فهرست مطالب عنوان صفحهچکيد...............11- فصل اول..........21-1- مقدمه ..........31-2- بيان مساله اساسي تحقيق ......31-3- فرضيه‌ها......51-4- اهداف مشخص تحقيق........51-5- روش شناسي تحقيق .......61-6- متغيرهاي مورد بررسي در قالب يک مدل مفهومي.......61-7-محاسبه نيمروخ طولی درکانال های باشيب ...............81-8- مطالب پايا ن نامه .............92- فصل دوم ..........10 2-1- مقدمه ................112-2- شبيه سازي جريان آب با استفاده از مدل رياضي يك بعدي.............................................112-3- شبيه سازي جريان در کانالها با استفاده از نرم افزار............................................................122-4- نرم افزارهاي كامپيوتري شبيه‌سازي هيدروليك جريان ....................................................132-5- پروژههاي انجام شده با مدل HEC-RAS .............................................................................162-6 - منابع داخل ................................................................................................................................162-7 - منابع خارجي .............................................................................................................................19فهرست مطالب عنوان صفحه3- فصل سوم............................................................................................................................................213-1- كانالهاي باز ومشخصات هندسي مقاطع آنها.........................................................................223-1-1- مقدمه .......................................................................................................................................223-1-2- تقسيم بندي كانالهاي باز....................................................................................................223-1-3- انواع مقطع كانالها .............................................................................................................243-1-4- مشخصات هندسي مقاطع كانالهاي باز..............................................................................253-1-5- نامگذاري مختلف كانالهاي مصنوعي................... ..............................................................263-1-6- طبقه بندي وتشخيص انواع جريان در كانالهاي باز.........................................................273-1-7- معادله انرژي ...........................................................................................................................303-1-8- انرژي مخصوص ....................................................................................................................313-1-9-شكل گيري جريان متغير تدريجي ...............................................................................333-1-10-تئوري جريان هاي متغير تدريجي....................................................................................353-1-11- طبقه بندي نيمرخهاي سطح آب ....................................................................................353-1-12- تقسيم بندي كلي از روشهاي معمول در محاسبات نيمرخ هاي سطح آب ...........393-2- مدل رياضي وفيزيكي در مطالعات هيدروليكي....................................................................40- مقدمه.....................................................................................................................................................403-2-1- روندشبيه سازي جريان در رودخانه با استفاده از مدل رياضي يك بعدي ................41فهرست مطالب عنوان صفحه3-2-2- شبيه سازي جريان در روخانه با استفاده از نرم افزار ................................................... 423-2-3- نرم افزار …… HEC-RAS..................................................................................................423-2-4- مدل كامپيوتري HEC-RAS...............................................................................................433-2-5- روش محاسبه پروفيل سطح آب در مدل هيدروليكي HEC-RAS......................... 443-2-6- مراحل محاسبات پروفيل سطح ....................................................................................... 473-3-مؤلفه هاي تحليل هيدروليکي در مدل HEC-RAS ..........................................................473-4- مراحل ايجاد يک مدل هيدروليکي با نرم‌افزار HEC-RAS ..........................................493-4-1- شروع يک پروژه با نرم افزار HEC-RAS ............................................................... .....503-4-2- وارد کردن داده هاي هندسي .............................................................................................513-4-3- وارد کردن داده هاي جريان و شرايط مرزي....................................................................523-4-4- انجام محاسبات هيدروليكي.................................................................................................533-4-5- مشاهده و چاپ نتايج............................................................................................................543-5- مشخصات سد وشبكه آبياري وزهكشي مغان ..................................................................563-5-1- سد انحراف ميل و مغان .......................................................................................................563-5-2- كانالهاي اصلي و درجه يك،( كانال A.)..........................................................................563-5-3- كانالهاي درجه 2 و ساير تاسيسات آبياري......................................................................593-5-4- ايستگاههاي پمپاژ...................................................................................................................603-5-5- اراضي تحت پوشش شبكه آبياري مغان ..........................................................................60فهرست مطالب عنوان صفحه3-6- وضغيت موجود شبكه آبياري وزهكشي مغان وتاسيسات وابسته .....................................633-6-1- منطقه آبياري .........................................................................................................................633-6-2- كانال اصلي (كانال A( منطقه آبياري پارس اباد .............................................................643-7- اراضي تحت پوشش منطقه بيله سوار ....................................................................................654- فصل چهارم........................................................................................................................................664-1- مقدمه.............................................................................................................................................674-2- تدوين مدل شبيه سازي............................................................................................................684-3- شبيه سازي کانال خاکي بدون در نظر گرفتن سازه ها.......................................................714-3-1- انتقال اطلاعات توليد شده در محيط GISبه نرم افزار HEC-RAS .......................714-4- ويرايش وتكميل اطلاعات كانال بيله سوار در محيط HEC-RAS...................................734-4-1- شبيه سازي تاسيسات هيدروليك.................................................................................... 734-4-2- ورودي داده ها وشرايط مرزي جريان يكنواخت .............................................................744-5-1- مقاطع عرضي...........................................................................................................................844-5-2- وضع موجود.............................................................................................................................874-5-3- مقايسه وضع موجود وطراحي ......................................................................................1024-5-4- پروفيل سطح جريان .......................................................................................................1054-5-5- سرعت جريان........................................................................................................................107فصل پنجم :بحث ونتيجه گيري ......... ...........................................................................................108فهرست مطالب عنوان صفحه5-1- بحث ونتيجه گيري .................................................................................................................1095 – 2- پيشنهادات..............................................................................................................................112منابع :......................................................................................................................................................114اصالت پژوهش به زبان انكليسي........................................................................................................119چكيده انگليسي ...................................................................................................................................120صفحه تائيديه اعضاء كميته داوران پايان نامه ..............................................................................121 فهرست جداول عنوان صفحه جدول 3-1- انواع شيب هاي ممكن در يك كانال منشوري ومشخصات آنها ..........................37جدول 3-2- خلاصه مشخصات كانال اصلي وكانال A .................................................................58جدول 3-3-خلاصه مشخصات شبكه آبياري وزهكشي در مناطق چها گانه.............................59جدول 3-4- مشخصات ايستگاههاي پمپاژ شبكه آبياري وزهشكي.............................................60جدول 3-5- موقعيت بازه هاي لاينيگ شده كانال A, Aبرگشتي...............................................64جدول 3-6- سازه هاي موجود برروي كانال اصلي منطقه پارس آباد........................................65جدول 4-1- مشخصات سازه هاي رگولاتوري در 51 كيلومتر ابتدائي كانال ........................73جدول 4-2- مشخصات سازه هاي آكدوك در 51كيلومتر ابتدائي كانال بيله سوار................74جدول4-3-ظرفيت وكيلومترآبگيري كانال هاي درجه2 در51 كيلومترابتدائي كانال بيله سوار............................................................................................................................................................76جدول4-4- ظرفيت وكيلومترآبگيري ايستگاههاي پمپاژ2 در51 كيلومترابتدائي كانال بيله سوار............................................................................................................................................................77جدول4- 5- مشخصات كانالهاي درجه 2 ابگيري از محل سه پل..............................................77جدول4-6-مشخصات ونقاط ابگير كانال هاي درجه 2واقع در كانال Aبرگشتي......................78جدول4-7- مشخصات كلي كانال هاي درجه 2 منطقه آبياري پارس اباد.................................79جدول4-8-مشخصات پريزهاي موجود در51كيلومتر ابتدائيي كانال بيله سوار........................81جدول4-9-ورودي دبي هاي مختلف در مدل .................................................................................82جدول 4-10-مشخصات هيدروليكي كانال بيله سوار در 51 كيلومتر ابتدائي.........................84 فهرست جداول عنوان صفحه جدول4-11-مشخصات هيدروليكي كانال A....................................................................................85جدول 4-12-مشخصات هيدروليكي خروجي از مدل در سازه اكدوك شماره 1بادبي ورودي 40مترمكعب در ثانيه در ابتداي كانال بيله سوار.............................................................................92جدول 4-13- مشخصات هيدروليك خروجي از مدل در سازه اكدوك شماره 2بادبي ورودي 40مترمكعب در ثانيه در ابتداي كانال بيله سوار..............................................................................94 فهرست اشكال عنوان صفحهشكل ا- ا- مدل مفهومي كانال هاي خاكي وبتني به همراه سازه هاي هيدروليكي ...................8شکل 3-1- مشخصات هندسي مقاطع در كانال..............................................................................26شکل3-2- مقايسه مفهوم انرژي وانرژي مخصوص .......................................................................32شکل3-3- شكل گيري جريان متغيير تدريجي ........................................................................33شکل3-4-.................................................................................................................................................35شكل 3-5- نواحي جريان در شيب هاي مختلف ...........................................................................38شكل 3-6-انواع شيب ها ونواحي جريان درنيمرخهاي مختلف سطح آب..................................39 شكل3-7- مشخصات انشعاب ابراه ها.............................................................................................. 45شکل3-8- كاربرداصل مومنتم.............................................................................................................46شکل3-9- آيکون HEC-RAS درWindows ..............................................................................49شکل3-10- پنچره اصلي نرم افزار HEC-RAS .............................................................................50شکل3-11- پنجره پروژه جديد...........................................................................................................51شکل3-12- پنجره داده هاي هندسي................................................................................................52شكل 3-13- پنجره داده هاي جريان ماندگار..................................................................................53شكل 3-14- پنجره تحليل جريان ماندگار........................................................................................54فهرست اشكال عنوان صفحهشکل3-15-نمودار مقطع عرضي..........................................................................................................55شكل 3-16- نمودار پروفيل..................................................................................................................55شکل4-1-الف- نمايش شماتيك مدل سازي پلان ومقاطع عرضي كانالAپارس آباد درنرم افزار hec-ras.........................................................................................................................................72شکل4-1-ب- نمايش شماتيك مدل سازي پلان ومقاطع عرضي كانال بيله سوار درنرم افزار hec-ras..................................................................................................................................................72شکل4-2-مقطع عرضي كانال در موقعيت كيلومتر ابتدائي (پوشش بتوني). ..........................88شکل4-3 - مقطع عرضي كانال در موقعيت 348+0 (پوشش خاكي)........................................88شکل4-4 -مقطع عرضي کانال اصلي در موقعيت 818+0(پوشش خاكي) ...............................89شکل4-5 - سازه روگذر شماره 1در کيلومتر 950+6 ...................................................................89شکل4- 6- سازه رگولاتور شماره 1 در كيلومتر 650+7................................................................90شکل4-7 - سازه رگولاتور شماره 2 در كيلومتر150+16..............................................................91شکل4-8 – سازه آكدوك شماره 1 دركيلومتر 100+22 .............................................................91شکل4-9 - سازه آكدوك شماره 2دركيلومتر700+29 ...............................................................93فهرست اشكال عنوان صفحهشکل4-10 - سازه آكدوك شماره 2دركيلومتر..................................... ..........................................95شکل4-11- سازه رگولاتور شماره 4 در كيلومتر150+35 ...........................................................96شکل4-12 - سازه رگولاتور شماره 6 در كيلومتر800+47...........................................................96شکل4-13 –مقطع عرضي كانال در كيلومتر 163+51 (پوشش بتني)......................................97شکل4-14-مقطع عرضي كانالA پارس اباد دركيلومترابتدائي................................. ................97شكل4-15-مقطع عرضي كانالAپارس آباددر موقعيت280+3(انتهاي پوشش بتني ............98شکل4-16-مقطع عرضي كانالAدرموقعيت كيلومتر 274+3(پوشش خاكي)در كيلومتر..... 98شکل4-17-مقطع عرضي كانال Aپارس اباد درموقعيت كيلومتر 619+8(پوشش خاكي)......99شکل4-18- مقطع عرضي كانال Aپارس اباد درموقعيت كيلومتر641+8(رگولاتورشماره2)..99شکل4-19- مقطع عرضي كانال Aپارس اباد درموقعيت كيلومتر899+23(رگولاتورشماره3)..................................................................................................100شکل4-20- مقطع عرضي كانال Aپارس اباد درموقعيت كيلومتر680+24(پوشش بتني)..100 فهرست اشكال عنوان صفحهشکل4-21- مقطع عرضي كانال Aپارس اباد درموقعيت كيلومتر636+27(رگولاتورشماره4)...................................................................................................101شکل4-22- مقطع عرضي كانال Aپارس اباد درموقعيت كيلومتر617+29(پوشش خاكي).....................................................................................................................................................101شکل4-23- مقطع عرضي كانال Aپارس اباد درموقعيت كيلومتر274+30(رگولاتورشماره5)..................................................................................................102شكل 4-24- مقطع عرضي كانال در كيلومترابتدائي....................................................................103شكل 4-25- مقطع عرضي كانال در كيلومتر543+1..................................................................103شكل 4-26- مقطع عرضي كانال در كيلومتر455+7..................................................................104شكل 4-27- مقطع عرضي كانال در كيلومتر280+3(انتهاي پوشش بتني)...........................104شكل 4-28- مقطع عرضي كانال در كيلومتر708+3..................................................................105شكل 4-29- مقطع عرضي كانال در كيلومتر901+8..................................................................105شكل 4-30- نتايج پروفيل سطح آب ومشخصات هيدروليكي در كانال بيله سوار................106فهرست اشكال عنوان صفحهشكل 4-31- نتايج پروفيل سطح آب ومشخصات هيدروليكي براي دبي 24 مترمكعب درثانيه دركانال Aپارس اباد ............................................................................................................................106شكل 4-32- نتايج پروفيل سطح آب ومشخصات هيدروليكي بادبي 40 مترمكعب درثانيه در كانال بيله سوار .....................................................................................................................................107شكل 4-33- نتايج پروفيل سطح آب ومشخصات هيدروليكي براي دبي 24 مترمكعب درثانيه دركانال Aپارس اباد ............................................................................................................................107چکيدهمدل سازي سازه هاي هيدروليكي در كانالهاي انتقال آب به كمك نرم افزار HEC-RAS مطالعه موردي: كانال انتقال آب مغان نگارنده :در اين تحقيق از مدل HEC-RAS جهت مدل سازي سازه هاي هيدروليکي در کانال انتقال آب مغان واقع در استان اردبيل، شهرستان پارس آباد، شمالغرب ايران استفاده شده است . اين نرم افزار توسط مرکز مهندسي ارتش آمريکا به عنوان سيستم تجزيه و تحليل هيدروليکي ارايه شده است. هدف از اين تحقيق بررسي تغييرات هيدروليکي و سازه اي ناشي از تغييرات مقطع کانال هاي خاکي به بتني مي باشد. در بررسي رژيم هيدروليکي کانال هاي انتقال آب با داشتن سطح مقطع و سرعت جريان ساير مولفه هاي جريان نيز قابل حصول بوده و تجزيه و تحليل پروفيل سطح آب امکان پذير است. يکي از مهمترين پارامترهاي تأثيرگذار برروي پروفيل سطح آب جنس بستر کانال و سازه هاي هيدروليکي کانال هاي خاکي و بتني متوالي همزمان با سازه هاي هيدروليکي مي باشدمحاسبات هيدروليکي بصورت دستي امکان پذير نبوده و يا مستلزم صرف ساعت ها وقت و هزينه است.بر اساس بازديدهاي ميداني وتجربيات قبلي ضرايب زبري براي مقاطع خاکي ومقاطعي كه داراي نيزاروعلفزار مي باشد وداراي مقاطع بتني است تخمين زده شد و واسنجي اين ضرايب درمحل انجام گرفت. سازه هاي هيدروليکي مسيرکانال از قبيل سازه هاي کنترل سطح آب، سازه هاي کنترل جريان و پل ها در مدل، شبيه سازي گرديد.اين تحقيق نشان مي دهد که درکانال هاي خاکي و بتني متوالي ضرايب زبري ازپارامترهاي تأثيرگذار برپروفيل سطح آب مي باشد و باعث افت هيدروليکي جريان مي گردد.همچنين سازه هاي هيدروليکي متوالي در مسير کانال خاکي- بتني پروفيل سطح آب جديدي را ايجاد مي کند.واژهاي كليدي: مدل HEC-RAS، كانال انتقال آب مغان، كانال خاكي - بتني، پروفيل سطح آب