Skip to main content
SUPERVISOR
Abdolreza Kabiri,Hamid Reza Safavi,Mohammad karim Beirami
عبدالرضا کبیری سامانی (استاد راهنما) حمیدرضا صفوی (استاد مشاور) محمدکریم بیرامی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammadreza Shamse Jouzdani
محمدرضا شمس جوزدانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Hydraulics of Flow over the Weir of Subsurface Dams
ABSTRA C T Recently, one of the most substantial water resources in water resources management is the groundwater, stored in aquifers. In arid and tropical regions having monsoon climate, the groundwater should be accumulated under the ground to be used in dry seasons. The use of subsurface dams in aquifers to store water behind the dam is one of the common techniques in recent years. But a weir should be constructed in subsurface dam body to convey out the excess water from the aquifer. Without an appropriate weir to withdrawal the extra water, groundwater level would reach to the ground surface and in addition to disrupting the lands application, will enter inevitable damages to the environment. In this study, the effects of characteristics of weir together with the aquifer hydrodynamic properties on groundwater flow discharge are studied. The effects of different hydraulic parameters on the flow rate through the weir of the dam are also investigated. An experimental model of the aquifer, including underground reservoir, dam and weir is built and the effects of different parameters such as hydraulic conductivity of the aquifer, head above the weir, height of the weir and weir crest length on the discharge through the weir in steady state condition are tested. The results show that increasing the hydraulic conductivity of the aquifer, yields to increase the flow discharge. By increasing the weir height or the head above the weir or the weir crest length, the discharge increases. In order to evaluate all the influential parameters and analyze their effects on flow discharge through the subsurface weir, the Seep3D software is used. The results of numerical models are verified using the measured data. Then different models of underground dams and weirs prepared and the effect of each influential parameter on the groundwater discharge through the weir has been studied. Results of numerical models showed that the hydraulic conductivity of aquifer, head above the weir and the effective width of the aquifer are the most significant parameters to establish a certain groundwater discharge through the weir. Keywords: Aquifer, Subsurface Dam, Flow Hydraulics, Weir, Hydraulic Conductivity
امروزه استفاده از آب های ذخیره شده در زیر سطح زمین و در لایه های آبدار زیرزمینی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در مناطق خشک و یا گرمسیری که دارای آب و هوای موسمی هستند، بایستی در فصول بارانی آب را در زیر سطح زمین ذخیره نمود تا در فصول خشک بتوان از آن استفاده کرد. استفاده از سدهای زیرزمینی به صورت دیواره‌ی آب بند در مسیر جریان در لایه های آبدار به منظور ذخیره‌ی آب پشت دیواره‌ی سد یکی از روشهایی است که در سالهای اخیر جهت ذخیره‌ی آب های زیرزمینی مورد توجه ویژه قرار گرفته است. بررسی مشخصات هیدروژئولوژیکی منطقه وانتخاب محل مناسب جهت احداث اینگونه سدها همواره مورد نظر متخصصان بوده است. اما تحقیق در مورد جنس بدنه این گونه سدها و تعیین ضخامت و ارتفاع سدهای زیرزمینی نیز در سال های اخیر توسط دانشمندان بررسی شده است. موضوعی که در طراحی سدهای زیرزمینی کم تر به آن توجه شده است و از اهمیت ویژه ای برخوردار است، بررسی سرریز در سدهای زیرزمینی است. پیش بینی سرریز در سدهای زیرزمینی به منظور خروج آب اضافی از آبخوان ضروری است. در صورت عدم پیش بینی سرریز مناسب در سدهای زیرزمینی در هنگام طراحی این گونه سدها و عدم خروج آب اضافی، سطح آب زیرزمینی بالا آمده تا جایی که به سطح زمین می رسد و علاوه بر آنکه کاربری سطح زمین را مختل کرده، آسیب های جبران ناپذیری را به محیط زیست وارد می کند. در تحقیق حاضر، تأثیر ابعاد هندسی و مشخصات سرریز بر عبور جریان آب زیرزمینی به پایین دست سد با توجه به مشخصات هیدرودینامیکی آبخوان بالادست مورد مطالعه قرار می گیرد. همچنین تأثیر پارامترهای مختلف هیدرولیکی بر میزان دبی عبوری از سرریز در سدهای زیرزمینی بررسی خواهد شد. در این تحقیق یک مدل آزمایشگاهی از آبخوان سدهای زیرزمینی شامل مخزن سد و سرریز سد زیرزمینی ساخته شد. در این مدل آزمایشگاهی تأثیر پارامترهایی نظیر ضریب هدایت هیدرولیکی لایه های آبدار، هد در بالادست سرریز سد زیرزمینی، ارتفاع سرریز سد و طول تاج سرریز سد بر میزان دبی عبوری از سرریز سد زیرزمینی در حالت پایدار مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج آزمایشات نشان می دهند که با افزایش ضریب هدایت هیدرولیکی مصالح آبخوان، دبی عبوری از سرریز افزایش می یابد. همچنین با افزایش ارتفاع سرریز، هد در بالادست سرریز سد و طول تاج سرریز نیز دبی عبوری از سرریز سد افزایش می یابد. به منظور بررسی کلیه عوامل مؤثر و تحلیل اثرات آنها بر میزان دبی عبوری از سرریز در سدهای زیرزمینی از نرم افزار Seep 3D استفاده شده است. ابتدا نتایج مدل عددی با استفاده از نتایج آزمایشات صحت hy;سنجی گردیده و سپس مدل‌های مختلفی از سدهای زیرزمینی در نرم افزار Seep 3D ساخته شده و تأثیر پارامترهای مختلف بر دبی عبوری از سرریز سدهای زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی های مدل عددی نیز نشان می دهد که ضریب هدایت هیدرولیکی مصالح آبخوان، هد در بالاست سد زیرزمینی و عرض مؤثر در جریان آب های زیرزمینی بیشترین تأثیر را بر دبی عبوری از سرریز در سدهای زیرزمینی دارا می باشند. در ادامه به منظور بررسی دقیق تر تأثیر پارامترها، آنالیز ابعادی بر روی پارامترهای حاکم انجام پذیرفته و در نهایت رابطه ا‌ی جهت تخمین دبی عبوری از سرریز در سدهای زیرزمینی ارائه شده است. کلمات کلیدی : آبخوان، سد زیرزمینی، هیدرولیک جریان، سرریز، ضریب هدایت هیدرولیکی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی