زمینه و هدف: دامنههای حوضههای آبریز در طبیعت از لحاظ شکل پلان دارای سه شکل همگرا، واگرا و موازی و از نظر انحنای کف دارای سه شکل محدب، مقعر و صاف هستند. به طور کلی 9 شکل و هندسه برای دامنهها وجود دارد که به آنها دامنههای مرکب گفته میشود. تحقیقات گذشته نشان داده است چکیده کامل
زمینه و هدف: دامنههای حوضههای آبریز در طبیعت از لحاظ شکل پلان دارای سه شکل همگرا، واگرا و موازی و از نظر انحنای کف دارای سه شکل محدب، مقعر و صاف هستند. به طور کلی 9 شکل و هندسه برای دامنهها وجود دارد که به آنها دامنههای مرکب گفته میشود. تحقیقات گذشته نشان داده است که توپوگرافی و هندسه دامنههای مرکب برروی بسیاری از مشخصههای هیدرولوژیکی دامنهها مانند میزان اشباع پذیری تاثیر دارد. میزان اشباع پذیری نقاط دامنه به تمرکز جریان زیر سطحی در هر نقطه بستگی دارد که تحت تاثیر شکل طرح و توپوگرافی دامنه است. هدف ازاین تحقیق تاثیر توپوگرافی بر لغزش سطحی دامنههای مرکب حوضههای آبریز با استفاده از مدلهای SINMAP و TOPMODELمیباشد.
روش پژوهش: در این تحقیق برای بررسی میزان اشباع پذیری دامنه های مرکب از مدل TOPMODEL استفاده گردید و معادلات این مدل مورد اصلاح قرار گرفت به طوری که بتواند توپوگرافی دامنهها را در نظر بگیرد و نتایج اشباع پذیری در مدل TOPMODEL به یک مدل لغزش به نام SINMAP منتقل گردیده و تاثیر توپوگرافی دامنه برروی میزان پایداری دامنه های مرکب مورد بررسی قرار گرفت و با نرم افزار MATLAB کدنویسی و اشکال ترسیم و با یکدیگر مقایسه گردید.لازم به ذکر است مدلهای فوق الذکر بر اساس دادههای هیدرلوژیکی و توپوگرافی مورد استفاده قرار گرفته است و روشهای بکار برده شده در این تحقیق بصورت کلی برای تمام مناطق جغرافیایی و آب وهوایی کاربرد دارد.
یافتهها: با توجه به اینکه در این تحقیق شاخص اشباع پذیری از TOPMODEL محاسبه گردید که بیانگر میزان تمرکز جریان زیر سطحی در هر نقطه از دامنه است و اشباع پذیری نقاط مختلف دامنه را مشخص می کند و تاثیر قابل توجهی بر روی پایداری دامنههای مرکب دارد و براساس متوسط ضریب پایداری دامنهها، دامنههای محدب به طور متوسط از پایداری بیشتری نسبت به دامنههای صاف و مقعر برخوردار هستند و دامنههای واگرا از پایداری بیشتری نسبت به دامنههای همگرا برخوردارند و هرچه مقدار ضخامت لایه اشباع دامنه و ضریب انتقال هیدرولیکی خاک بیشتر گردد دامنه از پایداری بیشتری برخوردار خواهد بود و هرچه میزان بارندگی موثر و به تبع آن رطوبت خاک بیشتر گردد از میزان پایداری دامنهها کم میشود.
نتایج: براساس نتایج به دست آمده در این پژوهش در قسمتهای پایین دست، دامنههای مقعر از پایداری بیشتری نسبت به قسمت بالادست دامنه برخودار هستند در صورتیکه در دامنههای محدب برعکس است. شیب محلی نقاط دامنه در مقایسه با ایندکس اشباع پذیری عامل بسیار مهمتری در تعیین پایداری دامنهها میباشد. براساس متوسط ایندکس اشباع پذیری پایداری دامنههای محدب بیشتر از مقعر و دامنههای واگرا بیشتر از دامنههای همگرا است. لازم به ذکر است در دامنههای صاف با شکل پلانهای مختلف مقدار شیب ثابت است ولی میزان اشباع پذیری دامنههای صاف-همگرا بیشتر از دامنههای صاف-واگرا است و بعضی از نقاط دامنه صاف-همگرا را ناپایدارتر کرده است و مقدار پایداری از بالا به سمت پایین کمتر میگردد و قسمتهای انتهایی دامنه صاف-همگرا در حالت ناپایدار است ولی کل دامنههای صاف-موازی و صاف-واگرا درحالت پایدار هستند.
پرونده مقاله
زمینه و هدف: روش آنالیز هموتوپی (HAM) اولین بار توسط لیائو (1992) برای حل معادلات تابعی پیشنهاد شد. این روش مبتنی بر هموتوپی است و یک راهحل تقریبی- تحلیلی برای معادلات تابعی ارائه میدهد. در سالهای اخیر، این روش و اصلاحات آن به طور موثر برای حل طیف وسیعی از مسائل خطی چکیده کامل
زمینه و هدف: روش آنالیز هموتوپی (HAM) اولین بار توسط لیائو (1992) برای حل معادلات تابعی پیشنهاد شد. این روش مبتنی بر هموتوپی است و یک راهحل تقریبی- تحلیلی برای معادلات تابعی ارائه میدهد. در سالهای اخیر، این روش و اصلاحات آن به طور موثر برای حل طیف وسیعی از مسائل خطی و غیرخطی در علوم کاربردی برای یافتن جوابهای سری انواع مختلف معادلات غیرخطی، از جمله معادلات جبری، معادلات دیفرانسیل معمولی، معادلات دیفرانسیل جزئی و معادلات دیفرانسیل-انتگرال مورد استفاده قرار گرفته است .(Abbasbandy et al. 2006) هدف از این تحقیق ارائه یک حل تحلیلی زودیافت با دقت قابل قبول برای معادله غیرخطی جریان غیردارسی در محیطهای درشت دانه با استفاد از روش HAM میباشد.که محققان قبلی به انجام تحقیقات بیشتر در این زمینه توصیه کرده بودند.روش پژوهش: در این پژوهش ابتدا معادله حاکم بر جریان غیردارسی برای اولین بار به روش HAM حل شده است، سپس پروفیل های سطح آب معادله نهایی روش HAM به ازای 6 دبی ورودی با شرایط مرزی متفاوت در دو محیط متخلخل درشتدانه با مصالح گرد و تیزگوشه بدست آورده شد. و نتایج پروفیل سطحآب بدست آورده شده از روش HAM با دادههای آزمایشگاهی صدقیاصل(2010) که درآزمایشگاه اشتوتگارت آلمان بدست آمده، مقایسه شده است. از تابع هدف نرمال (NOF) برای مقایسه جوابهای روش HAM با دادههای آزمایشگاهی صدقیاصل(2010) استفاده شده است. یافتهها: مقایسه نتایج روش HAM با دادههای آزمایشگاهی صدقیاصل (2010) تحت شرایط مرزی بالادست و پاییندست به ازای دبیهای متفاوت و با شیب نزدیک به افق S = 0.00001 صورت گرفته است. نتایج نشان دادهاند که دبی های q=30 lit/s، با درصدخطای NOF برابر 0.000099828 در محیط متخلخل تیزگوشه وq =26.25 lit/s، با درصدخطای NOF برابر 0.000102162 در محیط متخلخل گردگوشه به ازای دبیهای ورودی بیشتر، دقت بهتری نسبت به دادههای آزمایشگاهی را دارند. این روش در شیبهای افق دارای جوابهای منطقی و پروفیلهای سطح آب در روش HAM و دادههای آزمایشگاهی در اکثر نقاط برهم منطبق و یا نزدیک به هم بوده است، در شیبهای بالاتر به علت تاثیر شیب و نیروی گرانش دچار نوعی تورم در پروفیل جریان میشود که از مبحث جریان ماندگار و یکنواخت خارج است و خود نیازمند تحقیق دیگری است.نتایج: نتایج نشان داده که پروفیل سطح آب در بیشتر موارد به هم نزدیک هستند و نشان دهنده دقت روش توسعه یافته بر پایه آنالیز HAM میباشد. با این حال هنگامی که اختلاف تراز آب بالادست و پایین دست زیاد میشود، درصد خطا بالا می رود. به عبارت دیگر با افزایش گرادیان هیدرولیکی در محیط متخلخل خطا نیز افزایش مییابد. در نهایت با بررسی نتایج روش HAM نسبت به دادههای آزمایشگاهی، میتوان نتیجه گرفت که این روش، در محیط متخلخل با مصالح تیزگوشه نسبت به مصالح گردگوشه به ازای دبیهای بیشتر دقت بهتری را نشان می دهد که به دلیل سرعت جریان و تخلخل بالا تر در این محیط می باشد.
پرونده مقاله