فهرست مطالب

نشریه سد و نیروگاه برق آبی ایران
پیاپی 26 (پاییز 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/09/11
  • تعداد عناوین: 7
|
  • خشایار بهادری*، مجتبی کریمایی طبرستانی صفحات 1-13

    عموما طراحی سدها و سازه های هیدرولیکی وابسته به صورت قطعی انجام می گیرد. در حالیکه عدم قطعیت های زیادی در برآورد پارامتر های طراحی نظیر ارتفاع سد ها و ابعاد سرریز وجود دارد. در تحقیق حاضر بعد از مطالعه بر روی عدم قطعیت های مختلف در طراحی، تعیین ارتفاع و همچنین ریسک روگذری ناشی از سیلاب حدی بر اساس تحلیل قابلیت اطمینان مورد توجه قرار گرفت. برای این منظور از روش شبیه سازی مونت کارلو که یک روش معروف در تحلیل قابلیت اطمینان است، استفاده می گردد. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که در صورتیکه ارتفاع سد نمرود به عنوان مطالعه موردی برابر با 78/7 متر در نظر گرفته شود، سد 100 درصد در برابر سیلاب طراحی ایمن است و در این حالت ریسک روگذری از روی سد ناشی از سیلاب کنترل برابر با 64 درصد می باشد. همچنین محاسبات فوق در شرایط تغییر طول سرریز اوجی و تغییر سرریز اوجی به سرریز نیلوفری نیز تکرار گردید. نتایج نشان داد که میزان تغییرات احتمال شکست با تغییر طول آبگذری در سرریز نیلوفری بیشتر از سرریز اوجی می باشد.

    کلیدواژگان: ارتفاع سد، ریسک روگذری، روندیابی مخزن، تحلیل قابلیت اطمینان، روش شبیه سازی مونت کارلو
  • حامد شکیب، سعید فرزین* صفحات 14-26

    هدف از این مطالعه، برآورد ظرفیت بهینه سدهای مربوط به زیرحوضه های منطقه زیارت استان گلستان و استخراج الگوی برآورد ظرفیت مخازن دیگر نواحی فاقد آمار می باشد. حوضه زیارت توسط نرم افزار ArcGIS به 9 زیرحوضه تقسیم گردید و خصوصیات فیزیوگرافیک زیر حوضه ها تعیین شد. برای مدل سازی تغییرات حجم، رخداد تقاضا قبل و پس از بارش و رخداد تولید قبل و پس از سرریز از جمله حالات گوناگون محتمل، در نظر گرفته شد. تاریخچه زمانی مقادیر حجم، به صورت رابطه ای بر حسب سایر متغیرها بدست آمد. ظرفیت بهینه توسط رابطه مذکور به عنوان تابع هدف و قیود مربوط به هزینه، تقاضا و سریز، برای هر زیرحوضه محاسبه شد. مقادیر محاسبه شده در بازه 700 تا 5000 میلیون متر مکعب متغیر بوده و ارتباط معناداری بین حجم و شاخص شماره منحنی مشاهده گردید. جهت استخراج رابطه پیش بینی ظرفیت بهینه مخازن در مناطق فاقد آمار، پارامترهای منطقه ای و حجم بهینه زیر حوضه ها در نظر گرفته شده و با استفاده از تحلیل ابعادی و در نظر گرفتن توابع مختلف، 6 رابطه بررسی شد. در این روابط، 12 رخداد بارش حداکثر 24 ساعته برای سال های (2012-2015) مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از ضرایب تبیین تعدیل شده و خطای انحراف معیار، بهینه ترین رابطه ارایه گردید.

    کلیدواژگان: ظرفیت مخزن، بهینه سازی، رواناب، شماره منحنی، حوضه زیارت، حوضه های فاقد آمار، ArcGIS
  • مهتا سمیعی، سید حسین مهاجری*، سید عباس حسینی صفحات 27-38

    امروزه به دلیل مشکلات زیست محیطی نیروگاه های برق -آبی، استفاده از توربین های انرژی جنبشی آب افزایش قابل توجهی داشته است. مطالعات پیشین در این نوع توربین، اغلب در کانال مستطیلی انجام شده است و حضور توربین در کانال با مقطع مشابه رودخانه ها مورد بررسی قرار نگرفته است. در این مطالعه، اثر حضور توربین در کانال مرکب به روش عددی مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور مدل سازی نحوه حرکت توربین، از روش دستگاه مرجع متحرک بهره برده شده است. نتایج نشان داد که میدان جریان و توزیع فشار در اثر حضور توربین تغییر می کند، به نحوی که به جای تشکیل سلول های جریان ثانویه در کانال مرکب، جریان ثانویه از سمت سیلاب دشت مخالف به سمت سیلاب دشتی که توربین در آن قرار دارد، تشکیل می شود. به علاوه مشاهده شد که حضور توربین موجب تشکیل یک ناحیه با سرعت کم در پشت و نواحی پر سرعت در اطراف توربین می گردد. نتایج نشان داد که با تغییر سرعت جریان ورودی، میدان جریان تاثیر می پذیرد. لذا، می توان نتیجه گیری نمود که در سرعت های پایین جریان، تاثیر حضور توربین انرژی جنبشی آب بر میدان جریان کمتر باشد، هر چند که میزان تولید انرژی با کاهش سرعت جریان کاهش می یابد که در چنین شرایطی نصب توربین به صرفه نمی باشد.

    کلیدواژگان: توربین انرژی جنبشی آب، کانال مستقیم با مقطع مرکب، میدان جریان، مدل سازی عددی، روش دستگاه مرجع متحرک
  • علی کاتبی، محمد میرزااحمدی*، حامد سرکرده صفحات 39-47

    ایران یکی از کشورهای پیشرو در زمینه ساخت سد بشمار می آید بطوریکه سد سازی یکی از بزرگترین صنایع در ایران محسوب می شود، از طرفی کاهش منابع آب در کشور باعث شده توجه به حوزه سد سازی بیش از پیش گردد. فرایند ساخت سد و تامین مواد و خدمات لازم، نیازمند منابع بزرگ مالی است، همچنین پروژه های ساخت سد یک فرایند زمان بر است، از این رو توجه به زنجیره تامین کالا و خدمات و کارکرد بهینه و هماهنگ اعضای این زنجیره، در این حوزه اهمیت پیدا می کند. در این تحقیق با استفاده از مطالعات کتاب خانه ای و بررسی ادبیات گذشته، مصاحبه و استفاده از نظر خبرگان اقدام به شناسایی و ارزیابی ریسک های تهدید کننده این حوزه و دسته بندی آن ها پرداخته شده از جمله ریسک های مهم این بخش می توان به تغییر نرخ ارز و کمبود نقدینگی اشاره کرد.

    کلیدواژگان: سد سازی، زنجیره تامین، ارزیابی ریسک
  • فرناز دانشور وثوقی* صفحات 48-57

    در تحقیق حاضر، از ارتباط موجکی جهت سنجش تاثیر پارامتر بارش روی رواناب دشت اردبیل استفاده میکند. ارتباط موجکی معیاری برای ارزیابی همبستگی بین دو سری زمانی در حالت موضعی و ارتباط احتمالی بین دو فرآیند در فضای فرکانس-زمان می باشد و نشانگر مقدار همبستگی و ارتباط فرکانسی بین سری زمانی دو فرآیند مختلف می باشد. برای این منظور، از داده های ماهانه  هیدروکلیماتولوژی 3 ایستگاه بارش و یک ایستکاه رواناب در خروجی دشت اردبیل رواناب در دشت اردبیل استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که دوره های فرکانسی 12-8 و 16-8 در پارامتر بارش قوی هستند و معنی داری دوره تناوب 16-8 ماه با سطح معنی داری 95% در پارامتر رواناب از طریق نمودارهای تبدیل موجک پیوسته و طیف توان موجکی تایید می شود. هم چنین، نتایج وابستگی موجکی و موجک متقابل نشان داد که بین پارامترهای بارش و رواناب در دوره تناوب 16-8 ماه بیشترین ارتباط شناسایی گردید.

    کلیدواژگان: ارتباط موجکی، بارش، دشت اردبیل، دوره زمانی موثر، رواناب
  • حمید قالیباف*، محمد غفوری، غلامرضا لشکری پور صفحات 58-69

    سد سررود در شهرستان کلات در شمال استان خراسان رضوی در حال احداث می باشد. با توجه به اینکه این سد در پهنه گسلی قرار گرفته است، نیاز  ضروری جهت تزریق پرده آببند دارد. در این تحقیق با استفاده از تکنیکهای سنجش از دور، سیستم اطلاعات جغرافیایی، تصاویر ماهواره ای لندست پردازش شده و بازدید های صحرایی مشخص گردید،  این سد در محدوده گسل سررود قرار گرفته است. بر این اساس، پی محور، شوت سرریز و جناحین  از لحاظ گسله بودن مورد ارزیابی قرار گرفت. در نتیجه، مشخص گردید، جناح چپ نسبت به جناح راست بیشتر تحت تاثیر این گسلها قرار گرفته است. . بنابراین، با توجه به اطلاعات بدست آمده پهنه بندی پرده آببند بر اساس پارامتر های زمین شناسی مهندسی و آزمایشهای نفوذ پذیری  در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی (Arc GIS)   رقومی و وزن دهی شد، سپس به روش همسایگی نقاط  این نقشه ها درون یابی شدند. در نتیجه، نقشه های پهنه بندی  پرده آببند محور تزریق تهیه گردید. علاوه بر این،  با استفاده از مدل  سلسه مراتبی(AHP) نقشه پهنه بندی بیشترین محدوده تزریق دوغاب ارایه شده است.

    کلیدواژگان: سد سررود، پارامترهای ژئوتکنیکی تزریق، پهنه بندی پرده آببند، مدل سلسله مراتبی AHP
  • کاظم شاهوردی* صفحات 70-79

    با توجه به محدود بودن سوخت های فسیلی، کاربرد انرژی های تجدیدپذیر در مقیاس کوچک مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از توربین آبی پیچ ارشمیدس به عنوان یک توربین نوظهور برای تبدیل انرژی پتانسیل و جنبشی آب به انرژی مکانیکی در حال افزایش است. در این تحقیق، عملکرد توربین پیچ ارشمیدس به صورت عددی با استفاده از معادلات ناویر-استوکس متوسط زمانی (RANS) در محیط Flow3D با بررسی اثر تعداد پره‎ها و سرعتهای زاویه ای مختلف بر آن مورد توجه قرار گرفت. جهت مدلسازی آشفتگی از مدل   و جهت شبیه سازی سطح سیال از روش کسر حجمی سیال (VOF) استفاده شد. مدل عددی تهیه شده با استفاده از نتایج آزمایشگاهی، اعتبارسنجی شد. تعداد سلولهای بهینه مورد نیاز برای مش بندی تعیین شد. نتایج اعتبارسنجی نشان داد که نتایج عددی، مطابقت خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد و حداکثر راندمان توربین پیچ ارشمیدس برابر با 79 درصد حاصل شد. نتایج نشان داد که از میان گزینه های بررسی شده، پیچ ارشمیدس با 2 پره نسبت به سایر موارد از نظر فنی و اقتصادی ارجح می باشد.

    کلیدواژگان: توربین پیچ ارشمیدس، نیروگاه برق آبی کوچک، مدل‎سازی عددی
|
  • Khashayar Bahadori*, Mojtaba Karimaei Tabarestani Pages 1-13

    Generally, the design of dams and other hydraulic structures is carried out based on deterministic approaches. However, there are many uncertainties in the estimation of different effective parameters in hydraulic structures design. The inherent uncertainties in these parameters necessitate reliability analysis to ensure the structure stability. In this study, after investigating various uncertainties in design, the height and overtopping failure of Namrood dam as a case study was calculated based on reliability analysis. For this purpose, the Monte Carlo Simulation Technique that is a well-known method for reliability analysis, was used. Results showed that to get 100% safety from design flood, the height of Namrood dam should be considered as 78.7 m. However, in this case the probability of overtopping failure due to control flood was 64%. Moreover, similar analysis was carried out to investigate the effect of spillway type on overtopping probability of failure. Results showed that by increasing the spillway crest length, the probability of failure in the case of Morning glory spillway increased more rapidly than ogee spillway.

    Keywords: Dam Height, Risk of Overtopping, Reservoir Routing, Reliability Analysis, Monte Carlo Simulation
  • Hamed Shakib, Saeed Farzin* Pages 14-26

    Aim of this study is to estimate the optimized volume of reservoir in un-gaged basins and extract the estimation pattern of reservoir capacity for other regions. For this purpose, Ziarat was divided to 9 sub-basins using ArcGIS and the physiographical parameters was determined for each of them. for modelling of volume variation, demand before and after rain and also product before and after spill, were considered as different of Possible scenarios. Time history for amount of volume, was obtained as an equation according to other variables. The optimized volume calculated by mentioned equation as objective function and constrains.i.e. cost, demand and spill for each sub-basin. These volumes vary from 700 to 5000Mm3 and significant relation between volume and curve number index was observed. To extract a relation for prediction of reservoir optimized volume in un-gaged regions, regional parameters and optimized volume was considered and 6 equations was prepared by dimensional analysis and different functions. in this equations, 12 rainfall of 24-h probable maximum event were used for 4 consecutive years (2012-2015). Finally, using R-square and standard deviation error, the more optimized equation was presented.

    Keywords: Reservoir capacity, Optimization, Run-off, Curve number, Ziarat basin, ArcGIS
  • Mahta Samei, Seyed Hossein Mohajeri*, Seyed Abbas Hoseini Pages 27-38

    In the recent years, due to the hydropower plants environmental problems, hydrokinetic turbine usages has been increased. Using such turbines in rivers modify natural flow-field. In previous studies, impacts of turbine on the flow-field just only in rectangular open-channel is studied. In this work, the effects of hydrokinetic turbine in a straight compound channel has been numerically studied using Fluent extension of Ansys 16. To simulate the turbine rotation, Moving Reference Frame (MRF) method has been implemented. Results showed that due to the turbine presence, natural flow structure and pressure distribution has been drastically changed. Indeed, instead of compound channel secondary currents, a strong secondary flow from the right back to left bank (where the turbine installed) is formed. Also results show that a wake region behind the turbine and regions with high velocity around turbine can be notified. In low velocity inlet, the flow field is intact and natural condition is preserved, while high inlet velocity causes drastic changes. Therefore, it can be concluded that in this situation, considering low effects of turbine presence in flow structure the inlet velocity should be low, while in this condition, the efficiency due to the low velocity would be not be impressive.

    Keywords: Hydrokinetic turbine, Straight Compound channel, Flow field, Numerical modeling, Moving Reference Frame (MRF)
  • Ali Katebi, Mohammad Mirzaahmadi*, Hamed Sarkardeh Pages 39-47

    Iran is one of the pioneers in dam construction, which dam construction considers one of the greatest industry in Iran. In addition, reducing water sources attract the attentions to dam construction. The process of dam construction, supply of materials, and related services need great financial sources, also dam construction is a time consuming process. Therefore, it is important paying attention to supply chain of materials and services along with optimal operation and staff coordination. The purpose of this study is Identification, classification, and evaluation of supply chain risks for concrete dam by using library studies, related literature, and expert opinion.

    Keywords: dam construction, supply chain, risk assessment
  • Farnaz Daneshvar Vousoughi* Pages 48-57

    In this research wavelet coherence measure is implemented for evaluating the relations and effect of rainfall parameters over many years on runoff fluctuations that is for testing proposed linkages between two time series. In this way, monthly Hydro climatological as 3 rainfall stations, one runoff in the outlet of Ardabil plain were used. The results illustrate that 8-12 and 8-16 month modes of variability were seen in most strongly in precipitation. The significance of shared 8-16 month periodicity with 95% confidence in runoff time series was confirmed through continuous wavelet transform and Wavelet Power Spectrum graphs. The results of wavelet coherence and cross wavelet transform showed that 8-16 month had between rainfall and runoff. Also, wavelet transform coherence and cross wavelet transform graphs showed 8-16 month periodicity was conceded as between rainfall and runoff parameters.

    Keywords: Wavelet transform coherence, Rainfall, Ardabil plain, effective period, Runoff
  • Hamid Ghafoori*, Mohammad Ghafoori, Gholamreza Lashkaripour Pages 58-69

    Sarroud Dam is located in the north of Khorasan Razavi Province in the city of Kalat. Being located in a fault zone, it is necessary to inject the cut-off wall. Using remote sensing techniques, geographic information system, Landsat satellite imagery and field observations in this research, it was specified that the dam has been located within the range of the Sarroud Fault. According to this, the foundation of axis, overflow shoot and the sides of the dam were evaluated in terms whether or not being affected by fault activities. the zonation of the cut-off wall based which the engineering geology parameters & permeability tests in the Arc GIS was undertaken, was, subsequently, weighed & interpolated through the neighbor method. The outcome was preparation of the zonation maps of the injection/grouting? axis at the cut-off wall. Moreover, the zonation map for the most widely-injected areas was prepared using the Hierarchy Model(AHP).

    Keywords: Sarroud dam, grouting injection, engineering geological parameters, permeability, Cut - off wall Zonation, AHP models
  • Kazem Shahverdi* Pages 70-79

    Due to fossil fuel limitations, the application of small-scale renewable energies has been considered. Recently, the utilization of Archimedes screw turbines, as an emerging turbine, are being increased for converting the potential and kinetic energies of water to a mechanical one. In this research, the performance of Archimedes Screw Turbine (AST) was numerically, using Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations, considered in Flow3D to investigate the effect of different blade numbers and rotation speeds. The two equation  model and Volume of Fluid (VOF) method were used to model turbulence and water surface, respectively. The provided model was validated using experimental results. The optimal mesh cells to meshing was determined afterwards. The validation results showed that the numerical model has a good agreement with expetimental one, and a maximum efficiency of 79% was obtained. The results showed that among the investigated options, 2-bladed screw is economically and technically preferable compared to others.

    Keywords: Archimedes Screw Turbine, Small Hydropower Plant, Numerical Modeling