بررسی معیارهای سیلاب طراحی سدهای بزرگ به منظور بهینه گرایی طراحی سر ریز در منطقه جنوب غربی زاگرس
چکیده :
مهندسی سازه بخشی از مهندسی عمران و مهندسی هوافضا است. در مهندسی عمران، مهندسی سازه در مورد ساختارهای انتقال بار از اجزاء یک ساختمان یا بنا به محل تکیهگاهی آن مانند پی سازه صحبت میکند. اگر مهندسی سازه را متشکل از دو بخش تحلیل و طراحی بدانیم، سرسلسلهی روابط تحلیلی تئوری الاستیسیته و مرجع بخش طراحی استانداردها و قضاوتهای مهندسی است. درتئوری الاستیسیته از جبر تانسورها استفاده میشودو با استفاده از قانون هوک، دستگاه معادلات دیفرانسیل جزئی تعادل و سازگاری تشکیل میشوند. مشهورترین روش حل عددی این دستگاه معادلات، روشی است به نام اجزا محدود. مهندسی سازه گرایشی از مهندسی است که با طراحی سیستمهای سازهای به هدف باربری و مقاومت در برابر نیروهای گوناگون وارد بر سازه سروکار دارد. مهندسی سازه عمدتاً با طراحی ساختمانها و سازههای غیر ساختمانی سر و کار دارد و همچنین نقش ضروری در طراحی ماشین آلات در جاهایی که یکپارچگی سازهای بر روی ایمنی و اطمینان پذیری ماشین تأثیر دارد بازی میکند. ساختههای دست بشر، از مبلمان تا تجهیزات پزشکی، از خودرو و … نیاز به حضور مهندس سازه دارد.یک مهندس سازه باید در هنگام طرح یک سازه به دو مسئله توجه کند: مسئلهٔ اول بررسی مقاومت سازه در برابر بارها ی وارد بر سازه که شامل بارهای زنده، بار باد، برف، انسان، اشیا و بار مرده و بار زمین لرزه و… است که با طراحی سیستم باربر ومحاسبه و کنترل مقاومت کافی اعضای سازه در برابر این بارها است. مسئلهٔ دوم بررسی کارایی سازه است یعنی سازه باید فاقد مواردی مانند لرزش و تغییر شکلهای خارج از اندازهٔ مجاز آیین نامه باشد. زیرا این موارد در کاربری سازه مشکل زا هستند و باعث مشکلی مانند ترس در کاربران سازه و یا مواردی مانند ترک خوردن دیوارها و نازک کاریها میشوند.
چکیده:
در حین سیلاب های بزرگ رسوبات درشت دانه رودخانه ها که در مواقع عادی امکان حمل آنها وجود ندارد حرکت به سمت پایین دست را آغاز می کنند. یکی از عوامل مهم این حرکت بالا بودن آبدهی رودخانه ها و سرعت جریان آنها است ، بنابراین با اندازه گیری قطر رسوبات بجای مانـده در رودخانه ها می توان حداکثر دبی رخ داده در طی سیلاب های بزرگ را تخمین زد.
هدف از این تحقیق ارائه روشی مناسب برای برآورد دبی جریان در طی سیلاب های گذشته با استفاده از شرایط جابجایی ذرات بسیار درشت بستر رودخانه ها در طی وقوع سیلاب از روش های هیدرولیکی است. برای انجام این تحقیق روش های مختلف تجربی و تئوری برای تعیین آستانه سرعت جریان مورد نیاز برای جابجا کردن رسوبات درشت دانه برسی شده است سپس از روش های مختلف هیدرولیکی عمق جریان برآورد میشود و از حاصلضرب این دو دبی پیک سیلاب حرکت دهنده تخته سنگ های بسیار درشت محاسبه میشود. این بررسی در ایستگاه هیدرومتری سولقان انجام گردیده است. با توجه به قطر متوسط بزرگترین تخته سنگ های موجود رودخانه، آستانه دبی جریان در حین سیلاب های جابجا کننده آنها محاسبه گردیده و محدوده آن نیز برای روش های مختلف محاسبه شده است.
مقدمه:
یکی از مهمترین معیارهای طراحی سازههای هیدرولیکی سدها نظیر سرریزها، تعیین دبی طراحی آنها است. دبی طراحی با استفاده از محاسبات هیدرولوژیکی به دست می آید. یکی از روشهای کنتـرل دبپی حداکثر رودخانه ها که تاکنون در آنها رخ داده است استفاده از روشهای حمل مواد بستر رودخانه ها میباشد. در واقع با استفاده از قطر و یا وزن حداکثر مواد رسوبی رودخانه ها و همچنین مشخصات هندسی مقطع رودخانه میتوان به دبی رودخانه در هنگام حمل آن مواد پی برد و بهعنوان معیاری برای از آن استفاده نمود. کنترل حداکثر سیل محتمل از آن استفاده نمود.
حداکثر سیلاب محتمل، بزرگترین سیلابی را گویند که احتمال رخداد آن در یک رودخانه وجود دارد. از روشهای هیدرولوژیکی و تحلیل فراوانی وقایع میتوان مقدار آن را محاسبه کرد. ولی همواره این سؤال وجود دارد که آیا این مقدار سیلاب محاسبه شده کوچکتر از واقعیت نمی باشد؟
برای پاسخگویی به این سؤال میتوان از روشهای هیدرولیکی در حرکت رسوبات بهره گرفت. قطر ذرات بستر یا مورفولوژی کف رودخانه ، توان جریان و یا توان ویژه بحرانی که خود به عواملی نظیر دبی عبوری، شیب سطح آب ، تنش برشی و سطح مقطع رودخانه وابسته بوده و در این تحقیق از آنها بهره گرفته خواهد شد.
فهرست مطالب:
چکیده
مقدمه
فصل اول: کلیات
۱-۱-طرح مسئله
۱-۲-هدف از انجام تحقیق
۱-۳-روش کار و تحقیق
فصل دوم:
۲-۱-تحقیقات تاریخچه سیلابهای گذشته
۲-۲-تعیین آستانه حرکت
۲-۲-۱-تعریف آستانه حرکت
۲-۲-۲-مطالعات گذشته در مورد آستانه حرکت
۲-۲-۳-روش های مختلف تعیین آستانه حرکت
۲-۲-۳-۱- روش دبی واحد بحرانی qc
۲-۲-۳-۲-روش تنش برشی
۲-۲-۳-۳-روش سرعت
۲-۲-۳-۴-توان جریان
۲-۲-۳-۵-ارتباط دبی و طول انتقال رسوبات
۲-۳-خلاصه ای از مطالعات لنزی و همکارانش در مورد آستانه حرکت رسوبات
۲-۴-خلاصه ای از مطالعات لنزی در مورد طول انتقال ذرات حین سیلاب
۲-۵-خلاصه ای از مطالعات پتیت و همکارانش در سال ۲۰۰۵ روی توان واحد جریان
فصل سوم: خصوصیات فیزیکی آب و رسوب
۳-۱-خصوصیات آب
۳-۲-خصوصیات ذرات رسوب
بازسازی دبی پیک با استفاده از روش پالئوهیدرولوژی
۳-۳-بازسازی دبی پیک با استفاده از شواهد
۳-۳-۱-بررسی نشانه های سطوح دیرینه
۳-۳-۲-محاسبه دبی با استفاده از شواهد سطوح دیرینه
۳-۳-۳-نمونه ای از بازسازی دبی پیک در انگلستان
۳-۴-با استفاده از سایز تخته سنگ های ته نشین شده
۳-۴-۱-بازسازی سرعت
۳-۴-۱-۱-روش های تئوری
۳-۴-۱-۲-روش های تجربی
۳-۴-۲-بازسازی عمق متوسط سیلاب
۳-۴-۳-روابط تنش برشی
۳-۴-۴-روابط توان جریان
۳-۵-حوضه مورد مطالعه
۳-۵-۱-معرفی حوضه آبریز و رودخانه کن
۳-۵-۲-برداشت های میدانی
فصل چهارم:
۴-۱-سرعت متوسط جریان
۴-۱-۱-تجزیه و تحلیل روابط مختلف سرعت متوسط جریان در آستانه حرکت ذرات
۴-۱-۲-استفاده از انحراف معیار سرعت های برآورد شده برای تعیین محدوده سرعت جریان
۴-۱-۳-مقایسه روابط تجربی و تئوریک سرعت متوسط جریان با استفاده از روش تفاضل نسبی
۴-۱-۴-مقایسه روابط تجربی و تئوریک سرعت متوسط جریان برای حوضه مورد مطالعه
۴-۲-تجزیه و تحلیل روابط عمق جریان
۴-۲-۱-تجزیه و تحلیل روابط مختلف عمق متوسط و دبی در واحد عرض جریان در آستانه حرکت ذرات
۴-۲-۲-تعیین پارامترهای مورد استفاده در تعیین عمق
۴-۲-۲-۱-تعیین مقدار n در روابط مانینگ
۴-۲-۲-۲-تعیین تنش برشی بدون بعد در برآورد عمق با استفاده از پارامترشیلدز
۴-۲-۲-۳-تعیین حدود تنش برشی در برآورد عمق با استفاده از روش تنش برشی
۴-۲-۲-۴-تعیین حدود توان واحد جریان در برآورد عمق با استفاده از روش توان واحد جریان
۴-۲-۳-مقایسه روابط مختلف برآورد عمق جریان
۴-۲-۴-تعیین حدود عمق متوسط
۴-۲-۴-۱-استفاده از روش تفاضل نسبی
۴-۲-۴-۲-استفاده از روش کمترین مربعات برای محاسبه بهترین حالت
۴-۲-۴-۳-نتایج حاصل از برسی مطالعات موردی و حذف تعدادی از موارد
۴-۲-۴-محاسبه عمق متوسط و دبی واحد جریان در حوضه کن
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات
۵-۱-نتایج حاصل از بررسی نمودارهای سرعت جریان
۵-۲-نتایج حاصل از بررسی نمودارهای عمق جریان
۵-۳-نتایج حاصل از بررسی مطالعه موردی و حذف تعداد موارد مورد مطالعه
۵-۴-حساسیت
۵-۵-پیشنهادات
منابع و مأخذ
فهرست منابع فارسی
فهرست منابع لاتین
چکیده انگلیسی
چکیده
چون بکارگیری تکنیک دورسنجی نسبت به روش های سنتی و متداول دارای سرعت بیشتر و دقت زیادی می باشد بنابراین به عنوان تکنیک های کارآمد مدنظر قرار می گیرد. هدف از این مطالعه برآورد میزان رسوب رودخانه با استفاده از امکانات سنجش از دور و تصاویر ماهواره ای و سپس مقایسه نتایج بدست آمده با اطلاعات رسوب رودخانه برای ایستگاه آب سنجی می باشد. هدف شناسایی روشهای دورسنجی در محاسبه رسوب و استفاده از آنها در تعیین میزان رسوب رودخانه و تعیین دقت آنها می باشد. با توجه به نتایج بدست آمده از روابط ارائه شده در این مقاله مقدار رسوب سالانه برای حوضه رودخانه قره سو و رودخانه بالخلوچای در استان اردبیل بترتیب ۵۵۱۸۸ تن و ۳۰۹۴۷ تن بدست آمده است؛ که با مقدار رسوب برآورد شده با روش هیدرولوژیکی USBR مطابقت دارد.