slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
هیدروگراف‌ها PowerPoint Presentation
Download Presentation
هیدروگراف‌ها

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 40

هیدروگراف‌ها - PowerPoint PPT Presentation


  • 230 Views
  • Uploaded on

هیدروگراف‌ها. موسوی ندوشنی ویراست بهار 1389. فرآیند تشکیل جریان سطحی. جریان روی سطح یا جریان ورقه‌ای ( overland flow ) تجمع جریان روی سطوح پست ( shallow concentrated flow ) جریان در آبراهه ( open channel flow ). هیدروگراف. جریان سطحی. منحنی فروکش. جریان پایه. شاخه فروکش. شاخه بالارونده.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'هیدروگراف‌ها' - jillian-foley


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

هیدروگراف‌ها

موسوی ندوشنی

ویراست بهار 1389

دانشگاه صنعت آب و برق

slide2
فرآیند تشکیل جریان سطحی
  • جریان روی سطح یا جریان ورقه‌ای (overland flow)
    • تجمع جریان روی سطوح پست (shallow concentrated flow)
    • جریان در آبراهه (open channel flow)

دانشگاه صنعت آب و برق

slide3
هیدروگراف

جریان سطحی

منحنی فروکش

جریان پایه

دانشگاه صنعت آب و برق

slide4

شاخه فروکش

شاخه بالارونده

هیدروگراف (1)
  • منحنی تغییرات دبی نسبت به زمان را هیدروگراف گویند.
  • این رویکرد نسبت به سایر روش‌ها مزیت‌های زیر را دارد:
    • تغییرات دبی در یک بازه زمانی قابل پایش است. اگر تغییرات دبی کند باشد می‌توان بازه زمانی را بزرگتر انتخاب نمود. اما چنانچه تغییرات دبی تند باشد باید بازه زمانی را کوچکتر نمود.
    • می‌توان با داشتن آن حجم جریان را محاسبه نمود.

دبی اوج

دانشگاه صنعت آب و برق

slide5
هیدروگراف (2)
  • حجم
    • در واقع سطح زیر هیدروگراف، حجم رواناب را بیان می‌کند.

دانشگاه صنعت آب و برق

slide6

T

b

T

T

T

l

p

c

زمان‌های شاخص در هیدروگراف
  • در هیدروگراف چهار زمان شاخص وجود دارد:
    • زمان رسیدن دبی به حداکثر
    • زمان تاخیر
    • زمان تمرکز
    • زمان پایه

دانشگاه صنعت آب و برق

slide7
زمان پایه هیدروگراف
  • روش‌های جدا نمودن دبی پایه

دبی کل از دبی پایه و دبی سیلاب تشکیل شده است.

در تحلیل‌ها باید دبی پایه را از دبی کل جدا نمود. برای این کار روش‌های مختلفی مرسوم که در شکل ملاحظه می‌شود.

روش (A-B-D-E)

روش (A-B-C-E)

روش (A-E)

N=0.8A0.2

دانشگاه صنعت آب و برق

slide8
منحنی فروکش

دانشگاه صنعت آب و برق

slide9
هیدروگراف واحد
  • هیدروگراف ناشی از یک واحد بارندگی خالص است.
    • یک واحد می‌تواند یک میلی‌متر، سانتی‌متر یا یک اینچ باشد.
    • این هیدروگراف شامل دبی پایه نیست.
    • هیدروگراف واحد باید زمان تداوم بارندگی خالص را همراه خود داشته باشد.
      • هیدروگراف واحد 2 ساعته
      • هیدروگراف واحد 6 ساعته
      • هیدروگراف واحد x ساعته

دانشگاه صنعت آب و برق

slide10
اجزاء هیدروگراف واحد (UH)

ارتفاع

شدت

مدت

دانشگاه صنعت آب و برق

slide11
هیدروگراف واحد به منزله یک ابزار
  • در واقع هیدروگراف واحد پاسخ حوضه است نسبت به بارشی که در آن صورت گرفته است و اگر درست محاسبه گردد بیانگر رفتار حوضه است نسبت به بارندگی ورودی
  • با در دست داشتن هیدروگراف واحد و باران مازاد میتوان (بدون اندازه‌گیری) هیدروگراف متناظر آن بارندگی را برآورد نمود.

دانشگاه صنعت آب و برق

slide12
اصل مهم در هیدروگراف واحد
  • تقسیم‌بندی‌های متنوعی در مدل‌های بارندگی-رواناب وجود دارد که در اینجا می‌توان به رابطه بین بارندگی و رواناب اشاره نمود:
    • مدل‌هایی که رابطه بین بارندگی و رواناب خطی هستند. که هیدروگراف واحد یکی از مصادیق آن است.
    • مدل‌هایی که رابطه بین بارندگی و رواناب غیرخطی هستند.

دانشگاه صنعت آب و برق

slide13
اصول هیدروگراف واحد

if I1 Q1 and I2  Q2 then I1+I2  Q1+Q2

if I1 Q1 then C×I1  C×Q1

دانشگاه صنعت آب و برق

slide14
اصل اول هیدروگراف واحد

دانشگاه صنعت آب و برق

slide15
اصل دوم هیدروگراف واحد

دانشگاه صنعت آب و برق

slide16
هیدروگراف واحد 4 ساعته با استفاده از هیدروگراف واحد 2 ساعته

دانشگاه صنعت آب و برق

slide17
رواناب ناشی از رگبار مرکب

دانشگاه صنعت آب و برق

convolution principal
اصل پیچش (Convolution principal)
  • حالت پیوسته
  • حالت گسسته
  • Q is flow, P is precipitation and U is unit hydrograph
  • M is the number of precipitation pulses, n is the number of flow rate intervals
  • The unit hydrograph has N-M+1 pulses

دانشگاه صنعت آب و برق

slide19
کاربردی از پیچش با توجه به اصل خطی

دانشگاه صنعت آب و برق

slide20
روش بدست آوردن UH از داده‌های تجربی (1)
  • ایده‌آل آن است که شرایط زیر برقرار باشد:
    • رکورد زیادی از بارندگی در حوضه داشته باشیم
    • بارندگی ثبت شده مناسب باید دارای شرایط زیر باشد:
      • توزیع مکانی (spatial) یکنواخت روی حوضه
      • توزیع زمانی آن در حین باران خالص یکنواخت باشد.
      • رگبارها منفرد و مجزا باشند.
      • ارتفاع باران مازاد از 0.5 تا 2.0 اینچ باشد.
      • زمان تداوم بارش مازاد، تقریبا 25 تا 30 درصد زمان تاخیر حوضه باشد.

دانشگاه صنعت آب و برق

slide21
روش بدست آوردن UH از داده‌های تجربی (2)
  • گام‌های محاسبه به شرح زیر است:
    • دبی پایه را از دبی کل هیدروگراف جدا می‌شود.
    • حجم جریان سطحی محاسبه می‌گردد.
    • ارتفاع رواناب بدست می‌آید.
    • عرض‌های هیدروگراف مشاهده شده بر ارتفاع رواناب تقسیم شده و عرض‌های هیدروگراف واحد را بدست می‌دهد.
  • هیدروگراف واحد حاصل ممکن است که شاخص نباشد؟
    • برای رفع این مساله هیدروگراف واحد را برای چندین رگبار محاسبه نموده و سپس از پیک‌های جریان و زمان‌های حداکثر، متوسط گرفته می‌شود.

دانشگاه صنعت آب و برق

1 hr uh
هیتوگراف باران مازاد و 1-hr UH

دانشگاه صنعت آب و برق

slide23
محاسبات روش پیچش

دانشگاه صنعت آب و برق

slide24
جدول محاسبات

دانشگاه صنعت آب و برق

slide25
بدست آوردن هیدروگراف واحد با زمان‌های مختلف
  • روش تاخیر دادن
    • سهولت و سادگی
    • فقط برای مضارب صحیح از زمان هیدروگراف x ساعته به‌کار می‌رود. یعنی nx
  • روش هیدروگراف S
    • عملیات آن نسبتا مفصل و حجیم است، اما می‌توان با یک صفحه گسترده کار را سهل نمود.
    • از هر زمان می‌توان زمان‌های دیگر را ساخت.

دانشگاه صنعت آب و برق

slide26

هیدروگراف واحد تاخیر یافته

هیدروگراف S (1)

هیدروگرافS

دانشگاه صنعت آب و برق

slide27
هیدروگراف S (2)

دانشگاه صنعت آب و برق

slide28
هیدروگراف S (3)

دانشگاه صنعت آب و برق

slide29
هیدروگراف واحد مصنوعی
  • برای حوضه‌های کوچک، طبیعی (توسعه نیافته) و دور از دسترس معمولاً داده‌های مربوط به دبی و بارندگی اندازه‌گیری نشده‌اند.‌
  • روش‌های مختلفی ارایه شده است که هیدروگراف واحد مصنوعی را بدست می‌دهد.
  • در این حالت، هیدروگراف واحد از روابط تجربی ناشی می‌گردد.
  • هیدروگراف واحد سنتز شده از روابط تجربی، متاثر از عوامل زیر است:
    • زمان‌های شاخص هیدروگراف
    • مساحت حوضه، شیب
    • طول حوضه
  • در حالت کلی بسط هیدرگراف واحد مصنوعی متضمن موارد زیر است:
    • زمان رسیدن به دبی حداکثر
    • دبی حداکثر
    • شکل هیدروگراف

دانشگاه صنعت آب و برق

slide30
هیدروگراف واحد مصنوعی اشنایدر
  • این هیدروگراف توسط ارتش آمریکا در نرم‌افزار HEC-HMS مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  • این تکنیک برای حوضه‌هایی با مساحت 10 تا 10000 مایل مربع مورد استفاده قرار گرفته است.
  • در این روش پنج مشخصه هیدروگراف مد نظر قرار می‌گیرد:
    • زمان پایه هیدروگراف
    • زمان تاخیر
    • دبی حداکثر
    • بازه زمانی در عرض 50 درصد دبی حداکثر
    • بازه زمانی در عرض 75 درصد دبی حداکثر
  • با استفاده از هفت نقطه فوق می‌توان شکل کلی هیدروگراف را یافت و کنترل نمود که ارتفاع رواناب برابر واحد باشد.
  • استفاده از این تکنیک آسان است اما باید در به‌کارگیری ضرایب این روش احتیاط نمود.

دانشگاه صنعت آب و برق

slide31
جزییات روش اشنایدر (1)
  • زمان تاخیر
    • در این روش فرض میشود که L=tlزمان تاخیر است.
    • با استفاده از رابطه تجربی زیر زمان تاخیر بصورت زیر است:
    • Ctضریب تجربی است که از حوضه‌های اندازه‌گیری اخذ شده است و بین 1.8 تا 2.2 در تغییر است که مقدار تقریبی آن Ct=2.0 است.
    • L طول بلندترین آبراهه برحسب mile
    • Lcaفاصله از نقطه خروجی تا نقطه‌ای روی آبراهه نزدیک مرکز ثقل مساحت حوضه بر حسب mile

دانشگاه صنعت آب و برق

slide32
جزییات روش اشنایدر (2)
  • زمان تداوم باران مازاد (td بر حسب ساعت)
  • عبارت فوق با زمان تداوم باران مازاد خواسته متفاوت است. لذا تعدیل انجام می‌شود.
  • که در آن tda زمان هیدروگراف واحد و tla زمان تاخیر تعدیل شده است.
  • در اینجا می‌توان زمان tlaرا به‌جای tl به‌کار برد.

دانشگاه صنعت آب و برق

slide33
جزییات روش اشنایدر (3)
  • زمان پایه هیدروگراف به صورت زیر ارایه شده است.
    • در اینجا زمان پایه بر حسب روز است. در حوضه‌های کوچک این زمان بین 3tL تا 5tL است.
  • دبی حداکثر (Qpcfs) عبارتست از:
    • A سطح حوضه بر حسب مایل مربع
    • ضریب دوم Cp تجربی روش اشنایدر است، که از 0.5 تا 0.7 تغییر می‌کند، و به ضریب ذخیره حوضه شهرت دارد. که مقدار تقریبی آن Cp=0.6 است.

دانشگاه صنعت آب و برق

slide34
جزییات روش اشنایدر (4)
  • شکل هیدروگراف واحد اشنایدر توسط دو پارامتر زمانی W50 و W75 کنترل می‌شود.

Qp

Discharge (m3/s)

W75

W50

1/3W50

2/3W50

Time (hr)

دانشگاه صنعت آب و برق

slide35
جزییات روش اشنایدر (5)
  • مقادیر W50 و W75 به صورت زیر ارایه می‌گردد. این مقادیر بر حسب ساعت است.

دانشگاه صنعت آب و برق

slide36
هیدروگراف واحد SCS
  • سازمان حفاظت خاک آمریکا تعداد زیادی هیدروگراف واحد در حوضه‌هایی که در آنها اندازه‌گیری انجام می‌شود را مطالعه نموده است.
  • دو پارامتر برای UH مورد نیاز است.
    • دبی اوج
    • زمان اوج
  • در عمل دو نوع هیدروگراف واحد از این دست وجود دارد:
    • UH مثلثی
    • UH بدون بعد

دانشگاه صنعت آب و برق

slide37
هیدروگراف واحد مثلثی

L

tb

Tp

دانشگاه صنعت آب و برق

slide38

Tc: time of concentration

  • C = 2.08 (483.4 in English system)
  • A: drainage area in km2 (mi2)

دانشگاه صنعت آب و برق

slide39
هیدروگراف واحد بدون بعد
  • در نتیجه تحلیل تعداد زیادی از هیدروگراف‌های واحد طبیعی، نسبت‌های بدون بعدی برای منحنی هیدروگراف‌های واحد بسط داده شده است.

1.0

5

1.0

دانشگاه صنعت آب و برق

slide40

Q

t

Q

t

p

p

0

0

0

1

0

0

1

5

.

.

0

2

0

0

7

5

.

.

0

3

0

1

6

.

.

0

4

0

2

8

.

.

0

5

0

4

3

.

.

0

6

0

6

.

.

0

7

0

7

7

.

.

0

8

0

8

9

.

.

0

9

0

9

7

.

.

1

1

1

1

0

9

8

.

.

1

2

0

9

2

.

.

1

3

0

8

4

.

.

1

4

0

7

5

.

.

1

5

0

6

6

.

.

1

6

0

5

6

.

.

1

8

0

4

2

.

.

2

0

0

3

2

.

.

2

4

0

1

8

.

.

3

0

0

0

7

5

.

.

3

5

0

0

3

6

.

.

4

0

0

0

1

8

.

.

4

5

0

0

0

9

.

.

5

0

0

0

0

4

.

.

مثالی از هیدروگراف بدون بعد
  • با استفاده از مثال هیدروگراف واحد مثلثی و جدول

مربوطه هیدروگراف بدون بعد ساخته می‌شود.

برای t/tp=0.5 و Q/Qp=0.43 داریم: t=4.75 و

Q=1533 ft3/s

برای t/tp=2 و Q/Qp=0.32 داریم: t=19 و

Q=1141 ft3/s

برای t/tp=3 و Q/Qp=0.075 داریم: t=28.5 و

Q=267 ft3/s

دانشگاه صنعت آب و برق