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

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « رسوبگذاری » در نشریات گروه « آب و خاک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «رسوبگذاری» در نشریات گروه «کشاورزی»
  • راضیه کریمی دمنه، مهدی مفتاح هلقی*، امیراحمد دهقانی، عبدالرضا ظهیری، اسماعیل کردی
    سابقه و هدف
    پشته های رسوبی میانی از جمله ساختارهای طبیعی در آبراهه ها و رودخانه ها هستند که در اثر کاهش تنش برشی و رسوبگذاری در مرکز رودخانه ایجاد شده و موجب دوشاخه شدن آبراهه ها و افزایش فرسایش جانبی در دو ساحل راست و چپ رودخانه خواهد شد. هم چنین، افت انرژی ناشی از وجود پشته ها، از دیگر عواملی است که موجب تشدید رسوبگذاری در رودخانه می شود. این پشته ها، به عنوان زیستگاه آبزیان در رودخانه ، از اهمیت بسزایی برخوردارند و شناخت دقیق سازوکار جریان پیرامون آن ها، از موارد مهم در فرایندهای بهره برداری و احیای رودخانه هاست. در این پژوهش، الگوی جریان پیرامون پشته های رسوبی به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است.
    مواد و روش ها
    در این پژوهش، سه پشته به شکل های لوزی، بیضی و گوه ای که از نمونه های متداول پشته ها در رودخانه های آبرفتی طبیعی هستند، در یک کانال آزمایشگاهی به طول 9 و عرض و ارتفاع 4/0 متر، با شیب کف 0007/0 در آزمایشگاه تحقیقات آب و رسوب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ساخته و استفاده شد. سرعت در سه راستای عرضی، طولی و قائم با استفاده از دستگاه سرعت سنج الکترومغناطیس با فرکانس 30 هرتز، در 39 نقطه برداشت شد. دبی به کمک دستگاه دبی سنج فرکانسی در تمام آزمایشات، 5/4 لیتر بر ثانیه تنظیم شد و رژیم جریان در تمامی آزمایشات، زیربحرانی و آشفته بود.
    یافته ها
    یافته ها نشان داد شکل پشته ها در سازوکار جریان و میزان افت انرژی، تاثیرات متفاوتی دارد. بررسی و مقایسه ی نمودارها نشان دهنده ی شرایط تقریبا مشابه برای پشته های بیضی و گوه ای اما قدری متفاوت برای پشته ی لوزی است. با وجود اختلاف ساختار تغییرات مولفه ی عرضی سرعت در مواجهه با پشته های بیضی، گوه ای و لوزی، در تمامی موارد، دامنه تغییرات بین 4/0 تا 6/1 برابر مقدار میانگین است. مطابق نتایج به دست آمده، حضور پشته ی بیضی منجر به نوسانات قابل توجه مولفه ی طولی سرعت در هر سه محور (بین حدود 5/0 تا 6/1 برابر مقدار میانگین در محورهای چپ و راست و بین 2/0 تا 4/1 برابر مقدار میانگین در محور وسط) می شود؛ اما برای پشته های گوه ای و لوزی، این نوسانات در تمامی محورها چندان چشمگیر نیست (بین 8/0 تا 2/1 برابر مقدار میانگین در محورهای چپ و راست و بین 8/0 تا 4/1 برابر مقدار میانگین برای محور وسط). اما تغییرات این مولفه در مواجهه با پشته های گوه ای و بیضی بیشتر و در هر سه محور قابل توجه (بین 5/0 تا 3/2 برابر مقدار میانگین) می باشد. تغییرات مولفه قائم سرعت در محور وسط نشان دهنده ی بیشترین کاهش قبل از مواجهه با پشته ی بیضی و شرایطی مشابه برای همین محور در مواجهه با پشته ی گوه ای است با این تفاوت که آغاز این کاهش منطبق بر نقطه برخورد پشته گوه ای است. تاثیر مستقیم مواجهه با پشته های رسوبی را علاوه بر مقادیر مولفه های سرعت، باید بر مقادیر انرژی جریان به عنوان معرف تجمیعی قدرت فرسایندگی جریان نیز جستجو نمود. بررسی جزئی تر نمودارها نشان می دهد که در محورهای چپ و راست، مواجه شدن با پشته ی بیضی منجر به افزایش انرژی نسبی جریان به اندازه 4/1 برابر میانگین شده و پس از عبور از پشته، بار انرژی به کمتر از مقدار میانگین کاهش یافته است. اما در محور وسط، وجود پشته، انرژی نسبی جریان را به 6/0 مقدار میانگین کاهش داده و پس از عبور از پشته، این مولفه روند افزایشی داشته است.
    نتیجه گیری
    مواجهه با پشته ی بیضی منجر به بیشترین تغییرات در مقادیر نسبی مولفه های سه گانه ی سرعت، در مقایسه با دو پشته ی لوزی و گوه ای شد. هم چنین، تغییرات بار انرژی کل ناشی از حضور دو پشته ی لوزی و گوه ای ناچیز بوده ولی مشابه با تغییرات سرعت در هر سه مولفه ی عرضی، طولی و قائم، پشته ی بیضی منجر به تغییرات قابل توجه در مقادیر نسبی بار کل انرژی در طول کانال شد.
    کلید واژگان: افت انرژی, پشته های رسوبی میانی, توزیع سرعت, مقاومت جریان, رسوبگذاری}
    Razieh Karimi Demneh, Mehdi Meftah *, Amirahmad Dehghani, Abdolreza Zahiri, Esmaeil Kordi
    Background and Objectives
    One of the natural structures in rivers is mid-channel bar that is created due to shear stress decreasing and sediment deposition in the central part of river. Bifurcation and erosion are seen in rivers because of mid-channel bar existence. Also, energy loss is the other impact of mid bars that would intensify the deposition in rivers. Mid-channel bar is known as one of the most important aquatic habitats, so there is necessity to find more information on flow structures around it in operation processes and river restoration. In this research, the flow structures around mid-channel bars are assessed as laboratory study.
    Materials and Methods
    Three mid-channel bars were made in the shape of rhombic, ellipse and lemniscate in this research. These shapes are common in natural alluvial rivers. This study was established in a laboratory flume by length of 9 meter, and width and height of 0.4 meter. The bed slope was fixed of 0.0007. This flume was located in the water and sediment research laboratory in Gorgan University of agricultural sciences and natural resources. Three-dimensional velocity of flow was collected using an electromagnetic current velocity sensor with a frequency of 30 Hz in 39 data points. The flow discharge was fixed as 4.5 liter per seconds using a frequency flow meter. The flow regime was subcritical and turbulent in all examinations.
    Results
    Findings showed that bar shapes have different impacts on flow structures and amounts of energy losses. Comparison between plots implied that there are similar conditions in elliptical and lemniscate shapes but a little different in rhombic case. The variation range of transverse velocity was between 0.4 to 1.6 times of average value for all shapes. According to the results, the existence of elliptical bar led to significant tolerance in longitudinal velocity in all axes (between 0.5 to 1.6 times the average in left and right axes and 0.2 to 1.4 times the average value in central line), but these tolerances were not significant for lemniscate and rhombic bars (between 0.8 to 1.2 times the average value in left and right axes and between 0.8 to 1.4 times the average value for central axis). The variation of vertical velocity in middle axis presented the maximum decrease before facing elliptical bar and similar conditions for this axis in facing with lemniscate bar, except that this decrease is started exactly at facing point here. In addition to the values of the velocity components, the direct effect of encountering bars should also be sought on the values of the flow energy as a cumulative indicator of the erosive power of the flow. A more detailed analysis of the graphs shows left that in the and right axes, encountering the elliptical bar has led to an increase in the relative energy of the current by 1.4 times the average, and after passing through the bar, the energy load has decreased to less than the average value. But in the middle axis, the presence of the bar reduced the relative energy of the flow to 0.6 average value and after passing through the bar, this component has an increasing trend.
    Conclusion
    Exposure to the elliptical bar led to the greatest changes in the relative values of the triple velocity components, compared to the rhombic and lemniscate bars. Also, the changes in the total energy load caused by the presence of two rhombic and lemniscate bars are insignificant, but similar to the changes in all three velocity components, transverse, longitudinal, and vertical, the elliptical bar led to significant changes in the relative values of the total energy load along the channel.
    Keywords: Energy Loss, Mid Channel Bar, Velocity Distribution, Flow Resistance, Sedimentation}
  • علی بابلی، علی آرمان*، الهام درویشی
    یکی از مهمترین عوامل آسیب و تخریب سازه های هیدرولیکی، وقوع آبشستگی موضعی است. در بررسی و مطالعه سازه های هیدرولیکی درون رودخانه ای ، تعیین میزان فرسایش و رسوب گذاری امری ضروری است. تعیین مقدار فرسایش و یا رسوبگذاری در زمانی که یک سازه هیدرولیکی اجرا شده است، می تواند از تخریب سازه و تغییر ژیومرفولوژی رودخانه ممانعت بعمل آورد و باعث کاهش هزینه های اقتصادی شود. در این تحقیق کارایی مدل عددی Flow 3D به منظور شبیه سازی آبشستگی پایین دست کف بند افقی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج صحت سنجی این مدل عددی با مدل آزمایشگاهی ولی زاده و همکاران نشان دهنده قابلیت مدل مذکور در شبیه سازی پدیده مورد نظر بود. با توجه به ماهیت بستر و کارایی کف بند افقی، از سناریوهای مختلف شبیه سازی استفاده شد که این سناریوها شامل پنج عدد فرود، سه ضریب زبری مانینگ و یک قطر ذره به میزان 1.8 میلیمتر برای پایین دست کف بند افقی می باشد. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان داد که با افزایش ضریب زبری، سرعت جریان گذرنده و آبشستگی پایین دست نیز کاهش یافته است. علاوه بر این، نتایج این پژوهش نشان داد که با افزایش ضریب زبری، رسوب گذاری و تنش برشی افزایش یافته است. با توجه به تاثیر پذیری پدیده آبشستگی و رسوبگذاری نسبت به عدد فرود، نتایج نشان داد که با افزایش عدد فرود نیز آبشستگی افزایش یافت.
    کلید واژگان: ضریب زبری مانینگ, تنش برشی, کف بند افقی, نرم افزار Flow 3D, آبشستگی, رسوبگذاری}
    Ali Babeli, Ali Arman *, Elham Darvishi
    One of the effective methods to reduce the kinetic energy downstream of hydraulic structures are the aprons. The horizontal aprons is one of these structures in the river that are often used downstream of stilling basins. At the time of execution, the apron and the riverbed are at the same level but when there is a flow in the boundary between the connection of the river bed and the aprons, scouring occurs, which causes the destruction of the apron and there is a possibility of destroying other water structures. In this research, using Flow 3D software, different scenarios were simulated for five Froude values of 0.32, 0.3, 0.25, 0.2, and 0.15, three Manning roughness coefficients of 0.025, 0.02, and 0.014 per particle diameter of 1.8 mm for horizontal aprons. In this numerical model, the graph of scouring depth changes in relation to Froude numbers in different roughness coefficients, the effect of Froude numbers on the location of the scour hole for different roughness coefficients of the horizontal aprons, the shear stress changes in relation to the length of the horizontal aprons with different roughness coefficients and different Froude numbers, as well as Erosion changes with respect to the length of the horizontal aprons were calculated with different roughness coefficients and different Froude numbers.
    Keywords: Manning’s roughness coefficient, shear stress, horizontal apron, Flow 3D, bed depth, Sediment Load}
  • رضوان ولیزاده، علی آرمان، رسول قبادیان

    در پروژه های خطوط انتقال سیال، گذر لوله بصورت مدفون و نیمه مدفون از قوس های رودخانه ای اجتناب ناپذیر است. این امر الگوی آبشستگی و رسوبگذاری مرسوم در قوس رودخانه را تغییر می دهد. الگوی آبشستگی اطراف خط لوله، نسبت به حالتی که خط لوله یک نهر مستقیم را قطع می کند متفاوت است. نظر به گسترش خطوط انتقال در سال های اخیر، در این پژوهش تاثیر زاویه جانمایی خط لوله در قوس 90درجه ملایم و همچنین عمق جانمایی خط لوله بصورت آزمایشگاهی بررسی شد. آزمایش های این تحقیق در سه عدد فرود 0.32، 0.29 و 0.26، سه زاویه متفاوت 90، 67.5 و 45 درجه از قوس ملایم، دو حالت جانمایی لوله به صورت دافع و جاذب نسبت به جهت جریان و همچنین یک عمق نیمه مدفون و دو عمق مدفون به انجام رسید. نتایج نشان داد در حالت جانمایی به صورت دافع با افزایش زاویه نسبت به قوس، آبشستگی زیر و اطراف لوله افزایش می یابد. این روند برای آبشستگی اطراف لوله برای جانمایی لوله به صورت جاذب برعکس است اما برای آبشستگی زیر لوله همانند حالت قبل بود. همچنین با کاهش عدد فرود، میزان آبشستگی اطراف و زیر لوله کاهش می یابد؛ بطوریکه در برخی سناریوها، آبشستگی زیر لوله مشاهده نشد. این روند در افزایش عمق جانمایی لوله نیز مشاهده شد.

    کلید واژگان: آبشستگی, جانمایی لوله, رسوبگذاری, قوس 90 درجه ملایم, لوله مدفون و نیمه مدفون}
    Rezvan Valizadeh, Ali Arman, RASOOL Ghobadian
    Introduction

    Due to the importance of the topic in the fluid transfer industry, the way of pipelines across the width and bed of the rivers has been considered especially in recent decades. In practice, the passage of pipelines through meandering rivers and river bends is unavoidable. In this research, local scouring of buried and semi-buried pipe in 90-degree mild bend under different scenarios was investigated. The results of this research can help the functioning of rivers and their interaction with structures in the river such as buried and semi-buried pipelines, predicting the amount of water washing around them and using its results in the design and placement of these pipelines.

    Methodology

    The laboratory model on which the scenarios of this research are based includes an arc-shaped channel located in the hydraulic laboratory and physical models of the water science and engineering department of Razi University. In this arc-shaped flume, the length of the upstream span is 5.4 meters, the length of the downstream span is 4.5 meters, the inner radius is 1.6 meters, the outer radius is 2.1 meters, the height is 0.6 meters, and the floor width is 0.5 meters. In order to check the correct functioning of the physical model and to trust its results, an experiment was conducted without the presence of the pipe buried in the bend. In this experiment, the flow descent number equal to 0.32 and sediments with a uniform grain and a diameter of 0.85 mm and a thickness of 15 cm were placed in the flume bed. After conducting the test for 6 hours and not observing the movement of the bed load, the pump was finally turned off and after the complete drainage of the flume, the bed profile was measured.

    Results and Discussion

    The effect of the placement angle of the repeller pipe relative to the mild arc (θ) on the scouring pattern
    The results showed that by placing the pipe in the repulsive state, the amount of scour after the pipe and under the pipe has increased compared to the attracting state. According to the placement angles, it was observed that in repulsive mode, with the increase of the placement angle of the pipe in the bend, the amount of scouring after and under the pipe has increased. The effect of the placement angle of the attracting pipe relative to the mild arc (θ) on the scouring pattern In the absorbant state, it was observed that by approaching the beginning of the arc and reducing the placement angle of the pipe due to the non-alignment of the flow direction with the pipe direction, the amount of scour after the pipe decreased, but the process of scouring under the pipe was observed as in the repulsive state.The effect of pipe placement depth on scouring pattern By increasing the depth of pipe placement, it was observed that the effect of the pipe on local erosion has decreased; Even in some simulation scenarios, the placement of the pipe in the depths with the ratio of the placement height to width of the channel of 0.06 buried pipe has no effect on the local erosion. It can be concluded that at depths equal to or greater than The ratio of placement depth to channel width is 0.06, the effect of local scouring caused by the buried and semi-buried pipe is minimal, and as a result, it causes the least damages.

    Conclusions

    The results showed that by placing the pipe in the repulsive state, the amount of scour after the pipe and under the pipe has increased compared to the attracting state. According to the placement angles, it was observed that in repulsive mode, with the increase of the placement angle of the pipe in the arch, the amount of scouring after and under the pipe has increased. However, in the absorbiant state, it was observed that by approaching the beginning of the arc and reducing the placement angle of the pipe due to the non-alignment of the flow direction with the direction of the pipe, the amount of scouring after the pipe decreased, but the process of scouring under the pipe was observed as in the repulsive state.

    Keywords: 90-degree mild bend, pipe placement, scouring, buried, semi-buried pipe, sedimentation}
  • رسول قبادیان*، هانیه رحیمی فر
    روندیابی درازمدت رسوب و تعیین محل های فرسایش و رسوبگذاری در رودخانه ها اطلاعات مفیدی برای طراحی سازه های هیدرولیکی و مدیریت رودخانه در اختیار مهندسان قرار میدهد. از این رو در این تحقیق مدلی کامپیوتری برای روندیابی رسوب در رودخانه تهیه شد که در آن پس از محاسبه پروفیل جریان در هر گام زمانی با حل معادله پیوستگی رسوب تغییرات پروفیل بستر برای همان گام زمانی محاسبه میشود. پس از صحت سنجی مدل، 18 کیلومتر برای مدت زمان 5 و 10 سال با استفاده از روابط / تغییرات فرسایش و رسوبگذاری در بازهای به طول 5 میر، پارکر و ویلسون (بار بستر) محاسبه شد. در ادامه با حل عددی معادله دیفرانسیل متوسط گیری شده در عمق اثر بار معلق بر پروفیل فرسایش و رسوبگذاری، برای مدت 5 سال بررسی گردید. نتایج نشان داد که فرآیند غالب در بازه مورد مطالعه، فرسایش است. از طرفی میزان فرسایش و رسوب گذاری که از رابطه ویلسون به دست می آید نسبت به روابط دیگر بیشتر است. همچنین با درنظر گرفتن بار معلق، تغییرات فرسایش و رسوب گذاری بیشتری بهدست آمد و به عبارتی حذف اثر بار معلق خطای زیادی را در پیش بینی های فرسایش و رسوب گذاری در رودخانه مذکور ایجاد خواهد کرد.
    کلید واژگان: بار بستر, بار معلق, رسوبگذاری, رودخانه قرهسو, فرسایش, مدلسازی عددی}
    R. Ghobadian *, H. Rahimifar
    Longtime sediment routing and determining the location of sedimentation and erosion in rivers provide useful information for engineers to design hydraulic structures and river management. Therefore, in the present research a computer model was developed to simulate sediment movement in a river, in which after flow calculation at each time step, sediment continuity equation was solved numerically to predict bed change at the same time step. After model verification, using Meyer, Parker and Wilson equations for bed load prediction, bed variation of the river with 18.5 km length for 5 and 10 years was calculated. Also by numerical solution of 1-D depth average differential equation to calculate suspended load concentration the effect of suspended load on sedimentation and erosion pattern during 5-year simulation was investigated. The results showed that the erosion phenomenon was dominate pattern at the river reach. Also calculated volumes of sedimentation and erosion using the Wilson equation were more than those from the other relations. In addition the result showed with considering the effect of suspended load, variations and amounts of sedimentation and erosion were increased. Therefore, significant mistake would occur in prediction of sedimentation and erosion pattern in the mentioned river reach if the effect of suspended load was not considered.
    Keywords: Bed load, Erosion, Gharasoo river, Numerical modeling, Sedimentation, Suspended load}
  • محمد معظمی*، امین ذرتی پور
    سابقه و هدف
    یکی از انواع روش ها برای تغذیه مصنوعی آب زیرزمینی، سامانه های پخش سیلاب می باشند. اما مهمترین مشکل آنها تجمع رسوبات در سطح بوده که به مرور زمان باعث کاهش اثربخشی سامانه می شوند.در این راستا، پایش تغییرات تصاویر ماهواره ای روش مناسبی برای شناخت دقیق نحوه گسترش رسوبگذاری در عرصه می باشد. از جمله مطالعات در این زمینه می توان به سررشته-داری) 2005 (اشاره کرد که با مقایسه دو تصویر طبقه بندی شده سالهای 1987 و 2001، نحوه گسترش رسوبگذاری در سطح عرصه و تغییرات آن را نشان داد (13). در پژوهش حاضر که در محدوده پخش سیلاب جارمه در شمال خوزستان انجام شده، وسعت رسوبگذاری و نحوه گسترش رسوبات در زمان های مختلف با پایش تغییرات تصاویر ماهواره ای تعیین گردید.
    مواد و روش ها
    تغییرات در سه مقطع زمانی ابتدای احداث پخش سیلاب (1379)، میانه (1385) و شرایط فعلی (1392) پایش شدند. در اجرای یک مطالعه پایش تغییرات سه مرحله اصلی وجود دارد: 1- پیش پردازش داده ها شامل تصحیحات هندسی و رادیومتریک 2- انتخاب روش پایش تغییرات 3- ارزیابی دقت نتایج. در مرحله پیش پردازش داده ها تصحیح هندسی تصاویر به روش تصویر به تصویر انجام شد. همچنین از روش کاهش تیرگی پدیده جهت تصحیح رادیومتریک استفاده شده است. روش مقایسه پس از طبقه بندی به روش آمار پایش تغییر که قابلیت ایجاد یک جدول کامل از تغییرات و جزییات آن را دارد برای پایش تغییرات انتخاب شد. ارزیابی دقت نتایج با تعیین شاخص های دقت کلی، خطای حذف شده، خطای گماشته شده و ضریب کاپا که از ماتریس خطا بدست می آیند، انجام شد. برای طبقه بندی تصاویر از روش بیشینه احتمال استفاده شد همچنین به منظور انتخاب بهترین ترکیب رنگی برای تهیه نمونه-های تعلیمی از فاکتور شاخص بهینه استفاده شده است.
    یافته ها
    با توجه به ویژگی های منطقه مورد مطالعه، سه کلاس شامل اراضی رسوبگذاری، اراضی قلوه سنگی دستکاری شده و خاک دست نخورده در محدوده پخش سیلاب تعیین گردید و بر این اساس تصاویر طبقه بندی برای هر سال تهیه شدند. دقت کلی طبقه بندی برای تصاویر 1379، 1385 و 1392 به ترتیب 78، 85 و 83 درصد بوده است. نتایج بررسی کمی تغییرات ایجاد شده و تعیین میزان جابجایی بین کلاس ها که با مقایسه پس از طبقه بندی به روش آمار پایش تغییر بدست آمد نشان می دهد که در فاصله زمانی بین 1379 تا 1385 مساحت اراضی رسوبگذاری 234 درصد افزایش یافته و از 5/8 به 5/27 هکتار رسیده است اما در مقطع زمانی 1385 تا 1392 بدلیل وقوع خشکسالی ها سیلاب زیادی در عرصه، پخش نشده و صرفا ضخامت رسوبات در برخی مناطق بیشتر شده است و مساحت اراضی رسوبگذاری شده با اندکی افزایش به 5/29 هکتار رسیده است.
    نتیجه گیری
    نتایج مطالعه حاضر نشان داد که سطح اراضی رسوبگذاری شده در مقطع زمانی اول (یکسال پس از احداث تا میانه) توسعه زیادی پیدا کرده است. بارش های مناسب و سیلابهای فراوان از یکطرف و عاری بودن عرصه از رسوبات باعث شده است این تغییر به خوبی نمایان شود. اما در مقطع دوم (میانه تا زمان فعلی) سطح اراضی رسوبگذاری شده اندکی کمتر شده است. بطور منطقی چنین نتیجه ای دور از انتظار است اما بررسی شرایط نشان می دهد که خشکسالی های اخیر و عدم سیلگیری بویژه در قسمتهای میانی عرصه باعث قدیمی شدن سطح رسوبات در این مناطق شده است که این وضعیت باعث تغییر در خصوصیات بازتابی پدیده ها می شود. در این شرایط فرایند طبقه بندی قادر به تفکیک برخی از مناطق رسوبگذاری نبوده است و در اصل نه تنها کاهشی در سطح اراضی رسوبگذاری اتفاق نیفتاده است بلکه حتی رسوبگذاری در برخی مناطق ابتدای عرصه پخش سیلاب در دوره زمانی دوم اندکی توسعه یافته است.
    کلید واژگان: رسوبگذاری, سامانه پخش سیلاب, پایش تغییرات, ماهواره لندست, خوزستان}
    Mohammad Moazami *, Amin Zoratipour
    Background And Objectives
    Flood spreading system (FSS) is one of a variety of methods for artificial aquifer recharge. The system's main problem is sedimentation on the FSS area, which reduces its effectiveness for aquifer recharge. In this regard, satellite image change detection technique is a proper method for accurate sediment distribution pattern diagnosis with the FSS. A relevant study has been conducted by Sarreshtehdari (2005), where classified images of 1987 and 2001 were compared and revealed a sediment distribution pattern and variations. In the present study, which was conducted on Jarmeh FSS in the north of Khuzestan Province, sedimentation area and distribution pattern in several periods was determined by satellite image change detection technique.
    Materials And Methods
    The changes were detected for three periods: 1999 (FSS construction year) to 2000, 2000 to 2006 and 2006 to 2013. Change detection follows three main steps: 1- Data pre-processing including geometry and radiometry corrections 2- Selection of change detection method 3- Results accuracy assessment. In the data pre-processing step, image to image method was used for geometry correction and Dark Object Subtraction method was used for radiometry correction. Post-Classification comparison algorithm, change detection statistics method was selected for the present study. The method is capable of preparing a complete change matrix with details. Some indices including overall accuracy, Omission, Commission and kappa coefficient extracted from error matrix, were used to assess the accuracy of results. Maximum likelihood algorithm was selected and used for image classification. Also, Optimum Index Factor (OIF) was used to improve image color composite selection, for the preparation of training samples.
    Results
    Based on the FSS area properties, three regions including sediments, disturbed and undisturbed terrains were separated on the FSS and the images were classified accordingly. Classification overall accuracy for 2000, 2006 and 2013 images was 78, 85 and 83%, respectively. The results of post-classification comparison algorithm by change detection statistics showed that, in the 2000 to 2006 period, sediment area increased from 8.5 to 27.5 ha. In 2006 to 2013, due to drought and the spread of flood on the FSS, the sediment area increased a little and reached 29.5 ha.
    Conclusion
    The results showed that, the sediment area was well extended in the first period. Proper amounts of precipitation and flooding on the one hand and no sediment initial surfaces on the other hand resulted in a good change detection. However, in the second period, the sediment area slightly decreased. Such a result is logically unexpected but drought in recent years and no flooding especially on the middle area of FSS, result in old sediment surfaces with different reflection properties. In this case, the classification algorithm was unable to enhance the entire sedimentation area. Hence, not only is there no reduction in sedimentation area, but the area slightly increased in the upper FSS for the second period.
    Keywords: sedimentation, flood spreading system, change detection, Landsat, Khuzestan}
  • مهدی مفتاح هلقی*، سمیه فقیه مهربانی، هدی مسکار، امیر احمد دهقانی
    یکی از مهم ترین مسائل در تعیین طول عمر مفید سدها نحوه و مدت پر شدن مخزن سدها از آورد رسوب رودخانه های بالادست می باشد. امروزه مدل های ریاضی یکی از ابزارهای مهم برای پیش بینی مقدار رسوبگذاری در مخازن سدهای ذخیره ای و برآورد عمر مفید آن ها است. این مدل ها مبتنی بر تحلیل معادلات حاکم بر پدیده موثر در انتقال، توزیع، انباشت و آبشستگی رسوب می باشند. در این مقاله، فرآیند رسوب گذاری سد ستارخان با استفاده از مدل ریاضی Gstars3.0 شبیه سازی شده است. این مدل با استفاده از مفهوم تیوب ها یا لوله های جریان، قابلیت شبیه سازی توزیع رسوبگذاری را به صورت شبه دو بعدی (طولی و عرضی) در رودخانه ها و مخازن را دارد. برای واسنجی هیدرولیکی و رسوبی این مدل از آمار و اطلاعات مربوط به سد ستارخان و تغییرات هندسی مقاطع عرضی سد به مدت ده سال (از سال 1377 تا سال 1388) استفاده شده است. نتایج این واسنجی نشان می دهد که رابطه یانگ 1973 مطابقت بهتری با شرایط موجود سد دارد.
    کلید واژگان: مدل ریاضی, رسوبگذاری, سد ستارخان, _ Gstars3, 0}
    S. Faghih Mehrabani, M. Meftah Helghi*, A.A. Dehghani, H. Meskar
    One of the most important problems in determination of life expectancy of dams, are the rate and distribution of sediments in the reservoir. Mathematical models are recently used for simulation of the reservoir sedimentation rates and predicting life expectancy of the reservoir. These models are based on the analysis of governing equations of sediment transport, distribution, deposition and erosion. In this study, mathematical modeling of erosion and deposition of sediments in Satarkhan dam, has been studied using GSTARS 3.0 model. GSTARS mathematical model using stream tubes concept, has an ability to account for the longitudinal and lateral distribution of sediment deposition in the rivers and dams. For hydraulic and sediment calibration of this mathematical model, information of Satarkhan Dam and cross section between 1998 and 2009, have been used. Calibration results showed that Yang (1973) sediment transport equation had a good agreement with field data.
    Keywords: Mathematical model, Sedimentation, Satarkhan dam, Gstars3.0}
  • علیرضا عمادی*، ساحله کاکویی
    تعیین میزان و چگونگی تجمع رسوبات در مخازن سدها از جنبه های پایداری و بهره برداری حائز اهمیت است. یکی از روش های تجربی به منظور مشخص نمودن نحوه توزیع رسوب در مخازن سدها روش کاهش سطح می باشد. در این روش بر اساس شکل، مخازن به چهار دسته تقسیم شده است. برای هر یک از انواع مخازن پارامترهایی ارایه شده است که توزیع رسوب بر اساس آن ها انجام می شود. تعیین پارامترهای مناسب در مخازن در حال بهره برداری که عملیات هیدروگرافی در آن ها حداقل یکبار انجام شده باشد، دقت روش را افزایش می دهد. هدف از این پژوهش تعیین پارامترهای بهینه روش تجربی کاهش سطح در سد مخزنی کرج با استفاده از الگوریتم تکامل تصادفی جوامع می باشد. در این پژوهش، بر اساس تئوری روش کاهش سطح یک مدل کامپیوتری تهیه شد. سپس مدل بهینه سازی به روش الگوریتم تکامل تصادفی جوامع آماده و در نهایت این دو مدل ترکیب و مدل شبیه سازی- بهینه سازی توسعه داده شد. مدل شبیه سازی- بهینه سازی، پارامترهای روش تجربی کاهش سطح را برای مخزن سد کرج بنحوی تعیین می کند که بیشترین تطابق بین مقادیر حجم محاسباتی و اندازه گیری شده بدست آید. برای تعیین مقادیر بهینه این پارامترها تابع هدف به صورت مجذور میانگین مربعات خطای مقادیر محاسباتی از مقادیر واقعی تعریف شد. با استفاده از مدل تهیه شده بر اساس اطلاعات سال 1340 و هیدروگرافی سال 1370 پارامترهای بهینه بدست آمد. به منظور صحت سنجی مدل شبیه سازی- بهینه سازی، توزیع رسوب در سال 1386 با استفاده از پارامترهای بهینه بدست آمده توسط مدل، محاسبه و با مقادیر هیدروگرافی مقایسه گردید.
    کلید واژگان: توزیع رسوب, رسوبگذاری, روش تجربی کاهش سطح, الگوریتم تکامل تصادفی جوامع}
    A.R. Emadi*, S. Kakouei
    Dam construction on the rivers causes sediment accumulation behind them. Determination of quantity and quality of sediment deposition in reservoirs is important for their stability and operation. Area- reduction method is one of the empirical methods for reservoir sediment distribution. In this method, reservoir is divided to four types, based on its shape. Parameters are presented for each types of reservoir which is carried out based on sediment distribution. Determination of suitable parameters in operating reservoirs which have at least one period of hydrographic data, leads to increment of accuracy. The objective of this research is to determine the optimal parameters of empirical area reduction method in Karaj dam using Shuffled Complex Evolution algorithm. In this research, a computer model was developed based on area reduction method theory. Then optimization model was prepared using Shuffled Complex Evolution algorithm and these two models were combined and Simulation-Optimization model was developed. Simulation- Optimization model determined area reduction method parameters for Karaj dam so that the most compatibility occurs between computational and measured volumes. To determine optimal parameters values, objective function was defined as Root Mean Square Error (RMSE) calculation of actual values. Using prepared model, optimal parameters were obtained based on information in 1961 and hydrography in 1991. To verify simulation-optimization model, sediment distribution in 2007 was calculated using obtained optimal parameters by model and was compared to hydrographic values. Results showed that values of objective function were reduced up to 62% and 48% in calibration and verification periods, respectively. Then, sediment distributions of Karaj dam were predicted based on optimal parameters.
    Keywords: Sediment distribution, Sedimentation, Area, reduction method, Shuffled complex evolution algorithm}
  • آزاده جباری، سید احمد حسینی، امیرحمزه حقی آبی، صمد امام قلی زاده، عبدالکریم بهنیا
    برآورد مقدار بار رسوبی که یک جریان مشخص، قادر به حمل آن است یکی از موضوعات اصلی تحقیقات رسوب می باشد. رودخانه ابهررود یکی از رودخانه های مهم استان زنجان است که کشاورزی منطقه به آن وابسته میباشد. در پژوهش حاضر از مدل HEC-RAS 4.1، به منظور شبیه سازی جریان رسوبات رودخانه ابهررود استفاده شده است. بدین منظور با استفاده از نقشه DEM این رودخانه با مقیاس 1:4000، در بسته الحاقی Hec-GeoRas در نرم افزار Arc Map، تعداد 730 مقطع در طول 50 کیلومتر رودخانه تهیه شد و برای معرفی هندسه رودخانه به مدل (Hec-Ras) استفاده شد. همچنین با استفاده از دبی های حداکثر اندازه گیری شده با طول آماری 33 ساله در ایستگاه هیدرومتری قروه، دبی با دوره بازگشت 25 ساله با استفاده از نرم افزار HYFA محاسبه و برای شبیه سازی هیدرولیکی رودخانه مورد استفاده قرار گرفت. پس از کالیبره نمودن مدل برای شرایط هیدرولیکی رودخانه و مدلسازی شرایط جریان شبه غیرماندگار، اطلاعات شرایط مرزی و دانهبندی مواد بستر رودخانه به مدل معرفی شد. با استفاده از رابطه های انتقال رسوب، ظرفیت انتقال رسوب رودخانه ابهررود محاسبه شد. مقایسه بین نتایج به دست آمده و داده های اندازه گیری شده نشان می دهد که معادله یانگ (Yang) با داشتن خطای کمتری نسبت به سایر معادله ها، برآورد قابل قبولتری داشته است. بر این اساس پیشنهاد می شود جهت شناخت پتانسیل میزان انتقال رسوب از این مدل در مناطق مختلف رودخانه استفاده شود. همچنین بررسی وضعیت فرسایش و رسوبگذاری رودخانه با استفاده از معیارهای هالستروم و شیلدز نشان میدهد که وضعیت هیدرولیکی جریان در طول رودخانه به گونه ای است که تمامی مقاطع رودخانه در وضعیت فرسایش می باشد.
    کلید واژگان: ابهررود, رسوبگذاری, فرسایش, مدل HEC - RAS 4, 1}
    Azadeh Jabary, Seyed Ahmad Hosseini, Amir Hamzeh Haghiabi, Samad Emamgholizadeh, Abdolkarim Behnia
    Estimation of the sediment load which a specific flow is capable to transport, is one of the main topics of sediment researches. Abhar Rood River is one of the major rivers in Zanjan province which plays a big role in the agriculture of the region. In the present research, HEC-RAS 4.1 model is utilized to simulate the sediment hydraulic in Abhar Rood River. For this purpose, 730 sections along 50 km of Abhar Rood have been prepared by using the DEM map of the river (map scale 1:4000) in Hec-GeoRas extension of ArcMap, thereafter it was used to introduce the river geometry information to Hec-RAS model. Also the discharge amount with 25 years return period has been calculated in HYFA model using the 33 years flooding discharge data which was measured at the Ghorveh hydrometric station and used to simulate hydraulic flow of the Abhar Rood River. After calibrating the model for hydraulic conditions of the river, sediment boundary condition and bed gradation have been defined in model. Thereafter the sediment transport capacity of the river was calculated by transport functions at total cross sections. The comparison between the achieved results and measured data shows that, the Yang equation has minimum error compared with other equations. Therefore Yang equation due to its acceptable results is recommended to recognize the sediment transport capacity potential. In addition, to investigate the erosion and sedimentation status of Abhar Rood River, Hjulstrum and Shields criteria have been utilized. The hydraulic condition of this river shows the erosion status at the whole crosses of the river.
    Keywords: Abhar Rood, Erosion, HEC-RAS 4.1, Sedimentation}
  • مینا سیفی زاده، علیرضا عمادی، رامین فضل اولی
    با احداث سدهای مخزنی مقدار زیادی از رسوبات در پشت آن ها ته نشین میشود. بنابراین آب رها شده از سد بصورت زلال بوده و ظرفیت انتقال رسوب بالایی دارد که باعث فرسایش رودخانه در پاییندست سد میشود. در این پژوهش با استفاده از مدلهای ریاضی، تغییرات مورفولوژی رودخانه پلرود در پایاب سد برای یک دوره کوتاه مدت پس از احداث سد، پیشبینی شد. سپس نتایج آن با حالت عدم وجود سد مقایسه شد. نتایج نشان داد که در حالت وجود سد، فرسایش بیشتری در رودخانه ایجاد میشود. بیشترین فرسایش در حالت وجود سد، 7/4 متر و در حالت عدم وجود سد 7/3 متر میباشد. بیشترین تاثیر احداث سد بر مورفولوژی رودخانه، تا فاصله 10 کیلومتری از محور سد در پایاب میباشد. در فواصل دورتر تغییرات بستر رودخانه در دو حالت وجود و عدموجود سد تقریبا مشابه و شدت این تغییرات بسیار کم میباشد. بیشترین تغییرات در رودخانه در سالهای ابتدایی رخ داده و با گذشت زمان از شدت تغییرات کاسته شده است. نتایج همچنین نشان داد که فرسایش و رسوبگذاری در رودخانه با گذشت زمان در حال رسیدن به تعادل میباشد و رودخانه به حالت رژیم خواهد رسید.
    کلید واژگان: رسوبگذاری, رودخانه پلرود, فرسایش, مهندسی رودخانه, HEC-RAS}
    With construction of storage dams، a large amount of sediments are accumulated behind them. Therefore، water released from the dam is so clear and possesses high sediment transport capacity، which causes the river erosion at downstream the dam. In this research، Polerood river morphological variations predicted in downstream of dam using mathematical models for a short period post dam construction. Then، results were compared with lack of dam existence manner. Results showed that، the presence of the dam causes more erosion in the river. Maximum erosion in presence and lack of the dam were 4. 7 and 3. 7 m، respectively. The maximum influence of the dam construction on river morphology is up to 10 km downstream from the dam axis. At far distances، river bed variations in both the presence and lack of the dam were the same and the intensity of these variations was very low. The most river variations occurred at early years and variations intensity reduced gradually. Results also showed that erosion and sedimentation in the river is balanced by the time and river will be arrived at a regime case.
    Keywords: Erosion, HEC, RAS, Polerood River, River engineer, Sedimentation}
  • فرهاد ایمان شعار، یوسف حسن زاده، محمدتقی اعلمی، علی داننده مهر
    جرم مخصوص رسوبات تهنشین شده در مخزن سد تابع متغیرهای زیادی از قبیل خصوصیات فیزیکی ذرات رسوب، میزان تراکم لایه های رسوب تهنشین شده و سیاستهای بهرهبرداری از مخزن است. تمام این شاخصها دارای عدم قطعیت بوده که در نتیجه تعیین جرم مخصوص رسوبات تهنشین شده در مخزن سد نیز دارای عدم قطعیت خواهد بود. در این مقاله سعی شد ابتدا عوامل موثر بر جرم مخصوص رسوبات تهنشین شده در مخزن سدها طبقه بندی شوند و سپس مبانی روش دلتا به عنوان یکی از معروفترین روش های تحلیل عدم قطعیت بیان گردد. به منظور تبیین نحوه تحلیل عدم قطعیت به روش دلتا، یک مطالعه موردی نیز بر اساس داده های میدانی سد مخزنی کنی واقع در شمال ایالت کلرادو صورت گرفت. هدف از این مطالعه تعیین جرم مخصوص ذرات رسوب تهنشین شده و ضریب تغییرات آن در مخزن سد پس از گذشت 15 سال از بهرهبرداری است. نتایج این تحقیق حاکی از آن است که جرم مخصوص رسوبات تهنشین شده در مخزن سد مذکور در حدود 6/125 ± 1267 (انحراف معیار ± متوسط جرم مخصوص) کیلوگرم بر متر مکعب برآورد شده و این در حالی است که در بازه زمانی 15 سال از شروع بهرهبرداری، ضریب تغییرات محاسبه شده برای تعیین جرم مخصوص رسوبات در مخزن سد برابر با 9/9% میباشد.
    کلید واژگان: جرم مخصوص رسوبات, رسوبگذاری, روش دلتا, عدم قطعیت, مخزن سد}
    F. Imanshoar, Y. Hassanzadeh, Mt Aalami, A. Danandeh, Mehr
    Density of deposits is bounded on different variables e.g. physical properties of sediment particles, rate of deposit's layer compaction and type of reservoir operation. These criteria have uncertainty and so the specific weight of deposits has the same problem. In this paper, the effective factors that influence the density of deposits in the reservoirs had been classified and then the basic concept of Delta method was stated as one of the popular techniques for analysis of uncertainties. Further, the case of Kenny reservoir in the White River basin at northern Colorado was selected to determine the specific weight of deposits in the reservoir and the coefficient of variation. The results of this investigation indicate that in the case of Kenny Reservoir the density of deposits is 1267 ± 125.6 (Mean ± SD) kg/m3, and the coefficient of variation of specific weight for accumulated deposits equals 9.9% for the period of 15 years of reservoir operation.
    Keywords: Dam reservoir, Delta method, Density of deposits, Sedimentation, Uncertainty}
  • منیره سادات کیایی، علی کرمی خانیکی، عباسعلی علی اکبری بیدختی
    مصبها پهنه هایی تاثیرگذار بر مهار کردن حرکات رسوب و توزیع آن در سواحل می باشند. لذا، شناسایی عوامل موثر بر آب پویایی مصبها که به عنوان فرایندهای انتقال و از عوامل مهم در تعیین هندسه و شکل سواحل و مصبها محسوب می شوند، حائز اهمیت اند بسیارند. موج و جزر و مد از عوامل اصلی شکل دهنده ی مصبها می باشند. در این تحقیق، اثر هر دو عامل به صورت توام، مورد بررسی قرار می گیرد. بدین منظور، یک حوضچه ی ساحلی، که از طریق یک مصب به دریای باز متصل می-شود، در محیط نرم افزار مایک 21 همانندسازی شده است. در این شبیه، از یک شبکه ی مثلثی ساختار نیافته، با ابعاد 10 تا 50 متری، در یک شبیه تفاضل محدود با گام زمانی 2 ثانیه استفاده شده است. بطور همزمان، موج و جزر و مد با ارتفاع های مختلف، به طرف دهانه فرستاده می شود. الگوی جریان نشان می دهد که با شبیه سازی در حالت توام، ریخت شناسی مصب به گونه ای تغییر می کند که پس از گذشتن زمان، به حالت تعادل می رسد، که در این صورت، مصب، مطلوب خواهد بود. علاوه بر آن، به وسیله ی شاخص بدون بعد Hw/Ht فراسنج غالب در مصب را می توان تعیین کرد. برای محاسبه ی عوارض ته نشینی در مصب، ابتدا هر یک را بطور جداگانه، تحت موج تنها و جزر و مد تنها، تعیین کرده، سپس مجموع مقادیر را محاسبه می کنیم. مقادیر به دست آمده با مقادیر در حالت توام، یکسان هستند.
    کلید واژگان: مصب, آب پویایی, رسوبگذاری, مایک 21}
    Inlets play an important role in controlling sediment movement and its distribution in coastal areas. Therefore، recognizing effective factors in the hydro-dynamicity of inlets known as transmission process and determining the geometry and formation of inlets are of paramount importance. The undulations of water and tidal waves are among the major factors shaping an inlet. The purpose of this study is to find out how these two factors could interactively affect the sediment. To this end، a coastal basin that is connected to the open sea through a mouth is simulated in Mike 21/3 software. For this simulation، a 10*50 meter un-structured triangular flexible mesh in a finite difference model at two seconds intervals was used; undulations and tidal waves were sent to the mouth of the inlet simultaneously. By simulation، the morphology of the inlet changes in a way that with the passage of time reaches equilibrium; hence، there would be an ideal inlet. Also، by means of characteristic non-dimensionalHw/Ht، the dominant parameter in the inlet can be determined in the inlet. For calculation of morphological changes in inlet of estuary، first tidal fluctuations as a single parameter and then wave parameter separately considered، then two parameters together considered، the results show that for two cases، the morphological changes are the same
    Keywords: Inlet, Hydrodynamic, Sedimentation, Mike}
  • پیش بینی روند رسوب گذاری در مخزن سد جیرف با استفاده از مدل GSTAR3
    مهدی قمشی، مبین جهانشاهی، محمدرضا زایری
    احداث سد از متداولترین روش ها جهت بهره برداری از سیستم منابع آب سطحی بوده که هزینه های بسیار هنگفتی در قالب طرح های عظیم ملی صرف ساخت آن می شود. رسوب گذاری در مخزن سد نه تنها سبب کاهش ظرفیت و عمر مخزن می شود، بلکه ضمن ایجاد اشکالات عدیده در باز و بسته کردن دریچه های عمقی و نیمه عمقی سد، موجب افزایش سطح مخزن و افزایش تبخیر و تلفات آب می شود. در این تحقیق با استفاده از مدل GATARS3 وضعیت رسوبگذاری سد جیرفت مورد بررسی قرار گرفت. بعد از واسنجی مدل به کمک داده های آبنگاری مخزن سد جیرفت نحوه رسوبگذاری در مقطع طولی و عرضی ترسیم گردید. در هر مرحله از کالیبراسیون ضرایب به گونه ای تعیین می گردید که مقدار تابع خطای RMSE حداقل گردد. با توجه به پیش بینی مدل در سال 1443 حدود 80 درصد از حجم مخزن از رسوب پر می گردد به عبارتی دیگر سالیانه به طور متوسط حدود 23/1 درصد از حجم اولیه مخزن کاسته می شود و همچنین راندمان تله اندازی 87 درصد محاسبه گردید.
    کلید واژگان: رسوبگذاری, سد جیرفت, GSTARS3}
    Simulation of Sediment Deposition in Jiroft Reservoir Using GSTARS3 Model
    M. Ghomeshi, M. Jahanshahi, M.R. Zayeri
    Dams are one of the most common structures to make a reservoir for water accumulation. Sediment deposition in reservoirs not only reduces the storage capacity of a reservoir but also decreases its useful life. Also¡ in many cases sedimentation creates problems for bottom outlets. In this study simulation of sediment deposition in Jiroft Reservoir is investigated with the aids of GSTARS3 model. At first the measured data of Jiroft Reservoir are used to calibrate the mathematical model. The Manning coefficient and the sediment transport equations are used for this proposed. After calibration¡ existing data are used for verification of the model. Finally¡ the time variation of reservoir volume is calculated. The results showed that the mean annual volume reduction of the reservoir is approximately equal to 1.27 percent of initial volume. Also¡ the trap efficiency of the reservoir is computed and it was equal to 87 percent.
    Keywords: reservoirs sedimentation, Jiroft dam, GSTARS3}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال