Kazem Shahverdi

چكيده : فرسايش و آبشستگي از مهمترين مسائل نگران كننده در ارتباط با كناره هاي رودخانه و سواحل مي باشد. استفاده از آبشكن ها از جمله روش هاي نوين كنترل و كاهش فرسايش مي باشد. آبشكن ها سبب انحراف حمله جريان از كناره ها و نواحي بحراني شده و جريان را به سمت محور مركزي رودخانه هدايت مي نمايند. اين پژوهش به منظور بررسي عددي آبشستگي در اطراف آبشكن هاي Lشكل، مستقيم و چوگاني تحت سه زاويه مختلف 30، 60 و 90 درجه نسبت به ساحل پايين دست كانال ،توسط نرم افزار Flow-3D انجام شده است . در پژوهش حاضر از داده هاي مطالعه باجلوند استفاده شده است . آزمايش ها در آزمايشگاه هيدروليك دانشگاه بوعلي سينا در فلومي به طول 5/10 متر، عرض و ارتفاع 5/0 متر انجام گرفته است. آبشكن هاي مورد استفاده در اين پژوهش از نوع نفوذناپذير و غير مستغرق بود. جهت شبيه سازي آبشستگي حول آبشكن ها، مدل هاي سه آبشكن چوگاني و Lشكل و مستقيم در سه زاويه مختلف باتوجه به ابعاد آن ها توسط نرم افزار سه بعدي ساخته شد و در برنامه فراخواني شد. سپس با در نظر گرفتن فيزيك هاي مسئله مورد نظر به شبيه سازي پرداخته شده است و سپس جهت شبيه سازي بهينه ترين تعداد سلول و مش بلوك انتخاب شده است و مدل آشفتگي RNG به عنوان بهترين مدل آشفتگي جهت شبيه سازي مورد نظرانتخاب شد. ميزان درصد خطاي نتايج عددي و آزمايشگاهي بين 33/2 تا 5/9 درصد براورد شد. نتايج عددي نشان داد مقدار حداكثر آبشستگي آبشكن چوگاني با زاويه 90 درجه 59/18درصد نسبت به 60 درجه و مقدار حداكثر آبشستگي در آبشكن چوگاني در زاويه 60 درجه نسبت به 30 درجه 7/13 درصد افزايش يافته است.همچنين مقدار حداكثر آبشستگي آبشكن Lشكل با زاويه 90 درجه 72/16درصد نسبت به 60 درجه و مقدار حداكثر آبشتگي در آبشكن 60 درجه نسبت به 30 درجه 26/15 درصد افزايش يافته است. با توجه به حل عددي، در حالت كلي مي توان گفت كه چاله آبشستگي آبشكن هاي چوگاني كوچكتر از آبشكن هاي L شكل و چاله آبشستگي آبشكن هاي L شكل كوچكتر از آبشكن مستقيم مي باشد. با افزايش زاويه آبشكن ها از 30 به 90 درجه حداكثر عمق حفره آبشستگي در آبشكن هاي چوگاني 33/42 درصد و در آبشكنهاي L شكل44/33 درصد افزايش مي يابد.
Thesis summary

اخيرا، توربين پيچ ارشميدس به عنوان يك وسيله تبديل انرژي جنبشي و پتانسيل آب در دبي و ارتفاع پائين به انرژي الكتريكي مورد توجه قرار گرفته است. اجزاء اصلي هندسي توربين شامل پره ها، قطر و گام پيچ مي باشد. با عبور جريان از فضاي بين پره ها كه باكت ناميده مي شود و تحت تاثير نيروي مماسي آب بر پره ها، توربين پيچ ارشميدس به چرخش در مي آيد. اين چرخش توسط يك ژنراتور به نيروي الكتريكي تبديل مي گردد. در يك دهه اخير، مطالعات زيادي در زمينه افزايش راندمان توربين انجام گرفته است. بيشتر اين مطالعات در جهت بهينه سازي پارامترهاي هندسي و تاثير آن بر راندمان پيچ صورت پذيرفته است. در ايران، مطالعات انجام گرفته به صورت روش هاي عددي بوده و تاكنون نمونه آزمايشگاهي معتبر مورد مطالعه قرار نگرفته است. در تحقيق حاضر، براي اولين بار يك مدل آزمايشگاهي به روش توليد سنتي با استفاده از فرايندهاي فلزكاري متعارف كه در صنعت استفاده مي شود، ساخته شد و با هدف بررسي عملكرد آن در شرايط مختلف هيدروليكي در فلوم آزمايشگاهي دانشگاه بوعلي سينا نصب گرديد. هشت دبي 3/1، 5/1، 7/1، 9/1، 1/2، 3/2، 5/2 و 7/2 ليتر در ثانيه آزمايش شد. در هر دبي، سه زاويه استقرار يا قرارگيري 21، 24 و 27 درجه بررسي شد. همچنين، براي هر زاويه استقرار سه وضعيت استغراق 50 درصد، 75 درصد و 100 درصد در نظر گرفته شد. نتايج نشان داد كه راندمان توربين با افزايش دبي افزايش مي يابد و توربين در زاويه استقرار 24 درجه داراي بهترين عملكرد است. نتايج حاصل از ايجاد استغراق نشان داد كه استغراق 50 درصد باعث افزايش راندمان شده و با بالا رفتن استغراق راندمان به ميزان قابل توجهي كاهش مي يابد. بهترين راندمان در دبي 7/2 ليتر در ثانيه، زاويه استقرار 24 درجه و استغراق 50 درصد برابر با 5/58 درصد بدست آمد.
Thesis summary

از موضوعات مهم مورد بررسي محققان همواره بهره برداري از سازه هاي كنترل و تنظيم آب به منظور تحويل و توزيع عادلانه آب با راندمان و كفايت بالا مي باشد. بهره برداري از اين سازه ها در سامانه هاي انتقال و توزيع آب سنتي اكثراً به صورت دستي و در سامانه هاي مدرن به صورت خودكار هيدروليكي يا الكترونيكي انجام مي شود. جهت انجام كنترل با روشهاي خودكار نياز به يك شبيه ساز كانال و يك الگوريتم كنترل مي باشد. محدوديت منابع آب و پايين بودن عملكرد اغلب شبكه هاي ،آبياري ضرورت توجه بيش از پيش به بازنگري و بهبود عملكرد شبكه ها و بهره برداري بهينه از منابع آب موجود را ايجاب مي كند. عملكرد روش هاي بهره برداري در شبكه هاي انتقال و توزيع آب تابع رفتار هيدروليكي جريان در شبكه مي باشد. هيدروليك جريان به عواملي مانند نوع سيستم كنترل، ساختمان فيزيكي شبكه نوع روش بهره برداري و بالأخره سياستهاي مديريتي تخصيص و تحويل آب بستگي دارد. مطالعه اثر عوامل فوق بر رفتار هيدروليكي جريان و ارزيابي دقيق عملكرد روشهاي مختلف رياضي توانمند ميسر خواهد بود با توجه به رفتار غير ماندگار جريان در اثر عمليات بهره برداري براي پاسخگويي به تغييرات نياز و مديريت نامناسب آن تحويل آب به آبگيرها معمولاً با مازاد يا كمبود تحويل توأم بوده و موجب كاهش راندمان يا عملكرد بهره برداري مي گردد. با توجه به اينكه مديريت توزيع و مصرف بهينه آب در شبكه هاي آبياري نقش مؤثري در ارتقاء راندمان آبياري ايفا ميكند لذا ضروري است كه سازه هاي آبي مربوطه به نحوي انتخاب، احداث و مورد بهره برداري قرار گيرند كه انتقال آب به مزارع به طور مؤثر صورت گيرد. با شناخت مشكلات بهره برداري نيز ميتوان با اصلاحاتي در سازه هاي موجود در شبكه نسبت به حل مشكلات اقدام كرد. سازه هاي انتقال تنظيم و توزيع آب از اجزاي مهم در شبكه هاي آبياري هستند كه از يك سو نقش تحويل به موقع و هدفمند آب به بخشهاي مختلف شبكه را به عهده داشته و از سوي ديگر عاملي حياتي در توزيع عادلانه آب به شمار ميروند در حقيقت كاركرد مناسب طراحي و اجراي يك شبكه آبياري، كه با تلاش فراوان و هزينه هاي بسيار صورت مي پذيرد نيازمند عملكرد قابل قبول بخشهاي مختلف شبكه و به خصوص سازه هاي تنظيم و توزيع آب در شبكه هاي فرعي كه مستقيماً با مصرف كنندگان اصلي مرتبط مي شوند، است.
Thesis summary

امنيت غذايي يكي از معيارها و ابزارهاي توسعه انساني بوده و دستيابي به آن از اهداف اصلي هر كشور است. امنيت غذايي صرفا به معناي خودكفايي يا وجود مواد غذايي به اندازه كافي (دسترسي فيزيكي) نيست، بلكه توان خريد (دسترسي اقتصادي)، شيوۀ مصرف و ثبات نيز از مولفه هاي اصلي آن است. سبك زندگي، الگوي مصرف، درآمد خانوار، قيمت مواد غذايي، دانش تغذيه و ترجيحات و سليقه مصرف كننده از مهمترين عوامل موثر بر سبد مصرفي خانوار هستند. در برخي موارد عليرغم دسترسي فيزيكي و اقتصادي، افراد با سوءتغذيه مواجه هستند. از سوي ديگر بخش ديگري از جامعه دسترسي اقتصادي به مواد مغذي ندارند. همچنين كشور در توليد محصولات كشاورزي با محدوديت منابع پايه نظير منابع آب و محدوديت هاي محيط زيستي مواجه است. لذا تدوين يك سبد مطلوب تغذيه كه از يك طرف به لحاظ اقتصادي كم هزينه و قابل دستيابي باشد و مواد مغذي مورد نياز بدن را تامين كند و از سوي ديگر متناسب با وضعيت منابع آب و محيط زيست كشور باشد، داراي اهميت است. هدف از مطالعه حاضر تدوين الگوي سبد مطلوب غذايي براي خانوار ايراني است، كه از يك سو هزينه كمتري نسبت به سبد مطلوب تدوين شده توسط وزارت بهداشت به خانوار تدوين كند و از سوي ديگر ميزان مصرف آب مجازي و انتشار گاز CO2 را به حداقل برساند. براي دستيابي به هدف مذكور از مدل هاي برنامه ريزي رياضي استفاده شد. داده هاي اين تحقيق از طريق بانك مركزي، مركز آمار ايران، وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشكي، وزرات جهاد كشاورزي و سازمان بهداشت جهاني بدست آمد. نتايج مطالعه نشان مي دهد سبد غذايي تدوين شده در مطالعه حاضر از نظر ميزان مواد مغذي مورد نياز خانوارها نسبت به سبد تدوين شده توسط وزارت بهداشت داراي شرايط مطلوب تري براي خانوارها مي باشد. همچنين بر اساس نتايج به دست آمده، سبد غذايي مطالعه حاضر، از نظر هزينه دسترسي، محتوي آب مجازي و انتشار گاز CO2 نسبت به سبد تدوين شده توسط وزارت بهداشت وضعيت بهتري دارد. با توجه به نتايج مطالعه پيشنهاد مي شود جهت دسترسي اقتصادي دهك هاي پايين درآمدي به سبد مطلوب تدوين شده، سياست هاي جبراني درآمدي اعمال شود و براي دهك هاي بالاي درآمدي دانش تغذيه و الگوي مصرف صحيح بين خانوارها ترويج يابد.
Thesis summary

چكيده: تكيه گاه ها به عنوان يكي از سازه هاي مهم همواره در خطر آب شستگي قرار دارند . بنابراين راه هاي كاهش عمق آبشستگي مورد توجه بوده است. اين پژوهش در آزمايشگاه هيدروليك دانشكده كشاورزي دانشگاه بوعلي سينا انجام گرفت. فلوم مورد استفاده داراي طول 5/10، عرض و ارتفاع 5/0 متر مي باشد. در اين آزمايش به بررسي و مقايسه تاثير مدل هاي مختلف تكيه گاه شامل مستطيلي،دايره و ذوزنقه اي بر ميزان آبشستگي پرداخته شده است. هم چنين به منظور حفاظت از تكيه گاه در برابر آبشستگي از آب شكن و سنگ چين نيز استفاده شده است. آبشكن داراي ارتفاع 25 و عرض 6 سانتي متر در فاصله 40 سانتي متر در بالادست تكيه گاه نصب شده است. هم چنين از پوشش سنگ چين در پاي تكيه گاه ها براي كاهش عمق آبشستگي استفاده شده است. سنگ چين حفاظتي داراي قطر متوسط يك سانتي متر مي باشد كه در اطراف تكيه گاه هاي موجود روي بستر استفاده، و تاثير آن برميزان آبشستگي مورد بررسي قرار گرفت. تكيه گاه هاي استفاده شده داراي عرض يا عمق ثابت10 ، ارتفاع 40 و طول 20 سانتي متر هستند و به ديواره فلوم نصب شده اند. نتايج نشان داد كه با افزايش دبي جريان ميزان آبشستگي نيز بيشتر مي شود و بيشترين مقدار آبشستگي نيز مربوط به تكيه گاه مستطيلي است. استفاده از آبشكن محافظ و سنگ چين در بهبود مقدار عمق آبشستگي موثر بوده اند. بهترين حالت از نظر حداقل مقدار آبشستگي ، حالت تكيه گاه دايره اي با سنگ چين و آبشكن مي باشد. مقدار آبشستگي تكيه گاه ذوزنقه اي حد فاصل بين دو تكيه گاه مستطيلي و دايره اي است. استفاده از پوشش سنگ چين تا حد زيادي روند آبشستگي به ويژه در لبه ابتدايي تكيه گاه ها را كاهش داده و با ايجاد پديده سپرشدگي مانع از ايجاد گودال و افزايش عمق آن شده است.
Thesis summary

كمبود آب يك مشكل شـايع در بيشـتر نقـاط جهـان محسـوب مـي شـود بـا توجـه بـه اينكـه ايـران، در منطقـه خشـك و نيمــه خشــك جهــان واقــع شــده، مســئله بحــران آب يكــي ازعمده ترين مسائل كشور است. لـذا انجـام اقـداماتي در راسـتاي ارتقاي بهره وري آب، امري ضروري است. دسـتيابي بـه هـدف مذكور با استفاده بهينـه از آب موجـود در بخـش هـاي مختلـف به خصوص بخـش كشـاورزي فاريـاب، بـه عنـوان عمـده تـرين مصرف كننده آب، ميسر مي شود. شبكه هاي آبيـاري و زهكشـي به عنوان يكي از زيرسـاخت هـاي مهـم در كشـاورزي فاريـاب، وظيفۀ اصلي تحويل و توزيع آب را بر عهده دارند. بررسي هـاي صورت گرفته در ارتباط با عملكـرد مـديريت انتقـال، توزيـع و تحويل آب در شبكه هاي آبياري مختلف كشور نشان مي دهد كه عملكرد اكثر شبكه هاي آبياري و زهكشي چـه از نظـر فراينـدي مثل رانـدمان تحويـل و توزيـع آب و چـه از لحـاظ خروجـي،منظور توليد محصول، مطلوب نبوده است بنـابراين، بهبـود عملكرد شبكه هاي آبياري يك ضرورت اجتناب ناپـذير اسـت. در شبكه هاي آبياري معمولا ميزان آب تحويلي به اراضي پايين دست هر دريچه با نياز واقعي آن تطابق نداشته و در بعضي موارد به مقدار قابل توجهي از آن بيشتر و در بعضي موارد نيز به مراتب كمتر است. اين عدم تناسب و بي عدالتي در تحويل و توزيع آب نه تنها موجب كاهش عملكرد محصول و نارضايتي زارعين كه كمتر از نياز خود آب دريافت كرده اند مي گردد، بلكه براي مزارعي كه آب بيش از حد دريافت داشته اند نيز ممكن است موجب كاهش محصول در اثر آبياري بيش از حد گردد. به منظور ارزيابي عملكرد كانال هاي آبياري راهكارهاي مختلفي وجود دارد كه يكي از آنها استفاده از شاخص هاي ارزيابي عملكرد مي باشد. تحويل و توزيع نامناسب آب موجب افزايش تلفات آب در سطح شبكه و خسارات ناشي از آن نظيـرماندابي شدن اراضي پايين دست و نهايتا سبب كاهش بهـره وري آب كشاورزي خواهد شد. بنابراين يكي از اساسـي تـرين راه كارهـا بـراي ارتقاي بهـره وري آب كـشاورزي، تعيـين و اجـراي روشهـاي بهـره برداري بهينه در شبكه هاي انتقال و توزيع آب مي باشد. از روشهـاي كيفـي ارزيابي عملكرد طرحهاي آبياري ، بر اين اصـل مـديريت بنا شده است كه ارزيابي عملكرد بايد بر مبنـاي درك واضـح ازاهداف اصلي و جزئي سيستم آغاز شود و دسـتيابي بـه اهـداف اصلي طرح (مانند بهبود رفاه كشاورزان) از طريق تأم
Thesis summary

آبشستگي از مهم ترين عوامل تخريب پايه ي پل هاست. يكي از راه هايي كه باعث كاهش قدرت جريان سيستم گردابي در مكانيزم آبشستگي مي شود، استفاده از شكاف در پايه ي پل است. با توجه به اين كه رسوبات رودخانه ها از مصالح طبيعي (رسوبات غيريكنواخت) مي باشد بررسي تاثير و عملكرد شكاف در رسوبات غيريكنواخت حائز اهميت است. در اين پژوهش آزمايشگاهي، سه دبي (8، 10 و 12 ليتر بر ثانيه) و سه مدل شكاف، به همراه پايه بدون شكاف به عنوان پايه شاهد، در رسوبات يكنواخت و غيريكنواخت با اندازه متوسط يك ميلي متر و انحراف معيار هندسي به ترتيب 1٫3 و 2 بررسي شد. نتايج نشان داد با تبديل رسوبات يكنواخت به غيريكنواخت تا 77 درصد از عمق آبشستگي در مدل هاي مختلف پايه كاسته مي شود. براي دو نوع شكاف با ابعاد يكسان، شكافِ هم تراز با بستر تاثير بيشتري نسبت به شكاف نزديك به سطح آب دارد. افزايش ارتفاع شكاف هم تراز با بستر به اندازه 2/6 سانتي متر (حداكثر عمق آبشستگي در دبي 12 ليتر بر ثانيه براي پايه شاهد در رسوبات يكنواخت) در زير بستر در رسوبات يكنواخت و غير يكنواخت، منجر به كاهش عمق آبشستگي به طور ميانگين به ترتيب 47 و 43 درصد نسبت به پايه شاهد مي شود. با افزايش دبي و عدد فرود جريان، عمق آبشستگي در مدل هاي مختلف پايه و بستر افزايش يافته است. هم چنين با افزايش عمق جريان ناشي از افزايش دبي، عمق آبشستگي با توجه به نوع بستر و نوع مدل پايه افزايش يافته است. زمان تعادل آبشستگي متناظر دبي هاي 8، 10 و 12 ليتر بر ثانيه در بستر يكنواخت به ترتيب 300، 270 و 240 دقيقه و در بستر غيريكنواخت به ترتيب در دقيقه 60، 50 و 40 رخ داده است. با توجه به نتايج بدست آمده گودال آبشستگي در بستر غيريكنواخت با زمان كمتري نسبت به بستر يكنواخت به تعادل مي رسد. الگوي جريان با استفاده از نرم افزار Flow3D مورد بررسي قرار گرفت و نتايج نشان داد استفاده از شكاف در پايه پل جريان رو به پايين را كه عامل اصلي ايجاد گرداب نعل اسبي و يكي از عوامل فرسايش اطراف پايه است را به فاصله ا ي دورتر از پايه منحرف كرده و باعث كاهش عمق آبشستگي مي گردد.
Thesis summary

آبشستگي از مهمترين عوامل تخريب پايه ي پلها ست. يكي از راههايي كه باعث كاهش قدرت جريان سيستم گردابي در مكانيزم آبشستگي ميشود، استفاده از شكاف در پايهي پل است. با توجه به اينكه رسوبات رودخانهها از مصالح طبيعي )رسوبات غيريكنواخت( ميباشد بررسي تاثير و عملكرد شكاف در رسوبات غيريكنواخت حائز اهميت است. در اين پژوهش آزمايشگاهي، سه دبي ) 8 ، 10 و 12 ليتر بر ثانيه( و سه مدل شكاف، به همراه پايه بدون شكاف به عنوان پايه شاهد، در رسوبات يكنواخت و غيريكنواخت با اندازه متوسط يك ميليمتر و انحراف معيار هندسي به ترتيب 1٫3 و 2 بررسي شد. نتايج نشانداد با تبديل رسوبات يكنواخت به غيريكنواخت تا 77 درصد از عمق آبشستگي در مدلهاي مختلف پايه كاسته ميشود. براي دو نوع شكاف با ابعاد يكسان، شكافِ همتراز با بستر تاثير بيشتري نسبت به شكاف نزديك به سطح آب دارد. افزايش ارتفاع شكاف همتراز با بستر به اندازه 2 / 6 سانتيمتر )حداكثر عمق آبشستگي در دبي 12 ليتر بر ثانيه براي پايه شاهد در رسوبات يكنواخت( در زير بستر در رسوبات يكنواخت و غير يكنواخت، منجر به كاهش عمق آبشستگي به طور ميانگين به ترتيب 47 و 43 درصد نسبت به پايه شاهد ميشود. با افزايش دبي و عدد فرود جريان، عمق آبشستگي در مدلهاي مختلف پايه و بستر افزايش يافته است. همچنين با افزايش عمق جريان ناشي از افزايش دبي، عمق آبشستگي با توجه به نوع بستر و نوع مدل پايه افزايش يافته است. زمان تعادل آبشستگي متناظر دبيهاي 8 ، 10 و 12 ليتر بر ثانيه در بستر يكنواخت به ترتيب 300 ، 270 و 240 دقيقه و در بستر غيريكنواخت به ترتيب در دقيقه 60 ، 50 و 40 رخ داده است. با توجه به نتايج بدست آمده گودال آبشستگي در بستر غيريكنواخت با زمان كمتري نسبت به بستر يكنواخت به تعادل ميرسد. الگوي جريان با استفاده از نرم افزار Flow3D مورد بررسي قرار گرفت و نتايج نشان داد استفاده از شكاف در پايه پل جريان رو به پايين را كه عامل اصلي ايجاد گرداب نعل اسبي و يكي از عوامل فرسايش اطراف پايه است را به فاصلهاي دورتر از پايه منحرفكرده و باعث كاهش عمق آبشستگي ميگردد.
Thesis summary

يكي از اثرات نامطلوب بهرهبرداري ضعيف در شبكههاي آبياري، تحويل و توزيع نامناسب آب به كانالها و انشعابات و به تبع آن توزيع نامناسب آب در سطح اراضي ميباشد. در بسياري از مواقع در يك كانال آبياري ميزان آب تحويلي به اراضي پاييندست هر دريچه با نياز واقعي آن مطابقت نداشته و ممكن است به مقدار قابل توجهي از آن كمتر و يا بيشتر باشد. در عمل ميزان بازشدگي واقعي دريچهها با مقادير برنامهريزي شده آنها متفاوت بوده و اين تفاوت باعث ميشود كه رقوم سطح آب بالادست دريچههاي تنظيمكننده و دبي آبگيرها با مقادير برنامهريزي شده اختلاف پيدا كرده و عملكرد هيدروليكي مورد انتظار به دست نيايد. هدف از اين تحقيق، تجزيه و تحليل عدم قطعيت خروجي شامل شاخصهاي ارزيابي عملكرد كانال با اعمال عدمقطعيت پارامترهاي ورودي مانند بازشدگي دريچه آبگير ميباشد. بدين منظور 055 سري داده با روش مونت كارلو شبيه سازي گرديد و سپس با استفاده از نرم افزار Easy fit بهترين توزيع احتمالاتي آن مشخص و با كمك نرم افزار R اعداد تصادفي توليد شدند. با استفاده از اين اعداد تصادفي و با استفاده از مدل هيدروديناميك ICSS دبي تحويلي به آبگير اول كانال عقيلي شرقي در طول زمان شبيهسازي ) 42 ساعت( تعيين گرديد. با وجود دبي تحويلي و دبي مورد نياز مزرعه، شاخصهاي ) MPA, MPD, MAE, IAE ( تعيين گرديد. با توجه به اختلاف زمان بهرهبرداري از دهانه ورودي كانال و دريچه آبگير در اين تحقيق سه سناريو در نظر گرفته شد. در سناريو اول بهرهبرداري از آبگير همزمان با 5 ساعت / 5 ساعت و 541 / دهانه ورودي كانال در نظر گرفته شد و در سناريو دوم و سوم به ترتيب 888 بعد از تنظيم دهانه ورودي كانال، تنظيم سازه آبگير انجام شد. نتايج نشان داد كه ضريب تغييرات ،4/ مقادير بازشدگي دريچه در سناريوي اول، دوم وسوم به ترتيب برابر 23 89 درصد / 84/32 و 91 ميباشند. با استفاده از نتايج ميتوان بيان نمود كه عدمقطعيت ضريب تغييرات بازشدگي در سناريو سوم نسبت به سناريوهاي ديگر بيشتر بوده و در اين سناريو نا اطميناني كمتري وجود دارد.
Thesis summary

كشاورزي و توليد محصولات زراعي يكي از عوامل بسيار وابسته به شرايط آب و هوايي است كه احتياجات انسان را از جهات مختلف تامين مينمايد. تغيير اقليم به احتمال زياد بر بخشهاي مختلفي مي- تواند تاثير بگذارد كه در اين خصوص بخش منابع آب و كشاورزي از اصليترين بخشها ميباشد. يكي از اثرات غيرمستقيم تغيير اقليم اثر بر روابط آبي گياه ميباشد كه تبخير تعرق گياه را تحت تاثير قرار مي – - دهد. در اين مطالعه اثر تغيير اقليم بر پارامترهاي دما و بارندگي كه تاثير زيادي بر تبخير تعرق گياهي - دارند، در شبكه آبياري عقيلي)كانال عقيلي شرقي( مورد بررسي قرار گرفت. دوره پايه براي اين تحقيق دادههاي سالهاي آماري 7182 8331 ميباشد. بدينمنظور ابتدا براي تعيين روند، دادههاي اقليمي - موجود توسط آزمون من كندال ارزيابي شد. سپس با استفاده از دادههاي خروجي مدلسازي گردش - عمومي اقيانوسي جوي، تحت سناريوهاي - RCP2.6 و RCP8.5 با مدل HadGEM2-ES ، تغييرات پارامترهاي اقليمي دما و بارندگي در دوره 7111 7178 شبيهسازي شد. بدليل آنكه مدلهاي گردش - عمومي جو داراي وضوح مكاني پاييني ميباشند، در اين تحقيق از روش آماري LARS-WG براي كوچك- مقياس سازي دادهها استفاده شد و سپس نياز آبي در سطح شبكه محاسبه شد. پس از تعيين دبي موردنياز آبگيرها مقادير دبي تحويلي نيز در سه حالت با استفاده از نرم افزار ICSS تعيين گرديد و شاخصهاي كفايت، راندمان، عدالت و پايداري تحويل براي آبگيرها و دو بلوك ابتداي كانال محاسبه شد. نتايج نشان داد كه مقادير شاخصها در وضعيت خوبي قرار دارند اما راندمان تحويل براي هردو سناريو نسبت به دوره پايه كاهش يافته است. در اين تحقيق همچنين دو شاخص خطاي حداكثر مطلق ) MAE ( و خطاي مطلق تجمعي ) IAE ( نيز براي دو آببند ابتدايي كانال محاسبه شد. نتايج اين دو شاخص نيز نشان داد خطاي نوسانات سطح آب براي هر دو سناريو نسبت به دوره پايه افزايش يافته است.
Thesis summary

آب يكي از مهمترين منابع مورد نياز جامعه بشري و اولين و اساسيترين عامل براي توليد محصولات كشاورزي است كه بيش از 90 % از اين مايع حياتي در اين بخش مصرف ميشود. با توجه به مصرف آب در كشاورزي و محدوديتهاي اين منبع مهم و حياتي و وجود خشك سالي هاي متناوب در كشور، بهينه سازي مصرف آب موجود، امري ضروري است. از مهمترين عواملي كه عملكرد يك شبكه انتقال و توزيع آب را تحت تاثير قرار ميدهد، برنامه توزيع و تحويل آب ميباشد. برنامهريزي توزيع و تحويل آب در شبكههاي آبياري عبارت است از تعيين مقادير دبي، مدت زمان دوره يا فركانس تحويل آب به هر انشعاب از كانال آبياري است. در اين تحقيق براي شبيه سازي از كانال عقيلي شرقي كه طول اين كانال 215 / 16 كيلومتر، حداكثر ظرفيت 5 متر مكعب در ثانيه و مقطع آن ذوزنقهاي با شيب جانبي 1:1 ميباشد كه شيب كانال از 0004 / 0به 001 / 0 متغير ميباشد. اين كانال داراي 20 سازه آبگير و 11 سازه تنظيم كننده است. براي بدست آوردن نياز آبي منطقه با استفاده از مدل همسان سازي دادههاي زميني ميزان تبخير تعرق منطقه بدست آمد و با دادههاي زميني) NETWAT ( كنترل شد، نتايج بيانگر دقت مناسب مدل همسانسازي دادههاي زميني ميباشد. براي برنامه ريزي تحويل آب سناريوهاي مختلفي تعريف شد. اين سناريوها شامل تامين دبي از حالت مرسوم 24 ساعته به 12 و 6 ساعته، و مقايسه شاخصهاي بهرهبرداري آنها و برآورد دادههاي نياز آبي منطقه با مدل همسان سازي زميني) GLDAS ( و بهرهبرداري دستي از اين دادهها و يادگيري تقويتي FSL ميباشد. نتايج بررسيها نشان داد، شاخصهاي بهرهبرداري 6 و 12 ساعته وضعيت بهتري نسبت به حالت مرسوم دارند. همچنين مقادير شاخصهاي بدست آمده در بهرهبرداري 6 و 12 ساعته دستي بعد از تعيين نياز آبي با استفاده از مدل GLDAS عملكرد كانال را مناسب ارزيابي نمودند. شبيهسازي با استفاده از مدل بهينهسازي FSL نيز نشان داد كه عملكرد كانال در حالت بهره برداري 6 ساعته ميتواند نسبت به بهره برداري دستي افزايش يابد.
Thesis summary

گسترش روزافزون جمعيت، توسعه كشاورزي و رشد سريع شهرها و صنايع، هر روزه رقابت و تقاضاي آب را افزايش ميدهتد. ارتقاء بهرهوري مصرف آب در بخش كشاورزي كه بزرگترين مصرف كننده آب ميباشد نقش مهمي در بهبود مصرف آب خواهد داشت. روشهاي توزيع و تحويل آب نقش تعيين كنندهاي در انعطافپذيري سامانههاي آبياري و بهبود بهرهوري آب دارند. از ميان اين روشها، روش برحسب درخواست انعطافپذيري بيشتري نسبت به روش گردشي دارد و نياز به زيرساختهاي پرهزينهي روش برحسب تمايل را نيز ندارد. در اين روش، تنظيم مناسب سازهها و دستورالعمل بهرهبرداري آنها در فاصله بين درخواستهاي متوالي كه تابعي از ميزان تغييرات دبي، فاصله زماني تغييرات، همزماني درخواستهاي متعدد، ويژگيهاي فيزيكي كانال و سازهها و رفتار هيدروديناميك جريان ميباشد، پيچيده است. با توجه به كاربرد موفق شبكه عصبي مصنوعي در بسياري از مسائل، در اين تحقيق شبكههاي عصبي MLP و RBF معرفي شده و از آنها براي تعيين دستورالعمل بهرهبرداري روش برحسب درخواست در كانالهاي آبياري استفاده شده است. بهمنظور انجام اين تحقيق در آبگيرهاي مختلف كانال عقيلي شرقي از شبكه آبياري عقيلي در استان خوزستان گزينههاي مختلف تحويل و توزيع آب بهصورت سناريوهاي مختلف تعريف گرديد. سپس با استفاده از مدل هيدروديناميك ICSS و شبكه عصبي اقدام به شبيهسازي اين گزينهها گرديد و دستورالعملهاي مناسب بهرهبرداري شامل مقادير تنظيمات سازههاي آببند و آبگير با توجه به حداكثر نمودن شاخصهاي راندمان MPF و كفايت تحويل MPA ، و حداقل نمودن شاخصهاي عدالت MPE و پايداري MPD بهدست آمد. در اين تحقيق براي آموزش شبكه عصبي مصنوعي از دادههاي دبي تحويلي و بازشدگي متناظر آنها در ده فصل زراعي كانال عقيلي شرقي استفاده گرديد. در نهايت نتايج به دست آمده از اين تحقيق با نتايج بهرهبرداري مشابه انجام شده با استفاده از روش يادگيري تقويتي FSL مقايسه شد. با توجه به نتايج بدست آمده مشاهده ميشود كه شاخص MPA در روش شبكه عصبي در دو بلوك اول و دوم اين كانال به ترتيب برابر 952 / 0 و 919 / 0 و در حالت استفاده از روش FSL اين مقادير بهترتيب برابر 996 / 0 و 1 ميباشند. همچنين شاخص MPF در شبيهسازي با استفاده از شبكه عصبي در هر دو بلوك 1 و در حالت FSL برابر 999 / 0 و 971 / 0 ميباشد. شاخص حداكثر خطاي سطح آب MAE نيز در تحقيق صورت گرفته در بلوك اول و دو
Thesis summary

با توجه به محدوديت منابع آب و خاك و پايين بودن عملكرد اغلب پروژههاي آبياري، بازنگري اصلاح روشهاي مرسوم در طراحي و بهره برداري شبكهها و ارزيابي و بهبود عملكرد آنها امري ضروري به نظر ميرسد. به طور كلي بهبود تحويل آب در كانالهاي آبياري باعث ارتقاي عملكرد كانال و شبكه آبياري ميگردد. برنامه ريزي تحويل آب علاوه بر مواقع بهرهبرداري از كانالهاي آبياري، در زمان طراحي آنها نيز مورد توجه قرار ميگيرد. بهترين راه براي جلوگيري از اين مسائل و مشكلات تهيه برنامه ريزي توزيع آب بر اساس شرايط خاص هر كانال ميباشد. برنامهريزي تحويل آب در كاناله ا تاكنو ن اغلب ب ه صورت توصيفي و مبتني بر قضاوت كارشناسي صورت ميگرفته با توجه پيچيدگي موضوع و تاثير عوامل مختلف ممكن است همواره مناسبترين برنامه نباشد با پيشرفتهاي اخير در زمينه علوم كامپيوتر و ارائه الگوريتمهاي جديد با سرعت و همگرايي بالا براي مسائل بهينهسازي به نظر ميرسد روش بهينه سازي روش مناسبي براي حل مسئله تحويل آب در كانالهاي آبياري است. در اين تحقيق با در نظر گرفتن چند گزينه مختلف بهره برداري از كانال عقيلي واقع در شهرستان گتوند از استان خوزستان و با استفاده و ديگري بر مبناي روش بهينهسازي (FSL) از دو مدل بهينهسازي يكي بر اساس روش يادگيري تقويتي اقدام به تهيه دستورالعملهاي بهينه بهرهبرداري از اين كانال گرديد. بهرهبرداري- (IcAc) جامعه مورچگان ها در شش سناريو 24 و 12 ساعته انجام گرديد. پس از شبيهسازي و بهينهسازي خروجي مدلها مقادير شاخصهاي ارزيابي عملكرد راندما ن و كفايت تحوي ل آب و همچني ن شاخصهاي حداكثر و متوسط نوسانات سطح آب نسبت به عمق هدف محاسبه شدند. در كل نتايج بررسيها نشان داد كه كاربرد مدل بر اساس روش بهينهسازي يادگيري تقويتي در تهيه دستور العملهاي بهينه بهرهبرداري نسبت به روش بر پايه جامعه مورچگان موفق تر عمل نموده است. بهعنوان نمونه در گزينه سوم از سناريو 6 كه بهرهبرداري 12 ساعته ميباشد حداقل مقدار شاخصهاي راندمان و كفايت با استفاده از روش يادگيري تقويتي در 12 0 ميباشد / 0 و 954 / 0 و بهرهبرداري دوم به ترتيب برابر 978 / 0 و 963 / ساعت اول به ترتيب برابر با 969 اما همين مقادير در هنگام استفاده از روش بهينهسازي جامعه مورچگان در 12 ساعت اول بهترتيب برابر 0 ميباشند. / 0 و 725 / 0 و در 12 ساعت دوم برابر 749 / 0/68 و 69
Thesis summary

دسترسي به آب شيرين و سالم يكي از مهمترين موضوعات مطرح براي انسان امروز است. لذا بهره برداري بهينه از منابع آب و جلوگيري از آلودگي منابع آب و منابع تجديد شونده يكي از اركان اصلي براي توسعه مي باشد. براي اين منظور مديريت منابع آب يكي از مهمترين اصولي است كه محققين و مسيولين بايد به آن توجه كنند. و يكي از مهمترين قدم هاي مديريت منابع آب در آينده، برآورد داده است. در اين تحقيق از روش عددي ARIMA براي برآورد ده ساله داده هاي آبدهي رودخانه طازران استفاده شد و سپس مدلسازي با استفاده از نرم افزار WEAP انجام گرديد. در نرم افزار WEAP دو مدل براي داده هاي گذشته(تاريخي) و آينده ساخته شده و نتايج با هم مقايسه شدند و در آخر شاخص هاي عملكرد مخزن نيز محاسبه و مقايسه شدند. نتايج نشان دادند كه اين منطقه با حضور سد نيز با مشكل كم آبي مواجه بوده و با توجه به داده هاي برآورد شده، در آينده نيز با مشكلات بيشتري روبه رو مي باشد. بنابراين ميبايست راه حل هاي مناسبي جهت افزايش راندمان آب در همه بخش ها اعم از نوع محصول، مسيرهاي آبرساني و ... در نظر گرفته شود.دسترسي به آب شيرين و سالم يكي از مهمترين موضوعات مطرح براي انسان امروز است. لذا بهره برداري بهينه از منابع آب و جلوگيري از آلودگي منابع آب و منابع تجديد شونده يكي از اركان اصلي براي توسعه مي باشد. براي اين منظور مديريت منابع آب يكي از مهمترين اصولي است كه محققين و مسيولين بايد به آن توجه كنند. و يكي از مهمترين قدم هاي مديريت منابع آب در آينده، برآورد داده است. در اين تحقيق از روش عددي ARIMA براي برآورد ده ساله داده هاي آبدهي رودخانه طازران استفاده شد و سپس مدلسازي با استفاده از نرم افزار WEAP انجام گرديد. در نرم افزار WEAP دو مدل براي داده هاي گذشته(تاريخي) و آينده ساخته شده و نتايج با هم مقايسه شدند و در آخر شاخص هاي عملكرد مخزن نيز محاسبه و مقايسه شدند. نتايج نشان دادند كه اين منطقه با حضور سد نيز با مشكل كم آبي مواجه بوده و با توجه به داده هاي برآورد شده، در آينده نيز با مشكلات بيشتري روبه رو مي باشد. بنابراين ميبايست راه حل هاي مناسبي جهت افزايش راندمان آب در همه بخش ها اعم از نوع محصول، مسيرهاي آبرساني و ... در نظر گرفته شود.
Thesis summary

موضوع جريان آب تحت اثر نيروي ثقل در مجاري روباز به عنوان يكي از شاخههاي مهم علم مكانيك سيالات يا هيدروديناميك شناخته ميشود و تحت عنوان هيدروليك كانالهاي باز مطرح ميشود. جريانها را به طور كلي ميتوان به دو دستهي كلي ماندگار و غيرماندگار تقسيم كرد، اگر در طول مسير جريان عمق آب در هر نقطه در طول زمان ثابت بماند جريان را ماندگار گويند و جريانهاى غيرماندگار به جريانهايى گفته مىشود كه عمق جريان نسبت به زمان مرتب در حال تغيير باشد. اين جريانها نيز مانند جريانهاي ماندگار به دو دستهي يكنواخت و متغير تقسيم ميشوند كه جريانهاي متغيير نيز به نوبهي خود به دو دسته متغير تدريجى و متغير سريع تقسيم ميشوند. در جريان متغيير سريع، به علت تغيير ناگهاني در عمق جريان، موج انتقالي كه ناشي از تغيير ناگهاني موج ضربهاي است، شكل ميگيرد. اهميت بررسي جريانهاي غيرماندگار ناگهاني از آنجا ناشي ميشود كه خطرات احتمالي حوادث بوجود آمده در اين مورد بطور قابل توجهي متوجه جوامع بشري است . براي مطالعهي نحوهي انتشار جريانهاي غيرماندگار از دو معادلهي پيوستگي جريان و معادلهي ديناميك جريان استفاده ميشود كه به معادلهي سنتونانت ) Saint-Venant ( مشهور ميباشد. اين معادلات به شكل معادلات ديفرانسيل جزئي غيرخطي و از نوع هذلولي ميباشند كه به طور تحليلي قابل حل نيستند در نتيجه از روشهاي عددي استفاده ميشود. نمونهاي از انواع حالتهايي كه سبب ايجاد جريان غيردائمي ميگردد ميتوان به جريان غيرماندگار سريع ايجاد شده در بالادست دريچهاي كه به طور ناگهاني بسته شده است اشاره نمود. در اين جريانها هر دو نوع جريان زير و فوق بحراني به شكل همزمان وجود دارد، به عبارت ديگر ناپيوستگي و يا شوك وجود دارد و طبيعتاً براي شبيهسازي آنها نيز لازم است كه از روشهاي مناسب براي شبيهسازي جريانهاي داراي شوك كه اصطلاحاً روشهاي تسخير شوك) Shock Capturing ( ناميده ميشوند استفاده گردد. با توجه به اينكه مسئلهاي از نوع ريمن نظير شكست سد و جريانهاي غيرماندگار، ممكن است از نظر عددي جوابهاي متعددي داشته باشد كه از نظر فيزيكي به دليل كاهش آنتروپي سيستم قابلقبول نباشد، براي اطمينان از رسيدن به جوابهايي از نظر فيزيكي قابلقبول، از روش تغييرات كل از بينرونده ) TVD ( استفاده ميكنيم. كانال مورد استفاده در شبيهسازي جريان غيرماندگار ناگهاني در اين پژوهش، يك كانال بتني با
Thesis summary

يكي از مسائل مهم بهينهسازي در زمينه مديريت منابع آب، مسئله بهرهبرداري بهينه از مخازن سدها است. در اين پژوهش از الگوريتم فرا ابتكاري علف هرز مهاجم ) IWO ( براي يافتن استراتژيهاي تخصيص بهينه منابع آب در سيستم تك مخزنه سد طازران واقع در حوضه آبريز رودخانه طازران)غرب كشور(، براي يك دوره 10 ساله )از سال آبي 83 - 82 تا 92 - 91 ( استفاده شده است. پس از اطمينان از درستي عملكرد الگوريتم IWO با استفاده از چندين تابع محك استاندارد، مدلي براي بهرهبرداري بهينه از سيستم مخازن حوضه آبريز رودخانه طازران براي سه شرايط الگوي كشت وضع موجود، بهبود و توسعه توسعه داده شد. تابع هدف در سيستم مورد مطالعه به صورت كمينهسازي كل كمبود در طول دوره آماري تعريف شده است. براي بررسي عملكرد الگوريتم مورد بررسي در بهرهبرداري بهينه از سيستم مخازن، از شاخصهاي عملكرد قابليت اعتماد زماني، درصد تأمين حجمي و آسيبپذيري استفاده شده است. در اين پژوهش به دليل توزيع نامتناسب جريان رودخانه طازران از جريان آب زيرزميني جهت تأمين نياز كشاورزي روستاي طازران و ايونده نيز استفاده شده است. بنابراين با استفاده از جريان آب زيرزميني، سيستم قادر به تأمين 00 / 82 ، 68 / 93 و 55 / 95 درصد از نياز كل پاييندست سد طازران به ترتيب در شرايط وضع موجود، بهبود و توسعه است. شاخص اعتمادپذيري نيز به ترتيب برابر 63 / 63 ، 00 / 77 و 00 / 91 درصد ميباشد.
Thesis summary

فرايند بارش-رواناب از فازهاي مهم چرخه هيدرولوژيكي محسوب مي شود و اساس كار مدل هيدرولوژيكي، بررسي رابطه بين بارش و رواناب مي باشد. براي تخمين مناسب پارامترهاي ورودي مدل هيدرولوژيكي به منظور افزايش دقت در برآورد رواناب سطحي، استفاده از فرايند واسنجي و بهينه سازي پارامترهاي مدل به امري ضروري مبدل گرديده است. در تحقيق حاضر جهت برآورد دقيق تر دبي هاي محاسباتي از طريق مدل هيدرولوژيكي HEC-HMS در حوزه آبخيز مهابادچاي، به واسنجي و بهينه-سازي پارامترهاي شماره منحني (CN)، ضريب تلفات اوليه (Ia) و زمان تاخير Lt)) هر يك از زير حوضه ها پراخته شده است. براي واسنجي خودكار پارامترهاي هيدرولوژيكي از الگوريتم هاي تكاملي PSO و SA استفاده گرديده و تابع هدف RMSE به منظور كاهش اختلاف هيدروگراف هاي محاسباتي و مشاهداتي به كار برده شده است. از داده هاي ساعتي بارش-رواناب پنج رخداد مربوط به سال 1387 براي واسنجي و اعتبارسنجي پارامترهاي بهينه استفاده شده است. براي ارتباط خودكار الگوريتم هاي بهينه ساز با مدل HEC-HMS از زبان برنامه نويسي AutoIt استفاده گرديد. در مرحله اعتبارسنجي نتايج حاصل از واسنجي پارامترهاي هيدرولوژيكي با معيارهاي ارزيابي ضريب كارايي ناش-ساتكليف، ريشه دوم ميانگين مربعات خطا، ضريب همبستگي متقابل و ميانگين قدر مطلق خطاها مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشانگر سرعت بالاي الگوريتم بهينه سازي PSO در همگرايي به تابع هدف بهينه و واسنجي پارامترهاي هيدرولوژيكي CN، Ia و Lt در مقايسه با الگوريتم SA مي باشد. همچنين پارامترهاي هيدرولوژيكي بهينه حاصل از الگوريتم SA نسبت به الگوريتم PSO، برازش خوبي از هيدروگراف هاي محاسباتي با مشاهداتي در مرحله اعتبارسنجي ايجاد نموده است.
Thesis summary

سدهاي خاكي بهعنوان سازههاي مهاركننده آبهاي سطحي و كنترل سيالب، ميبايست قادر به ذخيره آب و جلوگيري از نفوذ آب از بدنه و پايداري در مقابل نيروهاي وارده باشند. مسئله مهم در طراحي سدهاي خاكي كه با مصالح در دسترس ساخته ميشود، تعيين طرحي است كه عملكرد مورد انتظار را با ايمني كافي و كمترين هزينه داشته باشد. با توجه به اينكه بررسي و تحليل همه گزينههاي ممكن براي انتخاب بهترين طرح، نيازمند صرف وقت و هزينه زيادي ميباشد، طراحي سدهاي خاكي ميتواند به عنوان يك مسئله بهينهسازي فرمولبندي شود. در اين تحقيق، بهمنظور طراحي بهينه سدهاي خاكي با هدف حداقل نمودن سطح مقطع سد )حجم مصالح مصرفي در واحد طول سد(، مدل برنامهريزي غيرخطي ارائه شده است. بهينهسازي با اعمال محدوديتهايي كه ايمني شيروانيها را تضمين ميكنند، انجام شد. بعالوه اينكه روابط رياضي براي تقريب مقادير ضرايب اطمينان شيروانيها، بهصورت روابط رگرسيوني جديدي تعريف شد. به- منظور يافتن پاسخ بهينه، الگوريتم تكامل تركيبي جوامع (SCE (با استفاده از برنامهنويسي توسعه يافت. عالوه بر بهينه- سازي فوق، متغيرهاي طراحي با استفاده از نرمافزار LINGO نيز بهينهسازي گرديد. سپس طرح اوليه سد خاكي برزك ارائه و كارايي مدل پيشنهادي در طراحي بهينه ابعاد سدهاي خاكي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه هر دو روش بهينهسازي در برآورد مقادير ابعاد بهينه و در نتيجه حجم مصالح بدنه، عملكرد يكساني دارند. مساحت مقطع سد در طراحي بهينه برابر با 3/2721 مترمربع بدست آمد در صورتيكه در طرح اوليه، مساحت مقطع آن برابر 7/0011 مترمربع تعيين شده بود؛ بنابراين حجم سد به ميزان 33 درصد كه مقدار قابل توجهي ميباشد نسبت به طرح اوليه كاهش يافته است.
Thesis summary