پایان نامه بررسی و مقایسه مدلهای رسوبی و انتخاب یک مدل ریاضی برای رودخانه هیرمند در word

پایان نامه بررسی و مقایسه مدلهای رسوبی و انتخاب یک مدل ریاضی برای رودخانه هیرمند در word دارای 126 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد پایان نامه بررسی و مقایسه مدلهای رسوبی و انتخاب یک مدل ریاضی برای رودخانه هیرمند در word کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه پایان نامه بررسی و مقایسه مدلهای رسوبی و انتخاب یک مدل ریاضی برای رودخانه هیرمند در word

چکیده
فصل اول – کلیات
(1-1) مقدمه
(2-1) انواع رسوبات
(3-1) اصطلاحات بکار رفته
(4-1) انواع رژم جریان
(5-1) فرم بستر
(6-1)- رژیم جریان
(7-1) پیش بینی فرم
(8-1) معادله مانینگ
فصل دوم : آستانه حرکت
(2-1) مقدمه
(2-2) روابط موجود
(3-2) محاسبات برای رودخانه سیستان
فصل سوم : روابط محاسبه میزان رسوبات
(1-3) منحنی دانه بندی
(2-3) روشهای محاسبه میزان رسوب
فصل چهارم : ریخت شناسی رودخانه سیستان
(1-4) مقدمه
(2-4) موقعیت منطقه
(3-4) رودخانه سیستان
(4-4) مشخصات رسوب رود سیستان
(5-4) رسوبات هیرمند
(6-4) ایستگاه رسوب سنجی رود سیستان و آمار رسوبات معلق
(7-4) بار معلق در عمق نمونه برداری نشده
(8-4)بار رسوبات معلق
فصل پنجم : بررسی مدلهای محاسبه رسوب
(1-5) مروری بر مطالعات و تحقیقات انجام شده
(2-5) مدل ریاضی
(3-5) مدلهای ریاضی مورد استفاده در مهندسی رودخانه
(4-5) برخی از مدلهای ریاضی یک بعدی
(5-5) مقایسه مدلها ریاضی و انتخاب مدل مناسب
(6-5) معرفی کامل مدل Hec – 6
(7-5) روابط انتقال رسوبت استفاده شده در مدل ریاضی hec-6
(8-5) اطلاعات ورودی
(9-5) لایروبی
فصل ششم : نتایج بدست آمده
(6-1) اطلاعات ورودی
(2-6) کالیبراسیون
(3-6) هیدروگراف
(4-6) تحلیل روند رسوبگذاری جریان در طول سال آبی میانگین
فصل هفتم مخازن چاه نیمه
(1-7) دریاچه های چاه نیمه
(2-7) بررسی وضعیت فعلی و آتی دریاچه های چاه نیمه
(3-7) بررسی روشهای متداول تجربی برای محاسبه رسوبات
(4-7) استفاده از روش P.S.I.A.C
(5-7) روش   Alkadhimi
(7-6) تعیین مقدار رسوب در محل مخازن چاه نیمه
منابع

بخشی از منابع و مراجع پروژه پایان نامه بررسی و مقایسه مدلهای رسوبی و انتخاب یک مدل ریاضی برای رودخانه هیرمند در word

1-آراسته و بهینه سازی جریان خروجی ار سد به منظور به حداقل رساندن فرسایش و رسوبگذاری د پایین دست (مطالعه موردی رودخانه میناب) ، پایان نامه کارشناسی ارشد ، دانشکده مهندسی عمران – دانشگاه صنعتی شریف تهران

2-احمدی ، ح ، بررسی اثرات برداشت مصالح بر شکل بستر و رژیم رودخانه (مطالعه موردی رودخانه میناب) پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی شریف

3-احدی خواجه بلاغ (1376) ، مدلهای ریاضی حمل رسوب سمینار کارشناسی ارشد دانشکده عمران ، دانشکده امیرکبیر

4-امینی ، اکبر ، بررسی تئوریک رسوب به روش انگلوند . پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات

5-بی نام ، آمار رسوب رودخانه سیستان ، سازمان آب و منطقه ای سیستان و بلوچستان

6-بی نام ، انتقال آب از چاه نیمه به زاهدان ، مهندسین مشاور تهران سحاب

7-بی نام ، رسوبگذاری در کانال سیل برزهک ، مهندسین مشاور تهران سحاب

8-بی نام ، طرح بهره برداری بهینه از رودخانه سیستان ، مهندسین مشاور تهران سحاب

9-بی نام ، مطالعات تفضیلی طرح جامع احیاء توسعه کشاورزی و منابع طبیعی سیستان و بلوچستان ، مهندسین مشاور و زربوم ، وزارت کشاورزی ، سازمان جهاد کشاورزی سیستان و بلوچستان

10-پاکدامن ، پیمان ، شبیه سازی انتقال رسوب ، پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه‌ آزاد اسلامی

11-حسن پور ، 1379، فرزاد ، تشخیص نقاط بحرانی لایروبی توسط مدلهای ریاضی پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه تربیت مدرس

12-جعفرزاده ، کاربرد کامپیوتر در مهندسی رودخانه

13-خلیلی مرندی ، 1377، کاربرد مدل کامپیوتری Hec-6 در بررسی وضعیت رسوبگذاری در مخزن سد امیرکبیر ، پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه تهران

14-سبریوند ، س ، 1375 ، بررسی اثرات برداشت شن و ماسه از رودخانه ها (مطالعه موردی رودخانه میناب ) ، پایان نامه کارشناسی ارشد ، دانشکده مهندسی عمران ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

15-سمینار مهندسی رودخانه2 -بهمن

16-سمینار برداشت مصالح رودخانه-بهمن

17-ششمین سمینار رودخانه –اهواز

18-شفاعی بجستانی ، هیدرولیک رسوب ، انتشارات دانشگاه اهواز

19-صالحی ، 1378، تعیین ارتفاع سیل بند با در نظر گرفتن تغییرات کف بستر رودخانه سیستان ، پایان نامه کارشناسی ارشد ، دانشکده مهندسی عمران دانشگاه صنعتی شریف

20-فخرآبادی ، محمدهادی ، 1376 ، کاربرد مدل ریاضی در رسوربگذاری ، پایان نامه کارشناسی ارشد ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات

21-علیزاده ، مصطفی ، 1378 ، بررسی مدل Musle ، پایان نامه کارشناسی ارشد ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات

22-گودرزی مسعود ، 1378، کاربرد مدل کامپیوتری Hec-6 پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه تربیت مدرس

23-مجموعه مطالعات مهندسین دز اب

24-international conference on hydro science and engiering –warsaw-poland-

25-sediment transport L theory and practice . MCGraw – Hill international

26-user’s manual of fluvial 12 , sandiego , california, chang (1998)

Editions , yang (1996)

27-user’s manual of hec-6 -

28-user’s manual for Gstars2.0, USBR , Technical , Service center , colorado, yang (a998)

29-user’s manualof bri stars

چکیده :

سیستان پهنداشت آرمیده در بستری خشک سالهاست که از برکت رودخانه هیرمند وهامونهای موجود که از کوههای هندوکش در افغانستان سرچشمه می گیرند سیر آب می شود

در این پایان نامه با مطالعه به روی رسوبات این رودخانه که سبب بالا آمدن کف رودخانه وکاهش حق آبه ایران شده است ، سعی گردیده تا با بررسی فرمولها ومدلهای مختلف رسوب وانتخاب وکار به روی یک مدل خاص(Hec-6) تغییرات بستر رودخانه را پیش بینی کنیم تا در نتیجه بتوان در اثر وجود اطلاعات بستر راهکارهای علمی تری برا ی کنترل این رسوبات ارئه دهند

در این پایان نامه ابتدا بررسی تئوریک رسوب وبرخی اصطلاحات مربوط به این علم پرداخته شده است و سپس با تعریفی از منطقه واطلاعات موجود درمنطقه و نیز اطلاعات به دست آمده ،‌رودخانه سیستان ومنطقه مورد نظر بطور اجمالی شناسانده شده است . در دنباله مدلها وفرمولهای مختلف رسوب را مورد بررسی قرار داده ومدل (Hec-6) به عنوان مدل قابل استفاده انتخاب شده است . سپس با اجرای این مدل یک بعدی ماندگار(با استفاده از مقاطع سا ل1370 وپیش بینی این مقاطع برای 8 سال بعد و مقایسه آنها با مقاطع سال 1378 فرمول توفالتی بعنوان فرمولی که نزدیک ترین جواب را با نقشه های سال 1378 داشت انتخاب گردید

(1-1)-مقدمه

هنگامیکه سنگ اصلی تحت تأثیر هوازدگی متلاشی شد مواد توسط آب یا باد حمل می شوند و رسوبات را بوجود می آورند

(2-1)-انواع رسوبات

1- آبرفتی

مواد معدنی که به وسیله رودخانه حمل می شوند و ته نشین می گردند

2- لِس

روسوباتی که توسط باد جابجا می شوند

3- رسوبات یخچالها

رسوباتی که توسط یخچالها حمل می شوند

در این مبحث درباره آب جاری و رسوبات بحث می کنیم. به همین منظور برخی از متداولترین اصطلاحات بکار رفته در این علم معرفی می شود

1- جرم مخصوص: (Den stiy)

عبارتست از جرم در واحد حجم

2- وزن مخصوص: (Specific weight)

عبارتست از وزن در واحد حجم

بین دو اصطلاح فوق رابطه زیر برقرار است

: وزن مخصوص

: جرم مخصوص

: شتاب ثقل

وزن مخصوص دانه های رسوب ته نشین شده به میزان تحکیم توده رسوب بستگی دارد که با گذشت زمان افزایش می یابد

3- چگالی: (Specific gravity)

عبارتست از نسبت وزن مخصوص ماده مورد نظر به وزن مخصوص آب در دمای Cْ4 (متوسط چگالی رسوب 265s می باشد.)

4- تخلخل

تخلخل در تبدیل حجم دانه های رسوب به حجم کل توده رسوب و برعکس کاربرد دارد و آن عبارتست از نسبت حجم منافذ به حجم کل توده رسوب

(2-1)-

p : تخلخل

V_v: حجم منافذ

V_t: حجم کل توده سرب که در بر گیرنده حجم منافذ نیز می باشد

V_s: حجم دانه های رسوب

5- اندازه ذرات رسوب

این خصوصیت مهمترین و اصلی ترین خصوصیت رسوب می باشد که مورد بررسی قرار می گیرد به همین دلیل برای تعریف آن از اصطلاحات زیر استفاده می شود

الف: قطر کره معادل (Nominal diameter)

قطر کره ای است که حجم آن برابر حجم ذره مورد نظر می باشد. این قطر تصویری در مورد اندازه فیزیکی ذره بدست می دهد

ب: قطر عبوری از الک (Sieve diameter)

کوچکترین اندازه چشمه الکی است که ذره کروی مورد نظر از آن عبور می کند. در بیشتر موارد از یکسری الک با اندازه های مختلف جهت تعیین قطر ذرات رسوب بزرگتر از 0625/0 میلیمتر استفاده می شود

ج: قطر سقوط (fall diameter)

عبارتست از قطر کره معادلی که دارای چگالی 65/2 بوده و در آب استاندارد cْ24 سرعت سقوطی معادل با سرعت سقوط ذره داشته باشد

د: قطر رسوبی (sediment diameter)

قطر کره ای است که دارای چگالی نسبی و سرعت ته نشینی نهایی برابر با ذره مورد نظر در مایع رسوبی مشابه و تحت همان شرایط باشد

و: اندازه سه محوری

در این روش اندازه ذره بر اساس سه محور عمود بر هم یک ذره صورت می گیرد. این قظر با توجه بر اینکه رفتار هیدرو دینامیکی ذرات را در آب مد نظر قرار می دهد دارای دقت زیادی است ولی به دلیل مشکل اندازه گیری آن معمولاً انجام نمی شود

6-لزجت:عبارتست ازدرجه مقاومت سیال در مقابل جریان یافتن در اثر یک نیروی اعمال شده

7-رابطه مانینگ:یکی هز روابط استفاده شده در جریانات ماندگاراست

8- زاویه قرار (Angle of repose) (O)

عبارتست از زاویه شیبی که توده مصالح ریخته شده در آب در آستانه حرکت به خود می گیرند که تابعی است از اندازه و شکل ذرات رسوبی

9- کرویت ذره (Sphericiti)

عبارت است از نسبت مساحت کره هم حجم ذره به سطح جانبی واقعی ذره مورد نظر

10- گرد شدگی ((Roundness

نسبت شعاع کوچکترین دایره گوشه ها به شعاع دایره محاط بر کل تصویر ذره یا شعاع ظاهری ذره

11- فاکتور شکل

عبارتست از نسبت کوچکترین محور ذره به جذر حاصل ضرب متوسط و بزرگ ذره به این رابطه برای بررسی اثر شکل بر سرعت سقوط ذره مناسب است

(3-1)-

12- نسبت پهنی

این سرعت نیز دارای مبنایی مانند فاکتور شکل می باشد و با رابطه زیر به دست می آید

نسبت پهنی = (4-1)-

13- سرعت سقوط: (fall velocity)

به متوسط ته نشینی یک ذره در حجم نامحدود از آب خالص گفته می شوداین پارامتر به طور مستقیم وضعیت حاکم ما بین جریان و دانه های رسوب در خلال جابجا شدن رسوب توسط آب (اعم از حرکت آهسته دانه ها، انتقال و یا ته نشینی) است

سرعت سقوط ذرات به عوامل زیر بسته است

1- اندازه

2- شکل

3- میزان زبری سطوح

4- چگالی

5- مزجت سیال

و مقدار آنرا می توان از تعادل نیروی وزن غوطه ور ذره و نیروی رانش تعیین کرد

14-تنش برشی:هنگامیکه اب درکانال جریان می یابدنیرویی در جهت حرکت اب بر سطح بستر کانال اثر می کند این نیرو به عنوان تنش برشی شناخته می شود

15- فرم بستر

انواع فرم بستر

1- رپیل

2- دون

3- حالت انتقالی

(4-1)-انواع رژیم جریان

1- رژیم جریان پائینی با فرم بستر

2- انتقالی

3-بالایی

خصوصیات رژیم جریان پائینی

1- بار موا د بستر کم

2- مواد رسوبی در نزدیکیهای بستر و یا روی پشت رپیلها یا دونها حرکت کرده، حرکت پلکانی است

3- مقاومت در مقابل رژیم جریان زیاد می باشد و افزایش مقاومت مربوط به زبری بستر است

4- پروفیل سطح آب با پروفیل بستر همسوئی ندارد

خصوصیات رژیم جریان بالایی

1- بار مواد بستر نسبتاً زیاد می باشد

2- مقاومت در جریان کم

3- پروفیل سطح آب با پروفیل بستر همسویی دارد

4- هرچند مواد رسوبی به سمت پائین دست حرکت می کنند ولی خود موج بستر به طرف بالا دست حرکت می کند

خصوصیات رژیم انتقالی

1- زمانی بوجود می آید که دونها شسته شده و سطح بستر صاف باشد

2- زبری بستر کم است

3- رژیم جریان پیوسته نیست و رابطه دبی – اشل پیوسته نیست

(1-5)-فرم بستر

فرم بستر در اثر حرکت بوجود می آید که خود تأثیر مستقیمی بر روی زبری و در نتیجه مقاومت در مقابل جریان دارد

انواع فرم بستر

1- ریپل

فرمهای بستری هستند با طول موج کم (کمتر از cm30 ) و ارتفاع کوتاه (کمتر از mm3)

2- دون

3- از ریپلها بزرگتر هستند، معمولاً هنگامیکه سرعت حرکت زیاد است و میزان حمل رسوبات بالاست بوجود می آید. در این حالت پروفیل سطح آب و بستر رودخانه همسو نیستند

3- خیر آب معکوس

در این فرم بستر پروفیل سطح آب و بستر همسو هستند. همچنین وابسته به سرعت و عدد فروید هستند و دارای دو شکل سینوسی و مثلثی می باشند

4- سرسره و استخر

رودخانه دارای شیب زیاد است و حمل رسوبات نیز زیاد می باشد، جریان در ابتدا فوق بجرانی و در پائین دست فوق بحرانی یا زیر بحرانی می باشد

(6-1)-رژیم جریان

فرم بستر به صورت دون یا ریپل می باشد. بار مواد بستر کم می باشد و مواد در رسوبی نزدیک بستر حرکت می کند

(7-1)-پیش بینی فرم بستر

1- سایمون و ریچاردسون

این روش بستر را بر اساس قدرت رود () و قطر متوسط ذرات بدست می دهد

این روش برای رودخانه های ماسه ای قابلیت کاربرد دارد

2- عطاء ا…

این روش فرم بستر را بر اساس عدد بدون بعد F و می دهد

3- روش فان راین

حرکت بار بستر توسط دو پارامتر بدون بعد D* و T مشخص می شود

u*c : سرعت برشی بحرانی

به دست آوردن برخی از پارامترهای هیدرولیکی

ضریب ثابت مانینگ (ضریب مقاوم جریان)

(8-1)-معادله مانینگ -(7-1)

در این معادله n یک عدد ثابت بی بعد نیست و دارای بعد می باشد. مقدار n به عوامل زیر بسته است

1- زبری سطحی

2- رویش گیاهی

3- نامنظمی کانال یا رودخانه

4- تراز آب، آب شستگی و ته نشینی مسیر کانال

برای بدست آوردن آن از تصاویر ارائه شده توسط سازمان زمین شناسی ایالات متحده استفاده کرد

همچنین برای ب دست آوردن K_s ثابت استریکلر از رابطه زیر استفاده می شود

K_s= (8-1)-

همچنین رابطه بین K_s و n به قرار زیر است

= K_s -(9-1)

مقدار n با ضریب مانینگ در کانالهای خاکی بدون پوشش گیاهی عموماً از رابطه استریکلر تعیین می شود و در مجاری با پوشش گیاهی از را بطه felkel محاسبه می شود

(10-1)-

U: سرعت

R_h_:شعاع هیدرولیکی

(11-1)-

h_p: نشان دهنده طول ساقه

M : متوسط چگالی مقدار گیاهان در متر مربع

فرمول فوق برای بستری که شیبهای آن پوشیده از گیاه باشد استفاده می شود و برای جریان بدون پوشش ضریب مقاومت از رابطه استریکلر بدست می آید. و تأثیر پوشش گیاهی با توجه به شناخت نسبت محیط خیس شده غیر پوششی در طول کل مسیر در نظر گرفته می شود

(12-1)-

Kst: ضریب استریکلر

: شیب خط انرژی در کل طول

Rh: شعاع هیدرولیکی

A: سطح مقطع جریان

P: محیط خیس شده

D: قسمت محیط خیس شده غیر پوششی

همچنین در روشهای محاسباتی در حالتی که بین قسمتهای پوششی و غیر پوششی اختلاف سطح وجود داشته باشد ضریب زبری مورد استفاده توسط رابطه زیر جانشین می شود

(13-1)-

(14-1)-

Kst2: ضریب استریکلر بدون توجه به پوشش

Api= dpi h_i m(15-1)-

(16-1)-

Rh: شعاع هیدرولیکی cw=1~

Dpi: قطر متوسط تنه درخت

H: تعداد تنه های روی طول L و یا عرض b

L: طول استاندارد مقطع انتخابی پوششی

B: عرض کمربند رویش

A_xaz: فواصل بین محور درختان در طول حرکت آب a_x و در طول عمود بر آن az

A: سطح جریان با قسمت چوبی بدون کم کردن سطوحی که به وسیله آنها اشغال شده است

محاسبه زبری بستر جریان رودخانه سیستان در حالت حفاظت سواحل با پوشش گیاهی بر اساس فرمول DVWK

b= 18cm

A_x,az =1.5m

R_h= 5m

A= 600m²

V= 2.5m

h_i=

Kst

dpi= 0.1m

Api=0.1×28×24=67

LA= 3×600=

Cw=

ضریب مانینگ برای یک ساحل جریان رودخانه در حالت پوشش گیاهی

Kst=

= neضریب زبری معادل کل بستر

(1-2)-مقدمه

در مورد آستانه حرکت همه دانشمندان منظور ثابتی را استنباط نمی کنند

بعضی شروع حرکت یک یا دو ذره را که با چشم دیده می شود و بعضی شروع حرکت ذره را برابر مقدار جریانی دانسته اند که مقدار حرکت مواد رسوبی در پائین دست کانال صفر باشد. برخی هم وجود لحظه ای را به عنوان آستانه حرکت قبول ندارند

(2-2)- رابطه موجود برای استانه حرکت

1- دیاگرام شیلدز

شیلدز تحلیل ابعادی را برای تعیین بعضی پارامترهای بی بعد بکار برد و نمودار مشهورش را برای آستانه حرکت ارائه کرد، این نمودار که از دو قسمت پارامتر شیلرز بحرانی و عدد رینولدز مرزی *_Reتشکیل شده در شکل 1ازضمیمه1 ارائه شده است

(1-2)-

(2-2)-

* =Reعدد رینولدزمرزی

* U = سرعت برشی

Ds= قطر متوسط ذرات

U= لزجت سینماتیک

= شیلدز بحرانی

= تنش برشی بحرانی

= وزن مخصوص رسوب

= وزن مخصوص آب

در دیاگرام شیلدز اگر نقطه تلاقی c و Re* بالای منحنی قرار بگیرند ذرات بهتر حرکت می کنند و چنانچه این محل تلاقی در زیر این خط منحنی باشد نشانگر این است که ذرات حرکتی ندارند و خود این خط منحنی نشانگر آستانه حرکت است. از طرفی در رودخانه های طبیعی معمولاً عدد رینولدزمرزی به حدی می باشد که شرایط بستر زبر را بوجود می آورد و در نتیجه مطابق دیاگرام تحت این شرایط عدد رینولدز مرزی عدد ثابتی است که این عدد ثابت توسط شیلدز 0056 بیان شد. در این حالت Re<400 ، و همچنین نیروی لزوجت جهت تأثیر چندانی ندارد

(3-2)-

2- دیاگرام گسلر

گسلر منحنی شیلدز را بصورت شکل 2از ضمیمه1 اصلاح کرد و این اصلاح بخصوص برای جریان کاملاً درهم و بستر زبر صورت گرفت، بطوریکه عدد ثابت برای Re*>400 برابر 0047 بدست آمد، میر، پیترومولر نیز این تحقیقات را تأئید کردند

Re*>400(4-2)-

3- شولیتس و هیل

این دو دانشمند منحنی ارائه شده توسط گلسر را بجای سه قسمت به چهار قسمت تقسیم کرده و برای هر قسمت یک رابطه ریاضی بصورت زیر ارائه کردند

(5-2)-

(6-2)-

(7-2)-

(8-2)-

4- روش تجربی لین

بر اساس مشاهدات تنش برشی بحرانی برای آب زلال کمتر از مخلوط آب و رسوب ذره می باشد همچنین لین بر اساس مطالعات خود شکل 4ازضمیمه 1 را به دست آورد و نیز برای کانالهای آبیاری با بستر شن و ماسه رابطه زیر را ارائه کرد

(9-2)-

D75= بر حسب mm

:بر حسب پوند پرفوت مربع

چگالی ذرات 26 فرض شده است

لین همچنین اولین کسی بود که نیروهای وارد بر ذره در بدنه کانال را مورد تجزیه و تحلیل قرارداد. وی برای ساده کردن مسأله فرضهایی به شرح زیر ارائه کرد

1- x = 0 ( حرکت یکنواخت آب به طوری که سطح آب موازی باشد

2-fl را در جمع نیروها منظور نکرد

3-ذره در شروع حرکت می لغزد

و در نهایت معادله لین به صورت زیر ارائه شد: (برای بدنه کانال )

(10-2)-

: تنش برش بحرانی برای یک ذره در روی بذر

:تنش برش بحرانی برای یک ذره در روی بستر کانال

: زاوبه ایسنائی

: زاویه شیب بدنه

5- روش بحرانی سرعت

در این روابط از سرعت جریان بجای تنش برشی استفاده شده است. این روابط عمدتاً بر اساس تجزیه و تحلیل آنالیز ابعادی و استفاده از داده های تجربی بیان شده است

(11-2)-

: سرعت جریان در نزدیکی های بستر

:جرم مخصوص رسوب

: جرم مخصوص سیال

:اندازه متوسط ذرات

: ضریب ثابت که برای بدست آوردن آن از روشهای زیر استفاده می کنیم

6- رابطه Berry

بری برای ذره در بستر کانال رابطه زیر را به دست آورد

(12-2)-

: بر حسب اینچ

: بر حسب فوت در ثانیه

در این آزمایشات چگالی ذرات 265 می باشد

7- ابطه Mavis و LAushy

: بر حسب میلی متر

(13-2)-

: بر حسب ft/s

رابطه Garde و Raju

(14-2)-

8- روش استراب

از ترکیب روابط شیلدز ، مانینگ و استریکلر رابطه زیر به دست آمد

(15-2)-

9- روش نیل

(16-2)-

10- روش بوگاردی

(17-2)-

11- روش ماینورد

(18-2)-

این رابطه برای ذرات سنگی واقع در بستر کانال نوشته شده است

12- روش بروکنز

در آنالیز لین فرض شده که خطوط جریان موازی افق می باشد ولی چنانچه خطوط جریان افقی نبوده و با آن زاویه را بسازند. رابطه زیر توسط بروکنز نوشته شد

(19-2)-

: زاویه خطوط جریان با افق

13- روش اگیازاروف

این روش بر خلاف روش شیلدز برای رودخانه ای با مصالح غیر یکنواخت کاربرد دارد. بدین منظور

1- ابتدا منحنی دانه بندی را به چند قسمت تقسیم (چند دامنه) می کنیم

2- برای هر دامنه اندازه ای را که معرف آن دامنه باشد تعیین می کنیم (Di)

3- اندازه میانه مصالح را بدست می آوریم (Dm)

(20-2)-

بدین منظور ابتدا منحنی دانه بندی را به چند قسنت تقسیم کرده و از رابطه زیر Dm را محاسبه می کنیم

Dm: اندازه میانه ذرات

Di: اندازه متوسط هر قسمت

Pi: درصد ورزنی مصالح در هر قسمت

4- از دیاگرام شیلدز، پارامتر شیلدز بحرانی مربوط به Dm به به دست می آوریم

5- پارامتر شیلدز بحرانی مربوط به هر یک از اندازه های Di

را از رابطه زیر بدست می آوریم

(21-2)-

: پارامتر شیلدز بحرانی برای اندازه میانه مصالح (Dm)

: پارامتر شیلدز بحرانی برای هر اندازه Di در مخلوط

14- ورش وانگ

این روش نیز مانند روش اگیازاروف برای رودخانه ای با مصالح غیر یکنواخت نوشته شده است. و به همان طریق بدست می آید بجز دو قسمت آخر که بجای فرمول اگیازاروف از روابط وانگ که به صورت زیر می باشد استفاده می کنیم

if (22-2)-

if (23-2)-

پارامترهای فوق با پارامترهای روش اگیازاروف یکسان می باشد

15- روش میچالیک: در این روش نیز بجای رابطه اگیازاروف از رابطه زیر استفاده می شود

(24-2)-

17- روش استیونس

در این روش با این استدلال که چون ذره وافع در بذر کانال در لحظه آستانه حرکت، حول محور حرکت تمایل به چرخیدن و نه لرزش دارد، روشی را ارائه کردند که تأثیر کلیه نیروهای وارد به ذره و همچنین حالتی که سطح آب نیز افقی نباشد منظور گردیده است

18- تئوری وایت

در این تئوری تنها نیرویی که باعث غلطیدن می شود نیروی رانش و نیروی مقاوم در مقابل حرکت نیروی وزن اشباع ذره می باشد. در این حالت یک ذره هنگاهی تعادل خود را از دست می دهد که از زاویه بیشتر چرخیده باشد

وایت بر اساس مشاهدات خود رابطه زیر را ارائه کرد

(25-2)-

برای جریانات و رقه ای

(26-2)-

19- روش کالینسکی

در این روش نکته مهم این است که در نزدیکی ذره، تنش برشی متناسب است با مجذور سرعت در نزدیکی ذره یعنی

بنابر این ممکن است یک ذره شروع به حرکت کند، هر چند که از نظر متوسط تنش برشی موجود کمتر از تنش یحرانی می باشد، کالینسکی رابطه زیر را برای تنش بحرانی پیشنهاد کرد

(27-2)-

20- تحقیقات فورتیر و اسکوبی

این مطالعات به منظور تعیین پیشینه مقدار مجاز سرعت متوسط در آبراهه های مختلف انجام شد 21-روش گاورز

گاورز بر طبق نمودار شیلدز نمودار اصلاح شده ای را در سال 1987 ارائه کرد که در شکل 3ازضمیمه1 آمده است

22- روش الیور

به منظور محاسبه اندازه سنگ مورد نظر برای محافظت بدنه پائین دست سدهای خاکی در هنگامیکه ممکن است آب از روی سد عبور کند، لازم است تا شرایط آستانه حرکت در کانال یا شیب تند معلوم شود. بدین منظور و برای آستانه حرکت در بستر کانالهایی که شیب تند دارند از روابط زیر استفاده می شود

(28-2)-

: دبی جریان در واحد عرض در شرایط آستانه حرکت

K: ضریبی است که مقدار آن درروش الیور از فرمول زیر به دست می اید به دست می آید

k=cosa(tanb-tana) -(29-2)

S: شیب کانال

C: ضریبی است که مقدار آن از آزمایشگاه بدست می آید الیور با انجام آزمایشات متفاوت به روی مصالح شن و قلوه، رودخانه ای با اندازه 63/0 تا 01/1 اینچ و مصالح شکسته به اندازه 5/0 تا 3/2 اینچ و بکار بردن شیب کانال از 1 (عمودی) بر 5 (افقی) تا 1 (عمودی) به 5/12 (افقی) رابطه زیر را ارائه کرد

برای مصالح شکسته

(30-2)-

(31-2)-

D₅₀: inch

23- روش استیونس و همکاران برای مطالعه آستانه حرکت در بستر با شیب تند

بدین منظور می توان از رابطه مربوطه برای محاسبه دبی بحرانی در کانالهایی با شیب تند استفاده کرد مشروط بر اینکه C از رابطه زیر بدست آید

(32-2)-

np: نسبت تخلخل و مصالح بستر

k: از رابطه زیر بدست می آید

(33-2)-

مرکز پایانامه های دانشجویی ایران