انتخاب صفحه

فهرست مطالب:

فصل اول پیشگفتار

مقدمه
برای حل مسائل دنیای واقعـی ابزارهـای زیـادی در دسـت محققـین نیـست. در صـورتپیچیدگی قوانین حاک م بر پدیده و زیاد بودن عوامل دخیل در رفتار آن، میتـوان از مـدلهای فیزیکی استفاده نمود. در این حالت محقق با کوچک کردن مقیاس ها، پاسخی را که در میدان حل آزمایشگاهی می یابد به وسیله مبدل هایی به مقیـاس واقعـی برگردانـده و مسائل مطروحه را در همان محدوده خاصی که مدل فیزیکی برایش طراحـی شـده اسـت تحلیل می نماید.استفاده از این مبدل ها در هیدرولوژی به علت وسعت حوضه های آبریـز و متعـدد بـودن عوامل موجود در آن ها و همچنین متغیر بودن مقیاس های مـورد اسـتفاده بـرای شـبیه سازی، جایگاهی بدست نیاورده  اکنون استفاده از مدل ریاضی به عنوان تنهـا راه حـل مسائل هیدرولوژیکی مورد قبول همگان است.استفاده از مدل های ریاضی بـرای محاسـبه هیـدروگراف سـیل سـابقه ای طـولانی دارد. برحسب ابزار در دسترس و اطلاعات موجود، طیف وسیعی از مدل هـای یـاد شـده قابـل استفاده می باشد. این مدل ها را در یک دسته بندی کلی می توان به مدل های دقیـق وعددی و نیز فله ای (Lumped) و توزیعی (Distributed) تقسیم نمود.اکثراﹰ مدل های ریاضی موجود مدل های عددی هستند. زیرا معـادلات حـاک م بـر پدیـده های پیچیده هیدرولوژیکی، به علت تنوع عوامل دخیل عموماﹰ از نوع معادلات دیفرانـسیل با مشتقات جزئی بوده و جز در حالت های خاص، حل بسته ندارد. علاوه بـر ایـن، میـدان حل واقعی با میدان های تئوریک مورد استفاده در ریاضیات تفاوت زیادی داشته و عملاﹰ با یک عبارت مشخص ریاضی قابل تعریف نیستند.مدل های فله ای توانایی دیدن جزئیـات درون حوضـه هـا را نداشـته و بـرای بکـارگیری نیازمند اطلاعات و آمار ثبت شده به منظور اعتباریابی و ارزیابی مدل می باشند. در مقابل این مشکلات، مدل های مزبور از سادگی و سرعت مناسـبی برخـوردار بـوده و بـه همـین دلیل کاربران زیادی را نیز بخود جلب نموده اند.هیدروگراف واحد از مدل های فله ای شاخص به شمار می آید. مدل های توزیعی از نـوعفیزیکی (Physicall based) ، که توسعه خود را مـدیون رشـد و توسـعه علـوم کـامپیوتری هستند، در مقابل مدل های فله ای قرار دارند. این مـدل هـا از روابـط ریاضـی حـاکم بـرپدیده مورد نظر که در اینجا ››موج‹‹ می باشد استفاده به عمل مـی آورنـد، لـذا بـه نظـرمیرسد که از یک طرف باید به جواب های دقیقی برسند و از طرف دیگر نیازمنـد آمـار و اطلاعات ثبت جهت اعتباریابی نیستند.علیرغ م این مزیت ها به علت پیچیدگی ذاتی و تنوع اطلاعات مورد نیاز جهت اجرای مدلهای توزیعی، استفاده از آنها در هیدرولوژی محاسباتی چنـدان عمومیـت نیافتـه و هنـوز راهی در از در پیش دارند. در هر حال گرایشی عمومی از سوی مدل های فله ای به سمت مدل هـای تـوزیعی در همـه محققـین دیـده مـی شـود و پیـشرفت GIS (Geographnic Information System) به این مسئله بیشتر دامنه زده است.توجه به مزیت های مسلم مدل های توزیعی و سهولت بکارگیری مدل های فله ای نیاز به بررسی و تلاش جهت یافتن راه حلی واسط را آشکار می سازد. توسـعه مـدلی کـه بتوانـد مزیت های هر دو دسته مدل را باه م داشته باشد، ایده آلی است که چندان دست نیافتنی نمی نماید.فرآیند تبدیل بارش به رواناب یکی از اجزاء مهم چرخـه هیـدرولوژی محـسوب میگـردد. برآورد هیدروگراف رواناب حاصل از بارش های معین در حوضه های آبریز همـواره توجـه هیدرولوژیست ها را به خود جلب نموده است و تاکنون روش هـای متعـددی بـه منظـوراستخراج هیدروگراف رواناب (بخصوص سیل ) پیشنهاد شده است. به طور اعـ م ایـن روشها در قالب مدل های ریاضی بیان شده اند.شاید بتوان گفت یکی از مهمترین کاربردهای تحقیقات هیـدرولوژیکی اسـتفاده از نتـایجبررسی های مزبور در طراحی سازه های هیدرولیکی می باشد. زیرا همانطوریکـه میـدانی ماصولاﹰ طراحی سازه های هیدرولیکی براساس داده هایی است کـه از هیـدرولوژی بدسـتمی آید.در این پایان نامه نتایج حاصل ازی ک مدل تـوزیعی(ADEQUATE) بامـدل فلـه ای(HEC- HMS) درتعیین ابعادسازه هـای هیـدرولیکی (سـرریزاوجی ونیلـوفری )مقایـسه میگـردد.

١‐١ مقدمه ………………………………………………………………..……… ٢
١‐٢ اهداف …………………………………………………………….…..………4

در راستای مطالب فوق الذکر اهداف زیر برای پایان نامه تعریف شده اند:

١‐ آزمون یک مدل توسعه یافته توزیعی و یک مدل فله ای به منظور بدسـت آوردن یـک سری از نتایج هیدرولوژیکی(هیدروگراف سیلاب).

٢‐ استفاده از نتایج هیدرولوژیکی فوق (حاصل ازاعمـال دومـدل) دربررسـی  تعیـین ابعـاد سرریز اوجی ونیلوفری .
١‐٣ روش تحقیق ………………………………………………………….………5

برای دستیابی به اهداف فوق الذکر روش تحقیق ذیل در دستور کار پایان نامه قرار گرفت:

١‐ آشنایی با اصول سیست م اطلاعات جغرافیایی (GIS) و مدل های هیدرولوژیکی مختلف. .ADEQUATE , ARC VIEW,HEC-HMS

٣‐ آزمون یک حوضه واقعی با مدل های ADEQUATE,HEC-HMS و بدسـت آوردن نتـایج مزبور.

۴‐ تعیین ابعاد دو نوع سازه هیدرولیکی (سرریز اوجی ونیلوفری) با توجه به نتایج فوق.
١‐۴ معرفی کلی فصول پایان نامه ……………………………….……..…… ۵

فصول پایان نامه به ترتیب زیر تدوین شده اند:

فصل اول – اختصاص به مقدمه، معرفی کلی پایان نامه و اهداف آن دارد.

فصل دوم – اختصاص به سابقه تحقیقات دارد باتوجه به تنوع مطالب، سابقه مربوط به هر بحث به طور دقیق تر در بخش مبانی تئوری و بخش مربوط به هر بحث آمده است. آنچه در این بخش ملاحظه خواهد شد مروری کلی و عمومی بر سوابق کارهـایی اسـت کـه در فضای تعریف شده در پایان نامه قابل بررسی می باشند، تا بدین وسیله وضعیت پایان نامه در استفاده از  مدل هیدرولوژیکی با مبنای هیدرولیکی در بستر GIS نشان داده شود.

فصل سوم – در مورد بررسی مبانی تئوری ک مفاهیمی می باشد که در پایـان نامـه مـورد توجه قرار می گیرد. در این ارتباط از مبانی علمی هیدروگراف واحد و مـشتقات آن، روشمدت – مساحت مرسوم و روش مدت – مساحت اصلاح شده، نحـوه سـاخت هیـستوگرام مدت – مساحت ، نحوه محاسبه خطوط همزمان پیمایش یا محاسبه زمانی پیمایش امواج، روش های گوناگون محاسبه نفوذ و هیـدرولیک جریـان آبهـای کم عمـق بطـور مختـصرمطالبی ارائه شده است.

فصل چهارم – اختصاص به معرفی کاربردهای سیست م های اطلاعات جغرافیایی(GIS)  در مدلسازی پدیده تبدیل بارش به رواناب و معرفی پارامترهای مورد استفاده در ایـن مقولـه دارد. همچنین ساختار مدلهای مورد استفاده در این پایان نامه نیز ارائه میگردد.

فصل پنجم – اختصاص به کاربرد مدل بر روی ی ک حوضه آبریز واقعی دارد . در بخـشهای مختلف این فصل با استفاده از آمار و اطلاعات ثبت شده در حوضه شاهد مراحـل سـاخت نقشه ها و کاربرد مدل خواهی م بود.

فصل ششم – اختصاص به طراحی دو نوع سازه هیدرولیکی (سـرریز اوجـی ونیلـوفری) و بررسی ابعاد آن با استفاده از نتایج بدست آمده از فصل پنج دارد.

فصل هفتم – اختصاص به بحث و نتیجه گیری دارد.

فصل دوم: سابقه مطالعات

مقدمه
اولین مدل های ریاضی مورد استفاده برای پیش بینی پاسخ هیـدرولوژیکی حوضـه آبریـز فرمول های تجربی ساده ای بودند که تنها دبی اوج را بدسـت مـی دادنـد. ایـن معـادلات براساس خصوصیات فیزیکی حوضه آبریز نظیر مساحت و شیب بنا شـده بودنـد. از جملـه.(chow et al,1988) نام برد Mayer , Mcmath , Fuller این مدل های میتوان از فرمول عدم کفایت و دقت مدل های مزبور در عمل به اثبات رسید (Linsley et al, 1958,1982) در این میان یک مدل دیگر بنام روش استدلالی (Rational Method) وجود دارد کـه آن را بـهLloyd-Davies , Kuichling نسبت می دهند. هـر چنـد کـه ایـده اولیـه آن بـهMulvaney برمیگردد (Knull & Feldman,1998). مدل مزبور به عنوان یک مدل مفهـومی – یکپارچـه ساده، تنها دبی اوج را محاسبه می کند؛ بـا ایـن وجـود هنـوز مـورد اسـتفاده مهندسـین هیدرولوژی می باشد. ضریب رواناب درمدل مزبور معـرف تلفیـق خـصوصیات حوضـه درارتباط با پاسخ آن به بارش می باشد. لذا تعیین ضریب مزبور کار مشکلی است و در عمل کاملاﹰ وابسته به تجربه مهندس طراح خواهد بود (Linsley et al, 1958,1982) .بعد از دوره ١٩٠٠ تا ١٩٣٠ که دوره تجربه گرایـی قلمـداد مـی شـود، دوره مـدل هـایمفهومی و یکپارچه(Lumped) آغاز می شود. ایـن دوره را کـه تـا سـال ١٩۵٠ بـه طـولانجامید، دوره منطق گرایی Period of Rationalization نامیـده انـد(Chow,1964) . کـلار ک(Clark , 1945) درمقاله خود درباره این دوره چنین می گویـد : »مطالعـات انجـام شـده ازسال های ١٩٣٠ در ک و فه م ما را نسبت بـه عوامـل فیزیکـی مـؤثر بـر پدیـده روانـاب وظرفیت حمل سیلاب در رودخانه ها تغییر داده و بهبود بخشیدند«.

٢‐١ مقدمه ………………………………………………………………….………8
٢‐٢ هیدروگراف …………………………………………….….…………..………9
٢‐٣ زمان تعادل موج ……………………………………………………..……… ١۵
٢‐۴ سیست م های اطلاعات جغرافیایی ( GIS) ………………………… ٢٠
٢‐۵ طراحی سازه های هیدرولیکی …………………………………….…… ٢٢

١٩هیدروگراف سیل برآوردشده درتاریخ ١۵/٢/١٣۶۵توسط نرم افزارHEC-HMS

١٩هیدروگراف سیل برآوردشده درتاریخ ١۵/٢/١٣۶۵توسط نرم افزارHEC-HMS

فصل سوم : مبانی تئوری

مقدمه
از آنجا که پایان نامه از یک سری برنامه ها و نرم افزارهای علمی بهره می برد و ایـن نـرمافزارها بر پایه تئوریهای خاصی ساخته شده اند. لذا باتوجه به میزان اهمیت مـوارد مزبـورکه اهداف پایان نامه بر پایه آنها بنا شده اند، موارد مورد نظر مطـرح و مبـانی تئـوری آنبیان میگردد.
۳ ‐۲ هیدروگراف
مسئله پیش بینی هیدروگراف سیل ناشی از ی ک بارش معلوم بر روی یـک حوضـه آبریـز همواره توجه هیدرولوژیست ها را به خود معطوف نموده است. تعداد متنابهی روش هـای مختلف به منظور برخورد با این مسئله پیشنهاد گردیده کـه بـدون شک معـروف تـرین،محبوب ترین و پرکاربردترین روش همان روش هیدروگراف واحد (Unit Hidrograph) می باشد. این روش اولین بار توسط یک مهندس آمریکایی به نام شرمن (Sherman) در سـال۱۹۳۲ ابداع و پیشنهاد گردید و از آن زمان تاکنون مورد بازنگری های فراوانی قرار گرفته است. هیدروگراف واحد (که در ابتدا به نام گراف واحد، unit graph، معرفی گردید) یـک حوضـه آبریز عبـارت اسـت از هیـدروگراف روانـاب مـستقیم (Direct Runoff Hydrograph DRH) ناشی از بارش مؤثر (Excess Rainfall,ER) به عمق واحد (یک اینچ یا یک سـانتیمتر ) کـه به صورت کاملاﹰ یکنواخت با نرخ ثابت در یک مدت زمان مؤثر بر روی حوضه آبریز باریـده است.
شرمن در ابتدا از کلمه واحد به منظور بیان واحد زمان استفاده نمـود، ولـی بعـد از آن ازکلمه واحد برای بیان واحد عمق بارش مؤثر استفاده شده است. شـرمن روانـاب را بـه دوتقسیم نمـود و بـه (Subsurface Runoff) و زیر سطحی (Surface Runoff) دسته سطحی طور صریح بیان نمود که هیدروگراف واحد فقط در مـورد روانـاب سـطحی مـصداق دارد(Chow et al.,1988). هیدروگراف واحد یک مـدل خطـی (Linear) سـاده مـی باشـد کـه از آن میتـوان بـرای استخراج هیدروگراف ناشی از هر مقدار بارش خالص استفاده نمـود. پـنج فـرض اساسـیتکنیک هیدروگراف واحد به قرار زیر می باشند (Chow et al.,1988): ۱‐ شدت بارش خالص در طول دوره تأثیر مقدار ثابتی می باشد.

٣‐١ مقدمه …………………………………………………………………………… ٢۴
٣‐٢ هیدروگراف ………………………………………………..………….………… ٢۴
٣‐٢‐١ هیدروگراف واحد ………………………………………………….…….….…24
٣‐٢‐١‐١ روش های استخراج هیدروگراف واحد …………………………..……25
٣‐٢‐١‐٢ تغییر مدت هیدروگراف واحد …………………………………..……..… ٢٨
٣‐٢‐٢ هیدروگراف واحد مصنوعی ………………………………………………… ٣١
٣‐٢‐٢‐١ روش اشنایدر …………………………………………………..……..……31
٣‐٢‐٢‐٢ هیدروگراف بدون بعد SCS …ا………………………..……………..……32
٣‐٢‐٣ هیدروگراف واحد لحظه ای ………………………………………………..…32
٣‐٢‐۴ هیدروگراف واحد لحظه ای ژئوموفولوژیکی ( GIUH) ا………….…….…33
٣‐٢‐۵ روش مدت – مساحت …………………………………………………………35
٣‐٢‐۵‐١ دیاگرام مدت – مساحت ( TAH) …ا………………………………..……36
٣‐٢‐۵‐٢ روش های مختلف تشکیل هیستوگرام مدت – مساحت ( TAH) …… ۴۵
ب) روش شکوهی …………………………………………………….……………… ۴۶
٣‐٢‐۶ مدل کلار ک …………………………………………………..………..……… ۴٧
47 ٣‐٢‐٧ تئوری هیدروگراف واحد توزیعی غیرخطی ……………………….……47
٣‐٢‐٧‐١ وابستگی زمان حرکت موج به شدت بارش خالص ……….…….……48
٣‐٢‐٧‐٢ وابستگی دبی به شدت بارش خالص …………………………….……48
٣‐٢‐٧‐٢‐١ صفحه مستطیلی …………………………………………………..……49
٣‐٣ معادلات نفوذ و بارش مؤثر ………………………………………………………50
٣‐٣‐١ مقدمه ……………………………………………………………………………50
٣‐٣‐٢ روشهای بر آورد بارش مؤثر ……………………………………….…………51
٣‐٣‐٢‐١ روش ضریب رواناب ……………………………………….…………………52
٣‐٣‐٢‐٢ روش سرویس حفاظت خا ک ( SCS) ………………..………………… ۵٢

٣‐۴ هیدرولی ک جریانهای ک م عمق ……………………………………………… ۵۴
٣‐۴‐١ مقدمه …………………………………………………………………….………55
٣‐۴‐٢ مدلهای روندیابی هیدرولیکی در مقابل مدلهای روند یابی
هیدرولوژیکی (مفهومی) …………………………و……………………………………55
٣‐۵ معادلات زمان تعادل امواج …………………………………………..…………… ۵٧
٣‐۵‐١ جریان سطح الارضی ………………………………………………..………… ۶١
٣‐۵‐١‐١ فرمول شنری ………………………………………………………….………61
٣‐۵‐١‐٢ فرمول مانینگ ………………………………………………………….………62
٣‐۵‐٢ جریان آبراهه ای …………………………………………………….……………63
٣‐۵‐٢‐١ موج سینماتیک …………………………………………………………..…63
٣‐۵‐٢‐٢ موج دیفیوژن ……………………………………………………………..……64
٣‐۶ الگوریت م عددی برای محاسبه زمان تعادل موج …………………….………65
٣‐٧ آزمون مدل ریاضی و الگوریت م عددی ………………………………………… ۶٨

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فص ل چهارم: ساختار مد ل ها ی انتخاب ی پایان نامه
۴‐١ مقدمه ………………………………………………………71

١مق دمه
منظور از اندکس های توپوگرافی ، شاخصهایی است که به کم ک آنها میتوان،خصوصیات حوضه آبریز را به صورت کمی تعریف نمود. از جمله این اندکسها شیب، منحنی هیپسومتری،تراک م زهکشی و زمان تمرکز میباشند. کلیه مدلهای هیدرولوژیکی و هیدرولیکی نیاز به برآورد پارامترهای مزبور دارند. شدت وابستگی مدلهای مزبور به این اندکس ها به ماهیت مدل و نوع معادلاتی که به کم ک آن به حل مسئله می پردازند برمی گردد. اگر مدلی برای شبیه سازی پدیده بارش رواناب به کل حوضه با دیدی یکپارچه بنگرد و اطلاعات حاصل از آن منحصر به اطلاعات مربوط به خروجی (Outlet) حوضه بشدبدان مدل فله ای( Lumped) می گویند. در چنین مدل هایی ارقام متوسط مربوط به اندکس ها مورد استفاده قرار میگیرد.توسعه و پیشرفت روزافزون رایانه هاومشکل تقریبی بودن جواب مدلهای فلهای و نیز نیاز آنها به مراحل گوناگون واسنجی و ارزیابی سبب گرایش متخصصین علوم و مهندسی منابع آب به مدلهایی شده است که به حوضه به صورت ی ک میدان پیوسته نگریسته و برای تحلیل جریان در سطح این میدان از معادلات دیفرانسیل حاک م استفاده به عمل می آورند. به این مدل ها، مدل های توزیعی(Distributed) گفته میشود. در این مدل ها بجای استفاده از مقادیر متوسط اندکسهای توپوگرافی، از مقادیر توزیعی آنها در سطح حوضه استفاده می شود. در این فصل پس از تجزیه و تحلیل روشهای موجود در GIS ، روشی جدید برای تعیین مسیر جریان و محاسبه مساحت زهکشی در بالادست هر نقطه از حوضه آبریز با استفاده از مدلهای ارتفاعی رقومی در قالب شبکه های سلولی (Raster ) ارائه می شود.
روش مزبورجریان را بر اساس شیب حداکثر و با هر زاویه شیب دامنه (از صفر تا٣۶٠درجه) هدایت میکند.الگوریت م پیشنهادی در حالیکه توانایی تقسی م جریان به دوسلول مجاور را داراست، تنها ی ک مسیر اصلی را برای روند یابی جریان انتخاب می کند. بر این اساس الگوریتم طرح ی ک الگوریت م شبه دو بعدی است که میتواند پخشیدگی (Dispersion) را شبیه سازی نماید و از طرف دیگر از سادگی و استحکام (Robustenss) مدل های ی ک بعدی برخوردار است.

‐٢ بررسی عملکرد GIS های موجود در تعیین اندکس های توپوگرافی ………72
۴‐٢‐١ الگوریت م D8 …ا………………………………………………………..….……73
۴‐٢‐٢ ساخت و طرح چهار ماتریس اساسی و بنیادی ……………………..…… ٧۶
۴‐٢‐٢‐١ ماتریس داده های ارتفاعی ………………………………………………… ٧۶

۴‐٢‐٢‐٢ ماتریس جهت جریان ( جهت مسیر زهکشی) ……………..…..………76
۴‐٢‐٢‐٣ ماتریس ارتفاعی رتبه دار ……………………………………………….……77
۴‐٢‐٢‐۴ ماتریس تجمع جریان …………………………………………………….……77
۴‐٢‐٣ تعیین چند خصوصیت هیدرولوژیکی مه م در حوضه های آبریز ………..…78
۴‐٢‐٣‐١ تعیین حداکثر طول جریان …………………………………………….………78
۴‐٢‐۴‐٢ تعیین شبکه آبراهه ها ……………………………………………….………79
۴‐٢‐۴ خطاهای الگوریتم D8 …ا……………………………………………….……80
۴‐٢‐۵ الگوریتم Rho8 …ا………………………………………………………………81
۴‐٢‐۶ الگوریتم MD ………………………………………………..………………… ٨٣
۴‐٢‐٧ الگوریتم Lea ………ا……………………………………………….…………87
۴‐٢‐٨ الگوریتم DEMON ……ا………………………………………………………88
۴‐٢‐٩ الگوریتم ∞ D ……………………………………………………………..… ٩٢
۴‐٢‐١٠ معرفی الگوریتم جدید ADEQUATE …………………………………… ٩۶
۴‐٢‐١٠‐١ مقدمه …………………………………………………………………..……96
۴‐٢‐١٠‐٢ ساختار الگوریت م ADEQUATE …ا…………………………….………97
۴‐٢‐١٠‐٢‐١ اطلاعات مورد نیاز الگوریت م ………………………………..……… ٩٧
۴‐٢‐١٠‐٢‐٢ محاسبه ماتریس گرادیان و شیب ………………………..…………97
۴‐٢‐١٠‐٢‐٣ محاسبه ماتریس زاویه شیب دامنه ( Aspect) …ا………..………98
۴‐٢‐١٠‐٢‐۴ توزیع جریان به سلولهای مجاور …………………………………..…99
۴‐٢‐١٠‐٢‐۵ تهیه نقشه جهت جریان با ردیابی جریان ……………………..…101
۴‐٢‐١٠‐٢‐۶ محاسبه شاخص های SCA و TCA ا………………………………102
۴‐٣ ساختار نرم افزار استخراج نمایه های توپوگرافی با نگاهی بر خطاهای
DEM، شیوه شناسی و رفع آنها …………………………………………..………103
۴‐٣‐١ زبان برنامه نویسی و نحوه ورود و خروج اطلاعات …………………… ١٠٣
۴‐٣‐٢ روند های نرم افزار ADEQUATE 1.0 ……ا………………………………105
۴‐٣‐٣ اطلاعات ورودی ………………………………………………………………106
۴‐٣‐٣‐١ لایه مرز حوضه ……………………………………………………….…… ١٠۶
۴‐٣‐٣‐٢ مدل ارتفاعی رقومی …………………………………………………… ١٠۶
۴‐٣‐۴ محاسبات میانی و اطلاعات خروجی …………………………………… ١٠٨
۴‐٣‐۴‐١ شیب توزیعی …………………………………………………………..… ١٠٨
۴‐٣‐۴‐٢ زاویه شیب دامنه …………………………………………………………108
۴‐٣‐۵ جدول محاسبه ماتریس تجمع جریان ……………………………………109
۴‐٣‐۶ مدول تعیین جهت و طول جریان ……………………………………….… ١١٢
112 ۴‐٣‐٧ سدها ، گودال های مصنوعی و مناطق مسطح …………………112
113 ۴‐٣‐٧‐١ سدهای مصنوعی ………………………………………………..…113
۴‐٣‐٧‐٢ نواحی مسطح و گودال …………………………………………….……114
۴‐٣‐٨ مشکل ناسازگاری …………………………………………………..……… ١١۶
۴‐۴ معرفی نرم افزار HEC – HMS …ا…………………………….………………120

۴‐۴‐٢ سیستمهای اندازه گیری نرم افزار …………………………..……………121
۴‐۴‐٣ اجزاء تشکیل دهنده نرم افزار ………………………………………………122
۴‐۴‐۴ عناصر نرم افزار …………………………………………………………..……123
۴‐۴‐۵ معرفی عناصر ……………………………………………………………….…124
۴‐۴‐۶ بارش ………………………………………………………………………..……130
۴‐۴‐۶‐١ روش های محاسبه و معرفی بارش …………………………….………131
۴‐۴‐٧ روشهای محاسبه تبخیر ………………………………………………….……132
۴‐۴‐٨ مدلهای محاسبه تلفات ………………………………………………….……132
۴‐۴‐٩ مدلهای تبدیل بارش به رواناب ………………………………………………133
۴‐۴‐١٠ روش های محاسبه جریان پایه …………………………………………… ١٣۵

فصل پنجم: آزمون ملها در یک حوضه طبیعی

۵‐١ حوضه معرف و تأمین اطلاعات اولیه ………………………………………….… ١٣٨
۵‐٢ ایستگاههای باران سنج ………………………………………………………..… ١۴٣
۵‐٣ ایستگاههای هیدرومتری ……………………………………………………..…… ١۴۵
۵‐۴ وضعیت آب و هوایی و پوشش گیاهی ……………………………….………… ١۴۵
۵‐۵ وضعیت زمین شناسی ……………………………………………………..……… ١۴٧
۵‐۶ نتایج …………………………………………………………………………….……… ١۴٧
۵‐۶‐١ تهیه مدل ارتفاعی رقومی حوضه آبریز امامه …………………………..…… ١۴٧
۵‐۶‐٢ انتخاب نرم افزار جهت مقایسه با نرم افزار ADEQUATE1.0 …ا……………151
۵‐۶‐٣ تهیه نقشه های شیب و زاویه شیب دامنه ……………………………………152
۵‐۶‐۴ تحلیل رگبارها و بر آورد حج م رواناب ناشی از آنها …………………….…… ١۵٩
۵‐۶‐۵ شبیه سازی رواناب حوضه امامه و مقایسه با مقادیر شهودی …………… ١۶١
۵‐۶‐۵‐١ بر آورد هیدروگراف سیل ناشی از بارش سال ١٣۶۵ ………………..……163
۵‐۶‐۵‐٢ بر آورد هیدروگراف سیل ناشی از بارش سال ١٣۶٧ ……………..………164
۵‐۶‐۵‐٣ بر آورد هیدروگراف سیل ناشی از بارش سال ١٣٧٢ ………………………165
۵‐۶‐۵‐۴ بر آورد هیدروگراف سیل ناشی از بارش سال ١٣٧٣ ………………………166
۵‐٧ بر آورد هیدروگراف سیل توسط مدل HEC – HMS …………………ا……………168
۵‐٧‐١ معرفی مدل پایه …………………………………………………………..…………169
۵‐٧‐٢ مدل هواشناسی ………………………………………………………..……………170
۵‐٧‐٣ مشخصات کنترل کننده محاسبات …………………………………………………170
۵‐٧‐۴ نتیجه ………………………………………………………………………………..……171

فصل ششم: تعیین و مقایسه ابعاد سرریز اوج ی و نیلوفر ی با استفاده از

نتایج حاصل از مدل توزیعی و فله ا ی

۶‐١ مقدمه ………………………………………………………………………..…………………173
۶‐٢ تعیین ابعاد دو سرریز اوجی و نتایج آن ………………………………………..…………174
۶‐٣ تعیین ابعاد دو سرریز نیلوفری و نتایج آن …………………………………………………175

فصل هفتم: نتیجه گیر ی

فهرست منابع و مآخذ …………………………………………………………………………… ١٧٩
پیوست ………………………………………………………………………….…………………… ١٨٢

فهرس ت شکل ها

شکل ٣‐١ : تغییر تداوم هیدروگراف با استفاده از روش رویه م اندازی ……………………29
شکل ٣‐٢ : تغییر مدت هیدروگراف با استفاده از منحنی مجموع ………………….………30
شکل ٣‐٣ : خطوط ایزوکرون و نحوه تقسی م بندی حوضه آبریز ……………………..……38
شکل ٣‐۴ : نحوه بدست آوردن هیدروگراف رواناب با استفاده از روش TA …ا…………..39
شکل ٣‐۵ : اثر شکل حوضه بر هیستوگرام TA …ا……………………………………………40
شکل ۴‐١ : الگوریت م D8 …………………………………………………………………….… ٧۴
شکل ۴‐٢ : تقسی م جریان دو الگوریت م MD ……………………………………………… ٨۵
شکل ۴‐٣ : نمایش کدهای ارتفاعی مورد استفاده در DEMON ا………………….………89
شکل ۴‐۴ : نحوه توزیع جریان در الگوریت م DEMON …ا……………………………………90
شکل ۴‐۵ : تشکیل مثلث های هشت گانه به منظور تعیین جهت جریان در
الگوریت م ∞D ……ا…………………………………………………………………………………92
شکل ۴‐۶: نمایش متغیرهای مورد استفاده در جهت تعیین شیب مثلث ها در
الگوریت م ∞D ……ا…………………………………………………………………………….……93
شکل ۴‐٧ : پنجره ٣*٣ مورد استفاده در الگوریتم ADEQUATE ا…………………….…97
شکل ۴‐٨ : محاسبه ASPECT در الگوریتم ADEQUATE …ا………………………..……98
شکل ۴‐٩ : نحوه توزیع جریان در الگوریت م ADEQUATE ……………………………..… ١٠٠
شکل ۴‐١٠: روند نمای مدل ADEQUATE 1.0 ………………………………………..…… ١٠۵
شکل ۴‐١١ : نمایش نحوه بروز سد مصنوعی ………………………………………….……114
شکل ۴‐١٢ : نمایش نحوه بروز گودال مصنوعی و مناطق مسطح ………………………115
شکل ۴‐١٣ : نمایش حالت دیگری از بروز گودال …………………………………………… ١١۵
شکل ۴‐١۴ : حالتهای مختلف بروز وضعیت ناسازگاری ……………………………..…… ١١٧
شکل ۴‐١۵ : روند نمای جریان برنامه برای سلولهای دارای ناسازگاری ………….…… ١١٩
141 شکل ۵‐١ : موقعیت حوضه آبریز معرف امامه نسبت به شهر تهران ………………141
142 شکل ۵‐٢ : موقعیت و شکل حوضه معرف امامه …………………………………….…141
150 شکل ۵‐٣ : انتخاب Extention حذف بخشهای اضافی نقشه ……………..…..……142
151 شکل ۵‐۴: نحوه مشخص کردن خط الرأس های حوضه در ARCVIEW …ا………….151
شکل ۵‐۵ : نقشه شیب حوضه آبریز امامه تهیه شده توسط مدل ریاضی ……………… ١۵۵
155 شکل ۵‐۶ : نقشه شیب حوضه آبریز تهیه شده توسط ARCVIEW …ا……..……..…155
156 شکل ۵‐٧ : هیستو گرام توزیع شیب حوضه آبریز تهیه شده توسط مدل ریاضی ..…156
شکل ۵‐٨ : هیستوگرام توزیع شیب حوضه آبریز تهیه شده توسط ARCVIW ا…………….156
شکل ۵‐١١ : هیستوگرام توزیع شیب دامنه حوضه آبریز امامه تهیه شده توسط مدل
ریاضی …………………………………………………………………………………………..…………158
شکل ۵‐١٣ : هیتوگراف بارندگی ایستگاه کلوکان و هیدروگراف سیل ایستگاه
کمرخانی و هیدروگراف سیل بر آورد شده در تاریخ ١۵/٢/١٣۶۵ ……………………..………163
شکل ۵‐١۴ : هیتوگراف بارندگی ایستگاه کلوکان و هیدروگراف سیل ایستگاه
کمرخانی و هیدروگراف سیل بر آورد شده در تاریخ ٧/٢/١٣۶٧ ………………………..………164
شکل ۵‐١۵ : هیتوگراف بارندگی ایستگاه کلوکان و هیدروگراف سیل ایستگاه
کمرخانی و هیدروگراف سیل بر آورد شده در تاریخ ٩/٢/١٣٧٢ …………………………..……165
شکل ۵‐١۶ : هیتوگراف بارندگی ایستگاه کلوکان و هیدروگراف سیل ایستگاه
کمرخانی و هیدروگراف سیل بر آورد شده در تاریخ ١۵/٢/١٣٨٣ ……………………..……… 170
شکل ۵‐١٧ : مدل پایه معرفی شده به نرم افزار …………………………………………………171
شکل ۵‐١٨ : هواشناسی معرفی شده به نرم افزار ………………………………….…………171
شکل ۶‐١ : تراز ‐ حج م مخزن ……………………………………………………………………… ١٧۴

فهرست جدو ل ها

جدول ۴‐١ : تعیین موقعیت بردار جریان در الگوریت م ADEQUATE …………………..………… ٩٩
جدول ۴‐٢ : تعیین ضریب C و رابطه مورد استفاده برای محاسبه Aspect در
الگوریت م ADEQUATE …………………………………………………………………………………… ٩٩
جدول ۴‐٣ : تعیین سلولهای تحویل گیرنده و جریان در الگوریت م ADEQUATE……………… ١٠١
جدول ۴‐۶ : معایب و محاسن مدل های محاسبه تلفات در HEC – HMS ………………….… ١٣۴
جدول ۵‐١ : خلاصه اطلاعات فیزیوگرافی حوضه امامه …………………………………………… ١۴٠
جدول ۵‐٢ : مشخصات ایستگاههای باران سنجی حوضه معرف امامه ……………………..…144
جدول ۵‐٣ : خلاصه آمار هیدرومتری حوضه آبریز امامه در محل ایستگاه
کمرخانی ……………………………………………………………………………………………..………145
جدول ۵‐۴ : خلاصه آمار هواشناسی حوضه آبریز امامیه ………………………………………..…146
جدول ۵‐۵ : سیل های انتخاب شده برای بر آورد حج م رواناب سطحی در حوضه
معرف امامه …………………………………………………………………………………………….…… ١۶٠
جدول ۵‐۶ : مقادیر بارندگی ایستگاه کلوکان و مقادیر سیل ایستگاه کمرخانی و
مقادیر سیل بر آورد شده در تاریخ ١۵/٢/١٣۶۵ ………………………………………………………163
جدول ۵‐٧ : مقادیر بارندگی ایستگاه کلوکان و مقادیر سیل ایستگاه کمرخانی و
مقادیر سیل بر آورد شده در تاریخ ٧/٢/١٣۶٧ …………………………………………………………164
جدول ۵‐ ٨ : مقادیر بارندگی ایستگاه کلوکان و مقادیر سیل ایستگاه کمرخانی و
مقادیر سیل بر آورد شده در تاریخ ٩/٢/١٣٧٢ ………………………………………………..………165
جدول ۵‐٩ : مقادیر بارندگی ایستگاه کلوکان و مقادیر سیل ایستگاه کمرخانی و
مقادیر سیل بر آورد شده در تاریخ ١۵/٢/١٣٧٣ …………………………………………….…………166
جدول ۵‐١٠ : مقایسه مقادیر ثبت شده حج م رواناب با مقادیر شبیه سازی شده…………. ١۶٨
جدول ۶‐١ : جدول تراز – حج م مخزن …………………………………………………………………173
جدول ۶‐٢ : نتایج طراحی دو سرریز اوجی ……………………………………………………………174
جدول ۶‐٣ : نتایج طراحی دو سرریز نیلوفری …………………………………………………….……175

 

Abstract
The process of rainfall-runoff is a main component of hydrologic cycle.Estimation runoff hydrograph caused by certain rainfalls in watershed has always attracted of hydrologists attention, so that several methods have been presented.(specially for flood)Generally these methods are based on mathematical modelsIt can be said that using the results of hydrologic study in hydrolic structuredesign is one of its most important applications, because designing the hydrolic structure is based on hydrology dataIn this thesis,the results of a distributed model(ADEQUATE) are compared with those of a lumped model(HEC-HMS)for determining the dimensuons of hydrolic structures.(Morning glory spillway&Ogee spilway)The models are checked for a real watershed(Amame) and then the results are used for designing of two hydrolicstructures(Morning glory spillway&Ogee spilway)and finally, comparison between them is doneAfter checking the models for the watershed , The peak discharge of hydrograph was 257% different.These two hydrograph were used to determine the dimensions of two Ogee spilways and two Morning glory spillways. In similar conditions, the length of two Ogee spilways and the diameter of two Morning glory spillways were respectively 175% and 117% differentAccording to these results, it is necessary to use distributed models instead of lumped in hydrologic studies

 


مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصاله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.

 


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

فایل word

قیمت35000تومان