دانلود پروژه:برآورد ضريب زبري مانينگ دررودخانه ها (مطالعه موردي : رودخانه فهليان )

 

عنوان                                                                                                        صفحه

چکیده 1

فصل اول: کلیّات 2

1-1- مقدمه 2

1-2- بیان مسئله 3

1-3- اهداف و ضرورتهای انجام پژوهش 4

1-4- ساختار پایان نامه 5

فصل دوم: پیش زمینه و سابقۀ پژوهش 7

2-1- مقدمه 7

2-2- انواع زبری جریان 8

2-3- عوامل مؤثر بر زبری هیدرولیکی 10

2-4-  بررسی عوامل مؤثر بر زبری هیدرولیکی 10

2-4-1- اثر قطر دانه های رسوب، عمق جریان و لزجت جریان 10

2-4-2- اثر شکل بستر 11

2-4-3- اثر ناهمواری سطح آبراهه 13

2-4-4- اثر تغییرات اندازه و شکل مقاطع رودخانه 13

2-4-5- اثر موانع 14

2-4-6- اثر پوشش گیاهی 14

2-4-7- اثر پیچانرودی 15

2-4-8- اثر غلظت جریان 15

2-5- انواع روابط تعیین ضریب زبری 16

2-5-1- رابطۀ شزی (1768) 16

2-5-2- رابطۀ دارسی ویسباخ (1845) 17

2-5-3- رابطۀ مانینگ (1891) 17

2-6- روشهای مختلف تعیین ضریب زبری مانینگ 17

2-6-1- روابط نیمه تجربی 18

2-6-2- روابط تجربی 21

2-6-3- جداول 22

2-6-3-1- جدول U S G  S (سازمان زمینشناسی آمریکا) 22

2-6-3-2- جدول تورنر و چانمیسری(1957) 23

2-6-3-3- جدول چاو (1959) 23

2-6-3-4- جدول سازمان برنامه و بودجه 26

2-7- تعیین زبری ناشی از شکل بستر 30

2-7-1- تعیین زبری ناشی از شکل بستر با در نظر گرفتن نوع شکل بستر 31

2-7-1-1- رابطۀ شکل بستر با توان جریان و قطر متوسط دانه های رسوب 32

2-7-1-2- روابط تعیین زبری هیدرولیکی شکلهای مختلف بستر 33

2-7-2- تعیین زبری ناشی از شکل بستر بدون در نظر گرفتن نوع شکل بستر 33

2-8- تعیین زبری ناشی از پوشش گیاهی 34

2-8-1- روابط تجربی و نیمه تجربی 35

2-8-2 – رابطۀ پتریک و باسماجیان (1975) 35

2-8-3- روابط گرین و گارتن (1978) 36

2-8-4- روابط رهمیر  (1969) 35

2-9- تعیین ضریب زبری مانینگ بر اساس داده های اندازه گیری شده آبسنجی 44

2-9-1- واسنجی ضریب مانینگ با استفاده از نیمرخ طولی تراز آب 44

2-9-2- تعیین ضریب زبری مانینگ با استفاده از منحنی دبی- اشل جریان 45

2-10- تعیین ضریب زبری مانینگ به روش کاون (1956) 45

2-11- انتخاب روش مناسب برای برآورد ضریب زبری مانینگ 46

2-12- خصوصيات مدل Hec-Ras 46

2-13- بیان پارامترها و اصطلاحات 48

2-14- سابقۀ پژوهش 49

فصل سوم: مواد و روشها 58

3-1- مقدمه 58

3-2- مواد اجرای طرح 58

3-2-1- انتخاب رودخانه‌ مورد مطالعه 58

3-2-2- رودخانۀ فهليان 64

3-2-3-تحليل رژيم جريان رودخانه فهليان : 66

3-2-3-1-رژيم سيلابي رودخانه : 66

3-2-3-2- رژيم دائمي رودخانه : 66

3-2-3-3- رژيم رسوبي رودخانه : 67

3-3- روشهای اجرای طرح 68

3-3-1- کارهای میدانی و آزمایشگاهی 68

3-3-1-1- آزمایش دانه بندی 68

3-3-2- محاسبۀ ضریب مانینگ از روشهای مختلف 84

3-3-3- پروفيل سطح آب : 91

3-3-3-1- نتايج مطالعات هيدرولوژي وهيدروليكي : 94

3-3-3-2- نتايج بررسي هيدروليكي : 95

3-3-4- اجرای نرمافزار H e c-R a s برای ترسیم پروفیل سطح آب 97

3-3-4-1- انتقال اطلاعات به نرمافزار H e c-R a s 99

3-3-5- انتقال منحنیهای دبی اشل به Excel 105

3-3-6- محاسبۀ خطاها به روش آماری R M  S E 105

فصل چهارم: نتایج و بحث 106

4-1- مقدمه 106

4-2- نتایج 106

4-2-1- نتایج حاصل از روابط تجربی 107

4-2-2- نتایج حاصل از روشهای نیمه تجربی 118

4-2-3- نتایج حاصل از جداول 122

4-2-4- نتایج حاصل از روشهای متأثر از مجموعۀ عوامل 126

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادها 134

5-1- مقدمه 134

5-2- نتیجه گیری 134

5-3- پیشنهادها 137

مراجع ومنابع 139

منابع فارسي 139

منابع لاتين 140

 

 

فهرست شکل­ها

 

 

عنوان                                                                                                          صفحه

شکل 2-1- تغییرات ضریب زبری در بسترهای ماسه­ای و رژیمهای مختلف جریان  ………………………………………………………………………………………………………… 12

شکل 2-2- رابطۀ بین قطر متوسط رسوب بستر و توان آبراهه­ای با رژیم جریان………………………………………………………………………………………………………… 13

شکل 2-3- ضریب تصحیح توزیع لگاریتمی سرعت……………………………. 19

شکل 2-4- شکل­های مختلف بستر……………………………………………………… 31

شکل 2-5- رابطۀ شکل بستر با توان آبراهه­ای و متوسط شکل ذرات رسوب          32

شکل 2-6- مقاومت فرم بستر بر حسب Ψ……………………………………….. 34

شکل 2-7- ضریب بازدارندۀ مؤثر برای درختان موجود در سیلاب­دشت            36

شکل 2-8- پارامترهای روش رهمیر……………………………………………….. 40

شکل 2-9- چارت مدل  Hec-Ras……………………………………………………….. 50

شکل 2-10- پهنۀ سیل با دوره بازگشت 25 ساله و 25 درصد افزایش ضریب زبری در رودخانۀ اترک…………………………………………………………………………… 51

شکل 2-11- پهنۀ سیل با دوره بازگشت 25 ساله و 25 درصد کاهش ضریب زبری………………………………………………………………………………………………………… 52

شکل 2-12- نمودار ستونی میزان مساحت پهنۀ سیل­گیر با دورۀ بازگشت 25 ساله و 5، 10 و 25 درصد افزایش و کاهش ضریب زبری……………….. 53

شکل 2-13- نمودار ستونی میزان مساحت پهنۀ سیل­گیر با دورۀ بازگشت 25 ساله و 5، 10 و 25 درصد افزایش و کاهش ضریب زبری……………….. 54

شکل 2-14- ضریب مانینگ در مقابل ………………………………….. 55

شکل 2-15- ضریب مانینگ در مقابل   ……………………………….. 56

شکل 2-16- مقایسۀ بین دبی مشاهداتی و دبی حاصل از رابطۀ (2-32)     57

شکل 2-17- مقایسۀ بین دبی مشاهداتی و دبی حاصل از رابطۀ (2-33)     57

شکل 3-1- نقشۀ رقومی ارتفاعی (DEM) رودخانه فهليان …………………………………………………………………………….60

شکل 3-2- مقطع طولی رودخانه مورد مطالعه………………………………. 61

شکل 3-3- تصويري از رودخانه‌ها در بازۀ دولت آباد………………. 62

شکل 3-4- تصويري از رودخانه‌ها در بازۀ دشت رزم ………………… 62

شکل 3-5- تصويري از رودخانه‌ها در بازۀ زيردو………………………. 63

شکل 3-6- تصويري از رودخانه‌ها در بازۀ آبپخشان………………….. 63

شکل 3-7- پلان كلي رودخانه فهليان……………………………………………. 64

شکل 3-8- قطار سه محوری نمونه ها……………………………………………. 71

شکل 3-9- منحني فركانس تجمعي بازه آبپخشان………………………….. 72

شکل 3-10- عكس هاي هوايي بازه دشت رزم وآبپخشان………………… 77

شکل 3- 11- عكس هاي هوايي بازه دولت آباد وزيردو………………. 77

شکل 3-12- پوش منحني دانه بندي لايه سطحي بستر رودخانه فهليان         78

شکل 3- 13- منحنی دانه­بندی بازۀ آبپخشان………………………………. 79

شکل 3- 14- منحنی دانه­بندی بازۀ دشت رزم………………………………. 79

شکل 3- 15- منحنی دانه­بندی بازۀ فهليان ………………………………. 80

شکل 3- 16- منحنی دانه­بندی بازۀ دولت آباد………………………….. 80

شکل 3- 17- مسیر ترسیم شدۀ رودخانۀ مارون در نرم­افزار Hec-Ras         100

شکل 3- 18- نمونه اي از مقطع عرضی بازۀ زيردو رودخانه فهليان ، مدل شده در نرم­افزار Hec-Ras……………………………………………………………………. 100

شکل 3- 19- نمونه اي از مقطع عرضی بازۀ دولت آباد رودخانه فهليان ، مدل شده در نرم­افزار Hec-Ras……………………………………………………………. 101

شکل 3- 20- نمونه اي از مقطع عرضی بازۀ فهليان رودخانه فهليان ، مدل شده در نرم­افزار Hec-Ras……………………………………………………………. 101

شکل 3- 21- نمونه اي از مقطع عرضی بازۀ دشت رزم رودخانه فهليان ، مدل شده در نرم­افزار Hec-Ras……………………………………………………………. 102

شکل 3- 22- نمونه اي از مقطع عرضی بازۀآبپخشان رودخانه فهليان ، مدل شده در نرم­افزار Hec-Ras……………………………………………………………. 102

شکل 3- 23- نمونه­ای از منحنی دبی-اشل ترسیم شده در محیط نرم­افزار Hec-Ras………………………………………………………………………………………………….. 103

 شکل 4- 1- منحنی دبی-اشل حاصل از روش رادکروی در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه باتون…………………………………………………………………. 105

شکل 4- 2- منحنی دبی-اشل حاصل از روش رادكروي در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه گوسنگان……………………………………………………………… 109

شکل 4- 3- منحنی دبی-اشل حاصل از روش بري در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه باتون…………………………………………………………………………….. 109

شکل 4- 4- منحنی دبی-اشل حاصل از روش بري در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه گوسنگان…………………………………………………………………………. 110

شکل 4- 5- منحنی دبی-اشل حاصل از روش استريكلردر مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه باتون…………………………………………………………………. 110

شکل 4- 6- منحنی دبی-اشل حاصل از روش استريكلر در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه گوسنگان……………………………………………………………… 111

شکل 4- 7- منحنی دبی-اشل حاصل از روش مير در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه باتون  ……………………………………………………………………………. 111

شکل 4- 8- منحنی دبی-اشل حاصل از روش مير در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه گوسنگان…………………………………………………………………………. 112

شکل 4- 9- منحنی دبی-اشل حاصل از روش جولين در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه باتون…………………………………………………………………………….. 112

شکل 4- 10- منحنی دبی-اشل حاصل از روش جولين در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه گوسنگان……………………………………………………………… 113

شکل 4- 11- منحنی دبی-اشل حاصل از روش كئولگان در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه باتون…………………………………………………………………. 113

شکل 4- 12- منحنی دبی-اشل حاصل از روش كئولگان در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه گوسنگان……………………………………………………………… 114

شکل 4- 13- منحنی دبی-اشل حاصل از روش سابرامانيا در در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه باتون…………………………………………………………. 114

شکل 4- 14- منحنی دبی-اشل حاصل از روش سابرامانيا در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه گوسنگان……………………………………………………………… 115

شکل 4- 15- منحنی دبی-اشل حاصل از روش گرد و راجو در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه باتون…………………………………………………………………. 115

شکل 4- 16- منحنی دبی-اشل حاصل از روش گرد و راجو در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه گوسنگان……………………………………………………………… 116

شکل 4- 17- منحنی دبی-اشل حاصل از روش هندرسون در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه باتون…………………………………………………………………. 116

شکل 4- 18- منحنی دبی-اشل حاصل از روش هندرسون در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه گوسنگان……………………………………………………………… 117

شکل 4- 19- منحنی دبی-اشل حاصل از روش بري در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه باتون…………………………………………………………………………….. 117

شکل 4- 20- منحنی دبی-اشل حاصل از روش بري در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه گوسنگان…………………………………………………………………………. 119

شکل 4- 21- منحنی دبی-اشل حاصل از روش براشچين در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه باتون…………………………………………………………………. 119

شکل 4- 22- منحنی دبی-اشل حاصل از روش براشچين در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه گوسنگان……………………………………………………………… 120

شکل 4- 23- منحنی دبی-اشل حاصل از روش لايمرينوس در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه باتون…………………………………………………………………. 120

شکل 4- 24- منحنی دبی-اشل حاصل از روش لايمرينوس در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه گوسنگان……………………………………………………………… 121

شکل 4- 25- منحنی دبی-اشل حاصل از روش جدول چاودر مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه باتون…………………………………………………………………. 121

شکل 4- 26- منحنی دبی-اشل حاصل از روش جدول چاودر مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه گوسنگان……………………………………………………………… 124

شکل 4- 27- منحنی دبی-اشل حاصل از جدول سازمان برنامه و بودجه در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه باتون……………………………… 124

شکل 4- 28- منحنی دبی-اشل حاصل از جدول سازمان برنامه و بودجه در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه گوسنگان………………………….. 125

شکل 4- 29- منحنی دبی-اشل حاصل از روش كاون در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه باتون…………………………………………………………………………….. 125

شکل 4- 30- منحنی دبی-اشل حاصل از روش كاون در مقایسه با دبی-اشل واقعی ایستگاه گوسنگان…………………………………………………………… 128

شکل 4- 31- پروفیل طولی حاصل از محاسبه ضریب زبری مانینگ به روش بری  ………………………………………………………………………………………………………. 133

 

 

 

 

     فهرست جدول ها

 

 

عنوان                                                                                                         صفحه

جدول 2-1- عوامل تعیین ضریب زبری مانینگ دانه­های رسوب[راهنمای تعیین ضریب زبری رودخانه­ها، وزارت نیرو]…………………………………………. 21

جدول 2-2-  مقادیر ضریب مانینگ پایه ( زبری دانه­های رسوب بستر آبراهه و سیلاب­دشت­ها) [راهنمای تعیین ضریب زبری رودخانه­ها، وزارت نیرو]         22

جدول 2-3- ضریب مانینگ برای مواد بستر آبراهه­ها  و سیلاب­دشت­ها[راهنمای تعیین ضریب زبری رودخانه­ها، وزارت نیرو]……………………………… 23

جدول 2-4- جدول تعیین ضریب زبری مانینگ بر اساس تجربیات چاو[راهنمای تعیین ضریب زبری رودخانه­ها، وزارت نیرو]……………………………… 25

جدول 2-5- جدول تعیین ضریب زبری مانینگ سازمان برنامه و بودجه[هیدرولیک کانال­های باز، دکتر ابریشمی]…………………………………………………… 26

جدول 2-6- تعیین درجۀ تعویق پوشش گیاهی[راهنمای تعیین ضریب زبری رودخانه­ها، وزارت نیرو]…………………………………………………………….. 37

جدول 2-7- روابط گرین و گارتن[راهنمای تعیین ضریب زبری رودخانه­ها، وزارت نیرو]…………………………………………………………………………………… 37

جدول 2-8- جدول ضریب مانینگ برای چمن وعلف [راهنمای تعیین ضریب زبری رودخانه­ها، وزارت نیرو]…………………………………………………………….. 41

جدول 2-9- جدول ضریب مانینگ برای انواع محصولات زراعی[راهنمای تعیین ضریب زبری رودخانه­ها، وزارت نیرو]…………………………………………. 41

جدول 2-10- جدول ضریب مانینگ برای پرچین منظم و نامنظم[راهنمای تعیین ضریب زبری رودخانه­ها، وزارت نیرو]…………………………………………. 42

جدول 2-11- جدول ضریب مانینگ برای درختان و بوته­ها[راهنمای تعیین ضریب زبری رودخانه­ها، وزارت نیرو]…………………………………………………… 42

جدول 3-1- موقعيت بازه‌هاي مطالعاتي (مختصات بر حسب UTM)          …………………………………………………59

جدول 3-2- دانه بندي مواد بستري رودخانه فهليان با روش  توزيع سطحي ذرات “ در لايه مقطع شماره 5– آب پخشان………………………………….. 72

جدول 3-3- شاخص اندازه سنگهاي لايه سطحي بستر رودخانه فهليان – آب پخشان………………………………………………………………………………………………………… 74

جدول 3-4- شرح موقعيت مقاطع نمونه برداري از لايه سطحي بستر رودخانه فهليان…………………………………………………………………………………………….. 76

جدول 3-5- شاخص اندازه سنگ هاي مواد بستر رودخانه فهليان در مقاطع مختلف – ميليمتر…………………………………………………………………………… 81

جدول 3-6- دانه بندي مواد بستري رودخانه فهليان “توزيع سطحي ذرات در لايه سطحي بستر تركيبي از نمونه هاي برداشت شده در طول رودخانه مورد مطالعه…………………………………………………………………………………………….. 82

جدول 3-7- مقايسه روش هاي آناليز ” توزيع دانه بندي مواد بستري ” رودخانه فهليان…………………………………………………………………………….. 83

جدول 3-8- روابط تجربی مورد استفاده در این تحقیق…………….. 84

جدول 3-9- مشخصات بازۀ ها ي مورد مطالعه رودخانۀ فهليان…. 85

جدول 3-10- ضرايب افت بازشدگي و تنگ­شدگي………………………………. 89

 جدول 4-1- مقادیر ضریب مانینگ حاصل از روش­های تجربی…….. 104

جدول 4-2- مقادیر ضریب مانینگ حاصل از روش­های نیمه­تجربی.. 107

جدول 4-3- مقادیر ضریب مانینگ حاصل از جداول در رودخانۀ فهليان    118

جدول 4-4- مقاديرحاصل از روش كاون براي آبراهه اصلي رودخانه فهليان………………………………………………………………………………………………………. 122

جدول 4-5- مقاديرحاصل از روش كاون براي سيلابدشت رودخانه فهليان    126

جدول 4-6- مقادیر خطاهای حاصل از روش­های مختلف از کم­ترین تا بیشترین مقدار…………………………………………………………………………………………….. 127

جدول 4-7- روابط تجربي پيشنهادي محاسبه ضريب n‌ آب پخشان – رودخانه فهليان…………………………………………………………………………………………… 129

جدول 4-8- محاسبه ضريب زبري (n) در طول رودخانه فهليان باتوجه به روابط پيشنهادي  131