علوم آب و خاک

---

کاربرد روش تحلیل منطقه‌ای، در برآورد دبی جریان به شکل تابعی از خصوصیات آماری حوضه آبخیز در طراحی سازه‌های آبی و یا مدیریت منابع آب، همواره از اهمیت خاصی برخوردار بوده است. بدین منظور، در این تحقیق مناسب‌ترین مدل تخمین دبی‌های میانگین و حداکثر روزانه با استفاده از پارامترهای فیزیوگرافیک، برای حوضه آبخیز اترک بررسی و ارائه گردیده است. این پارامترها شامل مساحت حوضه،‌ طول آبراهه اصلی، ارتفاع میانگین حوضه، شیب حوضه و شیب آبراهه اصلی می‌باشند. پس از بررسی همبستگی بین پارامترها و تأثیر آنها در تولید دبی حداکثر روزانه، سه مدل تخمین دبی حداکثر روزانه به صورت توابعی از پارامترهای فیزیوگرافیک انتخاب گردید. مدل شماره 1 دبی حداکثر روزانه را به صورت تابعی از مساحت حوضه و مدل شماره 2 به صورت تابعی از مساحت حوضه و ارتفاع حوضه و مدل شماره 3 به صورت تابعی از مساحت حوضه، شیب متوسط آبراهه اصلی مشخص نمود. آزمونهای انجام گرفته بیانگر قابلیت خوب هر سه مدل در تخمین دبی حداکثر روزانه بود. البته این نتیجه‌گیری فقط بیانگر آن است که هر سه مدل در محدوده قابل قبولی از عهده آزمونهای آماری برمی‌آیند. این خود می‌تواند سبب ایجاد خطا در برآورد دبی جریانهای میانگین و حداکثر روزانه باشد. به منظور حداقل کردن خطای محاسباتی، در یک آزمون دیگر هر سه مدل مجدداً مورد بررسی قرار گرفت. انتخاب بهترین مدل، بر اساس مقایسه دبی میانگین روزانه حاصله از مدل‌ها با دبی میانگین روزانه مشاهده شده صورت گرفت. در نتیجه مدل شماره 1 انتخاب گردید. توصیه‌های لازم جهت به‌کارگیری این مدل در حوضه‌های مشابه فاقد آمار انجام گردید. دستاورد اصلی این تحقیق در به‌کارگیری روش تحلیل منطقه‌ای آن بوده که صرفاً به نتایج خوب آزمون آماری در تناسب همبستگی داده‌ها بسنده نکرده است. انتخاب نهایی مدل منوط به قابلیت آن در تخمین آمار مشاهده‌ای است.

---

مطالعه تناوب سیلاب در مناطق خشک به دلیل تعداد کم ایستگاه‌های هیدرومتری، کمبود آمار و وجود داده‌های پراکنده ناشی از وقوع جریانهای نادر، بسیار مشکل می‌باشد. تحلیل منطقه‌ای سیلاب یکی از روشهای مناسب جهت غلبه بر چنین مشکلاتی می‌باشد. در این تحقیق یکی از روشهای تحلیل منطقه‌ای سیلاب به نام روش هیبرید مورد بررسی قرار گرفته است. منطقه مورد مطالعه شامل 17 حوضه همگن واقع در استانهای اصفهان و چهارمحال و بختیاری می‌باشد. نخست با استفاده از رگرسیون چندگانه بین دبی سیلاب با دوره‌های مختلف بازگشت، به عنوان عامل وابسته و خصوصیات فیزیکی و اقلیمی حوضه، به عنوان عوامل مستقل، مهم‌ترین عوامل فیزیکی و اقلیمی مرتبط با سیلاب که عبارت از سطح و ارتفاع متوسط حوضه بودند تعیین گردید. مدل‌های تناوب سیل هیبرید مرتبط با این دو عامل تعیین و با مدل‌های رگرسیون چندگانه در این منطقه مقایسه گردید. مقایسه مقادیر نسبی خطای مدل‌های هیبرید و رگرسیون نشان می‌دهد که در دوره‌های بازگشت کوتاه، دقت مدل هیبرید بیشتر از روش رگرسیون بوده ولی در دوره‌های بازگشت بالا، دقت مدل رگرسیون بیشتر از روش هیبرید می‌باشد.

---

سیل از جمله پدیده‌هایی است که همواره مورد توجه پژوهشگران هیدرولوژی قرار دارد. در این بررسی، مدل برآورد یکی از شاخص‌های مهم بیان‌کننده سیلاب، یعنی حداکثر دبی میانگین روزانه در چند حوزه آبریز غرب ایران تعیین گردید. زیرحوزه‌های مورد بررسی عبارتند از گاماسیاب، قره‌سو، سیمره، کشکان (حوزه آبریز کرخه)، سزار (حوزه آبریز دز) و آبشینه (حوزه آبریز قره چای). پس از تهیه آمار دبی‌های میانگین روزانه ایستگاه‌های هیدرومتری، از سال‌های آماری موجود 30 سال دوره مشترک آماری انتخاب شد، و با کمک نرم‌افزارهای HYFA و TR تحلیل فراوانی روی داده‌های سیلاب انجام گرفت، و بهترین توزیع آماری توسط آزمون‌های نیکویی برازش برگزیده شد. سپس دبی یا دوره‌های بازگشت 2، 5، 10، 25، 50، 100، 500 و 1000 ساله برآورد گردید. مدل‌سازی توسط تحلیل منطقه‌ای و به کمک روش رگرسیون چندگانه میان دبی و ویژگی‌های فیزیوگرافیک حوزه‌ها انجام شد. معیار اصلی گزینش مدل، ضریب تبیین اصلاح شده بود، و سطح معنی‌دار بودن، خطای استاندارد و نمودارهای دبی مشاهده شده و محاسبه شده، درستی مدل را کنترل نمودند. بدین ترتیب، مدل‌هایی با شکل‌ها و پارامترهای گوناگون از میان مدل‌های توانی، نمایی، خطی و لگاریتمی انتخاب شد، ولی مدل توانی بیشتر از دیگر مدل‌ها برای منطقه به کار رفت. بر پایه نتایج این پژوهش، پارامترهای طول آبراهه اصلی، تراکم زه‌کشی، و زمان تمرکز بیشترین تأثیر را در تولید دبی داشتند. از تحلیل خطا چنین برآمد که هر چه دوره بازگشت افزایش پیدا کند میزان خطای برآورد مدل‌ها نیز افزایش می‌یابد، به گونه‌ای که در دوره بازگشت 1000 ساله مقدار خطا به 2/32 درصد رسید.

---

برای انتخاب مناسب‌ترین معادله برآورد رسوب نیاز به ارزیابی و واسنجی آنها برای رودخانه مورد نظر می‌باشد. در این پژوهش ارزیابی معادله‌های برآورد بار رسوب در ایستگاه‌های اهواز از رودخانه کارون، بامدژ از رودخانه دز، پای پل از رودخانه کرخه و چم‌نظام از رودخانه مارون بررسی گردید. افزون بر معادله‌هایی که اخیراً ارائه شده، رایج‌ترین معادله‌های موجود در این پژوهش به کار رفت، که عبارتند از: میر-پیتر و مولر، انیشتین، بگنولد، انگلاند و هانسن، توفالتی، ایکرز و وایت، یانگ، وان ریجن، وایف، ساماگا و همکاران، بگ، و فاضل. به منظور محاسبه سریع دبی رسوب، از روش‌های فوق یک مدل کامپیوتری تهیه گردید. در مرحله بعد، 490 دوره داده اندازه‌گیری شده از این ایستگاه‌ها گردآوری شد. به دلیل هم‌زمان نبودن داده‌های دانه‌بندی بستر با داده‌های شرایط جریان در برخی از موارد، این داده‌ها با دبی که به صورت روزانه موجود بود، ارتباط داده شد و روابطی بین دانه‌بندی بستر و دبی به دست آمد. نتایج نشان می‌دهد که به طور کلی معادله‌هایی که مبتنی بر انرژی تبادلی جریان می‌باشند، با اصلاحاتی برای رودخانه‌های خوزستان مناسب‌ترند. از این معادلات، روش انگلاند و هانسن، جز برای ایستگاه چم‌نظام، در ایستگاه‌های دیگر تخمین‌های نسبتاً خوبی داشته است. میانگین نسبت بار رسوبی این روش برای رودخانه کارون 41/1، برای رودخانه کرخه 07/2 و برای رودخانه دز 85/1 است. هم‌چنین، انحراف از معیار نسبت مذکور برای این روش، در مقایسه با روش‌های دیگر، مقادیر بسیار کمتری می‌باشد. روش بگ نیز با کاربرد ضریب 1/0، جز برای ایستگاه چم‌نظام، در سه ایستگاه دیگر برآوردهای مناسبی داشته است. این روش نیز نتایجی مشابه روش انگلاند و هانسن داشته و دارای میانگین نسبت بار رسوبی 32/1 برای رودخانه دز، 91/0 برای رودخانه کرخه و 73/0 برای رودخانه کارون می‌باشد.

---

سرریز، که از قدیمی‌ترین سازه‌های هیدرولیکی ساخته بشر است، از جمله وسایلی است که برای اندازه‌گیری و تنظیم جریان آب به کار می‌رود. متداو‌‌ل‌ترین نوع سرریزها، سرریز لبه پهن، سرریز لبه تیز، سرریز استوانه‌ای و تاج‌دایره‌ای و سرریز اوجی شکل است. برتری سرریزهای استوانه‌ای و تاج‌دایره‌ای نسبت به بیشتر سازه‌های اندازه‌گیری و کنترل جریان آب، سادگی طراحی، زیاد بودن ضریب جریان، جریان پایدار و از همه مهم‌تر و در مقیاس بزرگ، هزینه کمتر آن می‌باشد. در این پژوهش، با به کارگیری تابع جریان در اطراف یک استوانه، توزیع سرعت روی تاج تعیین، و یک مدل ریاضی برای تعیین ضریب جریان در سرریزهای تاج‌دایره‌ای گسترش داده شده است. نیم‌رخ توزیع سرعت و مدل ریاضی ضریب جریان، با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی به دست آمده از مدل فیزیکی سرریزهای استوانه‌ای، نیم‌استوانه‌ای و نیم‌استوانه‌ای با ارتفاعات مختلف، و هم‌چنین تئوری درسلر ارزیابی گردید. نتایج ارزیابی نشان داد که هم‌خوانی خیلی خوبی بین نیم‌رخ سرعت به دست آمده از مدل پیشنهادی، و نیم‌رخ حاصل از اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی وجود دارد. هم‌چنین، نیم‌رخ به دست آمده از طریق تئوری درسلر همواره مقادیر کمتری را نسبت به مدل پیشنهادی و اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی نشان می‌دهد. نتایج هم‌چنین نشان داد که بین مقادیر اندازه‌گیری مستقیم ضریب دبی (جریان) و مدل پیشنهادی هم‌خوانی خوبی وجود دارد. در این حالت، ضریب جریان برای مدل استوانه‌ای با هفت درصد خطا، و برای مدل نیم استوانه‌ای و نیم استوانه‌ای با ارتفاعات مختلف با پنج درصد خطا قابل پیش‌بینی است.

---

سرریزهای چند وجهی به دلیل تغییرات جزئی بار استاتیکی روی تاج در شرایط نوسانات زیاد شدت جریان، در مقایسه با انواع دیگر سرریز، سازه‌هایی اقتصادی برای کنترل سطح آب در شبکه‌های آبیاری محسوب می‌شوند. این سرریزها از وجوه متصل به هم تشکیل شده که در پلان ممکن است به شکل ذوزنقه، مثلث و یا شکل‌های دیگر با تکرار چند سیکل دیده شوند. در این تحقیق، سرریزهای چند وجهی که در پلان به شکل مستطیل و‌ U می‌باشند، مورد بررسی قرار گرفته‌اند. آزمایش‌ها روی 15 مدل آزمایشگاهی سرریز انجام گرفته است. مدل‌ها شامل 8 سرریز چند وجهی مستطیلی، 6 سرریز چند وجهی ‌U شکل با طول و ارتفاع‌های متفاوت و یک مدل سرریز خطی می‌باشند. این مدل‌ها در یک فلوم به طول 7، عرض 32/0 و ارتفاع 35/0 متر آزمایش گردیدند. نتایج آزمایش‌های این پژوهش نشان داد که در مورد کلیه سرریزهای چند وجهی، ضریب دبی نسبت به H_t)  H_t/p: بار هیدرولیکی کل و P: ارتفاع سرریز) ابتدا افزایش یافته و پس از رسیدن به یک ماکزیمم، شروع به کاهش می‌نماید. با افزایش ارتفاع سرریز، مقدار ضریب دبی در یک H_t/P مشخص افزایش می‌یابد. نتایج هم‌چنین نشان می‌دهد که افزایش طول موازی با جهت جریان در سرریزهای چند وجهی باعث کاهش ضریب دبی و افزایش طول عمود بر جهت جریان باعث افزایش آن می‌شود. هم‌چنین، ضریب دبی در سرریزهای چند وجهیU شکل بیشتر از سرریزهای مستطیلی می‌باشد. مقایسه نتایج به دست آمده با نتایج تولیس و همکاران (1995) برای سرریزهای ذوزنقه‌ای نشان می‌دهد که ضریب دبی در سرریز ‌U شکل بیشتر از سرریزهای ذوزنقه‌ای با زاویه α برابر 8 و 12 درجه بوده و هم‌چنین ضریب دبی در سرریزهای مستطیلی کمتر از ضریب دبی در سرریزهای اخیر است.

---

مدل مورد بحث در این تحقیق با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی ساخته شده و در حوزه آبخیز سفید‌رود (ناحیه غیر خزری) واسنجی شده است. انجام این تحقیق مبتنی بر جمع‌آوری و انتخاب آبنمودهایی فقط با منشأ بارندگی در 12 زیر حوزه با زمان تمرکز برابر و یا کمتر از 24 ساعت بوده است. از کل زیر‌ حوزه‌های انتخابی به تعداد 661 آبنمود به منظور استفاده از دبی اوج آنها برای ساخت مدل پیش‌بینی، انتخاب گردیده است. متغیرهای ورودی مدل شامل بارندگی یک‌روزه سیلزا و بارندگی پنج‌ روز قبل هر دبی اوج، مساحت زیر‌حوزه، طول آبراهه اصلی، شیب 85 -10 درصد طول آبراهه اصلی، ارتفاع میانه حوزه، مساحت سازندهای زمین‌شناسی و واحدهای سنگی در سه گروه هیدرولوژیکی یک، دو و سه، دبی پایه و متغیر خروجی نیز تنها دبی اوج بوده است. توسط روش شبکه عصبی مصنوعی از نوع تغذیه به جلو و روش آموزش پس انتشار خطا، تابع تبدیل متغیرهای ورودی به متغیر خروجی با طی سه مرحله آموزش، آزمایش و اعتبار‌سنجی به دست آمده است. هم‌چنین بر اساس همان داده‌ها و متغیرها، مدل رگرسیون چند متغیریه خطی برای منطقه مورد بررسی ساخته شد. نتیجه مقایسه دبی‌های اوج مشاهده‌ای و برآورد شده بر مبنای دسته داده‌های اعتبار سنجی نشان می‌دهد که پارامترهای آماری ضریب (R²) و ضریب آماره آزمون فیشیر (F) ، برای مدل شبکه عصبی و رگرسیون چند متغیره خطی به ترتیب 84/0، 66/33 و 33/0، 60/3 بوده و بیانگر ارجهیت کامل مدل شبکه عصبی بر روش‌های سنتی است.

---

  از آنجایی که اندازه­گیری دائمی دبی رودخانه‌ها کاری پرهزینه و مشکل می‌باشد به همین دلیل در ایستگاه‌های هیدرومتری قرائت دائمی اشل انجام شده و با ایجاد رابطه بین دبی و اشل، دبی مواقعی که اندازه‌گیری انجام نمی‌شود را به دست می‌آورند. در این تحقیق، روابط دبی - اشل، قابلیت استفاده از آمار سال‌های قبل و تهیه رابطه دبی- اشل دائمی و ثابت با توجه به آمار طولانی مدت و مناسب‌ترین زمان اندازه‌گیری دبی در ایستگاه هیدرومتری سد تنظیمی زاینده‌رود با استفاده از آمار سال‌های 1369 تا 1382 مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از روش آماری رگرسیون ساده و تجزیه و تحلیل عاملی و هم‌چنین معیار آماری درصد خطای نسبی استفاده گردید. نتایج نشان داد که بهترین شکل رابطه از نوع توانی است و رابطه تهیه شده برای هر سال برای همان سال قابل استفاده است. هم‌چنین مناسب‌ترین زمان برای اندازه‌گیری دبی به منظور تهیه رابطه دبی- اشل ماه‌های تیر، آذر و اسفند می‌باشد.

---

برآورد میزان مشارکت آب‌های زیرزمینی در دبی جریان در یک حوزه آبخیز یکی از مهم‌ترین مباحث مدیریت منابع آب و هیدرولوژی می‌باشد. در این مقاله سهم آب‌های زیرزمینی در کل رواناب به‌عنوان شاخص جریان پایه در تعدادی از حوزه‌های آبخیز در جنوب غرب ایران بر اساس روش‌های تفکیک هیدروگراف جریان تعیین گردید. هدف اصلی در این تحقیق تشخیص مناسب‌ترین روش اتوماتیک تفکیک هیدروگراف جریان و برآورد دبی پایه می‌باشد. روش‌های اتوماتیک مرسوم در تفکیک هیدروگراف جریان شامل روش حداقل محلی و روش فیلتر عددی برگشتی با ضرایب فیلتر 9/0 تا 975/0 در مقایسه با روش تحلیل شاخه خشکیدگی جریان به صورت عددی و گرافیکی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داده است که روش اتوماتیک فیلتر عددی برگشتی با ضریب 925/0 به‌عنوان دقیق‌ترین روش به‌منظور استخراج مقادیر دبی پایه جریان در منطقه مورد مطالعه می‌باشد. این تحقیق نشان می‌دهد که شاخص دبی پایه در حوزه‌های آبخیز مورد مطالعه که با استفاده از روش انتخابی محاسبه شده، بین 79/0 تا 88/0 متغییر است.

---

یکی از آثار پدیده تغییر اقلیم، تأثیر بر وقایع حدی (سیلاب و خشکسالی) می‌باشد که در کشورمان کمتر به آن پرداخته شده است. در این تحقیق تلاش شده تا تأثیر این پدیده بر رژیم دبی‌های حداکثر سالانه (شدت و فراوانی) حوضه آیدوغموش در دوره 2069-2040 میلادی بررسی شود. در ابتدا مقادیر دما و بارش ماهانه مدل HadCM3 تحت سناریوی A2 برای منطقه مورد مطالعه تهیه شد. سپس به وسیله روش کوچک مقیاس کردن مکانی تناسبی (Proportional downscaling) و روش کوچک مقیاس کردن زمانی عامل تغییر (Change factor)، این داده‌ها برای منطقه طرح کوچک مقیاس شدند. نتایج نشان از افزایش 5/1 تا 0/4 درجه‌ای دما و تغییرات 30 تا 40 درصدی بارندگی دوره 2069-2040 نسبت به دوره مشاهداتی 2000-1971 دارد. مدل IHACRES برای شبیه‌سازی رواناب روزانه حوضه واسنجی گردید. با معرفی مقادیر دما و بارندگی کوچک مقیاس شده دوره آتی به مدل IHACRES، رواناب حوضه در این دوره شبیه‌سازی شد. برازش توزیع احتمالاتی به سری دبی‌های حداکثر سالانه و مقایسه رژیم آن (شدت و فراوانی) در دوره 2069-2040 با دوره مشاهداتی نشان از تأثیر تغییر اقلیم بر رژیم دبی‌های حداکثر این حوضه در دوره‌های آتی دارد. به‌طوری که شدت دبی‌ها برای دوره بازگشت‌های تا 50 سال تفاوت چندانی نکرده و با افزایش دوره بازگشت، شدت آن در دوره آتی افزایش خواهد یافت. هم‌چنین احتمال وقوع دبی‌های حداکثر با مقدار معین در دوره آتی نسبت به دوره پایه کمتر خواهد بود.

---

اندازه‌گیری مستقیم دبی در رودخانه‌ها وقت‌گیر و پرهزینه است و گاهی در شرایط سیلابی به دلیل سرعت زیاد آب، زودگذر بودن آن و وجود مواد مختلف شناور در آب امکان‌پذیر نیست، بنابراین از رابطه بین دبی و تراز آب که به منحنی سنجه دبی معروف است، استفاده می‌شود. از طرفی در طراحی سازه‌های هیدرولیکی، حداکثر دبی سیل و حداکثر ارتفاع آن مورد نیاز است. در نتیجه برای محاسبه دبی‌های سیلابی باید منحنی سنجه دبی را با استفاده از روش‌های مناسب امتداد داد. در این مطالعه به منظور تعیین بهترین روش جهت امتداد منحنی دبی- اشل و برآورد دبی متناظر با اشل‌های بالا، روش‌های لگاریتمی، مانینگ، شزی و سرعت- سطح مقطع در 13 ایستگاه هیدرومتری در حوزه آبخیز کرخه در استان لرستان مقایسه شد. داده‌های اندازه‌گیری شده هر ایستگاه در طول یک دوره آماری 10 ساله جمع‌آوری شد. نتایج حاصل از محاسبه ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین انحراف خطا (MBE) هر یک از روش‌ها نشان داد که روش لگاریتمی دارای دقت بهتری در مقایسه با سایر روش‌هاست و عمدتاً برای امتداد منحنی در ایستگاه‌های با دبی متوسط پایین مناسب است. روش سرعت- سطح مقطع بعد از روش لگاریتمی مخصوصاً در ایستگاه‌های با دبی متوسط بالا، نتایج خوبی ارائه داد. روش‌های مانینگ و شزی کمترین دقت را داشتند.

---

تفکیک دبی پایه همواره یکی از موضوعات مهم در هیدرولوژی بوده و در مناطق خشک و نیمه خشکی مثل ایران نقش حیاتی در مدیریت منابع آب دارد. در این مقاله، مقایسه بین روش‌های متداول خودکار تجزیه هیدروگراف جریان شامل روش تجربی حداقل محلی و روش فیلتر رقومی یک پارامتره با پارامترهای فیلترینگ مختلف 9/0 تا 975/0 و دو پارامتره بر اساس شاخص جریان پایه برای برآورد دبی پایه صورت گرفت. بدین منظور از بررسی جریان روزانه تعدادی از ایستگاه‌های هیدرومتری استان آذربایجان غربی در یک دوره 31 ساله استفاده شد. برای انجام این مقایسه از روش گرافیکی و مطابقت با جریان مشاهداتی روزانه و ضریب هم‌بستگی بین آنها به همراه شاخص دبی پایه استفاده شد. هدف اصلی این تحقیق، تشخیص مناسب‌ترین روش تفکیک هیدروگراف جریان و برآورد دبی پایه است. نتایج نشان داد که جریان پایه در روش‌های مختلف بخش زیادی از کل جریان را تشکیل داده و دارای نوسانات زیادی نیز می‌باشد. اگرچه روش فیلتر رقومی دو پارامتره از لحاظ هیدرولوژیک انعطاف پذیرتر از دیگر روش‌هاست، ولی روش فیلتر رقومی یک پارامتره نیز مشروط به انتخاب پارامتر فیلترینگ مناسب - که در این منطقه 925/0 است - دارای صحت برآورد مناسب می‌باشد. هم‌چنین شاخص دبی پایه نیز در حوزه‌های آبخیز مورد مطالعه با استفاده از روش منتخب فیلتر رقومی دو پارامتره بین 54/0 تا 78/0 متغیر است

---

یکی از روش‌های معمول استهلاک انرژی در پایین دست سد، بهره جستن از پدیده پرش هیدرولیکی می‌باشد. پرش هیدرولیکی از نوع جریان‌های متغیر سریع است که در آن جریان از حالت فوق بحرانی به زیر بحرانی تغییر می‌یابد و با استهلاک انرژی قا بل توجهی همراه است. در این مطالعه به منظور کاهش طول پرش هیدرولیکی و نیز کاهش عمق مزدوج پرش از ترکیب دو جت آبی که ترکیبی از جریان عبوری از روی سرریز اوجی با استاندارد USBR و جریان خروجی از شکاف در بدنه سد است، استفاده شد. در این آزمایش جت آب خروجی از شکاف ایجاد شده در بدنه سد با سه زاویه صفر، 45 و 90 درجه نسبت به افق با جریان عبوری از روی سد در نسبت‌های متفاوتی از دبی که در هر زاویه برخورد، شش نسبت دبی از شکاف عبور داده می‌شد، تلاقی داده شد و تأثیر هر یک بر روی میزان کاهش طول و عمق مزدوج پرش بررسی شد. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که تلاقی جت‌های آب با زاویه 45 درجه نسبت به افق بیشترین تأثیر را در کاهش طول و عمق مزدوج پرش دارد و هنگامی‌که 26 درصد دبی از شکاف عبور می‌کند، طول پرش نسبت به حالت کلاسیک در حدود 50 درصد کاهش می-یابد. این سازه هم‌چنین می‌تواند باعث تخلیه رسوبات پشت سرریز و نیز عدم تجمع رسوبات در بالادست آبگیر و افزایش ضریب دبی سرریز شود.

---

در ایستگاه‌های هیدرومتری عمدتاً به‌دلیل مشکل اندازه‌گیری دبی در شرایط وقوع سیلاب، رابطه دبی ـ اشل از روی داده‌های اندازه‌گیری شده مربوط به شرایط غیرسیلابی استخراج می‌گردد و برای شرایط سیلابی برون‌یابی می‌شود. استفاده از رابطه دبی- اشل برون‌یابی شده برای محاسبه سیلاب ممکن است مقادیر کمتر یا بیشتری را تخمین بزند. علت این موضوع این است که در شرایط جریان سیلابی ممکن است نوع فرم بستر تشکیل شده تغییر یابد و باعث تغییر مقاومت در برابر جریان گردد. بنابراین به منظور پیش‌بینی بهتر رابطه دبی - اشل لازم است از روابطی استفاده شود که در آنها مقاومت فرم بستر در نظر گرفته شود. در این تحقیق تلاش شده است که بهترین روش برای توسعه رابطه دبی- اشل ارائه شود. به این منظور از روش‌های انیشتین ـ بارباروسا، شن، وایت، انگلوند و براونلی برای تکمیل قسمت انتهایی رابطه دبی ـ اشل حاصل از اندازه‌گیری در ایستگاه هیدرومتری قورباغستان واقع بر رودخانه قره‌سو و یا ساخت رابطه دبی - اشل در ایستگاه مذکور استفاده گردید. پس از برداشت داده‌های مورد نیاز شامل مقاطع عرضی، دبی اندازه‌گیری شده و اشل متناظر با آن و هم‌چنین منحنی دانه‌بندی مواد بستر در این ایستگاه و محاسبه دبی و اشل متناظر با آن توسط روش‌های ذکر شده در دو سال آبی 87-1386 و 88-1387، مقایسه‌های آماری مختلف بین دبی‌های محاسباتی و اندازه‌گیری شده متناظر انجام گردید. نتایج نشان داد روش انیشتین ـ بارباروسا دارای کمترین مقدار متوسط خطای مطلق 310/0 و 468/1 مترمکعب بر ثانیه و متوسط جذر مربعات خطا 112/0 و466/0 مترمکعب بر ثانیه به‌ترتیب در دو سال آبی 87-1386 و 88-1387 نسبت به سایر روش‌هاست. سایر روش‌های مذکور به ازای یک اشل ثابت، مقدار دبی جریان را بیش از اندازه پیش‌بینی می‌کنند.

---

از روش‌های جدید آبیاری که به سرعت در کشور‌های مختلف رو به گسترش است، روش آبیاری قطره‌ای می‌باشد. قطره‌چکان‌ها مهم‌ترین بخش سیستم آبیاری قطره‌ای به شمار می‌روند. عوامل بسیاری مثل گرفتگی فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی، فشار، دمای آب وتغییرات ساخت، دبی قطره‌چکان‌ها و در نتیجه یکنواختی پخش آب را تحت تأثیر قرار می‌دهند. در این تحقیق به منظور بررسی تأثیر فشار بر عملکرد هیدرولیکی قطره‌چکان‌ها، 6 نمونه قطره‌چکان تنظیم‌کننده فشار موجود در بازار انتخاب و در شرایط آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفتند. برای این منظور یک سیستم آبیاری قطره‌ای در آزمایشگاه آبیاری دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز طراحی شد. پارامترهای متوسط دبی قطره‌چکان‌، ضریب تغییرات ساخت قطره‌چکان (CV)، یکنواختی پخش (EU)، ضریب یکنواختی کریستیانسن (CU) و تغییرات دبی برای انواع قطره‌چکان‌ها در فشارهای 5، 10، 15 و 20 متر محاسبه و مقایسه شد. هم‌چنین به منظور مقایسه توان تنظیم‌کنندگی فشار، برای هر قطره‌چکان معادله دبی- فشار استخراج گردید. نتایج نشان داد که قطره‌چکان ایریتک(D ) بهترین عملکرد هیدرولیکی را در بین قطره‌چکان‌های مورد آزمایش دارد. لذا این قطره‌چکان جهت رسیدن به راندمان بیشتر و هم‌چنین به منظور استفاده در اراضی شیبدار و ناهموار در رتبه اول قرار دارد، هر چند عملکرد سایر قطره‌چکان‌های مورد آزمایش نیز قابل قبول می‌باشد

---

  پیش­بینی میزان بار رسوب منتقل شده توسط رودخانه­ها، یکی از جنبه­های مهم مدیریت رودخانه­ها، مخازن سدها و به‌طور کلی پروژه­های آبی به‌شمار می­رود. در تحقیق حاضر به‌منظور پیش­بینی بار معلق رسوب رودخانه طالقان با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و شناسایی شبکه بهینه با بالاترین دقت، از 500 داده روزانه متغیرهای دبی روز مورد‌نظر، دبی یک روز قبل، اشل و وضعیت هیدروگراف (به‌ترتیب با میانگین ( m³/s ) 83/13، ( m³/s ) 42/15، ( cm )83/89 و036/0-) به‌عنوان ورودی مدل و 500 داده روزانه بار معلق رسوب متناظر، به‌عنوان خروجی مدل استفاده شد. داده­های مورد استفاده مربوط به بازه زمانی 1384- 1363، می­باشد. با ایجاد ترکیب­های متفاوتی از متغیرهای ورودی و هم‌چنین با تغییر تعداد نرون­های لایه پنهان و تابع آستانه، 80 شبکه عصبی متفاوت ایجاد شد، که با مقایسه دو پارامتر R^{2 و RMSE در مدل­های مختلف، دقت آنها بررسی شد. نتایج نشان داد که شبکه عصبی با ساختار 1-9-3 و با ترکیب پارامتر­های ورودی شامل دبی روز مورد‌نظر، دبی یک روز قبل و اشل، با R2 و RMSE آزمون، به‌ترتیب97/0 و 068/0 دارای بالاترین دقت می­باشد. بر‌اساس نتایج حاصل از شبکه 1-9-3، میانگین داده­های رسوب مشاهداتی و پیش‌بینی شده توسط مدل بهینه (مربوط به بخش آزمون)، به‌ترتیب802/1122 و 924/ 1184 (تن در روز) می­باشد.}

---

از سیستم‌های متداول سرریز و دریچه برای اندازه‌گیری دبی جریان در کانال‌های روباز استفاده می‌شود ولی در مواردی که آب انتقالی حاوی مواد رسوبی و شناور باشد موجب بروز مشکلاتی در نحوه عملکرد آن‌ها شده و خطای اندازه‌گیری بالا می‌رود. برای حل این مشکل، می‌توان سرریز و دریچه را باهم ترکیب نموده و سیستم هیدرولیکی متمرکزی به نام سرریز- دریچه تشکیل داد که امکان انتقال مواد رسوبی از زیر دریچه و مواد شناور را از روی سرریز فراهم می‌آورد. هدف از این مطالعه بررسی خصوصیات جریان عبوری از ترکیب سرریز ذوزنقه‌ای و دریچه کشویی مستطیلی لبه تیز در کانال مستطیلی و نیز ارائه ضریب دبی برای جریان ترکیبی در شرایط مختلف جریان است. آزمایش‌ها در کانال آزمایشگاهی و روی مدل‌هایی با ابعاد هندسی مختلف و تحت شرایط متفاوت هیدرولیکی انجام شد. با استفاده از تحلیل آماری انجام شده بر روی پارامترهای هندسی بدون بعد موثر بر جریان ضریب دبی برای شرایط مختلف جریان عبوری از روی سرریز لبه تیز ذوزنقه‌ای و زیر دریچه کشویی مستطیلی ارائه شد. ضرایب دبی حاصله مطابقت خوبی با نتایج آزمایشگاهی داشت.

---

سرریزهای جانبی عمدتاً در شبکه‌های آبیاری و زهکشی و سیستم‌های جمع‌آوری فاضلاب جهت تنظیم جریان به‌کار گرفته می‌شوند. یک راه آسان جهت افزایش عملکرد سرریز جانبی استفاده از پره‌های هادی می‌باشد. در این پژوهش، تاثیر حضور پره‌های هادی بر روی ضریب دبی و دبی عبوری از روی سرریز  جانبی لبه‌تیز مستطیلی بررسی شده است. از سرعت‌سنج ADV برای برداشت سرعت عمود بر تاج سرریز استفاده شده است. با استفاده از داده‌های سرعت، دبی عبوری المانی از روی تاج سرریز برای هر دوحالت با و بدون حضور پره‌های هادی بررسی شد. نتایج نشان داد برای هر دو حالت حضور و عدم حضور پره‌های هادی با افزایش عدد فرود، ‌ضریب دبی و دبی عبوری از سرریز جانبی لبه‌تیز مستطیلی کاهش می‌یابد. همچنین مشخص گردید که با افزایش عدد فرود، پره‌های هادی تأثیر بیشتری بر افزایش ضریب دبی و دبی المانی عبوری از سرریز جانبی دارند. مطالعات این تحقیق نشان داد که دبی المانی در طول سرریز افزایش می‌یابد تا جایی‌که بیشترین دبی المانی از نزدیکی انتهای سرریز خارج می‌شود و با افزایش عدد فرود دبی عبوری المانی از سرریز کاهش می‌یابد. نتایج نشان داد که پره‌های هادی باعث افزایش ضریب  دبی به‌طور متوسط تا 32 درصد می‌شوند.

---

سرریز نیلوفری یکی از انواع سرریزها است که در مواقعی که امکان استفاده از سایر سرریزها فراهم نباشد از آن استفاده می‌شود. با شروع استغراق و ایجاد افت جریان و نیز شدت یافتن جریان‌های چرخشی و گرداب‌ها، کارایی سرریز به‌شدت افت کرده و با کاهش شدید ضریب دبی سرریز، ارتفاع آب مخزن افزایش می‌یابد که باعث افزایش احتمال آسیب دیدن سد بر اثر عدم توانایی سرریز در تخلیه جریان‌های بزرگ می‌شود. تیغه های گرداب شکن برای حل این مشکل استفاده می شوند. درصورتی‌که بتوان آستانه استغراق سرریز را افزایش داد، امکان عبور جریان‌های بزرگ‌تر، بدون مستغرق شدن سرریز و بروز پیامدهای منفی آن فراهم می‌شود. علاوه بر کاربرد تیغه‌های گرداب‌شکن در اصلاح جریان چرخشی و گردابی، ممکن است تیغه‌ها در افزایش آستانه استغراق نیز مؤثر باشند. به‌منظور بررسی امکان این موضوع تعداد ۱۱۰ آزمایش به‌وسیله مدل فیزیکی روی سرریزهایی با مقطع مربعی و دایره‌ای و باحالت‌های مختلف تعداد و زاویه گرداب‌شکن انجام شد. نتایج نشان داد با افزایش تعداد تیغه‌ها آستانه استغراق افزایش می‌یابد و سرریزها ارتفاع و جریان ورودی بیشتری را بدون آن‌که مستغرق شوند از خود عبور می‌دهند. میزان این تأثیر در سرریز دایره‌ای بیشتر از مربعی بود، چون جریان‌های چرخشی و گردابی در سرریز دایره‌ای بیشتر است. همچنین حالت استفاده از تیغه‌های گرداب‌شکن با4 گرداب شکن و زاویه قرارگیری ۹۰ درجه بیشترین ضریب تخلیه جریان را دارند.

---

هدف از این تحقیق بررسی مشخصه‌های هیدرولیکی نوارهای آبیاری قطره‌ای رایج در کشور بود. بدین منظور در این تحقیق، 10 نوع نوار آبیاری قطره‌ای ساخت داخل و خارج کشور مورد آزمون قرار گرفت و اثر دماهای مختلف آب شامل 13، 23، 33 و 43 درجه سانتی‌گراد بر نوارهای آبیاری بررسی شد. آزمایش‌ها براساس استاندارد ISO 9261 و  IRISI 6775انجام شد. ابتدا آزمایش‌ها در دمای استاندارد 23 درجه سانتی‌گراد انجام شد تا شاخص‌های ارزیابی کیفی نوارها به‌دست آید. نتایج این تحقیق عبارتند از: به لحاظ ضریب تغییرات ساخت، 8 مدل در درجه خوب و بقیه در درجه متوسط قرار گرفتند، از نظر نسبت تفاوت دبی اندازه‌گیری شده با دبی اسمی، 3 مورد در درجه خوب، 3 مدل در درجه متوسط، 3 مدل در درجه قابل قبول و 1 مدل در درجه غیرقابل قبول دسته‌بندی گردیدند، در مورد یکنواختی پخش آب، 9 مورد در درجه عالی و 1 مورد در درجه خوب قرار گرفتند، در رابطه با ضریب کریستیان‌سن، تمامی نوارها از UC بیش از 70 درصد برخوردار بودند و لذا تغییرات دبی آنها از توزیع نرمال پیروی می‌کند، از نظر میزان ضریب تغییرات دبی 3 مدل در درجه قابل قبول، 2 مدل در درجه خوب و در نهایت 5 مدل در درجه غیرقابل قبول بودند. به‌طور کلی وضعیت نوارهای آبیاری قطره‌ای مورد آزمایش از لحاظ تمامی شاخص‌های هیدرولیکی کیفیت تولید به‌جز ضریب تغییرات دبی مطلوب ارزیابی می‌شود.