بررسی هیدرولیکی کانال ماهی-قایقرو منطبق با محیط زیست برای سدهای لاستیکی شمال ایران با استفاده از مدل فیزیکی و عددی
نام نخستين پديدآور
/روح الله احسانی
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: فنی مهندسی عمران
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۵
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
دکترا
نظم درجات
مهندسی عمران-سازههای هیدرولیکی
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۵/۱۱/۱۰
کسي که مدرک را اعطا کرده
تبریز
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
راه ماهیصها، به دلیل نقش مهمی که در مهاجرت آبزیان و بقا نسل آنها دارند، از اجزای اصلی سازهصهای تقاطعی از جمله سدها میصباشند .کانال ماهی-قایق رو نوعی راهصماهی است که حداکثر انطباق را با شرایط زیستصمحیطی داشته و در آن برای ایجاد تلفات انرژی در مجرای عبور ماهی، از برسصهای مشابه علف مصنوعی، استفاده شده است .از آنجاکه این برسصها، شعاع خمش مناسبی دارند، امکان عبور قایقصهای کوچک ماهیگیری نیز در آنها وجود دارد .در سالیان اخیر با توسعه احداث سدهای لاستیکی در نزدیکی دریا در رودخانهصهای شمال کشور، اجرای یک راه ماهی منطبق با محیط زیست را ضروری می نماید .کانال ماهی-قایقصرو به دلیل انطباق با محیطصزیست و امکان تردد قایقصهای کوچک ماهیصگیری، راهصماهی مناسب برای سدهای لاستیکی شمال ایران است .در این تحقیق برای بررسی شرایط هیدرولیکی این نوع راه ماهی ها، ابتدا مدل آزمایشگاهی این نوع راهصماهی در دو مقیاس، یکی برای کانال با عرض ۳۰ سانتیمتر و دیگری برای کانال با عرض ۶۰ سانتیمتر با شیب ۴ درصد و به ازای ۶ دبی مختلف تهیه شد .با مقایسه عمق جریان در دبیصهای مختلف، با توجه به ابعاد ماهیصهای مهاجر در رودخانهصهای استان مازندران، در کانال با عرض ۳۰ سانتیمتری دبیصهای سوم و چهارم به ترتیب بامقادیر ۹/۴ و ۹/۹ لیتر بر ثانیه، عمقصهای بهینه را برای عبور ماهیصها ایجاد میصنمایند و در کانال ۶۰سانتیمتری دبی های سوم و چهارم و پنجم به ترتیب با مقادیر ۹/۲۴ ، ۳/۳۶ و ۵/۵۲ لیتر بر ثانیه عمقصهای بهینه را برای عبور ماهیصها ایجاد میصنمایند .با تهیه نقشه رستر سرعتصهای طولی و عرضی جریان در محیط GIS و ترسیم الگوی جریان با استفاده از نرم افزار MATLAB مشاهده گردید که یک ناحیه کم سرعت در داخل حوضچهصها، بعد از هر برس تشکیل می شود که بهترین مکان برای استراحت ماهیصها میصباشد و ماهی برای عبور از این نقاط از سرعت مداوم خود استفاده میصنماید .در کانال با عرض ۳۰ سانتیمتری، حداکثر سرعت در بازشدگی در دبی سوم و چهارم به ترتیب برابر، ۶۲/۰ و ۶۴/۰ متر بر ثانیه است .با ملحوظ داشتن حداکثر سرعت انفجاری ماهی طرح با توجه به مقیاس آزمایشگاهی ( ۷۲/۰ متر بر ثانیه (، سرعتصها در محدوده قابل قبولی قرار دارند .در کانال با عرض ۶۰ سانتیمتری، حداکثر سرعت طولی در بازشدگی در دبی سوم، چهارم و پنجم، به ترتیب ۹۷/۰ ، ۹۶/۰ و ۰۷/۱ متر بر ثانیه است .با ملحوظ داشتن حداکثر سرعت انفجاری ماهی طرح با توجه به مقیاس آزمایشگاهی ( ۰۱/۱ متر بر ثانیه (، سرعتصها در محدوده قابل قبولی قرار دارند .در ادامه تحقیق مدل عددی کانال ماهی-قایقصرو برای کانال با عرض ۳۰ سانتیمتری تهیه شد .جهت کالیبراسیون و صحت سنجی از نتایج مدل آزمایشگاهی استفاده شد .با مقایسه عمق و سرعت جریان در مدل عددی با نتایج مدل آزمایشگاهی، متوسط خطای مطلق به ترتیب برای عمق و سرعت جریان، ۴۴/۲ و ۷۱/۱۲ درصد بوده است .با استفاده ازنتایج مدل عددی، سرعت طولی جریان در راستاهای مختلف حوضچه و بازشدگی مورد بررسی قرار گرفت و با سرعت مجاز ماهی طرح مقایسه و نتایج قابل قبولی به دست آمد .سپس آشفتگی جریان در راستاهای مختلف حوضچه و بازشدگی مورد تحلیل واقع شد .حداکثر میزان آشفتگی در بازشدگی بوجود می آید که مقدار آن ۱۸۰/۰ ژول بر کیلوگرم بر ثانیه است .با توجه به اینکه حداکثر آشفتگی مجاز جهت عبور ماهی طرح، ۲۰۰/۰ ژول بر کیلوگرم بر ثانیه است، بنابراین مقادیر آشفتگی در محدوده قابل قبول قرار دارد .نتایج بهصدست آمده از تحقیق نشان داد که کانال ماهی-قایقصرو، بدلیل شرایط هیدرولیکی) عمق، سرعت و آشفتگی (مناسب، راه ماهی مناسبی برای سدهای لاستیکی شمال ایران هستند .سازگاری با شرایط زیستمحیطی، پایین بودن هزینهصهای نگهداری و تعمیرات و ایجاد کانالی برای تردد قایقها، نیز مناسب بودن این نوع راه ماهی ها را برای سدهای مزبور توجیه می کند .
متن يادداشت
Consistent with having an important role in the aquatics migration and survival, the fishways are the building blocks of cross structures like dams. Canoe-fishway is a type of fishway which has the maximum compatibility with environmental conditions and to create energy losses in the canal, brushes similar to artificial grass, were used. Since the brushes have a good bending radius, they can also provide small fishing boats passing. In recent years, with the development and establishment of near-sea rubber dams in rivers in the northern part of the country, the implementation of an environmentally friendly fishway seems necessary. Due to its being consistent with environmental conditions and allowing the possibility of small fishing boats passing, canoe-fishway is a suitable alternative for the rubber dams in northern parts of Iran. For investigation of flow condition in Canoe-fishway, a laboratory model of this type of fishway was used in two scales, one canal with a width of 30 cm and the other with a width of 60 cm with a slope of 4 and 6 different discharges. By comparing the flow depth at different discharge, depending on the migratory fish sizes in rivers in Mazandaran province, it was found that in the flume with a width of 30 cm, the third and fourth discharge with respective values of 4.9 and 9.9 liters per second provided the optimal depth for fish passage. Moreover, the third, fourth and fifth discharges with respective values of 24.9, 36/3 and 52.5 liters per second in the canal with a width of 60 cm brought about the optimal depth for fish passage. By providing the raster map of the longitudinal and cross velocities in the GIS software and designing the flow pattern using MATLAB software, it was observed that a low-velocity area within the pool was formed after each brush serving as the best place for migratory fish resting in which the fish used its cruising speed to pass. In the canal with a width of 30 cm, the maximum longitudinal velosity was found in the slot in the third and fourth discharges with the respective values of 0.62 and 0.64 meters per second. By considering on the fish bursting speed according to laboratory scale (0.72 meters per second), the velocities were within the acceptable range. In the canal with a width of 60 cm, the maximum longitudinal velocity found in the slot in the third, fourth and fifth discharges with their respective values of 0.97, 0.96 and 1.07 meters per second. By considering the fish bursting speed in keeping with the laboratory scale (1/01 meters per second), the velocities were within the acceptable range. Accordingly, the canoe-fishway numerical model for the canal with a width of 30 cm was prepared. For calibration and validation, the laboratory model results were used.By comparing the flow depth and velocity of the laboratory model numerical data, the mean absolute error for the flow depth and velocity were 2.44 and 12.71 , respectively. Using the results of numerical modeling, the flow longitudinal velocity in different pool and slot sections were evaluated and compared with the velocity limit of the fish under study and acceptable results were obtained. Then, the flow turbulence in different pool and slot directions were analyzed. The maximum turbulence occurred in the opening with a value of about 0.180 Joules per kilogram per second. Given that the maximum acceptable turbulence for the passage of the fish under study was 0.200 Joules per kilogram per second, so the turbulence value was within the acceptable range. The results of the study showed that canoe fishway, consistent with suitable hydraulic conditions (depth, velocity and turbulence), serves as a suitable fishway for rubber dams in north of Iran. Environmental compatibility, low maintenance costs and creating a canal for boas passing justifies the suitability of this type of fishway for the given dams
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )