion coefficient increases 65 and 56% in the main channel and floodplain, respectively. Finally, an equation is proposed to calculate the longitudinal dispersion coefficient in compound channels based on the experimental data. More researches are needed to extend this method to the field condition.
    Keywords: Image processing technique, Longitudinal dispersion coefficient, compound channel, Water quality, Tracer}
  • حسین حمیدی فر، محمدحسین امید، مهدی بهرامی، محمد جواد امیری
    قابلیت پیش بینی سازوکار پخش و انتقال آلاینده ها، اهمیت زیادی در مباحث مدیریت کیفی و سلامت آبراهه ها دارد. در این تحقیق، با استفاده از یک فلوم آزمایشگاهی به طول 18، عرض 9/0 و ارتفاع 6/0 متر به بررسی آزمایشگاهی تاثیر پوشش گیاهی صلب سیلابدشت بر ضریب اختلاط عرضی در یک کانال با مقطع مرکب پرداخته شده است. با تصویربرداری از ابر آلودگی و استفاده از روش پردازش تصویر، تغییرات غلظت ردیاب مشخص گردید. نتایج نشان داد که موقعیت تزریق ردیاب بر ضریب اختلاط عرضی تاثیرگذار است. ضریب اختلاط عرضی در کانال اصلی همواره از سیلابدشت بیشتر می باشد و مقدار آن نیز با افزایش عمق نسبی افزایش می یابد. همچنین با افزایش تراکم پوشش گیاهی بر روی سیلابدشت، مقدار ضریب اختلاط عرضی بدون بعد هم در کانال اصلی و هم در سیلابدشت افزایش می یابد. در نهایت چنین نتیجه گرفته شد که پوشش گیاهی با تراکم 88/0درصد می تواند منجر به افزایش 80 درصدی ضریب اختلاط عرضی در سیلابدشت و افزایش 107 درصدی این پارامتر در کانال اصلی در مقایسه با حالت بدون پوشش گیاهی گردد.
    کلید واژگان: انتشار آلودگی, رودخانه, عمق نسبی, کیفیت آب, پردازش تصویر}
    Hossein Hamidifar, Mohammad Hossein Ommid, Mehdi Bahrami, Mohammad Javad Amiri
    Introduction
    Water quality control is very important for people, animals and plants. Predicting the spread of contaminants is important for managing and protecting rivers and streams to the balance of the ecosystem. Pollutants are introduced into waterways, though a variety of sources such as point and non-point sources. Under steady state conditions, where longitudinal mixing is not significant, studying the lateral mixing is essential in evaluating the influence of pollutants on water quality. Lateral or transverse mixing is the hydraulic process by which a plume of contaminant spreads laterally and dilutes. In water quality management, the transverse mixing is more significant than either vertical or longitudinal dispersion, especially, when dealing with the release of wastes from point sources. Hence, a wide range of field, laboratory and numerical modelling approaches, including laboratory and field measurements, and analytical and numerical investigations have been developed, to quantify the lateral mixing coefficient. However, most of the researchers have ignored the effects of vegetation on the lateral mixing process in their studies. Many studies have shown that the flow characteristics through vegetation are different from those in non-vegetated waterways. For example, laboratory studies have revealed that flow velocity and large-scale turbulence tend to be greatly decreased within a plant canopy, because the resistance to flow by the vegetation. Also, vegetation affects the transport of dissolved and particulate material, such as sediment, nutrients and pollutants. In this study, the effect of the floodplain vegetation on lateral mixing coefficient in compound channels is investigated experimentally. Also, a comparison is made between the results of the present study with those obtained by previous researchers.
    Materials And Methods
    Experiments were carried out in a laboratory flume 18m long, 0.9m wide and 0.6m high with an asymmetric compound channel section. Three different densities of cylindrical PVC elements of 1 cm diameter were used in addition to the case without cylinders. Three-dimensional flow velocity measurements were taken using a down-looking four beam Acoustic Doppler Velcimeter (ADV). A highly concentrated solution (C0=10 g/L) of red dye (KMnO4, Potassium permanganate) was injected as a tracer sufficiently far downstream of the beginning of the flume such that the flow was fully developed determined by measuring velocity profiles. Variations of tracer concentration at three locations 4.00, 6.44 and 8.88 m downstream of the injection point were determined using image processing technique. In this technique, digital cameras are used at specified cross sections to capture the pixel intensity before and during the passage of the dye cloud. Using the Beer–Lambert Law, the pixel intensity is related to the dye concentration after a simple calibration. Afterward, the images could be used as input files for MATLAB’s Image Processing Toolbox.
    Results And Discussion
    The results showed that due to the strong secondary currents and unstable vortexes in the compound channel, the tracer cloud is periodic. The transverse mixing coefficient in the main channel is also always greater than that in the floodplain and its value increases with relative depth. Another factor that was found to affect the lateral mixing coefficient was the vegetation density. The non- dimensioed transverse mixing coefficient increases with vegetation density in the main channel as well as the floodplain. As vegetation density increases from 0.26 to 0.88%, the non- dimensioned transverse mixing coefficient increased up to 40% of the flow relative depth of 0.15. For low density vegetation (0.26%), the lateral mixing coefficient in both the main channel and floodplain was increase upto 30%. Also, for the vegetation density of 0.88%, the lateral mixing coefficient increases up to 80 and 107% for the floodplain and main channel, respectively. As the flow relative depth increase, the effect of the vegetation on the transverse mixing coefficient decreases on both the main channel and floodplain.
    Conclusion
    It can be concluded that floodplain vegetation affects the transverse mixing coefficient in the main channel and floodplain, significantly. Also, the flow relative depth and vegetation density are two important factors that control the mixing process in compound channels. The results of the present study were in good agreement with those obtained by Lin and Shiono (1995), Siono and Feng (2003), Shiono et al. (2003), Zeng et al. (2008) and Zhang et al. (2010). More researches are needed to extend the findings of the present study to the field applications.
    Keywords: Contaminant transport, Compound channel, Lateral mixing coefficient, Vegetation}
  • حسین حمیدی فر، محمدحسین امید
    یکی از رایج ترین روش ها برای استهلاک انرژی در پایین دست سازه ها در شبکه های آبیاری و زهکشی، استفاده از پرش هیدرولیکی می باشد. برخلاف سایر مقاطع از قبیل مقطع مستطیلی، ذوزنقه ای و دایره ای، پرش هیدرولیکی در کانال مثلثی تاکنون چندان بررسی نشده است. در این مقاله، ویژگی های پرش هیدرولیکی در یک کانال با مقطع مثلثی همراه با آستانه انتهایی لبه پهن مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمایش ها در یک کانال مستطیلی به طول 9، عرض 0/5 و ارتفاع 0/6 متر از جنس شیشه شفاف و تحت شرایط هیدرولیکی مختلف شامل دبی های مختلف، دو بازشدگی دریچه و اعداد فرود ابتدای پرش در دامنه 12/5-2/5 انجام شدند. نتایج نشان داد که به ازای یک عدد فرود مشخص جت ورودی، عمق پایاب مورد نیاز در مقطع مثلثی تا 70 درصد کمتر از مقدار متناظر در مقطع مستطیلی است. بر اساس نتایج به دست آمده، روابط تجربی برای پارامترهای بی بعد نسبت عمق ثانویه و ارتفاع آستانه انتهایی لبه پهن برحسب عدد فرود جریان ورودی به دست آمد که می توان در طراحی ها از این روابط برای تشکیل پرش کنترل شده، در شرایطی که عمق پایاب کافی برای شکل گیری پرش هیدرولیکی در کانال های مثلثی وجود ندارد، استفاده کرد.
    کلید واژگان: آستانه انتهایی, استهلاک انرژی, پرش هیدرولیکی, عمق پایاب, کانال مثلثی}
    Hossein Hamidifar, Mohammad Hossein Omid
    Hydraulic jump has been used widely for dissipating excess energy downstream of hydraulic structures in irrigation and drainage networks. The characteristics of hydraulic jump in triangular sections have not been studied as much as those in rectangular, trapezoidal and circular sections. In this paper, the characteristics of hydraulic jump in a triangular channel with broad crested end sill is studied. The experiments are carried out in a laboratory flume of 9 m length, 0.5 m width and o.6 m height with glass side walls. Different flow discharges and sluice gate openings with issuing jet Froude number in the range of 2.5-12.5 was studied. The results showed that for a given Froude number, the required tail water depth for the triangular section is up to 70% lower than that in a rectangular section. Based on the regression analysis, several empirical equations are proposed for determining sequent depth ratio and dimensionless sill height as a function of inflow Froude number. The proposed equations can be used in designing controlled hydraulic jump in triangular sections were tail water is not adequate for a classic hydraulic jump.
    Keywords: End Sill, Energy Dissipation, hydraulic jump, Rectangular Channel, Tail Water}
  • امیررضا کشتکار*، محمدرضا احمدی، حسین حمیدی فر، هادی آتشی، سیدمهدی رضوی، حمیدرضا ناصری، احمد یزدان پناه
    با توجه به محدودیت منابع آب شیرین، به ویژه در سرزمین های خشک و بیابانی، استفاده از فاضلاب های تصفیه شده در کشورهای مختلف جهان به منزله راهکاری برای مدیریت عرضه و تقاضا منابع آب مطرح است. در همین زمینه، تحقیق حاضر نیز با هدف امکان سنجی و ارزیابی میزان تاثیر و کارآیی گیاه وتیورگراس در کاهش میزان خواص نامطلوب در دو نمونه آب نامتعارف شرکت صنعتی و معدنی گل گهر سیرجان انجام شده است. این پژوهش به صورت فاکتوریل (با دو فاکتور شوری با دو سطح و زمان ماند با پنج سطح) و در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. نمونه های بررسی شده از حوضچه ذخیره پساب معدن و حوضچه ذخیره آب های بسیار شور زیرزمینی موجود در محدوده معدن گرفته شد. سطوح فاکتور زمان شامل زمان صفر، هفته یک، دو، سه و چهار آزمایش بود. نتایج این تحقیق نشان داد که در پایان زمان نمونه برداری (پایان هفته چهارم)، گیاه وتیورگراس بیشترین بازده معادل 5/31 درصد را برای نمونه های پساب معدن و 33 درصد برای نمونه های حوضچه ذخیره آب زیرزمینی، در کاهش میزان کل املاح محلول داشت. همچنین، نتایج مربوط به آنالیز آنیون ها و کاتیون های موجود در نمونه ها نشان داد که گیاه وتیور به ترتیب بیشترین میزان راندمان در کاهش پارامتر سولفات را در هر دو نمونه آب و کمترین میزان راندمان در کاهش پارامتر پتاسیم در نمونه پساب معدن و منیزیم در نمونه آب زیرزمینی را در پایان هفته چهارم داشته است. یافته های این پژوهش نشان می دهد که سیستم تصفیه وتیور پتانسیل بالایی در تصفیه آب های نامتعارف دارای املاح و شوری بسیار بالا و کاهش آلاینده ها دارد.
    کلید واژگان: آب نامتعارف, تصفیه بیولوژیک, طرح کاملا تصادفی, معدن سنگ آهن, وتیورگراس}
    Amir Reza Keshtkar*, Mohammad Reza Ahmadi, Hossein Hamidifar, Hadi Atashi, Seyed Mahdi Razavi, Hamir Reza Naseri, Ahmad Yazdanpanah
    The aims of this study were to evaluate the treatment efficiency and effectiveness of Vetiveria zizaniodesof two samples of unconventional water of Golgohar Mining and Industrial Company. The experimental samples were included mine wastewater and saline ground water. This research was conducted in a greenhouse at Central Water Research Laboratory of University of Tehran. This experiment was designed as Randomised Complete Block Design (RCBD) including two salinity levels with three replications during four weeks. Results showed that treatment efficiencies of Total Dissolved Solids (TDS) and Electrical Conductivity (EC) were equal 31.5 and 28.3 percentages for mine wastewater and 33 and 28 percentage for ground water on fourth week respectively. Also results indicated that among Cations and Anions, SO4 and K parameters have shown highest and lowest rates at the end of fourth week respectively. It concluded vetiver treatment system include valuable potential for unconventional water treatment.
    Keywords: Unconventional water treatment, Vetivergrass, Randomised Complete Block Design, Iron mine}
  • حسین حمیدی فر، محمدحسین امید*، علیرضا کشاورزی

    یکی از عوامل تاثیرگذار بر هیدرولیک جریان و انتقال آلاینده در آبراهه ها، پوشش گیاهی سیلاب دشت ها می باشد. در این تحقیق، به بررسی آزمایشگاهی تاثیر استغراق پوشش گیاهی بر ضریب اختلاط عرضی آلودگی در یک کانال با مقطع مرکب نامتقارن پرداخته شد. آزمایش ها برای سه تراکم مختلف پوشش گیاهی و سه عمق نسبی (نسبت عمق جریان در سیلاب دشت به عمق جریان در کانال اصلی) مختلف انجام گردید. با استفاده از روش پردازش تصویر و در محیط نرم افزار مت لب، غلظت ردیاب در سه مقطع مختلف در پایین دست محل تزریق اندازه گیری شد. ضریب اختلاط عرضی با روش تبادل ممان استاندارد و با توجه به واریانس منحنی تغییرات غلظت ردیاب محاسبه گردید. نتایج نشان داد که ضریب اختلاط عرضی در حالت پوشش گیاهی غیرمستغرق تا 114 درصد نسبت به شرایط بدون پوشش گیاهی افزایش می یابد. این در حالی است که در مورد پوشش گیاهی مستغرق، میزان افزایش ضریب اختلاط عرضی در کانال اصلی و در سیلاب دشت به ترتیب 43 و 37 درصد می باشد. همچنین با افزایش عمق نسبی از 15/ 0 به 25/ 0، ضریب اختلاط عرضی تا 97 و 45 درصد در مورد پوشش گیاهی مستغرق و تا 91 و 42 درصد در مورد پوشش گیاهی غیرمستغرق به ترتیب در سیلاب دشت و در کانال اصلی افزایش می یابد. به ازای یک عمق نسبی مشخص، با افزایش تراکم پوشش گیاهی ضریب اختلاط عرضی در حالت پوشش گیاهی غیرمستغرق در مقایسه با پوشش گیاهی مستغرق افزایش بیشتری می یابد. همچنین با افزایش تراکم پوشش گیاهی، اختلاف بین مقادیر ضریب اختلاط عرضی در حالت پوشش گیاهی مستغرق و غیرمستغرق بیشتر می شود. به طور کلی نتایج نشان دهنده تاثیر قابل توجه پوشش گیاهی پهنه ی سیلابی بر ضریب اختلاط عرضی است.

    کلید واژگان: ضریب اختلاط عرضی, پوشش گیاهی, کانال مرکب, روش پردازش تصویر, سیلاب دشت}
    Mohammad Hossein Omid, Alireza Keshavarzi, Hossein Hamidi Far

    Floodplain vegetation affects the flow and pollutant transport in waterways. In this paper, the effect of submergence of floodplain vegetation on the transverse mixing coefficient (ε) in a compound channel with asymmetric section is investigated experimentally. The experiments were carried out with different vegetation densities and relative flow depths. Tracer concentration was measured using MATLAB’s image processing toolbox in three sections downstream of the injection point. The transverse mixing coefficients were calculated by standard method of moments according to the variations of variance of tracer concentration. The results showed that ε increases in the emergent vegetation compared to the bare conditions up to 127 and 114% in the main channel and floodplain, respectively, while these values are 43 and 37% for the submerged vegetation. Also, ε increases with the flow relative depth for both submerged and emergent vegetation conditions. As the relative depth increases from 0.15 to 0.25, the lateral mixing coefficient in the floodplain and main channel increases to 97 and 45% for submerged and to 91 and 42% for non-submerged vegetation, respectively. For a specific relative depth, ε increases with the vegetation density. Finally, it was found that as the vegetation density increases, the difference between ε values for submerged and emergent vegetation conditions increases too. In general, the results showed that both submerged and non-submerged floodplain vegetation affect the lateral mixing coefficient significantly.

    Keywords: Transverse mixing coefficient, Vegetation, Compound channel, Image processing technique, Floodplain}
  • A semi-theoretical approach for determining the maximum scour depth downstream of adverse stilling basins
    Hossein Khalili Shayan, Javad Farhoudi, Hossein Hamidifar
    Because of the complexity of the physical processes in the vicinity of the hydraulic structures due to the separation of the flow, traditional methods for for prediction of maximum scour depth downstream of hydraulic structures are mostly based on empirical approaches. Hence, only a few theoretical works have been reported to study this phenomenon. The present paper describes a new approach based on the momentum principles to estimate the maximum local scour depth downstream of a submerged sluice gate flowing over horizontal or adverse stilling basin. A control volume of the fluid in the equilibrium state of the scour hole was considered and based on momentum principles, some equations are derived to estimate the scour depth at equilibrium state. To verify the proposed equations, large numbers of experiments were planned and conducted under wide range of characteristic parameters such as, incoming Froude number, sediment size, tailwater depth, length and slope of the apron. It was found that the proposed equations fall in a good agreement with experimental results. It was also observed that, in the case of horizontal apron, a specific tailwater depth exists with which the local scour depth attains a minimum value. However, in the case of adverse basins when the tailwater depth takes a specific value, the maximum depth of the scour hole reaches to its maximum and then decreases to a constant value as the tailwater depth increases. This critical tailwater depth was formulated using a semi-theoretical equation.
    Keywords: Local scour, Momentum principle, Sluice gate, Submerged jet, Adverse Stilling basin}
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال