تأثیر اختلالات سازه‌ای و هیدرولیکی بر پروفیل سطح آب در شبکه‌های آبیاری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 1- استادیار گروه مهندسی آب، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه رازی

2 2- دانشجوی کارشناسی ارشد سازه‌های آبی، دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

کاهش منابع آب و پایین بودن راندمان شبکه‌های آبیاری، توجه به روش‌های مدیریتی و بهره‌برداری مناسب از کانال‌های آبیاری را ضروری می‌سازد. در هر شبکه آبیاری تعداد متنوعی سازه‌ آبگیر و تنظیم‌کننده وجود دارد که تغییر در شرایط کار هر یک از آن‌ها (اختلالات هیدرولیکی و سازه‌ای) بر عملکرد و رفتار سازه‌های دیگر تأثیر گذاشته و منجر به کاهش عملکرد هیدرولیکی شبکه می‌شود. اختلالات سازه‌ای به‌علت تغییرات جزئی در میزان بازشدگی سازه‌های آبگیر و تنظیم‌کننده ایجاد می‌شود که این امر باعث تغییر عمق طراحی و پروفیل سطح آب می‌گردد. تغییرات جزئی دبی ورودی به کانال موجب اختلالات هیدرولیکی و تغییر پروفیل سطح آب در بازه‌های شبکه می‌شود. در این پژوهش به‌منظور بررسی تأثیر اختلالات سازه‌ای و هیدرولیکی بر عمق جریان، با استفاده از بسط تیلور رابطه‌ حاکم بر پروفیل سطح آب در جریان متغیر تدریجی خطی شد و یک رابطه تحلیلی برای محاسبه‌ تغییرات عمق آب ارائه گردید. سپس برای شرایط مختلف هیدرولیکی، نتایج حاصل از حل عددی رابطه حاکم بر جریان متغیر تدریجی با رابطه‌ تحلیلی ارائه‌شده، مقایسه گردید. نتایج نشان می‌دهد که خطای رابطه تحلیلی ارائه‌شده برای محاسبه تغییرات پروفیل سطح آب در شرایط اختلالات سازه‌ای و هیدرولیکی به‌ترتیب کمتر از 4% و 8/3% است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The Effect of Structural and Hydraulic Perturbation on Water Surface Profile in Irrigation Networks

نویسندگان [English]

  • MM Heidari 1
  • S Mohammad Pour 2
چکیده [English]

Reduction of water resources and low efficiency of irrigation networks makes it necessary to pay attention to the management methods and the proper operation of the irrigation canals. In each irrigation network, there is a large number of offtake and cross-regulators that any change in their operating situation affects the behavior of other structures and lead to decrease in the hydraulic performance of canals. The structural perturbation is formed under partial changes in the setting of offtake and cross-regulator, which causes variations of the design depth and water surface profile. Partial changes in the inflow of a canal discharge lead to hydraulic perturbation and variation in water surface profile. In this research, in order to investigate the influence of structural and hydraulic perturbation on the flow depth, the governing Gradually Varied Flow (GVF) equation was linearized by Taylor's expansion and an analytical equation was developed to calculate the water depth changes. Then, for various hydraulic conditions, the results of the numerical solution of the governing GVF equation and the developed analytical formula were compared. The results showed that the errors of the presented formula to calculate the water surface profile changes under structural and hydraulic disturbances were less than 4% and 3.8%, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydraulic sensitivity index
  • Irrigation networks
  • Structural and hydraulic perturbation
  • Water surface profile