پایان نامه ارزیابی تأثیر پارامترهای هندسی هیدرولیکی سازه های آبی کانال آبرسان درشرایط غیرماندگار

فهرست و منابع پایان نامه ارزیابی تأثیر پارامترهای هندسی هیدرولیکی سازه های آبی کانال آبرسان درشرایط غیرماندگار

فهرست:

عنوان مطالب                                                                     شماره صفحه

چکیده                                                                                     1

مقدمه                                                                                     2

فصل اول : کلیات                                                                        3

 ١-١)تعریف مسأله                                                                  4

 ١-٢)ضرورت انجام تحقیق                                                        6

 ١-٣)اهداف تحقیق                                                                   8

فصل دوم :مروری بر تحقیقات گذشته                                                9

 ٢-١-مقدمه                                                                           10

 ٢-٢- بررسی سوابق مطالعات جریان های غیر ماندگار در شبکه های آبیاری از

 11

دیدگاه بهره برداری و کنترل

 ٢-٣- مشخصات سیستم های کنترل                                               12

 ٢-٤-نوع کنترل                                                                     14

 ٢-٤-١-کنترل پس خورد                                                           14

 ٢-٤-٢-کنترل پیش خورد                                                          15

 ٢-٤-٣-کنترل ترکیبی                                                              17

 ٢-٥-جهت کنترل                                                                   17

 ٢-٦-تکنیک های طراحی                                                          19

 ٢-٦-١-تکنیک p                                                                   19

 ٢-٧-مدل های هیدرودینامیک و مدل ١١ MIKE                               23

 ٢-٨- مدل های بهینه سازی با شبیه سازی هیدرودینامیک                      24

فصل سوم : معرفی مدل ١١ MIKE و معرفی مدل AutoCal و معرفی

 31

منطقه طرح

٣-١معرفی مدل ١١ MIKE                                                        32

-١-١-حالات جریان                                                                 33

٣-١-٢- تئوری های بکارگرفته در مدل                                           34

٣-١-٣-روش حل معادلات                                                          36

٣-١-٤- شرایط مرزی                                                               40

٣-١-٤-١-وضوح                                                                    40

٣-١-٤-٢- انتخاب شرط مرزی                                                     40

٣-١-٤-٣- توصیف شرایط مرزی                                                  40

٣-١-٥-مقاومت بستر                                                                43

٣-١-٥-١-نسبت مقاومتی                                                            44

٣-١-٥-٢-فاکتور مقاومت                                                           44

٣-١-٥-٣-شعاع مقاومت                                                            44

٣-١-٦-شرایط پایداری                                                              46

٣-١-٦-١-ملا ک کورانت                                                           47

٣-١-٦-٢-ملاک سرعت                                                            47

٣-١-٧-گام زمانی                                                                    48

٣-١-٨-نحوه تعریف مقاطع عرضی                                                48

٣-١-٩-شرایط اولیه                                                                  50

٣-١-١٠-افت انرژی                                                                 51

٣-٢)بخش دوم معرفی نرم افزار کالیبراسیون و بهینه سازی AutoCal       52

٣-٢-١-راه اندازی برنامه AutoCal                                              53

٣-٢-٢-منوی Simulation Specification                                     53

٣-٢-٣-منوی Model Parameters                                             58

٣-٢-٤-منوی Objective Function                                             60

٣-٢-٥-بهینه سازی                                                                  63

-٢-٥-١-منوی Optimization Method                                        63

٣-٢-٦-منوی Save Output File                                                68

٣-٢-٧-خروجی های برنامه                                                        69

٣-٣-بخش سوم معرفی منطقه طرح                                                69

فصل چهارم : اجرای مدل کانال آبرسان                                              72

٤-١- تهیه مدل                                                                       73

٤-٢- تعریف سازه ها                                                                78

٤-٢-١- دریچه کنترل بالادست آمیل                                                80

٤-٢-١-١- کاربردها و فواید                                                        81

٤-٢-١-٢- حذف سرریز آّب                                                        81

٤-٢-١-٣- مفاهیم عملکرد                                                           82

٤-٢-١-٤- مشخصات هیدرولیکی                                                  82

٤-٢-١-٥-کاهش                                                                     83

٤-٢-١-٦- کنترل کانال از بالادست                                                83

٤-٢-٢- مدل سازی آبگیرها                                                         88

٤-٢-٣- مدل سازی سرریزها                                                       90

فصل پنجم : ارائه نتایج                                                                93

مقدمه                                                                                    94

٥-١- تعریف سناریو                                                                   94

٥-٢- آنالیز حساسیت                                                                   99

٥-٢-١- کاربرد حساسیت هیدرولیکی در تعین دقت مورد نیاز برای کنترل سطح

 99

آب

٥-٢-٢- کاربرد حساسیت هیدرولیکی در بررسی عملکرد هیدرولیکی سیستم

 100

آبیاری

٥-٢-٣- معرفی شیوه آنالیز حساسیت و بررسی آن بر اساس تحقیقات قبلی     100

-٢-٤- روند حل در این تحقیق                                                       104

٥-٣-بهینه سازی                                                                       108

٥-٣-١- مقدمه ای بر مدل های بهینه سازی                                         108

٥-٣-٢-روش های بهینه سازی                                                       109

٥-٣-٣- الگوریتم SCE                                                               111

٥-٣-٤- پارامترهای الگوریتم SCE                                                 112

٥-٣-٥- معیارهای توقف                                                              112

٥-٣-٦- مکانیزم الگوریتم SCE                                                     112

٥-٣-٧- مکانیزم الگوریتم CCE                                                     114

٥-٣-٨- بهینه سازی با مدل AutoCal                                              116

٥-٣-٩- روش مونت کارلو                                                           123

٥-٣-١٠- تجزیه و تحلیل نتایج بهینه سازی                                         126

فصل ششم : نتیجه گیری و پیشنهادات                                              128

  نتیجه گیری                                                                        129

  پیشنهادات                                                                          130

پیوست ها                                                                           131

منابع و ماخذ                                                                            132

فهرست منابع فارسی                                                                  132

فهرست منابع لاتین                                                                    134

سایت های اطلاع رسانی                                                              136

چکیده انگلیسی                                                                         137

منبع:

[١] ابریشمی ، ج. و حسینی ، س. م. (١٣٧٢). هیدرولیک کانال های باز. مؤسسه چاپ و انتشارات آستان قدس رضوی .

[٢] پورزند، ا. (١٣٧٦). ارزیابی عملکرد سیستم های آبیاری و زهکشی در حال حاضر و سیاست گذاری آن .

مجموعه مقالات کارگاه فنی ارزیابی عملکرد سیستم های آبیاری و زهکشی . کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران ، ١٠١-٨٧.

[٣] جواهری ، ن. (١٣٨٥). الگوریتم ژنتیک و کاربرد آن در بهینه سازی طرح های منابع آب ، اولین همایش منطقه ای بهره برداری بهینه از منابع آب حوضه های کارون و زاینده رود، دانشگاه شهرکرد

[٤] سیاهی ، م. و امیری تکلدانی ، ا. (١٣٨٧). طراحی کانال های آبیاری و سازه های وابسته . مؤسسه انتشارات و چاپ دانشگاه تهران .

[٥] سیاهی ، م. (١٣٧٥). ارزیابی عملکرد سیستم های آبیاری . هشتمین سمینار کمیته ملی آبیاری و زهکشی .

[٦] شاهرخ نیا، م. ع. و جوان ، م.(١٣٧٧). تعین حساسیت سازه های تحویل آب در شبکه آبیاری درودزن با استفاده از مدل ریاضی . یازدهمین همایش کمیته ملی آبیاری و زهکشی

[٧] صالحی طالشی ، ا. (١٣٧٨). ارزیابی عملکرد بهره برداری از شبکه های آبیاری به روش تحلیل پوششی داده ها(DEA)، پایان نامه کارشناسی ارشد، تأسیسات آبیاری ، دانشکده کشاورزی ، دانشگاه تربیت مدرس .

[٨] غروری ، ح و برهان ، ن. (١٣٧٦). معرفی ارزیابی عملکرد سیستم های آبیاری و زهکشی ، مجموعه مقالات کارگاه فنی ارزیابی عملکرد سیستم های آبیاری و زهکشی ، کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران ،

 .1-18

[٩] قدوسی ، ح. (١٣٨٥). طبقه بندی جامع جریان های غیرماندگار از دیدگاه بهره برداری در کانال های آبیاری و تهیه مدل های ریاضی مدیریت بهینه آنها. پایان نامه دکتری سازه های آبی ، دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس تهران .

[١٠] قدوسی ، ح. (١٣٨٠). بهبود عملکرد شبکه های آبیاری با انجام تحلیل حساسیت در مدل های تحلیل پوششی داده ها(DEA). پایان نامه کارشناسی ارشد، تأسیسات آبیاری ، دانشکده کشاورزی ، دانشگاه تربیت مدرس تهران .

[١١] قدوسی ، ح و عمادی ، ع. (١٣٨٢). تحلیل انواع جریان غیرماندگار در کانال های آبیاری در شرایط تغییرات نیاز و ارائه دستورالعمل بهره برداری مناسب با آن . سمینار دکتری سازه های آبی ، دانشکده کشاورزی ، دانشگاه تربیت مدرس ، ٧٦ ص.

[١٢] کارآموز، م. (١٣٨٥). مهندسی سیستم ،انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر

[١٣] کارآموز،م . (١٣٨٢). برنامه ریزی و مدیریت کیفی سیستم های منابع آب ، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر

[١٤] کسب دوز، ش، منعم ، م و کوچک زاده ، ص. (١٣٧٧). کاربرد مدل هیدرودینامیک ICSS-POM در تعیین مناسبترین گزینه توزیع آب در شبکه آبیاری قوری چای . مجموعه مقالات نهمین همایش کمیته ملی آبیاری و زهکشی ، بهمن ماه ١٣٧٧، ص ١٣-٢١.

[١٥] مامی زاده ، ج. (١٣٨٣). توسعه مدل ریاضی سیستم های کنترل ( ,AVIO, AVIS, P+PR BIVAL) در کانال های آبیاری . پایان نامه کارشناسی ارشد تأسیسات آبیاری ، دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس تهران .

[١٦] محسنی موحد، س. ا. (١٣٨١). تهیه مدل ریاضی بهینه سازی عملکرد هیدرولیکی کانال های آبیاری با استفاده از روش آنیلینگ شبیه سازی شده (SA) و تعین ارزش نسبی شاخص های ارزیابی ، رساله دکتری ، آبیاری و زهکشی ، دانشکده کشاورزی ، دانشگاه تربیت مدرس .

[١٧] مساح ، ع. (١٣٨٠). تهیه مدل ریاضی سیستم های کنترل نیرپیک ، آمیل ، آویس و P+PR. پایان - نامه کارشناسی ارشد تأسیسات آبیاری . دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس تهران .

[١٨] منعم ، م. (١٣٧٥). معرفی مدل مشابه سازی شبکه های آبیاری و بهینه سازی بهره برداری از آنها.

هشتمین سمینار کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران ، ٢٠ ص.

[١٩] وطن خواه ، ع.ر. (١٣٨٧) تعیین روابط حاکم بر حساسیت هیدرولیکی اجزای شبکه های آبیاری و کاربرد آنها در کنترل جریان و بهبود شیوه بهره برداری . پایان نامه دکتری سازه های آبی . دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران 

فهرست منابع  لاتین

[٢٠] Akouz, k., Benhammou, A. and Malaterre, P. O. (١٩٩٧). “Predictive control of an

irrigation channel.” International workshop on regulation of irrigation canals, April ٢٢-

٢٤, Marakech, pp: ٠٩-٢١٤.

[٢١] Boussinesq, J., (١٨٧١). “Theorie de I’intumescence liquid appelee onde solitaire ou

de translation, se propagent dans un canal rectangulaire.” Theory of the liquid

intumescences, called a solitary wave of translation, propagated in a channel of

rectangular cross section : Acad. Sci. [Paris] Comptes rendus, v.٧٢, p. ٧٥٥-٧٥٩.

 .١-١٠٫٠١٫٠.Amil gates” Gec-Alstom. A“ .(٢٠٠٥) .Catalogue [٢٢]

[٢٣]. DHI. (٢٠٠٧) A modeling system for Rivers and channels (MIKE١١), Reference

manual and User Guide, DHI water &Environment, Denmark.

[٢٤]. DHI. (٢٠٠٧) MIKE ZERO- Auto Calibration Tool User Guide, DHI water &

Environment, Denmark.

[٢٥] Franck, J. F. (١٩٩٧). “Optimization of global performance of local controllers:

Aplication to automatic regulation of irrigation canals.” International workshop on

regulation of irrigation canals, April ٢٢-٢٤, Marrakech, pp:٥٣-٦٢.

[٢٦] Habib, Z., Shahid, B. and Bhutta, M. (١٩٩٢). “ Self adjusting grid method for one-

dimensional hyperbolic conservation laws.’ J. Computational Physics, (٥٠), ٢٣٥-٢٦٩.

[٢٧] Hurand, P. and Kosuth, P. (١٩٩٢). “Use of rivers for irrigation water conveyance.

Semegref IIMI International workshop on the application of the mathematical modeling for

the improvement of irrigation canal operation. October ٢٦-٣٠, Montpellier, france, pp:

١٨٩-١٩٨.

[٢٨] Kuper, M., Litrico, X and Habib Z. (١٩٩٧). “Analyzing the impact of alternative

operational rules on Water distribution.” International workshop on regulation of

irrigation canals, April ٢٢-٢٤, Marrakech, pp: ١٧١-١٨١.

[٢٩] Lagrange, I.L., (١٧٨١). “Memoire sur la theorie du movement des fluids [Memoir on

the theory of movement of fluids.” Acad. Royal[Berlin] Mem., P. ١٥١-١٩٨, [١٧٨٣]; and P.

١٩٢-١٩٨.

[٣٠] Laplace, P.S., (١٧٧٥-٧٦). “Recherches sur quelques points du system du monde

researches on some points of word system.” Acad. Sci. [Paris]Mem., (complete

works,V.٩).

[٣١] Litrico, X. and Fromion, V. (٢٠٠٣). “Advanced control politics and optimal

performace for an irrigation canal.” In European control conference ECC, Cambridge,

UK,٢٠٠٣.

[٣٢] Liu, F. and Feyen, J. and Berlamont, J (١٩٩٤). “Downstream Control Algorithm for

Irrigation Canals.” Journal of Irrigation and Drainage Engineering, Vol. ١٢٠, No. ٣, pp:

٤٦٧-٤٨٣.

[٣٣] Liu, F. and Feyen, J. and Berlamont, J (١٩٩٥). “Downstream Control Algorithm for

Irrigation Canals.” Journal of Irrigation and Drainage Engineering, Vol. ١٢١, No. ٢, pp:

١٧٩-١٩٠.

134

[٣٤] Malaterre, P. O. and Baume, J.P.(١٩٩٧a). “Water saving in irrigation canals and

rivers.” International workshop on regulation of irrigation canals, April ٢٢-٢٤,

Marrakech, pp:١٠٠-١١٩.

[٣٥] Malaterre, P.O., Rogers, D. and Schuurmans, J. (١٩٩٧b). “Classification of canal

control algorithms.” Journal of irrigation and drainage engineering, ١٢٣:٢١-٣٨.

[٣٦] Malaterre, P.O., Rogers, D. and Schuurmans, J. (١٩٩٨). “Classification of canal

control algorithms.” Journal of irrigation and drainage engineering, ASCE.

[٣٧] Manguerra, H.B., Chuenchooklin, S. and Loof, R. (١٩٩٢). “Implementing SYMO in

Phitsanulok irrigation project, Thailand.” Semegref-IIMI International workshop on the

application of the mathematical modeling for the improvement of irrigation canal

operation, October ٢٦-٣٠, Montpellier, france, pp;٢٥-٤٠.

[٣٨] Mishra, A.; A.Anand; R.Singh and N.S.Raghuwanshi. ٢٠٠١. Hydraulic modelling of

Kansabati main canal for performance assessment., J. Irrig. and Drain. Engrg.,

ASCE, ١٢٧(١), ٢٧-٣٤.

[٣٩] Mojarro, B., Kosuth, P. and Argueta, J. (١٩٩٢). “Use of the SIC simulation model to

improve the management of an irrigation canal.” Semegraf-IIMI International workshop

on the application of the mathematical modeling for the improvement of irrigation canal

operation, October ٢٦-٣٠, Montpellier, France, pp:١٧٣-١٨٨.

[٤٠] Monem, M. J. and Manz, D. H. (١٩٩٤). “Application of the simulation techniques for

improving the performance of irrigation conveyance systems.” Iranian journal of water

resources engineering, ٢:١-٢١.

[٤١] Monem, M. J. and Schuurmans, W. (١٩٩٢). “Performance of canal delivery strategies

and control system.” International Seminar on the Application of Mathematical modeling

for the Improvement of Irrigation Canal Operation, ٢٦-٢٩ Oct. ١٩٩٢. Montpellier,

France., ٣٠٧-٣١٥.

[٤٢]. Nitin Muttil, Shie-Yui Liong., "Superior Exploration Balance in Shuffled Complex

Evolution", Journal of Hydraulic Engineering, Volume ١٣٠, Issue ١٢, pp. ١٢٠٢-١٢٠٥,

٢٠٠٤.

[٤٣] Partiot, H.L. , ١٨٥٨, “Memoire sur mascaret (Extrait par l’auteur) Author’s abstract:

Memoir on the tidal bore.” Acad. Sci.[Paris]Comptes rendus, v. ٤٧,, p. ٦٥١-٦٥٤.

[٤٤]. Pao-Shan Yu, Tao-Chang Yang., "Fuzzy multi-objective function for rainfall-runoff

model calibration. Journal of Hydrology", Volume ٢٣٨, Issues ١-٢, ٣٠ November ٢٠٠٠,

Pages ١-١٤, ٢٠٠٠.

[٤٥]. Q. Duan., "Effective and Efficient Global Optimization for Conceptual Rainfall-

Runoff Models", Journal of Water Resources Research, Vol ٢٨(٤), pp.١٠١٥-١٠٣١, ١٩٩٢.

[٤٦]. Q. Duan, Gupta V.K. and Sorooshian S., "A Shuffled Complex Evolution Approach

for Effective and Efficient Global Minimization", Journal of Optimization Theory and its

Applications, Vol ٧٦(٣), pp ٥٠١-٥٢١, ١٩٩٣.

[٤٧]. Q. Duan, Sorooshian S. & Gupta V.K., "Optimal Use of the SCE-UA Global

Optimization Method for Calibrating Watershed Models", Q, Journal of Hydrology,

Vol.١٥٨, ٢٦٥-٢٨٤, ١٩٩٤

135

[٤٨] Renault, D.(١٩٩٩). “Offtake sensitivity, operation effectiveness, and performance of

irrigation system.”, J. Irrig.and Drain. Engrg. (ASCE), ١٢٥(٣), ١٣٧-١٤٧.

[٤٩] Russell, J.S. (Scott) (١٨٣٧). “Experimental researches into the laws of certain

hydrodynamic phenomena that accompany the motion of floating bodies, and have not

previously been reduced into conformity with the known laws of the resistance of fluids:

Royal Soc. [Edin-burg] philos. Trans., v. ١٤, p. ٤٧-١٠٩[١٨٤٠]. Pub-lished in French in

Ponts et Chaussees Annales, sen. ٢, p. ١٤٣-٢٣٤, ١٨٣٧.

[٥٠] Saint-Venant, D. Barre, (١٨٧١). Theorie du movement non permenant ds eaux avec

application aux crues des rivieres at a I’introduction des marees dans leur lit[Theory of

unsteady water flow, with application of river floods and to propagation of tides in river

channels]: Acad. Sci[Paris] Comptes rendus v. ٧٣, p. ١٤٨-١٥٤, ٢٣٧-٢٤٠.

[٥١] Schuurmans, W., Brouwer, R. and Wonink, P. (١٩٩٢a). “Identification of control

system for canal with night storage.” Journal of Irrigation and Drainage Engineering,

١١٨: ٣٦٠-٣٦٩.

[٥٢] Schuurmans, W. and Vonderkrogt, W. N. M. (١٩٩٢b). “Experience with management

support models in Egypt and Indonesia.” Semegraf-IIMI International workshop on the

application of the mathematical modeling for the improvement of irrigation canal

operation, October ٢٦-٣٠, Montpellier, france, pp: ٤١-٥٤.

[٥٣] Schuurmans, W. (١٩٨٩). “Study of existing hydrodynamic flow models.” Univ. of

Technology of Delft faculty of Civil Eng. Department of Irrigation and water Management.

Stevinweg, Delft, The Netherlands.

٥٤-سایت های اطلاع رسانی

1-www.dhigroup.com

پژوهشگاه علوم و فناوری اطلاعات ایران                                   2-www.irandoc.ac.ir

 3-www.sciencedirect.ir

 4- www.gigapedia.com

 5- www.civilica.com

 6-www.elsevier.com

کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران                                              7-www.irncid.org

انجمن مهندسان عمران آمریکا                                                     8-www.asce.org