رشته عمران یکی از رشته های اصلی و جهانی می باشد که بسیاری از افراد سعی می کنند این رشته را برای تحصیل انتخاب نمایند. یکی از شاخه های عمران در مقطع کارشناسی ارشد ،رشته سازه هیدرولیکی است که مرتبط با آب و سازه می باشد. این رشته شاید شناخته شده نباشد اما بازار کار زیادی در ایران و مخصوصا خارج از ایران دارد.
بنابراین ساختار هیدرولیکی جهت تجزیه و تحلیل حوضه آب تمرکز دارد.از اینرو هیدرولوژی نقش مهمی در صنعت سازه و ساختمان ایفا می کند.
ارزیابی هزینه سازه های هیدرولیکی
سازه‌های هیدرولیکی، از جمله دروازه‌های هیدرولیکی هستند که شامل دارایی می شوند.دلیل آن اینست که ارزش واقعی سازه های هیدرولیکی برای مالک می باشد.ارزیابی هزینه سازه های هیدرولیکی می تواند دارای مزایای بسیاری می باشد.یکی از این مزیت ها ،کاهش هزینه های تولید اصلی است. علاوه بر آن عملکر واقعی سازه نیر به طرز چشمگیری کاهش می یابد.بنابراین نگهداری رایج‌ترین ابزار برای حفظ ارزش یک دارایی می باشد. توجه به تعادل هزینه‌ها و خطرات مرتبط با عملکرد مورد نظر، بهتراست قبل از هر اقدامی هزینه ها را تجزیه و تحلیل و بررسی نمائید.
بازار کار رشته سازه های هیدرولیکی
همانطور که قبل نیز اشاره کردیم رشته سازه هیدرولیکی بازار کار زیادی درایران و سایر کشورهای اروپایی و آمریکایی دارد. دانش آموختگان این رشته می توانند در محیط های مرتبط با گرایش سازه هیدرولیکی و یا در شاخه های مرتبط همانند آب و یا سازه مشغول بکار شوند. بیشترین بازار کار این رشته در کمپانی های مختلف سدسازی از قبیل کانال ها، سیستم های زه کشی و … می باشند. بنابراین دانش و آموزش کافی در این زمینه جزو ضروریات این رشته می باشد.
نقش سازه های هیدرولیکی
سازه‌های هیدرولیکی نقش مهمی در پروژه‌های زهکشی، آبیاری و هیدرولیکی بازی می‌کنند. اگر سازه‌های هیدرولیکی شکست بخورند، ممکن است موجب آسیب جدی به ثروت، اموال و محیط زیست وارد آید.این خسارت ها شامل خسارت‌های جانی و آسیب به اقتصاد نیز می باشد.
زیرساخت های مربوط به آب با هدف تسهیل نیازها،خواسته های انسان و ارتقا کیفیت زندگی می باشد. این زیرساخت ها شامل کانال زهکشی ، رودخانه، کانال آبیاری ،حفاظت از ساحل ، خاکریز ، سد ، استخر، آبریز، پل ، رگولاتور ، رگولاتور سد معبر، قنات ، ایستگاه پمپ ، سیفون و جزئیات برخی از سازه های هیدرولیکی می باشند.
ابزار طراحی مربوط به مهندسی سازه هیدرولیکی
برای طراحی سازه های هیدرولیکی ، داده های طراحی هیدرولیک (به عنوان مثال ، سطح آب ، امواج و جریان ها) باید ارزیابی شوند. این ارزیابی باید دقیق و حساب شده باشد. برای دستیابی به این هدف ، اغلب از اندازه گیری ها و مدل سازی عددی استفاده می شود.برای اینکار از ابزار طراحی مربوط به مهندسی سازه های هیدرولیکی استفاده می شود.در این روش داده های هیدرولیک به عنوان ورودی برای طراحی سازه های حفاظت ساحل استفاده می شود. طراحی مفهومی این سازه ها اغلب بر اساس فرمول های تجربی انجام می شود.این فرمول ها دامنه اعتبار محدودی دارند. درنتیجه برای برخی موارد ،تخمین های دقیق و کافی ارائه نمی دهند. به عنوان مثال ، هندسه سازه ممکن است متفاوت از ساختارهایی باشد.این ساختارها براساس فرمولهای تجربی ساخته می شود.در نتیجه منجر به عدم قطعیت قابل قبول در پیش بینی فعل و انفعالات هیدرولیکی و پاسخ سازه می شود.
بنابراین نیاز به اطلاعات اضافی وجود دارد.این اطلاعات می تواند از اندازه گیری ها یا مدل سازی عددی بدست آید. در این بخش ، درباره برخی از جنبه های اساسی مدل سازی عددی مربوط به سازه های هیدرولیکی متشکل از سنگ بحث شده است.
مدل های عددی ابزاری مفید را در مرحله پیش از طراحی ارائه می دهند. اما برای طراحی نهایی سازه های حفاظت ساحلی ، تأیید در مدل های مقیاس فیزیکی در برخی موارد ضروری است.
انواع سازه های هیدرولیکی
سازه های هیدرولیکی سازه هایی هستند که به طور کامل یا جزئی در آب غوطه ور هستند. ماهیت سازه‌های هیدرولیکی ساختمان، تغییر، ذخیره، یا به طور کامل توقف جریان طبیعی بدنه‌های آبی است .سازه های هیدرولیکی بر اساس کارهایی که برای انجام جریان رودخانه طراحی شده اند. از اینرو انواع سازه‌های هیدرولیکی به عنوان سازه‌های نگهدارنده آب( سدها) ، ساختارهای انتقال آب(کانالهای مصنوعی) و ساختارهای هدف خاص طبقه بندی می‌شوند. توجه داشته باشید که ساختارهای هدف خاص شامل ساختارهایی برای تولید برق آبی یا آب‌های داخلی می باشند.
اهداف سازه های هیدرولیکی
سازه های هیدرولیکی به طور هدفمند برای مدیریت و کنترل جریان آب در سیستم های محیط طبیعی و ساخته شده است. علاوه بر این ، اهداف اصلی ممکن است شامل موارد زیر می باشد.
کنترل سیلاب ، انتقال آب ، آبیاری ، ناوبری ، تولید برق ، اهداف خانگی و صنعتی ، حفاظت از محیط زیست .
خلاصه اصول اولیه هیدرولیک
برای مهندسان طراحی ، پیش بینی دقیق رفتار سازه های هیدرولیکی در شرایط طراحی،شرایط عملیاتی و شرایط اضطراری ضروری است.در طی مراحل طراحی ، مهندسان برای مقایسه عملکردهای مختلف گزینه های طراحی ، به "ابزاری" قابل پیش بینی نیاز دارند. در مکانیک سیالات و هیدرولیک ، بسیاری از مشکلات با تئوری یا با مراجعه به داده های تجربی حل نمی شوند. در عمل ، طراحی مناسب سازه های هیدرولیکی از یک مدل ناشی می شود.مدلی به عنوان سیستمی تعریف می شود که عملکرد آن مشابه سیستم های دیگر است . مورد دیگر، فراهم کردن پیش بینی دقیق ویژگی های سیستم های دیگر می باشد.
در هیدرولیک ، معمولاً از سه نوع مدل استفاده می شود. مدل های تحلیلی ، مدل های فیزیکی و مدل های محاسباتی. مدل های تحلیلی راه حل های نظری اصول بنیادی در چارچوبی از مفروضات اساسی هستند. مدل های عددی، نرم افزارهای رایانه ای هستند که معادلات اساسی مکانیک سیالات را حل می کنند. کاربرد آنها محدود به شرایط جریان ساده و شرایط مرزی است.این معادلات اساسی می توانند از نظر عددی ادغام شده و معنی دار باشند. کالیبراسیون و اعتبارسنجی مدل های محاسباتی بسیار دشوار است . اکثر مدل های رایانه ای فقط در محدوده بسیار خاصی از شرایط جریان و شرایط مرزی قابل استفاده هستند.
حفره در سازه های بزرگ هیدرولیکی
حفره در سازه های بزرگ هیدرولیکی کاملاً شناخته شده است. اما میزان خسارت و اختلال در عملکرد چنین تأسیساتی متفاوت می باشد.هزینه های تعمیرات و خسارات ناشی از قطع در بسیاری از پروژه های مهندسی آب بسیار بالا می باشد. خشونت حفره کاویتاسیون با فشارهای انفجاری بسیار زیاد باعث آسیب حتی به سخت ترین مواد می شود. هنگامی که ما اثرات مفید پدیده های انفجار را بررسی می کنیم . توصیف ماهیت مفید برای حفره بسیارسخت است. با این وجود ، شناخت بیشتر حفره ها ممکن است ارزیابی بهتری از پدیده های شوک را فراهم کند.
مدلهای ریاضی قابل دسترس
تعیین توزیع جریان در اطراف سازه‌های هیدرولیکی یک جنبه مهم برای حفاظت و امنیت آنها است. به طور کلی، جریان در اطراف سازه‌های هیدرولیکی می‌تواند به صورت مدلهای ریاضی قابل دسترس و عددی از طریق استفاده از مدلهای دوبعدی یا سه‌بعدی شبیه‌سازی شود. برای مدلهای دوبعدی برای جریان جزر و مد در دریاها و خلیج‌های کوچک استفاده شده‌است. آنها همچنین برای جریان‌های شبه ثابت در محاسبات جریان رودخانه به کار می‌روند.
در مورد بنادر و خلیج‌ها، چندین مدل موجود است. این مدل از یک مدل عمق دوبعدی برای جریان آزاد ناپایدار برای پیش‌بینی جریان‌های چرخشی پایدار استفاده می‌کند. این مدل شرایط حمل و نقل آشفته را در معادلات نادیده می‌گیرد. ازاینرو یک روش هموارسازی برای به دست آوردن پایداری عددی معرفی شد. در طرح اختلاف مرکزی شرایطی که یک عمل پراکنده را اعمال می‌کند، به طور موثر معرفی می‌شود. این کاملا غیرمنطقی بنظر می رسد. زیرا انتشار موجود در محلول عددی تنها به ضریب هموارسازی بستگی دارد.
روال مرسوم طراحی لرزه ای
روال مرسوم طراحی لرزه‌ای سازه‌های هیدرولیکی ، روش جاذبه الاستیک خطی و روش قوس چندگانه می باشد. هر دو با بارگذاری های زلزله با طرح شبه استاتیک ، برای سدهای جاذبه و سدهای قوسی استفاده می شوند. به ترتیب، هنگامی که سد (قوس و جاذبه) به درجه 1 یا دوم طبقه بندی می شود.توصیه می شود که از روش اجزای محدود پویا به عنوان یک بررسی تکمیلی استفاده شود.
آینده شغلی در رشته سازه هیدرولیکی
شاید شما نیز جزو آن دسته از افرادی باشید که برای انتخاب این رشته اندکی تامل کنید. این کار قطعا به دلیل عدم آگاهی از آینده شغلی در رشته سازه های هیدرولیکی نشات می گیرد. اما بهتر است بدانید که در صورت داشتن تبحرو دانش کافی در این رشته و گرایش براحتی می توانید با وزارتخانه های مرتبط و سازمانهای عمرانی همکاری داشته باشید.این رشته از طریق وزارتهای راه و شهرسازی ، کشاورزی ، شهرداری ، آب و ... نیرو می گیرد. از اینرو می تواند آینده شغلی بسیار عالی و پر رونقی را برای شما داشته باشد.
در نظر داشته باشید که یکی از دلایل مهم موفقیت در این رشته داشتن دانش و تبحر کافی در این گرایش می باشد.
دانشگاه های موردنظر رشته سازه های هیدورلیکی
افرادی که تمایل دارید تا در این رشته ادامه تحصیل بدهند دانشگاه های زیادی در داخل ایران برای این رشته وجود دارد. دانشگاه های موردنظر رشته سازه های هیدورلیکی عبارتند از دانشگاه تهران،تربیت مدرس، علم و صنعت، خواجه نصیر و دانشگاه تبریز.
بهتر است بدانید که رشته سازه های هیدرولیکی در خارج از کشور دارای دانشگاه های متعدد و بازار کار بسیار خوب می باشد. برای اطلاعات بیشتر بهتر است از طریق اینترنت و سایت های موردنظر دانشگاه های مرتبط را جستجو نمائید.
منبع
https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/hydraulic-structures
