تاثير اختلالات سازه‌اي و هيدروليكي بر پروفيل سطح آب در شبكه‌هاي آبياري

The Effect of Structural and Hydraulic Perturbation on Water Surface Profile in Irrigation Networks

كاهش منابع آب و پايين بودن راندمان شبكه‌هاي آبياري، توجه به روش‌هاي مديريتي و بهره‌برداري مناسب از كانال‌هاي آبياري را ضروري مي‌سازد. در هر شبكه آبياري تعداد متنوعي سازه‌ آبگير و تنظيم‌كننده وجود دارد كه تغيير در شرايط كار هر يك از آن‌ها (اختلالات هيدروليكي و سازه‌اي) بر عملكرد و رفتار سازه‌هاي ديگر تاثير گذاشته و منجر به كاهش عملكرد هيدروليكي شبكه مي‌شود. اختلالات سازه‌اي به‌علت تغييرات جزيي در ميزان بازشدگي سازه‌هاي آبگير و تنظيم‌كننده ايجاد مي‌شود كه اين امر باعث تغيير عمق طراحي و پروفيل سطح آب مي‌گردد. تغييرات جزيي دبي ورودي به كانال موجب اختلالات هيدروليكي و تغيير پروفيل سطح آب در بازه‌هاي شبكه مي‌شود. در اين پژوهش به‌منظور بررسي تاثير اختلالات سازه‌اي و هيدروليكي بر عمق جريان، با استفاده از بسط تيلور رابطه‌ حاكم بر پروفيل سطح آب در جريان متغير تدريجي خطي شد و يك رابطه تحليلي براي محاسبه‌ تغييرات عمق آب ارايه گرديد. سپس براي شرايط مختلف هيدروليكي، نتايج حاصل از حل عددي رابطه حاكم بر جريان متغير تدريجي با رابطه‌ تحليلي ارايه‌شده، مقايسه گرديد. نتايج نشان مي‌دهد كه خطاي رابطه تحليلي ارايه‌شده براي محاسبه تغييرات پروفيل سطح آب در شرايط اختلالات سازه‌اي و هيدروليكي به‌ترتيب كمتر از 4% و 8/3% است.

Reduction of water resources and low efficiency of irrigation networks makes it necessary to pay attention to the management methods and the proper operation of the irrigation canals. In each irrigation network, there is a large number of offtake and cross-regulators that any change in their operating situation affects the behavior of other structures and lead to decrease in the hydraulic performance of canals. The structural perturbation is formed under partial changes in the setting of offtake and cross-regulator, which causes variations of the design depth and water surface profile. Partial changes in the inflow of a canal discharge lead to hydraulic perturbation and variation in water surface profile. In this research, in order to investigate the influence of structural and hydraulic perturbation on the flow depth, the governing Gradually Varied Flow (GVF) equation was linearized by Taylorʹs expansion and an analytical equation was developed to calculate the water depth changes. Then, for various hydraulic conditions, the results of the numerical solution of the governing GVF equation and the developed analytical formula were compared. The results showed that the errors of the presented formula to calculate the water surface profile changes under structural and hydraulic disturbances were less than 4% and 3.8%, respectively.