عنوان :

مقاله روش های محاسبه زمان تمرکز در حوضه ها

تعداد صفحات : ۴۴

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

در این مقاله درباره محاسبه زمان تمرکز  ، روش های محاسبه و تعیین زمان تمرکز برای یک حوضه فرضی به روشهای مختلف را توضیح می دهیم.

بسیاری از سازه های هیدرولیکی بر اساس دبی سیلابی طراحی می شوند. در مقدار دبی سیلابی خروجی از حوزه های آبریز، مشخصات حوزه و نیز مؤلفه های هواشناسی مؤثرند. از جمله مشخصات حوزه های آبریز مؤثر در در دبی های سیلابی زمان تمرکز (  Time of concentration) می باشد.

زمان تمرکز در یک حوضه آبریز عاملی متغییر است ولی معمولاً آن را به صورت مقدار ثابتی در نظر می گیرند.

بنابراین در انتخاب روش تعیین زمان تمرکز که یک پارامتر مهم در مطالعات هیدرولوژی است باید دقت شود و با نظارت دقیق مهندسی تعیین شود .

 واژه های کلیدی: زمان تمرکز، معادله ایزارد، معادله کربای، معادله برانس بای- ویلیامز، معادله اورتون – میدوز

فهرست مطالب

بخش اول : کلیات     ۲
۱-۱- مقدمه     ۳
۲-۱- تعاریف مختلف زمان تمرکز     ۳
۳-۱- نکات قابل توجه برای محاسبه زمان تمرکز      ۴
بخش دوم : معرفی روشهای مختلف زمان تمرکز     ۶
۱-۲- بررسی فرمول های تعیین زمان تمرکز حوضه ها      ۷
بخش سوم : تعیین زمان تمرکز برای یک حوضه فرضی به روشهای مختلف     ۳۲
بخش چهارم : نتیجه گیری     ۳۸
منابع و مآخذ     ۴۰

پیشگفتار

 «وجعلنا من الماء کل شیء حی»

به درستیکه آب ، مایع حیات هر موجود زنده است و یا به سخن دیگر ، آب ضروریترین و مهمترین جز مجموعه منابع طبیعی مورد نیاز برای بقای زندگی انسان ، پیشرفت و بهبود آن به شمار می رود . هر چند که انسان بدون آب توانایی ادامه زندگی را ندارد اما آب عامل تهدید کننده سلامتی ، آسایش و رفاه انسان و حتی مناطق جغرافیایی نیز به شمار می آید . بنابراین مطالعه دقیق آب در ابعاد گوناگون ضروری به نظر می رسد . بسیاری از مسایل مربوط به آب به کمک هیدرولوژی که علم آب شناسی است مورد بررسی و مطالع قرار می گیرند .

بخش اول کلیات

 ۱-۱- مقدمه :

بسیاری از سازه های هیدرولیکی بر اساس دبی سیلابی طراحی می شوند. در مقدار دبی سیلابی خروجی از حوزه های آبریز، مشخصات حوزه و نیز مؤلفه های هواشناسی مؤثرند. از جمله مشخصات حوزه های آبریز مؤثر در در دبی های سیلابی زمان تمرکز (  Time of concentration) می باشد.

زمان تمرکز در یک حوضه آبریز عاملی متغییر است ولی معمولاً آن را به صورت مقدار ثابتی در نظر می گیرند.

 ۲-۱- تعاریف مختلف زمان تمرکز :

۱ – tc به عنوان فاصله زمانی است که یک قطره آب از دورترین فاصله هیدرولیکی حوضه به نقطه خروجی حوضه یا نقطه طراحی برسد.منظور از دورترین فاصله هیدرولیکی ، دورترین فاصله هندسی نبوده بلکه ممکن است به دلیل شیب کمتر بخشی از حوضه ،دورترین نقطه به لحاظ زمان تمرکز دارای فاصله کمتری نسبت به خروجی یا نقطه طراحی داشته باشد. بر اساس این تعریف روش های تجربی مختلفی بر حسب مشخصات حوضه های آبریز به دست آمده که در ادامه ارائه شده است.

۲ – بر اساس هایتوگراف بارش و هیدروگراف رواناب ناشی از آن صورت می گیرد. بدین ترتیب که بر اساس هایتوگراف بارش و هیدروگراف رواناب ، میزان بارش مازاد و رواناب مستقیم محاسبه می گردد.زمان تمرکز فاصله زمانی بین مرکز جرم بارش مازاد و نقطه عطف در بازوی کاهشی هیدروگراف است. در برخی موارد نیز زمان تمرکز را به عنوان تفاوت زمانی بین انتهای بارش مازاد و نقطه عطف بازوی کاهشی هیدروگراف در نظر می گیرند.

بررسی ها نشان می دهد که هیچکدام از روش های بدست آمده از این دو تعریف برای محاسبه زمان تمرکز ، مقدار واقعی را بدست نمی دهد.

روش های تجربی بر اساس مشخصات حوضه های آبریز میتواند به دلیل تقریب در پارامترها و ثابت نبودن این پارامترها در دبی های سیلابی مختلف و یا تغییر این پارامترها با زمان ، دارای تفاوت در تخمین زمان تمرکز  واقعی حوضه باشد. همچنین روش محاسبه زمان تمرکز بر اساس داده های بارش و رواناب نیز دارای مشکلاتی است ، از جمله اینکه روش یگانه ای جهت جدا کردن جریان پایه از رواناب مستقیم وجود ندارد. همچنین در این روش نیاز به رطوبت خاک و الگوی منطقه ای بارش نیز می باشد. لذا در مجموع روش واحدی جهت تعیین TC وجود نداشته و با توجه به شرایط حوضه های آبریز با فرضیاتی که در هر روش تجربی ارائه شده بایستی روش مناسب انتخاب و مورد استفاده قرار گیرد. لذا بایستی توجه ویژه ای به فرضیات در نظر گرفته شده در توسعه هر روش نمود.

 ۳-۱- نکات قابل توجه برای محاسبه زمان تمرکز :

فرمول های TC بر اساس یک سری مفروضاتی است که نهایتاً در طبیعت خارج وجود ندارند و یا غیر قابل کنترل است و از این رو آنچه از محاسبات به دست می آید نمی تواند چندان قابل اعتماد و اتکا باشد . لذا همواره برای محاسبه چنین عاملی از چندین روش استفاده می گردد و با توجه به عوامل طبیعی و قضاوت مهندسی عدد مناسب انتخاب می شود.

قبل از تخمین زمان تمرکز باید مسیلجریان ، نوع خاک ، پوشش گیاهی ، شیب و وضعیت آب و هوا را در نظر داشت. زبری مسیر ، پایداری شیب ها ، اندازه سطح مقطع جریان ، اندازه موادی که جریان با خود حمل می کند ، نوع انشعابات زیر حوضه ای ، طول مسیر ، نوع بریدگی ها ، آبشار ها و شکستگی ها نیز باید در مد نظر باشد تا از هرگونه اشتباه فاحش در تخمین جلوگیری شود. گاهی اوقات تخمین TC با استفاده از عوامل هیدرولیکی انجام میگیرد. بخصوص در هنگامی که هیچگونه منحنی آبنمودی در حوضه آبریز موجود نیست ، این روش مؤثر واقع می شود. این روش برای مناطقی که جریان سطحی یا رواناب بخش عمده سیلاب را تشکیل می دهد ، مفید است. در صورتی که بخش زیادی از سیلاب رودخانه از آبهای زیر زمینی تغذیه شود ، مقدار TC بسیار کمتر از آنچه واقعیت دارد به دست می آید. در این روش طول بستر و سرعت حرکت آب ملاک عمل قرار می کیرد و بایستی برای رسیدن به تخمین TC مراحل زیر را انجام داد :

۱ – ابتدا در محل مورد نظر شدت جریانی با زمان بازگشت دو ساله تخمین زده می شود و اگر این کار عملی نباشد ، میتوان شدت جریانی را که تمام مسیلرا پر می کند ، با استفاده از فرمول های هیدرولیکی ، مانند مانینگ و شزی بدست آورد.

۲ – متوسط سرعت جریان با توجه به سطح مقطع جریان محاسبه می گردد. هرگاه به علت تنگی دره سیلابی ، عمق جریان در هنگام سیلاب از ۳ متر کمتر باشد ، از مسیل هایی با زمان بازگشت    ۱۰۰-۱۰  ساله استفاده می شود.

۳ – با استفاده از سرعت متوسط جریان و طول مسیر ، زمان پیمایش ( T_t) برای هر زیر حوضه یا قطعه از مسیر محاسبه می گردد.

۴ – از مجموع T_t در طول مسیر مقدار TC به دست می آید.

لازم به تذکر است که احتمال دارد T_t مربوط به بخش کوهپایه که در آنجا مسیلی وجود ندارد ، معلوم نباشد. در اینگونه موارد مقدار T_t آن ناحیه را با حدس و گمان و قضاوت مهندسی و یا با استفاده از فرمول ها به دست آورده و به مقدار TC میرسند. در این روش حوضه آبریز را از نظر کلیه خصوصیات در شرایط متوسطی در نظر گرفته اند و توزیع جریان سیلابی در حوضه یکنواخت است. حال اگر توزیع سیلاب حوضه آبریز یکنواخت نباشد ، بایست حوضه را به زیر حوضه های کوچکتر تقسیم نمود و عملیات فوق را به انجام رساند.

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .