Hydraulic Engineering Commons^™

Variance Decomposition Of Forecasted Water Budget And Sediment Processes Under Changing Climate In Fluvial And Fluviokarst Systems, Nabil Al Aamery

Theses and Dissertations--Civil Engineering

Variance decomposition is the partitioning of different factors affecting the variance structure of a response variable. The present research focuses on future streamflow and sediment transport processes projections as the response variables. The authors propose using numerous climate factors and hydrological modeling factors that can cause any response variable to vary from historic to future conditions in any given watershed system. The climate modeling factors include global climate model, downscaling method, emission scenario, project phase, bias correction. The hydrological modeling factor includes hydrological model parametrization, and meteorological variable inclusion in the analysis. This research uses a wide spectrum of data, …

Reliability Assessment And Optimization Of Water Distribution Systems Explicitly Considering Isolation Valve Locations, Erika Hernandez Hernandez

Theses and Dissertations--Civil Engineering

Water distribution systems have changed the landscape of communities through two services: 1) providing water supply for domestic and industrial use, and 2) providing water required to fight fires. However, a substantial portion of the water infrastructure in the country, as many of other public assets built over 50 years ago, are now reaching the end of their useful life; which combined with rapid growth and changes in demographics have placed water distribution pipe networks at a state that requires revitalization. The aging infrastructure along with the growing threat of natural and man-made disruptions have led water utilities to place …

Computational Fluid Dynamics Study Of The Effects Of Secondary Flows In 90-Degree Pipe Elbow Erosion, O. Ayala, G. Rivera-Hernández, C. Knight

Engineering Technology Faculty Publications

Computational fluid dynamics (CFD) of particle-laden fluid flows through a 90-degree pipe elbow at Reynolds numbers 1,000 and 10,000 were completed; for different dimensionless elbow curvature ratios of 1.0, 1.5, and 2.5; and for particles with different Stokes numbers of 0.01, 0.1, 0.5, 1.0, 5.0, and 10.0. There were two scenarios in the study. For the first, the particles felt drag from the primary (or the axial) flow as well as from the secondary fluid flows in the elbow. For the second, the secondary fluid flow in the 90-degree bend was suppressed from the particle drag, thus the particles only …

Experimental Evaluation Of A Honeycomb Structure In Open Channel Flows, Kyle David Hix

Masters Theses

“Designing and controlling open channel flows presents many challenges. One such challenge is energy dissipation. This challenge is currently addressed by several means, including the use of honeycomb structures. Energy dissipation by honeycomb structures has been studied for pressurized conduit flows; however, their ability to dissipate energy in free-surface flows remains largely unexamined. This work introduces a comprehensive experimental study designed to estimate the energy dissipation through a honeycomb structure in a free-surface flow.

This work examined the energy dissipation for a range of flows, pipe lengths, and pipe diameters in two flumes. PVC pipes ranging from 6 inches to …

Implementation Of Real-Time Decision Support Technology At Akron Water Reclamation Facility, Hunter Durbin

Williams Honors College, Honors Research Projects

Advances in computer science, data analytics, hardware, and software are changing the way that sewer collection systems are able to operate. By combining these technologies into something called a Real-Time Decision Support System (RTDSS), operators of sewer collection systems can make operational decisions supported by data being recorded throughout the sewer system in real-time. A RTDSS has the potential to optimize the available capacity of a sewer collection system at a lower cost compared to traditional construction solutions. The City of Akron is in the process of implementing a RTDSS in their sewer collection system. This report analyzes how the …

การประเมินผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดินและความแปรปรวนของปริมาณน้ำฝนต่อน้ำหลากสูงสุดในลุ่มน้ำน่านตอนบน, ณรงค์ทัศน์ ธัญญเวทย์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ลุ่มน้ำน่านตอนบนเป็นลุ่มน้ำที่มีปริมาณฝนค่อนข้างสูงในบริเวณพื้นที่ภูเขา และเกิดการเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดิน ส่งผลให้เกิดอุทกภัยขึ้นในลุ่มน้ำบ่อยครั้ง การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดินและความแปรปรวนของปริมาณน้ำฝนที่ส่งผลต่ออัตราการไหลสูงสุดในลำน้ำ โดยใช้แบบจำลอง Rainfall-Runoff-Inundation (RRI) และข้อมูลนำเข้าต่าง ๆ ได้แก่ ปริมาณน้ำฝนรายวันจากกรมอุตุนิยมวิทยา 4 สถานี ปีพ.ศ. 2544-2560 ข้อมูลการใช้ประโยชน์ที่ดินจากกรมพัฒนาที่ดิน ปีพ.ศ.2546, 2552 และ 2555 ข้อมูลการใช้ประโยชน์ที่ดินจากดาวเทียม Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) จาก National Aeronautics and Space Administration (NASA) ปีพ.ศ. 2544-2560 และข้อมูลแบบจำลองระดับความสูงเชิงเลขจาก Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) ปีพ.ศ. 2544 จากการวิเคราะห์ปริมาณน้ำฝนรายปี พบว่าบริเวณทางตอนบนของลุ่มน้ำน่านตอนบนมีปริมาณฝนเฉลี่ยรายปีสูงถึง 1,710 มม./ปี ที่สถานีทุ่งช้าง ในขณะที่ปริมาณฝนรายปีเฉลี่ยของลุ่มน้ำน่านอยู่ที่ 1,287 มม./ปี จากการวิเคราะห์แนวโน้มของปริมาณฝนรายปีของทั้ง 4 สถานีด้วยเส้นค่าเฉลี่ยเคลื่อนที่พบว่ามีแนวโน้มแบบคาบ เมื่อทำการทดสอบแนวโน้มด้วยวิธี Mann-Kendall ของปริมาณฝนรายปีและรายฤดูกาลของสถานีน่าน สถานีท่าวังผา และสถานีทุ่งช้าง พบว่าไม่สามารถปฏิเสธสมมติฐานหลัก คือ ข้อมูลฝนไม่มีแนวโน้ม ที่ระดับความเชื่อมั่น 95% การวิเคราะห์ปริมาณฝนรายเดือนพบว่าช่วงเดือนสิงหาคมมีปริมาณฝนสูงสุดในปีพ.ศ. 2554 ปริมาณฝนรายเดือนทางด้านตอนบนที่สถานีทุ่งช้างและท่าวังผาในช่วงเดือนมิถุนายนมีค่าสูงกว่าค่าเฉลี่ยค่อนข้างมาก และทางด้านตอนล่างที่สถานีน่านและสถานีน่าน สกษ.มีปริมาณฝนรายเดือนสูงกว่าค่าเฉลี่ยตั้งแต่เดือนพฤษภาคมถึงเดือนกันยายน ข้อมูลการเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดินจากกรมพัฒนาที่ดินไม่ได้เป็นข้อมูลต่อเนื่องทุกปี ในการศึกษานี้จึงได้ใช้ข้อมูลการใช้ประโยชน์ที่ดินจากดาวเทียม MODIS มาประกอบและทำการปรับเทียบข้อมูลจาก MODIS ด้วยข้อมูลของกรมพัฒนาที่ดินเพื่อให้มีความสอดคล้องกันก่อนนำเข้าแบบจำลอง RRIจากการศึกษาพบว่าการเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดินในบริเวณลุ่มน้ำน่านตอนบนมีการเปลี่ยนแปลงค่อนข้างน้อย และข้อมูลจากดาวเทียม MODIS ไม่สามารถตรวจจับพื้นที่ที่อยู่อาศัยได้ดีมากนัก นอกจากนี้ยังพบว่าพื้นที่ประเภท woody savanna เป็นได้ทั้งพื้นที่เกษตรกรรมและพื้นที่ป่าไม้ จึงจำเป็นต้องพิจารณาเป็นรายลุ่มน้ำย่อยในการศึกษาต่อไป ผลจากการศึกษาผลกระทบต่ออัตราการไหลสูงสุดพบว่า เมื่อกำหนดการเปลี่ยนแปลงปริมาณน้ำฝนและพื้นที่การใช้ประโยชน์ที่ดินให้เพิ่มขึ้น 1% พบว่าการเพิ่มขึ้นของปริมาณน้ำฝนส่งผลต่ออัตราการไหลสูงสุดมากกว่าการเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดิน จึงสามารถสรุปได้ว่าผลจากความแปรปรวนของปริมาณน้ำฝนส่งผลต่ออัตราการไหลสูงสุดมากกว่าผลจากการเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดินภายใต้ขอบเขตและข้อจำกัดของการศึกษานี้ซึ่งพบว่ามีการเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดินไม่มากนัก หากมีการศึกษาในพื้นที่ที่มีการเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดินที่มากขึ้น อาจจะทำให้มีผลต่ออัตราการไหลสูงสุดเพิ่มมากขึ้น

การเปลี่ยนแปลงชายฝั่งและประสิทธิผลของโครงการเขื่อนกันทรายและคลื่น บริเวณปากแม่น้ำปราณบุรี จังหวัดประจวบคีรีขันธ์, ณฐมน พนมพงศ์ไพศาล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การวิจัยในครั้งนี้ มีวัตถุประสงค์เพื่อ 1) ศึกษาและติดตามผลของโครงการเขื่อนกันทรายและคลื่นที่ร่องน้ำปราณบุรี จ.ประจวบคีรีขันธ์ ต่อการเปลี่ยนแปลงแนวชายฝั่งปราณบุรี 2) ประเมินความถูกต้องของแบบจำลอง One-Line Model ในการคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงชายฝั่ง และ 3) ศึกษาแนวทางปรับปรุงการพิจารณาตัวแปรทางสมุทรศาสตร์ ที่ใช้ในขั้นตอนศึกษาและออกแบบโครงสร้างวิศวกรรมชายฝั่ง โดยมีพื้นที่ศึกษาครอบคลุมชายฝั่งตั้งแต่บริเวณเขาตะเกียบ ถึง เขากะโหลก จ.ประจวบคีรีขันธ์ ในการศึกษาครั้งนี้ใช้แบบจำลองคณิตศาสตร์ GENESIS ในการศึกษาประสิทธิผลการคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงของแนวชายฝั่ง อันเนื่องจากเขื่อนกันทรายและคลื่นฯ รวมถึงใช้ในการทดสอบอิทธิพลของตัวแปรทางสมุทรศาสตร์ อันได้แก่ ชนิดของข้อมูลคลื่น ระดับน้ำขึ้นลง และปริมาณตะกอนแม่น้ำ ที่มีผลต่อความแม่นยำของการคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงแนวชายฝั่งปราณบุรีด้วยแบบจำลองคณิตศาสตร์ ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่า ก่อนการก่อสร้างเขื่อนกันทรายและคลื่นฯ แนวชายฝั่งของพื้นที่ศึกษา ซึ่งแบ่งออกเป็น 4 ระบบกลุ่มหาด (Z1 ถึง Z4) ค่อนข้างมีเสถียรภาพ (อัตราการเปลี่ยนแปลงชายฝั่งมีค่าน้อยกว่า ±1.0 ม./ปี) ยกเว้นบริเวณปากน้ำปราณบุรี (Z3 และ Z4) ที่มีการงอกเพิ่มของชายฝั่งเฉลี่ยประมาณ 0.6 และ 0.33 เฮกตาร์/ปี ที่ด้านเหนือและด้านใต้ของปากน้ำปราณบุรีตามลำดับ จากผลการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงแนวชายฝั่ง ช่วงปี 2541-2561 พบว่าเขื่อนกันทรายและคลื่นฯ ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเฉพาะกลุ่มหาด Z3 และ Z4 โดยทำให้เกิดการสะสมตัวของแนวชายฝั่งด้านเหนือและด้านใต้ของปากน้ำปราณบุรี ส่งผลให้มีพื้นที่เพิ่มขึ้นประมาณ 0.48 และ 0.28 เฮกตาร์/ปี ตามลำดับ ซึ่งไม่สอดคล้องกับผลการคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงแนวชายฝั่งด้วยแบบจำลอง ในขั้นตอนการศึกษาและออกแบบโครงการ โดยมีความคลาดเคลื่อนของแนวชายฝั่งทำนายอยู่ระหว่าง 2-13,000% สำหรับผลการศึกษาอิทธิพลของตัวแปรทางสมุทรศาสตร์ ต่อผลการทำนายแนวชายฝั่งปราณบุรีด้วยแบบจำลอง GENESIS พบว่าการใช้ข้อมูลคลื่นลมจากการตรวจวัด ทำให้ผลการทำนายแนวชายฝั่งด้านเหนือของปากแม่น้ำ มีความถูกต้องเพิ่มขึ้น 93% ส่วนชายฝั่งด้านใต้ของปากแม่น้ำมีความคลาดเคลื่อนเฉลี่ย 3,800% ในขณะที่ลักษณะระดับน้ำขึ้นน้ำลงและตะกอนแม่น้ำปราณบุรี ส่งผลต่อรูปร่างแนวชายฝั่งคาดการณ์อย่างไม่มีนัยสำคัญ เนื่องจากชายฝั่งปราณบุรีมีพิสัยของน้ำขึ้นน้ำลงน้อย (เฉลี่ย 1.2 ม.) แต่ความลาดชันชายหาดสูง (1:4) รวมถึงปริมาณตะกอนแม่น้ำมีน้อยเมื่อเทียบกับปริมาณตะกอนชายฝั่ง (น้อยกว่า 10%)

Turbulent Flow Of Water-Based Algorithm In Truss Optimization, Saw Thiri Khaing

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This thesis presents the novel Turbulent Flow of Water-based Optimization (TFWO) algorithm for the optimal design of structures under applied forces. The method has been inspired by the natural and random responses of vortices in rivers, seas and oceans. The design problem minimizes the total cost (viz., weight or volume) of the structure with the optimal distribution of its member sizes such that the safety and integrity of the resulting structure can be attained. It is formulated as the challenging nonlinear programming problem under the simultaneous ultimate strength and serviceability criteria. The proposed algorithm is encoded as a MATLAB code …

Evaluation And Inter-Comparison Of Satellite Precipitation Estimations For Extreme Flood Events In Peninsular Malaysia, Zhen Xiang Eugene Soo

Student Works (2020-2029)

Satellite precipitation products (SPP) have been useful in any hydrological applications as their extensive spatial coverage and finer space and time resolutions. However, these satellite estimations exhibit large systematic and random errors which may cause large uncertainties in any hydrological applications. In this study, three advanced satellite precipitation products, i.e. CMORPH, TRMM 3B42V7, and PERSIANN are utilized in conjunction with the ground observation to investigate their performance in detecting rain, capturing storms and rainfall pattern during extreme flood events. This study evaluates and compares the capability of the SPP by focusing on the 2014-2015 northeast monsoon extreme flood events. Three …

ความต้านทานการไหลของคลองที่มีขยะและผักตบชวาลอยบนผิวน้ำ, สุวิภา กุศลจูง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความต้านทานการไหลในคลองที่มีขยะและผักตบชวาลอยบนผิวน้ำ โดยศึกษาในห้องปฏิบัติการและทดลองในรางน้ำเปิดหน้าตัดสี่เหลี่ยมผืนผ้า ขนาด 0.60 × 18.0 × 0.75 ม. ที่มีการไหลเวียนของน้ำ ในห้องปฏิบัติการแบบจำลองชลศาสตร์และชายฝั่งทะเล ภาควิชาวิศวกรรมแหล่งน้ำ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย การศึกษานี้ได้จำลองขยะที่ลอยอยู่บนผิวน้ำด้วยวัสดุพลาสติกถ่วงน้ำหนักและไม้ จำนวน 75 การทดลอง และผักตบชวา 50 การทดลอง ในการทดลองยังได้เปลี่ยนแปลงความลาดท้องน้ำ (S0) 3 ค่า (0, 0.0001 และ 0.0002) โดยข้อมูลความลึกการไหลในรางน้ำอยู่ระหว่าง 0.45 ม. ถึง 0.60 ม. และอัตราการไหลของน้ำอยู่ระหว่าง 7.87 ลิตรต่อวินาที ถึง 16.15 ลิตรต่อวินาที ผลการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่า ขยะลอยน้ำและผักตบชวาส่งผลให้ระดับน้ำเพิ่มขึ้น และยังพบว่าทางน้ำที่มีขยะลอยน้ำและผักตบชวา ทำให้ค่าสัมประสิทธิ์ความขรุขระของทางน้ำเปิด (n) เพิ่มขึ้นสูงสุดประมาณ 450% และ 375% ตามลำดับ ระยะการลอยและความลึกจมของขยะลอยน้ำและผักตบชวาที่เพิ่มขึ้น ส่งผลให้ค่า n เพิ่มขึ้น ในขณะที่ขยะลอยน้ำและผักตบชวา ส่งผลต่อค่าสัมประสิทธิ์อัตราการไหลผ่านประตู (Cd) ลดลงสูงสุดประมาณ 0.56% และ 0.54% ตามลำดับ ระยะการลอยและความลึกจมของขยะลอยน้ำและผักตบชวาที่เพิ่มขึ้น ส่งผลให้ค่า Cd ลดลง นอกจากนี้พบว่าที่ความลึกจมของขยะลอยน้ำและผักตบชวาเท่ากัน ขยะลอยน้ำส่งผลต่อการเพิ่มขึ้นของค่า n และการลดลงของ Cd มากกว่าผักตบชวา

An Assessment Of Root Reinforcement On Soil Slope Using Centrifuge And Numerical Modelling, Gayuh Aji Prasetyaningtiyas

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The extreme rainfall as an effect of climate change has been considered as the main problem due to landslide hazard. The rainfall can trigger slope failure through the kinetic energy of raindrop and decreasing of soil resistance due to the increasing of pore water pressure. Vegetation is considerably as low cost and environmentally friendly slope reinforcement. The root specifically provides high contribution in strengthen the soil through the root-soil interaction. However, there is a gap between slope reinforcement by root modelling and field assessment result. The gap is an impact of indirect linked between laboratory modelling and existing vegetated slope …

Bias Correction Of Satellite Precipitation Estimates Over Thailand, Nelson Stephen Lising Ventura

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Over the years, meteorological satellite instruments have produced Satellite Precipitation Estimates (SPEs) that can supply rainfall intensity rates globally. However, these datasets do not directly reflect the actual values of ground measurements so it is imperative to correct the systematic biases of SPEs to produce reliable hydrologic models. Thus, the aim of this study is to assess the effectiveness of bias correction of SPE products over Thailand. The Precipitation Estimates from Remotely Sensed Information using Artificial Neural Networks – Cloud Classification System (PERSIANN-CCS), Global Satellite Mapping of Precipitation - Near Real Time (GSMaP_NRT), and Integrated Multi-satellitE Retrievals for GPM (IMERG) …

Monte Carlo Simulations Of Coupled Transient Seepage Flow And Compressive Stress In Levees, Fred Thomas Tracy, Ghada Ellithy, Jodi L. Ryder, Martin T. Schultz, Benjamin R. Breland, T. Chris Massey, Maureen K. Corcoran

Publications

The purpose of this research is to compare the results from two different computer programs of flow analyses of two levees at Port Arthur, Texas where rising water of a flood from Hurricane Ike occurred on the levees. The first program (Program 1) is a two-dimensional (2-D) transient finite element program that couples the conservation of mass flow equation with accompanying hydraulic boundary conditions with the conservation of force equations with accompanying x and y displacement and force boundary conditions, thus yielding total head, x displacement, and y displacement as unknowns at each finite element node. The second program (Program …

Optimizing Anti-Icing Operation For Winter Roadway Treatment Using A Decision-Making Tool, Jyoti B. Das

College of Graduate Studies: Theses & Dissertations

Managing winter roadway treatment can be a challenge where winter is not severe, but snowfall is experienced a few times a year. Winter weather makes the road dangerous and challenging to travel. Most US states have approached and implemented different winter road maintenance practices to make transportation of goods, services, and people uninterrupted. However, the state of Georgia has always struggled to deal with winter weather. Recently, there has been some progress. The Georgia Department of Transportation prepared a winter road treatment plan in 2019, and they are still working on improving it. Increasing emphasis on pre-treating the road rather …