فهرست

عناوین                                صفحه

 

مقدمه                                                                                          1

مسایل محاسبوی هایدرولوژیکی وطرق حل آنها                                  3

درج جدول نمودن ارقام اولیه                                                           ی

ترسیم منحنی تأمینی                                                                       ط

ترسیم منحنی تکراری                                                                    ض

محاسبۀ تأمینیت P جهت ترسیم منحنی تجربوی                                   ق

ترتیب جدول (2)                                                                           ا

محاسبات جهت ترسیم منحنی تأمینی – تئوریکی ...                             ف

ترسیم منحنی های تأمینی تجربوی در گراف مخصوص                        ف

نتیجه گیری

 

 

 

 

 

 

 

 

مقدمه

 

هایدرولوژی و موضوعات آن :  هایدرولوژی  از دو کلمه یونانی ترکیب شده است : هایدرو (hydro) به معنی آب و لوژی ( logy) به معنی مطالعه میباشد ؛ پس هایدرولوژی  عبارت ازعلم مطالعه آب است.           در حال حاضر این کلمه را به معنی خصوصی تر آن باید دانست : علمی که درمورد بوجوود آمدن ، توزیع و حرکت آب در زمین به شمول اتموسفیر و تحت زمین بحث میکند بنام هایدرولوژی  یاد مینمایند.

یا به عبارت دیگرعلمی که هایدروسفیر را به شمول ابحار ، بحیره ها ، جهیل ها ، دریا ها ، جبه زارها ، آبهای خاکی وگرونتی ، برف ، یخچال ها ، رطوبت اتموسفیری همچنان  خواص آن و پروسه ها و حادثات در ارتباط با اتموسفیر ، لیتوسفیر و محیط اجسام  زنده که در آن زندگی مینمایند تحت مطالعه خویش قرار میدهد عبارت از هایدرولوژی  است .

آب در اتموسفیر به شکل بخار ، درسطح زمین به شکل آب و کتله های یخ و تحت زمین به شکل آب های تحت الارضی وجود دارد.

آب های زمین که در ترکیب آن مواد جامد ، مایع و گاز میباشد به نام آب های طبیعی یاد میگردد ، قسمت اعظم آن آب های اقیانوس ها را تشکیل میدهد و فسمت اصغری آن مربوط به قسمت خشکه زمین یا طبقات کوهی میباشد ، آب های خشکه که در نتیجه رسوب نمودن ترسبات اتموسفیری که قسمت اعظم آن در صورت تبخیر از سطح بحیره ها  اقیانوس ها به وجود می آید تشکیل میگردد.

آبی که به اشکال مختلف در سطح زمین وجود دارد به نام آب های سطحی یاد میگردد.

بخش هایدرولوژی  که آبهای سطح زمین را مورد مطالعه خویش قرار میدهد به نام هایدرولوژی  خشکه یاد میگردد ، و بخش هایدرولوژی  که آب های اقیانوس ها  و بحیره ها  را تحت مطالعه خویش قرار میدهد به نام اقیانوس شناسی و یا هایدرولوژی  اقیانوس یاد میشود.

بخش هایدرولوژی که آب های تحت الارضی را مورد مطالعه قرار میدهد به نام هایدروجیولوژی یاد میگردد .

در ترکیب هایدرولوژی  آن بخش هایدروجیولوژی که ارتباط به آب های سطحی وتحت الارضی، تغذیه دریا ها توسط آب های تحت الارضی و غیره را مطالعه مینماید نیز شامل میگردد.

هایدرولوژی ارتباط نزدیک به هایدرومتری ( Hydrometry ) دارد  که این علم در مورد مطالعه و طرق اندازه گیری پارامتر های آب که رژیم جریان را مشخص می سازد.    در استیشن های هایدرومتری سرعت ، مقدار جریان آب ، مقدارجریان ترسبات مغلق و عمقی ، نوسانات سطح آب ، حرارت ، آب و هوا ، امواج سطح آب  وغیره نظارت میگردد؛ نتایج امور هایدرومتری دارای ارزش بسزای علمی برای طرح ریزی ساختمان های هایدروتخنیکی میباشد.

هایدرولوژی ارتباط نزدیک به مترولوژی ( Metrology ) دارد که در این علم مطالعه اتموسفیر و پروسه های که در آن رخ میدهد ، در قدم اول به آن قسمت که در آن دوران رطوبت و تبخیر از سطح آب ارزیابی میگردد ، تحت تأثیر فعالیت آب در پروسه تشکل سطح زمین ارتباط  هایدروسفیر به لیتوسفیر از همه واضح تر اظهار میگردد ؛ ریلیف سطح زمین به نوبه خویش در شکل جریان آبی تأثیرات مهم دارد به همین منظور هایدرولوژی به جیومورفولوژی که عبارت از علم مطالعه قانونمندی تشکل وتغیرات شکل زمین میباشد  که بیشترین مسایل مشترک را دارا میباشند .

هایدرولوژی علمی است که با علوم انجنیری  رابطه ناگسستنی دارد و مکمل کننده علوم دیگر می باشد، از آن جمله میتوان گفت که هایدرولوژی  به علم هایدرولیک ( Hydrolics  ) که از قوانین حرکت آب بحث میکند و هایدرولوژی  حرکت آبهای تحت الارضی را تحت مطالعه خویش قرار میدهد رابطه مستقیم دارد ؛ علاوه براین علم هایدرولوژی  ارتباط نزدیک و مستقیم با توپوگرافی ، شهر سازی ، خاکشناسی ، ترانسپورت ، سرکسازی ، آبیاری و زراعت دارا میباشد.

موضوعات اساسی هایدرولوژی مانند سایر علوم عبارت از برقرار نمودن ارتباط بین پدیده هایی میباشد که این علم آنها را مطالعه میکند.

هایدرولوژی به صورت عموم مطالعه دریا ها را در بر میگیرد ، یعنی موضوع اساسی آن عبارت است از برقرار نمودن رابطه بین رژیم جریان دریاها  وعواملی که بالای این رژیم ها تأثیر وارد میکند .

در هایدرولوژی خشکه مفهوم اساسی عبارت از ملکیت های آبی است ؛ دانستن اساسات هایدرولوژی در همه ساحات ملکیت های آبی اهمیت داشته خصوصاً در ساحات ذیل رول عمده را بازی میکند.

1. در ساحه انرژی آبی ( Water power ) : طرح ریزی و دریافت قدرت تولیدی استیشن برقی آبی مربوط به ارقام ذکر شده نشان دهندۀ تغیر جریان نظر به وقت رژیم یخ و غیره میباشد.
2. اصلاحات کشاورزی (reclamation   Land  ) : جهت آبیاری نمودن زمین های زراعتی لازم است تا مقدار آبی را که از دریا ویا منبع دیگر اخذ میگردد دانست که آن موضوع بازهم مربوط به ارقام هایدرولوژی  میگردد .

همچنان جهت خشک ساختن زمین ها (  Land draining  ) نیز به ارقام هایدرولوژیکی که نشان دهنده سطح آب های تحت الارضی بوده  ضرورت میباشد.

3. آبرسانی ( Water supply  ) : آبرسانی مناطق مسکونی و صنعتی و همچنان حفاظت شهر ها از تأثیرات ناگوار آب مربوط به دانستن ارقام هایدرولوژیکی و رژیم جریان دریایی و آبهای تحت الارضی با کیفیت و مقدار آن میباشد.
4. ترانسپورت آبی ( Water transportation  ) : موضوع ترانسپورت آبی به اساس مطالعه رژیم دریا ها و بحیره ها صورت میگیرد که در آنجا نوسان سطح آب ، سرعت جریان ، اعماق مختلفه ، شرایط یخ ، امواج و غیره را دانست که همۀ این مسائل را به کمک هایدرولوژی  و علوم مربوطه به آن میتوان حل نمود.
5. پرورش ماهیان ( Fish culture and wild life ) جهت پرورش وشکار ماهی مطالعه رژیم مخازن آب و ذخایر آبی نیز بدون هایدرولوژی  ناممکن میباشد.

 

 

مسایل محاسبوی هایدرلوژیکی و طرق حل آن

مسایل مهم هایدرولوژیکی عبارت از دریافت ارقام هایدرولوژیکی میباشد که جهت محاسبه انجنیری و طرحریزی ملکیت های آبی بکار میرود .

عموماً در صورت طرحریزی ملکیت های آبی محاسبات ذیل باید صورت گیرد:

1. محاسبه مقدار های متوسط سالانۀ جریان
2. محاسبه مقدار جریان متوسط چندین ساله
3. تقسیم جریان بین ساله
4. دریافت مقدار جریان اعظمی
5. دریافت مقدار جریان اصغری

 

طرق اساسی محاسبات هایدرولوژیکی جهت دریافت مشخصات جریان دریایی عبارت است از تقسیم نمودن ارقام و نظارت های هایدرومتری بالای دریای مطلوبه در یک مدت نسبتاً طویل.

درصورتیکه نظارت های یک دریا کمتر از 25 سال باشد ( 15 – 10 ) در آنصورت بر یکی از طرق طویل ساختن سلسلۀ نظارت ها تعداد نظارت ها اظافه شده و مسایل هایدرولوژیکی حل میگردد و در صورت موجودیت دریای مشابه از طریق خطی و یا طریقۀ ارتباط متقابله استفاده میشود.

در صورت موجودیت ( 5 – 3 ) سال نظارت هایدرومتری محاسبات مشخصات جریان دریایی قسمی صورت میگیرد که گویا هیچ نظارتی وجود نداشته باشد و از نظارت های دست داشته جهت کنترول محاسبات استفاده میگردد.

هرگاه هیچ نظارتی وجود نداشته باشد در آنصورت از فرمولهای تجربوی و نقشه های خطوط همنوع استفاده به عمل می آید.

که در این پروژه ما نظارت ( 25 )ساله را در دست داریم  و محاسبات را طور ذیل اجرا میکنیم:

 

ترسیم منحنی تأمینی

در اساس ترسیم منحنی تأمینی ، منحنی تکراری نهفته است.

ترسیم منحنی تکراری از رسم نمودن گراف توزیع بدست می آید ای گراف نشان دهندۀ آنست که چه تعداد مقادیر جریان معین در یک انتروال معین در مدت معلوم ( مثلاً در یک سال ) چند مرتبه تکرار میگردد.

در صورتیکه قبلاً ذکر شد نظارتهای ( 25 ) ساله موجود است و محاسبات را به شکل جدولی طور ذیل اجرا میکنیم:

 

 

 

 

ترتیب محاسبه:

 

1. جدول ( 1 ) را رسم نموده و ارقام اولیه داده شده مربوط 25 سال نظارت را در آن درج میکنیم
2. مقدار های جریان متوسط سالانه را به ترتیب کم شونده در ستون مربوطه درج میکنیم
3. امپلیتود مقدار جریان را طور ذیل دریافت میکنیم

 

A = Q_max – Q_min = 750 – 430 = 320

 

4. تعداد انتروال ها ( c ) را انتخاب مینمائیم ، برای این کار می بینیم که قیمت دریافت شده امپلیتود یا دامنه ( A ) بالای کدام یک از اعداد ( 1,2,3,…, 20  ) پوره قابل تقسیم است و به همین اساس تعداد انتروال ها را انتخاب مینمائیم ، درینجا ما تعداد انتروال ها را 10 قبول مینمائیم یعنی:-

 

C( 10,11,12,…,20 )          C=105

 

5 . طول انتروال  را نسبت امپلیتود بر تعداد انتروال است قرار ذیل دریافت می کنیم:

6. مقدار متوسط سالانه را به انتروال های معین در جدول مربوطه درج مینماییم.
7. تکراریت و تأمینیت سلسلۀ را نظر به انتروال قبول شده مقدار جریان محاسبه میکنیم طوریکه تکراریت و تأمینیت محاسبه شده نظر به سال را در ستون های 7 و 9 و تکراریت و تأمینیت محاسبه شده را نظر به فیصدی را در ستون های 8 و 10 جدول درج میکنیم.

 

بعد از درج نمودن قیمت های فوق الذکر تکراریت و تأمینیت در ستون های مربوطه گراف تکراریت را نظر به مقیاس قبول شده ترسیم مینماییم.

طوریکه جهت در محور افقی تعداد سالهای تکراریت و در محور عمودی مقدار جریان .

با وصل نمودن نقاط وسطی این گراف منحنی تکراری بدست می آید که به نام منحنی توزیع یاد میگردد.

که این منحنی نشان میدهد که چند مرتبه مقدار جریانات مساوی تکرار میشود.

 

 

 

 

 

 

منحنی تکراری دارای سه نقطه مشخص میباشد:

• مرکز توزیع که اوسط حسابی تمام سلسله یعنی

 

• میانه منحنی که به %50 تأمینی مطابقت مینماید یعنی نقطۀ b در منحنی.
• مود منحنی که با تعداد بلند ترین تکراریت مطابقت میکند و عبارت از نقطۀ ( C ) میباشد.

 

فاصلۀ بین اردینات های مرکز توزیع و مود منحنی یعنی ac به نام شعاع غیر متناظریت یاد میشود.   شعاع غیر متناظریت مشخصۀ غیر متناظر بودن منحنی تکراری میباشد که هرگاه d= 0  باشد پس مرکز توزیع ، میانه و مود منحنی را به نام منحنی نورمال تکراری و یا منحنی گاؤس یاد میکنند.

هرگاه به ترتیت از انتروال های بالایی تا پایینی تعداد نظارتها را جمع نموده ( نظر به سال یا فیصدی ) و در محور افقی قرار بدهیم و مقدار جریان را نیز جمع نموده و در محور عمودی بنویسیم و نقاطی را که بدست می آید توسط یک منحنی وصل نماییم پس منحنی تأمینی بدست می آید  و این منحنی نشان میدهد که به کدام تعداد واقعات وقوع مقدار جریان معین موجود است.

منحنی رسم شده در کواردینات P و Q به نام منحنی تأمینی یا میشود. دو نوع منحنی تأمینی وجود دارد یکی منحنی ایکه از روی نظارت های دست داشته رسم میشود که به نام منحنی تجربوی یاد میشود و دیگر منحنی تئوریکی که به صورت نظری رسم میگردد.

جهت ترسیم منحنی تأمینی تجربوی تأمینیت P نظر به فرمول های ذیل دریافت میشود