کتاب مکانیک رسوب در آبراهه‌های روباز و مخازن سدها

کتاب مکانیک رسوب در آبراهه‌های روباز و مخازن سدها
کتاب مکانیک رسوب در آبراهه‌های روباز و مخازن سدها :
مکانیک رسوب که در آن سازوکار انتقال رسوبات در کانال‌ها و مجاری روباز، مخازن سدها و سواحل و بنادر مورد بررسی قرار می‌گیرد، در ساماندهی رودخانه‌ها، کنترل سیلاب‌، طراحی کانال‌های پایدار، طراحی مناسب آبگیرها، طراحی مناسب حوضچه‌های رسوب‌گیر در کانال‌های آبیاری و طرح‌های آبخیزداری، تخمین مناسب حجم رسوب‌گذاری در مخازن سدها و ارائه راهکارهای مناسب رسوب‌زدایی آنها، طراحی مناسب سازه‌های کنترل انتقال رسوب در سواحل، طراحی سازه های حفاظت سواحل و بنادر و همچنین پیش بینی فرآیند انتقال رسوب در سواحل و بنادر کاربرد دارد.
سالانه میلیون‌‎ها تن رسوب در مسیر رودخانه‌ها یا پیرامون سازه‌های آبی، برداشته و انباشته ‌می‌شود و در بسیاری از موارد هزینه‌های زیادی را بر بهره‌برداران این سازه‌ها و یا پیش‌بینی نادرست از میزان ته‌نشست و آورد رسوبات نیز رخ می‌دهد. تعیین پارامترهایی که بر این فرآیندها موثرند، بیشتر بر اساس مطالعات آزمایشگاهی و یا میدانی صورت می‌گیرد که علت این موضوع را میتوان در پیچیدگی موجود در سازوکار انتقال رسوب و پارامترهای موثر بر آن جستجو نمود.
این مطالعات پیشینه طولانی دارد و همچنان نیز مورد علاقه و توجه محققین است، چرا که همچنان مجهولات زیادی در رفتار، کمیت و اثرگذاری جریان‌های حاوی رسوب وجود دارد.
فهرست مطالب کتاب مکانیک رسوب در آبراهه
فصل اول: مبانی مكانیک رسوب :
۱-۱- مقدمه
۱-۲- ویژگی‌های فیزیکی آب
۱-۲-۱- چگالی آب
۱-۲-۲- لزجت (گرانروی) آب
۱-۲-۳- کشش سطحی آب
۱-۳- ویژگی‌های فیزیکی دانه رسوب
۱-۳-۱- اندازه دانه‌های رسوب
۱-۳-۲- دانه‌بندی مصالح رسوبی
۱-۳-۳- شکل دانه‌های رسوب
۱-۳-۴- چگالی دانه‌های رسوب
۱-۳-۵- سرعت سقوط دانه‌های رسوب
۱-۳-۶- چگالی کل مصالح رسوبی
۱-۴- هیدرولیک جریان در آبراهه‌های روباز
۱-۵- ساز و کار پخش و انتقال در جریان آشفته
۱-۶- آستانه حرکت دانه رسوب
۱-۶-۱- پارامترهای مؤثر بر آستانه حرکت ذرات رسوب
۱-۷- آستانه حرکت مصالح سنگی
فصل دوم: ساز وکار‌های انتقال رسوب و تشکیل فرم‌های بستر :
۲-۱- مقدمه
۲-۲- ساز وکار‌های انتقال رسوب
۲-۳- فرم‌های بستر
۲-۳-۱- محاسبه ارتفاع و طول موج شکل‌های بستر
۲-۳-۲- پیش‌بینی شكل بستر
۲-۳-۳- مقاومت بستر در مقابل جریان در حضور شکل‌های بستر
۲-۴- جریان و انتقال رسوب در قوس‌ها
فصل سوم: انتقال رسوبات از جنس مصالح بستر
۳-۱- مقدمه
۳-۲- بار بستر
۳-۲-۱- روابط قطعی محاسبه بار بستر
۳-۲-۲- روابط احتمالاتی برای محاسبه بار بستر
۳-۲-۳- عوامل مؤثر بر بار بستر
۳-۳- بار معلق
۳-۴- بار كل
۳-۵- مقایسه روش‌های مختلف برآورد بار رسوبی
فصل چهارم: معادلات حاكم بر انتقال رسوب در بسترهای فرسایشی
۴-۱- مقدمه
۴-۲- دسته‌بندی معادلات انتقال رسوب
۴-۳- معادله پخش- انتقال غلظت رسوب
فصل پنجم: رسوب‌گذاری در مخازن سدها
۵-۱- مقدمه
۵-۲- فرآیند رسوب‌گذاری در مخازن
۵-۳- الگوهای توزیع رسوب در مخازن سدها
۵-۴- پیش‌بینی نحوه توزیع رسوب در مخازن سدها
۵-۴-۱- هیدروگرافی مخازن
۵-۴-۲- مدلسازی فیزیکی و آزمایشگاهی
۵-۴-۳- مدلسازی عددی
۵-۴-۴- روشهای تجربی
فصل ششم: ساز‌وکار‌های انتقال و روش‌های تخلیه رسوب مخازن سدها
۶-۱- مقدمه
۶-۲- رسوب‌زدایی مخزن در زمان كم آبی رودخانه با عملیات شاس (فلاشینگ)
۶-۳- رسوب‌زدایی با جریان سیلاب
۶-۴- تخلیه جریان‌های غلیظ
۶-۵- رسوب‌زدایی مخزن با روش هیدروساكشن
۶-۵-۱- اجزاء مكانیكی و هیدرولیكی مورد استفاده در هیدروساكشن
۶-۵-۲- پیشینه تاریخی استفاده از روش هیدروساكشن
۶-۵-۳- طرح هیدرولیكی عملیات هیدروساكشن
۶-۵-۴- امكان‌سنجی عملیات رسوب‌زدایی هیدروساكشن
فصل هفتم: شبیه‌سازی انتقال و تخلیه رسوب در مخازن سدها
۷-۱- مقدمه
۷-۲- مدلسازی فیزیكی رسوب‌زدایی مخزن
۷-۳- مدلسازی عددی رسوب‌زدایی مخزن
۷-۳-۱- مدل‌های یك‌بعدی
۷-۳-۲- مدل‌های دو‌بعدی
۷-۳-۳- مدل‌های سه‌بعدی
۷-۴- مطالعه موردی شبیه‌سازی عددی رسوب‌زدایی مخزن سد سفیدرود
۷-۴-۱- معادلات حاكم بر مدل عددی مورد استفاده
۷-۴-۲- نتایج شبیه‌سازی عددی رسوب‌زدایی مخزن سد سفیدرود
فصل هشتم: انتقال رسوب در لوله‌ها و مجاری تحت فشار
۸-۱- مقدمه و تعاریف
۸-۲- سرعت بحرانی
۸-۳- افت هد
فهرست نشانه‌ها و نمادها
منابع و مآخذ
فرهنگ اصطلاحات فارسی به انگلیسی کتاب
فهرست شکل‌ها
شکل (۱-۱)
ذره در حال سقوط در سیال و نیروهای وارد بر آن
شکل (۱-۲)
دیاگرام آلبرتسون برای محاسبه ضریب دراگ بر حسب عدد رینولدز و فاکتور شکل ذره
شکل (۱-۳)
دیاگرام محاسبه سرعت سقوط ذرات رسوب کوچکتر از ۱۰۰ میکرومتر در دماهای مختلف آب (فن راین، ۱۹۹۳)
شکل (۱-۴)
دیاگرام محاسبه سرعت سقوط ذرات رسوب بزرگتر از ۱۰۰ میکرومتر در دماهای مختلف آب (فن راین، ۱۹۹۳)
شکل (۱-۵)
نمای شماتیک میدان جریان دو‌بعدی
شکل (۱-۶)
نمای شماتیک نواحی زیر لایه لزج، توزیع لگاریتمی سرعت و ناحیه انتقالی
شکل (۱-۷)
نیروهای وارد بر ذره رسوب قرار گرفته در بستر
شکل (۱-۸)
دیاگرام شیلدز برای محاسبه آستانه حرکت دانه‌های رسوب
شکل (۱-۹)
نتایج بررسی‌های محققین مختلف در ارتباط با آستانه حرکت ذرات رسوب (فن راین، ۱۹۹۳)
شکل (۱-۱۰)
دیاگرام محاسبه تنش برشی بحرانی بر حسب قطر دانه‌های رسوب (فن راین، ۱۹۹۳)
شکل (۱-۱۱)
دانه رسوب بر روی بستر صاف که در آن برابر با صفر است
شکل (۱-۱۲)
دانه رسوب بر روی بستر دارای شیب طولی برابر با
شکل (۱-۱۳)
دانه رسوب بر روی بستر دارای شیب عرضی برابر با
شکل (۱-۱۴)
مقایسه سرعت بحرانی با استفاده از روابط مختلف برای مصالح سنگی
شكل (۲-۱)
موقعیت لایه‌های بار بستر و بار معلق
شكل (۲-۲)‌
انتقال رسوب به شکل بار بستر و قبل از پیدایش شكل بستر در رژیم پایین جریان (بستر مسطح)
شكل (۲-۳)‌
بستر ریپل در رژیم پایین جریان
شكل (۲-۴)‌
نمایی از شكل بستر دیون و شیب های بالادست و پایین‌دست مربوط به آن
شكل (۲-۵)‌
بستر دیون و ریپل‌های شکل گرفته روی آن به همراه جوشش جریان در سطح آزاد در اثر رسیدن گردابه‌ها به سطح آزاد جریان (در رژیم پایین جریان)
شكل (۲-۶)‌
بستر دیون و جوشش جریان در سطح آزاد در اثر رسیدن گردابه‌ها به سطح آزاد جریان (انتهای رژیم پایین جریان)
شكل (۲-۷)
بستر مسطح که در اثر شسته شدن امواج دیون ایجاد می‌شود
شكل (۲-۸)
بستر آنتی‌دیون در رژیم جریان بالا
شكل (۲-۹)
بستر شوت و آبگیر در رژیم جریان بالا
شكل (۲-۱۰)
دیاگرام طبقه‌بندی شکل بستر (فن راین، ۱۹۸۹(
شكل (۲-۱۱)
دیاگرام طبقه بندی شکل بستر فن دن برگ و فن گلدر (۱۹۸۹)
شكل (۲-۱۲)
دیاگرام طبقه بندی شکل بستر (انگلاند و هانسن، ۱۹۶۶)
شكل (۲-۱۳)
دیاگرام طبقه بندی شکل بستر (سیمون و ریچاردسون، ۱۹۶۶)
شکل (۲-۱۴)
تغیرات تنش برشی ناشی از زبری بستر و شکل بستر با سرعت جریان (فن‌راین، ۱۹۹۳)
شکل (۲-۱۵)
تغیرات تنش برشی و فشار در بستر جریان با شکل بستر دیون (فن راین، ۱۹۹۳)
شکل (۲-۱۶)
مقاومت در برابر جریان در اثر وجود شکل بستر (انیشتاین و بارباروسا، ۱۹۵۲)
شکل (۲-۱۷)
تغییرات با (انگلوند و هانسن، ۱۹۶۷)
شکل (۲-۱۸)
ضریب شکل دیون (ون راین، ۱۹۸۴)
شکل (۲-۱۹)
نمای شماتیک آبراهه مئاندری و مشخصات آن
شکل (۲-۲۰)
سازوکار و نحوه پیشروی مئاندر
شکل (۲-۲۱)
نحوه شکل‌گیری دریاچه رها شده اوکسبا
شکل (۲-۲۲)
شکل‌گیری جریان سه‌بعدی هلیکالی در قوس آبراهه‌ها (گرف، ۱۹۸۵)
شکل (۲-۲۳)
نمای شماتیک بالا‌آمدگی آب در قوس بیرونی خم آبراهه
شكل (۳-۱)
نمای بالای كانال‌های همگرا و واگرا
شکل (۳-۲)
فرم دیاگرامی روابط قطعی بار بستر (فن راین، ۱۹۹۳)
شکل (۳-۳)
احتمال فرسایش مصالح رسوبی بر حسب پارامتر شیلدز مؤثر (فن راین، ۱۹۹۳)
شکل (۳-۴)
محاسبه انتگرال‌های I1 و I2 (فن راین، ۱۹۹۳)
شکل (۳-۵)
اثر اندازه دانه‌های رسوب بر روی نرخ بار بستر (فن راین، ۱۹۹۳)
شکل (۳-۶)
شیب های رو به بالا و پایین و علامت‌های منفی و مثبت در رابطه (۳-۲۹)
شکل (۳-۷)
ضریب اصلاحی بار بستر برای شیب طولی (فن راین، ۱۹۹۳)
شکل (۳-۸)
نسبت بار بستر در راستای طولی و عرضی (فن راین، ۱۹۹۳)
شكل (۳-۹)
نمای شماتیك پروفیل‌های سرعت، غلظت رسوب و حاصلضرب
شکل (۳-۱۰)
تأثیر پارامتر تعلیق بر پروفیل غلظت رسوب در عمق (وانومی، ۱۹۴۶)
شکل (۳-۱۱)
تأثیر پارامتر تعلیق بر پروفیل غلظت رسوب در عمق (فن راین، ۱۹۹۳)
شکل (۳-۱۲)
تقسیم عمق جریان به اجزاء عمق و پروفیل‌های سرعت و غلظت رسوب
شکل(۳-۱۳)
محاسبه پارامتر در رابطه بار معلق (فن راین، ۱۹۹۳)
شكل (۵-۱)
نمای شماتیك رسوب‌گذاری در مخزن سد
شکل (۵-۲)
مراحل رسوب‌گذاری در مخزن
شکل (۵-۳)
الگوی رسوب‌گذاری دلتایی
شکل (۵-۴)
الگوی رسوب‌گذاری نواری
شکل (۵-۵)
الگوی رسوب‌گذاری گوه‌ای
شکل (۵-۶)
الگوی رسوب‌گذاری یکنواخت
شكل (۶-۱)
نمای شماتیك شاس تحت فشار از طریق تخلیه کننده‌های عمقی
شكل (۶-۲)
نمای شماتیك تخلیه جریان سیلاب حاوی مقادیر زیاد رسوبات
شكل (۶-۳)
نمای شماتیك تخلیه جریان غلیظ از دریچه‌های تحتانی سد
شکل (۸-۱)
نمای شماتیک شکل انتقالی شبه همگن
شکل (۸-۲)
نمای شماتیک شکل انتقالی نا‌همگن
شکل (۸-۳)
نمای شماتیک شکل انتقالی بستر متحرک
شکل (۸-۴)
نمای شماتیک شکل انتقالی بستر ثابت- متحرک
شكل (۸-۵)
افت هد در مجاری با جریان حاوی رسوب بر حسب سرعت جریان كه با منحنیهای هم غلظت رسوب مشخص می‌شود (دوراند، ۱۹۵۳)
شکل (۸-۶)
تغییرات با قطر ذرات رسوب بر حسب غلظت رسوبات معلق در مجرای تحت فشار (دوراند، ۱۹۵۳)
شکل (۸-۷)
دیاگرام مودی برای محاسبه ضریب افت اصطکاکی در مجرا با جریان صاف
شکل (۸-۸)
افت فشار در مجاری برای قطر مصالح ۴۴/۰ میلیمتری (دوراند، ۱۹۵۳)
شکل (۸-۹)
افت فشار در مجاری برای قطر مصالح ۰/۲ میلیمتری (دوراند، ۱۹۵۳)
شکل (۸-۱۰)
دیاگرام دوراند برای محاسبه افت هد اصطکاک اضافی (دوراند، ۱۹۵۳)
شکل (۸-۱۱)
دیاگرام دوراند (۱۹۵۳) برای محاسبه افت اصطکاک اضافی برای دو نوع ماده معلق در جریان
شکل (۸-۱۲)
دیاگرام دوراند (۱۹۵۳) برای محاسبه افت اصطکاک اضافی برای دو نوع پوشش مجرا
فهرست جدول‌ها
جدول (۱-۱)
تغییرات چگالی آب در دماهای مختلف
جدول (۱-۲)
تغییرات لزجت سینماتیک آب در دماهای مختلف
جدول (۱-۳)
طبقه بندی دانه‌های رسوب بر حسب اندازه‌شان، توسط مرکز ژئوفیزیک ایالات متحده
جدول (۱-۴)
و بر حسب شرایط مختلف بهره‌برداری از مخزن سد و جنس مصالح رسوبی
جدول (۱-۵)
بر حسب شرایط بهره‌برداری از مخزن سد یا مصالح رودخانه‌ای و جنس مصالح رسوبی
جدول (۱-۶)
اثر چسبندگی بر روی سرعت بحرانی
جدول (۴-۱)
معادلات حاكم بر میدان جریان و انتقال رسوب از نظر ابعاد مسئله
جدول (۵-۱)
حجم ذخیره، میزان نیروی برقابی تولیدی و اتلاف حجم مخزن در اثر رسوبگذاری در سدهای بزرگ جهان
منابع و مآخذ