پایان نامه بررسی عوامل تخریب دیواره های انتهایی حوضچه آرامش سد های بتنی و راهکارهای علاج بخشی آن مطالعه موردی سد تنظیمی دز

فهرست:

چکیده 1

مقدمه. 3

1-1 بیان مسئله. 4

1-2 ضرورت انجام تحقیق.. 6

1-3 ساختار تحقیق.. 7

1-4 مروری براصطلاحات کاربردی.. 7

مقدمه فصل دوم. 11

2-1 تحقیقات گروه مهندسی هیدرولیک ارتش آمریکا (UPDATED 2011)-حوضچه آرامش.... 11

2-3 تحقیقات گروه مهندسی هیدرولیک  ارتش آمریکا (UPDATED 2011)-پرش هیدرولیکی.. 21

2-4 تحقیقات سیلوستر (1964)- پرش هیدرولیکی در کانالهای افقی.. 22

2-5  برادلی (1961) - پرش هیدرولیکی در کانال های شیب دار. 25

2-6 تحقیقات ادوارد - بررسی نیروی حرکت آنی و پرش هیدرولیکی در کانالهای باز. 27

2-7 تحقیقات هندرسون (1966) - اتلاف انرژی  در پرش های هیدرولیکی.. 32

2-8 تحقیقات نم و همکاران(2002) – تاثیر لبه سرریزبر آبشستگی پائین دست... 33

2-9 تحقیقات برمن و هاگر (1994) – تاثیر لبه سرریز بر آبشستگی.. 34

2-10 تحقیقات صالح و همکاران(2003) -تاثیر دندانه های پایانی بر ویژگی های آب شکستگی پایین  دست حوضچه های آرامش    34

2-11 تحقیقات اولیوتو و کومونیلو(2009)- پیشرفت آبشستگی محلی پایین دست حوضچه های آرامش کم ارتفاع. 39

2-12 تحقیقات حمید تائبی و منوچهر فتحی مقدم (1388)-کنترل آبشستگی در پایاب فرسایش یافته حوضچه آرامش بوسیله سنگچین (مطالعه موردی سد نمرود) 46

2-13 تحقیقات فریبا اشتیاق حسن نژاد و همکاران(1390) -بررسی آزمایشگاهی آبشستگی در پایین  دست سازه آرام کننده جامی مستغرق دندانه دار 47

2-14 تحقیقات وحید فریدنی و همکاران(1390)-برآورد گسترش آبشستگی در پایان پرتابه ها 48

مقدمه فصل سوم. 50

3-1 تئوری تحقیق.. 50

3-1-1 پرش هیدرولیکی بعنوان مستهلک کننده انرژی.. 52

3-1-2 حوضچه های آرامش(stilling basins) 54

3-1-3 آبشستگی.. 63

3-1-3-1 انواع آبشستگی از نظر پیدایش.... 63

3-1-3-2 انواع آبشستگی از نظر حمل رسوب... 64

3-1-3-3 آبشستگی کلی.. 65

3-2 مواد و روشها 66

3-2-1 معرفی منطقه مورد مطالعه. 67

3-2-2 کنترل حوضچه آرامش سد تنظیمی دز با استفاده از طراحی دستی.. 71

3-2-3 شناخت پارامترهای موثر به کمک آنالیز ابعادی.. 78

3-2-4 جزئیات مدلسازی و معرفی مدل نرم افزاری.. 82

3-2-5 دلایل انتخاب نرم افزار FLOW-3D. 84

3-2-5-1 مدل FLOW-3D. 85

3-2-5-2 روش حجم سیال (VOF) 85

3-2-5-3 روش کسر سطح – حجم مانع (FAVOR) 87

3-2-6 معادلات حاکم بر جریان. 88

3-2-7 گام به گام انجام آزمایشات : 90

3-2-7-1 توصیف رسوبات... 90

3-2-7-2 مدل آشفتگی.. 91

3-2-7-3 مش بندی مدل. 92

3-2-7-4 شرایط مرزی مدل. 94

3-2-7-5 نحوۀ استخراج اطلاعات... 95

مقدمه فصل چهارم. 97

4-1 تحلیل و ارزیابی عوامل موثر. 97

4-2 نتایج حاصل از شبیه سازی توسط نرم افزار FLOW-3D. 103

4-2-1 روش بررسی و ارزیابی نتایج حاصله. 103

4-2-2 بررسی پروفیل های عرضی گروه مدل شماره 12. 104

4-2-3 بررسی پروفیل های عرضی گروه مدل شماره 15. 107

4-2-4 بررسی پروفیل های عرضی گروه مدل شماره 17. 108

4-2-5 بررسی پروفیل های عرضی گروه مدل شماره 18. 109

4-2-6 بررسی پروفیل های عرضی گروه مدل های 12-15-17-18. 111

4-2-7 بررسی پروفیل طولی گروه مدل های 12-15-17-18. 113

4-2-8 بررسی سرعت برشی.. 115

4-2-9 بررسی سرعت آستانه حرکت ذرات رسوب... 118

مقدمه فصل پنجم. 121

5-1 نتایج.. 121

5-2 راهکارهای علاج بخشی.. 123

5-3 پیشنهادات: 125

منابع فارسی : 126

منابع غیر فارسی: 129

Abstract. 131

منبع:

منابع فارسی :

اشتیاق حسن نژاد ، فریبا؛ فرسادی زاده ، داود؛ حسین زاده دلیر ، علی؛ عباسپور ، اکرم.1384. بررسی آزمایشگاهی آبشستگی در پایین  دست سازه آرام کننده جامی مستغرق دندانه دار

ایگدر،سیاوش؛افروس،علی شیر ؛شریفی ،محمدرضا.بررسی روند رسوبگذاری در بازه رودخانه پشت سد تنظیمی دز با استفاده از نرم افزار  (GSTARS3)

بغدادی ، ح .1390. بررسی عددی آبشستگی موضعی ناشی از جت‌های افقی و مستغرق با مدل Flow 3D .پایان نامه کارشناسی ارشد عمران دانشگاه علوم و تحقیقات تهران.

بیرامی ،محمد کریم .1376.سازه های انتقال آب .دانشگاه صنعتی اصفهان .462

 پارسا مهر ،پرستو؛ حین زاده دلیر، علی؛ فرسادی زاده، داود؛ عباسپور،اکرم.1384. تاثیر آب پایه بر طول پرش هیدرولیکی در حوضچه آرامش با شیب معکوس

پایگاه اطلاع رسانی شبکه آبیاری دز (پاشاد ). معرفی شبکه های آبیاری تحت پوشش

پارس مهر ، م . 1390 . بررسی تاثیر سری صفحات مستغرق در جلوگیری و کنترل آبشستگی ناشی از تنگ‌شدگی آبراهه . پایان‌نامه کارشناسی ارشد سازه‌های آبی . دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد.

تائبی ،حمید؛ بهروزی راد،رضا؛ ؛ فتحی مقدم ،منوچهر.1388. کنترل آبشستگی در پایاب فرسایش یافته      حوضچه آرامش بوسیله سنگچین (مطالعه موردی سد نمرود).هشتمین کنگره بین المللی عمران.دانشگاه شهید چمران اهواز

سایت روابط عمومی سازمان آب و برق خوزستان.1384.بزرگترین سد تنظیمی کشور 

سازمان مدیریت منابع آب ایران، 1385. راهنمای روش‌های آبشستگی موضعی.

شفاعی بجستان ، محمود؛ مرادلو ، جواد؛ تفرج نوروز ، علی ؛ اتحاد ، علیرضا.1384. کنترل و ترمیم آبشستگی پایین دست سدهای انحرافی در شرایط جریان

شفاعی بجستان ، م . 1374 . مروری بر مبانی و مکانیزم فرسایش و نظریه های مختلف فرسایش سطحی. کارگاه آموزشی- تخصصی کنترل فرسایش در رودخانه ها، انجمن هیدرولیک ایران.

شفاعی بجستان، م. 1384. هیدرولیک انتقال رسوب. انتشارات دانشگاه شهید چمران اهواز. ویرایش دوم. چاپ سوم، 470ص.

رستمی، ف. 1386 .مطالعه عددی جریان زیر و فوق بحرانی از دریاچه سد به سرریز تنداب منتهی به حوضچه آرامش پرش هیدرولیکی. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده عمران.

ریاحی مدوار ، ح ؛ سامانی ، م ، ج ؛ حقیقی‌پور ، ص . 1385 . تخمین ابعاد حفره آبشستگی پایین‌دست سرریز‌های تنطیم و کنترل با استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی . مجموعه مقالات هفتمین سمینار بین المللی ملی مهندسی رودخانه ، دانشگاه شهید چمران اهواز : اهواز .24 تا 26 بهمن.

ریاحی مدوار ، ح ؛ ایوب‌زاده ، س ، ع ؛ خاشعی ، ع . 1386 . پیش‌بینی ابعاد حفره آبشستگی پایین‌دست سرریز‌های تنطیم و کنترل با استفاده ازسیستم استنتاج تطبیقی فازی- عصبی. مجموعه مقالات اولین همایش ملی سد و سازه‌های هیدرولیکی ، انشگاه کرج: کرج ، 23 تا 24 آبان.

حسینی ،سید محمود ؛ابریشمی ،جلیل.1379.هیدرولیک کانالهای باز .دانشگاه امام رضا (ع)مشهد

حبیبی، م. 1388. تحلیل آبشستگی در پایاب دراپ قائم بلند با مدل فیزیکی و عددی. هشتمین کنفرانس هیدرولیک ایران، 24الی 26 آذرماه، دانشگاه تهران

صالحی نیشابوری، ع. نصیری صالح، ف.، 1387. مدل‌های آشفتگی و کاربرد آن‌ها در هیدرولیک. پژوشکده‌ی مهندسی آب دانشگاه تربیت مدرس. چاپ اول.

طباطبایی مجد زاده ، محمدرضا ؛ عطاری ،جلال؛مهبودی،علی .1389.مطالعه آزمایشگاهی کنترل آبشستگی ناشی از جت افقی مستغرق با استفاده از سنگچین.پنجمین کنگره ملی مهندسی عمران . 14 تا 16 اردیبهشت دانشگاه فردوسی مشهد

علی حسینی، پ. 1387 .مطالعه و بررسی آبشستگی موضعی ناشی از جت های افقی مستغرق با استفاده از مدل آزمایشگاهی. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران، پردیس ابوریحان، گروه مهندسی آبیاری و زهکشی.

فصلنامه دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی . 1379 . فصلنامه آبانگان ، ویژه‌نامه مهندسی رودخانه.

قاسم زاده، ف. 1392. شبیه سازی مسایل هیدرولیکی در فلوتری دی. انتشارات نوآور. چاپ اول.

قربانی ، ب ؛ حیدرپور، م . 1384 . کنترل و کاهش آبشستگی موضعی با استفاده همزمان از شکاف و سنگچین . گزارش طرح تحقیقاتی بین دانشگاهی ، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد و دانشگاه صنعتی اصفهان.

کمائی رستمی، علیرضا؛ فتحی مقدم، منوچهر؛ صفرپور، مجتبی ؛ بهروزیراد، رضا. تاثیر دبی و عمق آب پاییندست حوضچه آرامش سرریز سد نمرود بر فشار دینامیکی کف حوضچه با استفاده از مدل فیزیکی

کمائی رستمی، علیرضا؛ فتحی مقدم، مجتبی ؛ بهروزیراد، رضا بررسی عملکرد حوضچه آرامش تیپ دو(USBR) در دبی های متفاوت بر اساس مدل فیزیکی مطالعه موردی سد مخزنی نمرود

مسعودیان،م. (1374). پیش بینی آبشستگی ناشی از جت دیواره ای. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شریف.

موحد،علی؛ زاده دباغ، نسیم .1388. ارزیابی توان اکولوژیک محدوده رودخانه دز حد فاصل سد تنظیمی تا بند قیر برای طبیعت گردی

نجفی ،جواد؛قدسیان،مسعود.1382.بررسی آزمایشگاهی ابعاد حفره آبشستگی پایین دست کالورت لوله ای

ناصحی، م. (1386). پروفیل آبشستگی در پایین دست آبشارهای قائم. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه ارومیه، دانشکده کشاورزی.

وزارت نیرو . 1388 . راهنمای روش‌های مهار رسوب در رودخانه . نشریه شماره 350.

وزارت نیرو .مرداد 1380.راهنمای تعیین آبشستگی در سازه های مهم هیدرولیکی . نشریه شماره 136-ن

وزارت نیرو.آذرماه 1389.راهنمای روشهای محاسبه آبشستگی موضعی. نشریه شماره 318-الف

منابع غیر فارسی:

Ali K.H.M , Karim O . 2002 . Simulatio of flow around pier . journal Of  Hydraulic Research, IAHR, Vol. 40(2), pp. 161-174.

Azamathulla H.M , Ghani A.A , Azazi Zakaria N . 2007 . ANFIS-based approach to predicting scour location of spillway . Proceedings of the Institution of Civil Engineers Water Management,162: 399–407.

Azamathulla H. M , Ghang C.K , Zakaria A.N , Guven A , Ariffin J , Abu Hasan Z . 2009 . An anfis based approach for predicting the bed load for moderately sized river. Journal of Hydro-environment Research.3 pp. 35-44

Breusers H.N.C., Nicollet G , shen H.W . 1977. Local scour aroudcylindricalpiers . Journal of Hydraulic Research, IAHR, 15(3),pp.211-252.

Breusers H.N.C., Raudkivi A.J . 1991 . Scouring hydraulic structure designe manual . IAHR, Balkema , Rotterdam , Vol2.

Bradley. 1961. Hydraulic Jump In Sloping Channels

Bremen , Hager. 1994. Effect of end sill on scour

Edward j.Hickin.The momentum equation and the hydraulic jump.River Hydraulics Channel Form.

Graf W.H , Istiarto I . 2001 . Flow pattern in the scour hold around a Cylinder . Journal of hydraulic Reaserch , Vol. 40, no .1, pp.13-20.

Hjorth, P . 1975 . Studies on the Nature of Local Scour . Bulletin Series A, No.46, Institutionen for tekniskvattenresurslara , Lund , Sweden.

Hughes,S.A., (1995),  ‘physical modeling and laboratory  techniques in coastal Engineering’, World scientific publishing co. pte. Ltd.pp. 568, Singapore.

Joens J.S , Kilgore R.T , Misitichelli M.P . 1992 . Effect of footing location on bridge pier scour . Journal of Hydraulic Engineering , ASCE, Vol. 118, No.2, PP 280-290.

Karim, O.A. and Ali, K.H.M. (2000). "Prediction of patterns in local scour holes caused by turbulent water jets", J. Hydraulic Res., Vol.38, No.4, PP. 279-288.

Keshavarzi A , Gazni R , Homayoon H . 2012 . Case study: Prediction of scouring around an arch-shaped bed sill using Neuro-Fuzzy model . Journal of Hydraulic Engineering , ASCE, Vol.132, No.5, PP. 440-449.

Kirkil G , Constantinescu  S.G , Ettema R . 2008 . Coherent structures in the flow field around a circular cylinder with scour hole . journal of hydraulic engineering ASCE .

Melville B.W . 1997 . Pier and Abutment Scour: Integrated Approach . Journal of Hydraulic Engineering , ASCE , Vol. 123, No. 2, PP 125-136.

Melville B.W , Colema S.E . 2002 . Bridge Scour . Water Resources Publications LLC , Colorado, USA.

Negm et al.2002. Effect of end sill on scour

Oliveto G, Comuniello V.2009. LOCAL SCOUR PROGRESS DOWNSTREAM OF LOW-HEAD STILLING BASINS.Department of Environmental Engineering and Physics, University of Basilicata, Potenza, Italy.

Pro Thandaveswara B.S.2010.Sequent Depth Tail Water Relationship - Stilling Basin

Raudkivi A.J , Ettema R . 1983 . Effect of sediment gradation on clear-water scour . Journal of Hydraulics Division, Vo1.103, No.HY10, PP 1209-1212.

Sumer B M , Rouland.A., Fredsoe, J. and Michelesen. J., 2002 . The mechnics of  scour in the marine environment . World Scientific Publication Co.  Pte. Ltd., Advanced Series on Ocean Engineering . Vol17.

Saleh O.K, Negm A.M.2003. Effect of end sill on scour characteristics downstream of sudden expanding stilling basins.Proc.of 6th.Int.River Engineering Conf.,28-30 Jan 2003,Shahid-Chamran Univ.,Ahvaz,Iran.

Sylvester. 1964. Hydraulic Jump In Horizontal Channels

U.S Department of transportation Federal Highway Administration(Chapter 6: Hydraulic Jump, Chapter 8: Stilling Basins ).Updated 2011. Hydraulic Design of Energy Dissipators for Culverts and Channels.Hydraulic Engineering Circular Number 14,Third Edition