فهرست مطالب

پژوهش آب ایران - پیاپی 11 (پاییز و زمستان 1391)

مجله پژوهش آب ایران
پیاپی 11 (پاییز و زمستان 1391)

  • تاریخ انتشار: 1392/01/18
  • تعداد عناوین: 25
|
  • میکائیل مرادپور، داود فرسادی زاده*، دلیر حسین زاده صفحه 1

    تکیه گاه های پل موجب تنگ شدن مقطع رودخانه و تغییر الگوی جریان می شوند. تمرکز بیش از حد سرعت، افزایش تنش برشی بستر، گرداب ها و در نتیجه آب شستگی موضعی در اثر وجود تکیه گاه پل در رودخانه ایجاد می شود. یکی از روش های کاهش آب شستگی اطراف تکیه گاه های پل، نصب طوق است. طوق با منحرف کردن جریان رو به پایین، موجب کاهش آب شستگی و به تاخیر افتادن پیشرفت آب شستگی می شود. در این تحقیق تاثیر طوق در کاهش آب شستگی تکیه گاه های قائم نیم دایره ای پل به صورت آزمایشگاهی بررسی شد. آزمایش ها در یک فلوم به طول 6 متر و با عرض 80 سانتی متر، در شرایط آب زلال و با نسبت سرعت 85‎/0 = انجام شد. نتایج نشان داد که با کاربرد طوق های مختلف 5‎/63 تا 100 درصد کاهش آب شستگی وجود داشت و علاوه بر آن باعث تاخیر زمانی آب شستگی نیز شدند. همچنین طوق ها موجب انتقال حداکثر عمق آب شستگی به پایین دست تکیه گاه پل شدند.

    کلیدواژگان: طوق، تکیه گاه نیم دایره ای پل، آب شستگی، کاهش آب شستگی
  • قربانی خلیل، هزارجریبی ابوطالب، ذاکری نیا مهدی، اسعدی اسکویی ابراهیم صفحه 9

    از روش های ترسیم نقشه های هم بارش، استفاده از روابط رگرسیونی بین بارش با عوامل جغرافیایی موثر بر تغییرات مکانی آن است که خود به چند روش مختلف امکان پذیر است. بر این اساس تحقیقی صورت گرفت تا مقایسه ای بین روش های رگرسیونی سراسری مانند چند جمله ای سراسری و رگرسیون معمولی حداقل مربعات با روش های رگرسیون موضعی مانند چند جمله ای موضعی و رگرسیون وزن دار جغرافیایی و همچنین روش رگرسیون درخت تصمیم انجام شود و دقت آن ها ارزیابی شود. در انجام این تحقیق از آمار میانگین 20 ساله بارش سالانه 185 ایستگاه هواشناسی واقع در استان گیلان و مجاورت آن استفاده و به کمک پارامترهای دیگر مانند ارتفاع از سطح دریا و موقعیت نقاط نسبت به دریا، تغییرات مکانی بارش مدل سازی شد. نتایج حاصل از تکنیک اعتبارسنجی تقابلی نشان داد که روش رگرسیون وزن دار جغرافیایی با 87= R2 درصد، 147 RMSE= میلی متر از بهترین دقت نسبت به سایر روش های رگرسیونی مورد مطالعه برخوردار است و می تواند روش مناسبی در ترسیم نقشه های همبارش در منطقه مطالعاتی به حساب آید.

    کلیدواژگان: گیلان، رگرسیون معمولی حداقل مربعات، هم بارش، رگرسیون درخت تصمیم، رگرسیون وزن دار جغرافیایی
  • میراکبری مریم*، گنجی آرمان صفحه 17

    خشکسالی یکی از بلایایی طبیعی است که ناشی از کاهش طولانی مدت رطوبت است. خشکسالی هواشناسی به دوره ممتد کمبود نزولات جوی گفته می شود و دارای چندین مشخصه (شدت، مدت و بزرگی) است. این مشخصه ها وابسته به هم هستند و به دلیل این همبستگی، پایش خشکسالی فقط بر اساس یک مشخصه نمی تواند شرایط واقعی منطقه را به خوبی نشان دهد. پس بهترین روش پایش خشکسالی، تحلیل مشخصه های آن به صورت توام می باشد. در این تحقیق خشکسالی هواشناسی در استان کرمانشاه به صورت دو متغیره و براساس دو مشخصه شدت و مدت، با توابع چند متغیره کاپولاس تحلیل شد. برای این کار سه تابع کاپولای گروه ارشمیدس به داده های شدت و مدت خشکسالی برازش داده شدند و تابع گامبل به عنوان بهترین برازش انتخاب شد. در نهایت با این تابع احتمال وقوع و دوره بازگشت دو متغیره خشکسالی به صورت شرطی و غیرشرطی در منطقه مورد مطالعه مشخص شد. نتایج به دست آمده نشان داد، بحرانی ترین خشکسالی با شدت 3‎/259 میلی متر و به مدت 18 ماه در قسمت غربی منطقه اتفاق افتاده که براساس نتایج حاصل از تحلیل دو متغیره، این خشکسالی دارای کمترین احتمال وقوع و بزرگترین دوره بازگشت نسبت به سایر خشکسالی های اتفاق افتاده در این منطقه است.

    کلیدواژگان: تابع کاپولا، _ تحلیل دومتغیره، خشکسالی هواشناسی، شدت و مدت
  • نوابیان مریم*، مسلمی مهرناز صفحه 27

    آبیاری جویچه ای رایج ترین روش آبیاری است که بهینه کردن پارامترهای طراحی و مدیریتی آن برای دستیابی به راندمان بالا، اهمیت زیادی دارد. در این تحقیق با استفاده از مفهوم شبیه سازی- بهینه یابی، روش جدیدی برای تعیین طول و دبی بهینه جویچه تحت سه روش جریان پیوسته، کاهشی و موجی ارائه شد و با داده های صحرایی در خاک لوم رسی بررسی شد. برای بررسی اثر بافت خاک بر نتایج بهینه یابی، مراحل بهینه یابی در بافت های خاک لوم شنی و رسی تکرار شد. در بافت خاک لوم رسی برای روش کاهش جریان طول بهینه جویچه بیشتر از دو روش دیگر بود. روش موجی نسبت به دو روش دیگر دبی جریان ورودی بیشتر و طول جویچه کوتاه تر برای دستیابی به حداکثر راندمان نیاز داشت. همچنین بررسی روند تغییرات طول بهینه و راندمان آبیاری، نسبت به دبی نشان داد که در روش پیوسته، با افزایش دبی جریان، راندمان آبیاری کاهش می یابد. با توجه به نتایج بررسی اثر نوع تابع هدف بر مقادیر بهینه طول جویچه، تابع هدف شامل راندمان کاربرد و یکنواختی توزیع و یا رواناب و نفوذعمقی توصیه می شوند.

    کلیدواژگان: پیوسته، آبیاری جویچه ای، طول بهینه جویچه، موجی، کاهشی، راندمان
  • حمیدرضا ناصری*، فرشاد علیجانی، محمد نخعی صفحه 35

    خشکسالی های مداوم از سال 1386 باعث افت سطح آب در منابع آب زیرزمینی کارستی شده است. در این تحقیق پاسخ متفاوت آبخوان های کارستی جنوب غرب ایذه در سازند ایلام- سروک (تاقدیس های شاویش و تنوش) و سازند آسماری (تاقدیس های چال خشک و کمردراز) نسبت به کاهش تغذیه از بارش بررسی شده است. داده های بارش و سطح آب آبخوان های کارستی، آزمایش پمپاژ هفت حلقه چاه آهکی در تاقدیس های مورد مطالعه، و تحلیل خود همبستگی سری زمانی هیدروژئولوژی برای شناخت ماهیت رفتار هیدرودینامیکی آبخوان ها استفاده شده است. بررسی هیدروگراف معرف سطح آب آبخوان های آسماری و ایلام- سروک نشان می دهد که از سال 1386 تا 1388 افت سطح آب در آبخوان کارستی آسماری حدود 1 متر و در آبخوان کارستی ایلام- سروک حدود 140 متر است. نتایج حاصل از تفسیر خودهمبستگی و آزمایش پمپاژ تایید کننده عملکرد تخلخل دوگانه سازند ایلام- سروک و جریان پایه در سازند آسماری است.

    کلیدواژگان: ایذه، آبخوان کارستی، آزمایش پمپاژ، قابلیت ذخیره، _ خودهمبستگی
  • عبدالله طاهری تیزرو*، حسن مشایخی، محمد زارع صفحه 47

    توسعه کشاورزی باعث افزایش بهره برداری از منابع آب زیرزمینی در دشت ماهی دشت کرمانشاه شده است. این افزایش بهره برداری و همچنین خشکسالی ها باعث افت شدید سطح آب زیرزمینی در این دشت شده است. یکی از راهکارهای مناسب برای کاهش این بحران، تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی است. انتخاب مکان مناسب برای اجرای طرح های تغذیه مصنوعی از مهمترین مراحل این طرح ها است. در تحقیق حاضر برای مکان یابی پخش سیلاب، از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)‎ استفاده شد. برای این منظور، 7 عامل موثر در مکان یابی تغذیه مصنوعی به روش پخش سیلاب در نظر گرفته شد. سپس لایه های اطلاعاتی هر یک از این عوامل در محیط GIS تهیه شد. محدوده های تغییراتی لایه ها براساس اهمیت آن ها در مکان یابی، طبقه بندی شده و سپس لایه های اطلاعاتی نسبت به یکدیگر و طبقات هر لایه اطلاعاتی با توجه به اهمیت در مکان یابی، با استفاده از سیستم تحلیل سلسله مراتبی (AHP)‎ ارزش گذاری شده و در محیط GIS تلفیق یافت. در نتیجه این تحقیق، %6 از گستره دشت در قالب 5 ناحیه مجزا و با وسعت 75‎/2498 هکتار به عنوان مناسب ترین مکان برای تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی به روش پخش سیلاب، انتخاب شد. برای نواحی انتخابی میزان رواناب تولیدی محاسبه و الویت مکان های انتخابی با توجه به موجودیت منابع آب مشخص شد.

    کلیدواژگان: GIS، _ تلفیق لایه های اطلاعاتی، تغذیه مصنوعی، مکان یابی، پخش سیلاب، وزن دهی
  • رسول اسدی*، نجمه یزدان پناه صفحه 55

    از مشکلات اساسی کشاورزی در کشورهای در حال توسعه، عدم بهره وری مطلوب به دلیل تخصیص نامناسب منابع تولید است. برای انتخاب مناسب ترین محصول زراعی جهت کشت، طی دو سال 1386 و 1387 تحقیقی در 4 مزرعه در شهرستان ارزوئیه انجام شد. برای تعیین بهره وری آب کاربردی، داده های لازم برای محصولات عمده منطقه (پنبه، گندم، چغندرقند و ذرت دانه ای) جمع آوری شد و سپس مقدار بهره وری آب کاربردی برای هر کدام از محصولات، در تمام مزارع محاسبه گردید و با انجام محاسبات اقتصادی، درآمد خالص و بهره وری اقتصادی آب کاربردی به ازای هر واحد از حجم آب تعیین شد. نتایج به دست آمده در طول دو سال تحقیق، نشان داد که حداکثر و حداقل بهره وری آب کاربردی در بین چهار محصول مورد بررسی، به ترتیب در زراعت چغندرقند و پنبه به مقدار 43‎/5 و 19‎/0 کیلوگرم بر مترمکعب است. بهره وری اقتصادی آب کاربردی نیز برای محصولات گندم، چغندرقند، ذرت دانه ای و پنبه در طول دو سال کشت در هر چهار مزرعه بررسی شد و به ترتیب بین 1196-2506، 1725-3294، 2694-4635 و 1734-2747 ریال بر مترمکعب متغیر است. با استفاده از مقادیر بهره وری اقتصادی آب کاربردی، اولویت کشت محصولات مختلف در مزارع 1 تا 4، اولین انتخاب ذرت دانه ای و در تمامی مزارع آخرین انتخاب گندم تعیین می گردد.

    کلیدواژگان: بهره وری اقتصادی آب کاربردی، بهره وری آب کاربردی، آبیاری قطره ای، الگوی کشت، ارزوئیه
  • علیداد کرمی، مهدی همایی*، محمد بای بوردی، محمد محمودیان شوشتری صفحه 65

    برای کمی سازی و آنالیز تغییرپذیری پارامترهای نفوذ آب به خاک در یک پهنه وسیع، در چهار هزار هکتار از اراضی دشت کوار شیراز و در 161 سایت در یک شبکه منظم 500×500 متری، نفوذ آب به خاک با استفاده از استوانه های دوگانه اندازه گیری شد. داده های حاصله به سه مدل نفوذ آب به خاک برازش داده شد. مدل دو پارامتری فیلیپ با بالاترین ضریب تبیین به عنوان بهترین مدل انتخاب شد. سرعت نفوذ پایه با میانگین 69‎/6، از 11‎/1 تا 11‎/31 سانتی متر بر ساعت متغیر بود. ضریب جذبی و انتقالی مدل فوق تغییرات گسترده ای داشت. این دو پارامتر به ترتیب براساس عامل مقیاس سازی Sα و Aα محاسبه شد و داده های نفوذ آب به خاک مقیاس بندی شد. مقیاس سازی حاصله از Aα، بهتر از مقیاس سازی Sα بود. سپس فاکتور مقیاس سازی بهینه (optα) با روش حداقل مربعات به دست آمد. فاکتورهای مقیاس سازی براساس میانگین حسابی، هندسی و هارمونی Sα و Aα، نیز برای مقیاس سازی محاسبه شدند. نتایج نشان داد مقیاس بندی داده های نفوذ آب به خاک بر اساس فاکتور مقیاس سازی optα و فاکتورهای مقیاس سازی حاصل از میانگین هارمونی Sα و Aα بهتر از دیگر فاکتورهای مقیاس سازی بودند.

    کلیدواژگان: مقیاس سازی، مدل کوستیاکوف لوییز، مدل فیلیپ، نفوذ آب به خاک
  • رضا بهرام لو صفحه 75

    انواع مصالح مصرفی در پوشش کانال های آبیاری در شرایط مختلف، دوام و کارآیی متفاوتی دارند و ضروری است با ارزیابی مناطق مختلف، مناسب ترین پوشش برای کنترل تلفات آب تعیین شود. در این پژوهش، تاثیر پوشش بتنی در کنترل تلفات آب نسبت به قبل از پوشش در کانال های انتقال آب استان همدان که دارای 500 کیلومتر کانال بتنی است، ارزیابی شد. برای این منظور، 12 کانال پوشش دار بتنی و بدون پوشش به طول کل 5‎/13 کیلومتر انتخاب، و سرعت جریان با میکرومولینه و مقادیر نشت آب به روش حجم ورودی- خروجی اندازه گیری و مقایسه شده است. براساس نتایج مقدار تلفات نشت آب از کانال های بدون پوشش بین 32‎/1 تا 06‎/3 و به طور متوسط 39‎/2 مترمکعب بر مترمربع بر روز معادل متوسط 4‎/16% در یک کیلومتر است. همچنین مقدار تلفات نشت آب از کانال های بتنی بین 55‎/0 تا 40‎/2 و به طور متوسط 74‎/1 مترمکعب بر مترمربع در روز معادل متوسط 2‎/8% در یک کیلومتر است. با مقایسه میانگین ها به روش LSD در سطح احتمال 1% اختلاف معنی داری بین میانگین تلفات نشت آب از کانال های بتنی و بدون پوشش مشاهده نشد. لذا کاربرد پوشش بتنی با امکانات اجرایی موجود در منطقه مورد مطالعه با اقلیم سرد، تاثیر معنی داری در کنترل تلفات آب نداشته و ضروری است ضمن تحقیق در راستای اصلاح روش های اجرایی، ادوات و استانداردها، کاربرد سایر مصالح در کاهش تلفات نشت، بررسی شود.

    کلیدواژگان: کانال های آبیاری، پوشش بتنی، استان همدان، تلفات نشت
  • سارا صمیمی لقمانی*، علی عباسپور، محمد قاسم زاده گنجه ای صفحه 85

    پساب شهری به دلیل داشتن عنصر مغذی نیتروژن، پس از تخلیه در آب ها باعث رشد سریع انواع جلبک ها شده و در نهایت به پدیده غنی شدگی ختم می شود. پس لازم است تا قبل از تخلیه پساب به منابع آبی مقدار نیتروژن تا حد امکان کاهش یابد. یکی از روش های موثر برای پالایش آب های آلوده استفاده از گیاهان است. بدین منظور آزمایشی روی 2 گیاه الودآ و عدسک آبی با 4 تیمار در 3 تکرار در قالب طرح کاملا تصادفی با آرایش فاکتوریل در پایلوت های آزمایشی با جریان بسته انجام شد. تیمارها شامل پساب همراه با گیاه، پساب رقیق شده با گیاه و بدون گیاه (شاهد) در دو حالت پساب بود. پارامترهای نیترات، آمونیوم، نیتروژن آلی و نیتروژن کل در زمان ماندهای 8، 16 و 24 روز در نمونه های پساب و نیتروژن کل در بافت های گیاهی در ابتدا و انتهای دوره آزمایش اندازه گیری شد. نتایج نشان داد غلظت نیترات، نیتروژن آلی و نیتروژن کل در تیمار گیاهی کمتر از تیمار بدون گیاه بود و تیمار گیاه الودآ نسبت به شاهد در کاهش این پارامترها به طور معنی داری به ترتیب 56‎/31، 10 و 7‎/10 درصد موثرتر بود. همین طور مقدار جذب نیتروژن کل به وسیله گیاه عدسک آبی بیشتر از الودآ بود. به طور کلی گیاه عدسک آبی در حذف نیتروژن در مقایسه با گیاه الودآ موثرتر بود.

    کلیدواژگان: عدسک آبی، پساب شهری، حذف نیتروژن، الودآ، غنی شد گی
  • عطا امینی*، افشین اقبال زاده صفحه 95

    آب شستگی پایه های پل اصلی ترین عامل تخریب پل ها محسوب می شود. پیچیدگی مکانیسم آبشستگی در اطراف پایه های پل باعث شده که علیرغم تحقیقات گسترده ای که انجام شده، هنوز معادله مناسبی برای پیش بینی عمق آب شستگی در دست نباشد. این مکانیسم در گروه شمع ها، پیچیده تر است. در این تحقیق از مدل فیزیکی برای مطالعه آبشستگی در اطراف گروه شمع ها در شرایط آب زلال و بیشترین سرعت جریان در کانال آزمایشگاهی استفاده شده است. کانال آزمایشگاهی مورد استفاده طول 46 متر، عرض 52‎/1 متر و عمق 9‎/1 متر دارد. بستر کانال از رسوبات یکنواخت با اندازه متوسط 8‎/0 میلی متر پوشیده شده است. مدل های مختلفی از گروه شمع ها، با آرایش های متفاوت، آزمایش شد. نتایج نشان می دهد که آرایش پایه ها در گروه شمع ها، مقدار عمق آب شستگی موضعی را تحت تاثیر قرار می دهد. همچنین با افزایش تعداد ردیف شمع ها تا 5 ردیف در جهت جریان، عمق آب شستگی افزایش می یابد. با استفاده از داده های به دست آمده، رابطه ای جدید برای تخمین اثر آرایش شمع ها بر عمق آب شستگی موضعی در اطراف گروه شمع ها ارایه شده که می تواند در تعیین عمق آب شستگی در گروه شمع ها استفاده شود.

    کلیدواژگان: مدل فیزیکی، _ انتقال رسوب، آب شستگی، گروه شمع ها، آرایش شمع ها، پایه های پل
  • رضا براتی*، غلامحسین اکبری صفحه 105

    روندیابی سیلاب رویه ای است که برای بررسی تغییرات اوج، زمان تا اوج و زمان تداوم هیدروگراف سیلاب درطول کانال های باز استفاده می شود. این رویه بسته به شرایط و اطلاعات موجود از رودخانه می تواند با کمک رویه های هیدرولیکی و هیدرولوژی انجام پذیرد. در این تحقیق جنبه های مختلف مدل های هیدرولوژی شامل رویه های ماسکینگام خطی، ماسکینگام غیرخطی، کانوکس، آت کین اصلاح شده و مقادیر اجرایی از طریق چهار مثال سنگ محک و همچنین بررسی میدانی در رودخانه کارون با استفاده از هشت سیلاب مشاهداتی، بررسی شده است. همچنین حل عددی معادلات سنت ونانت با درنظر گرفتن تمامی ترم های معادله ممنتم به عنوان یک رویه هیدرولیکی برای مقایسه نتایج، مد نظر است. معیارهای که برای ارزیابی مدل ها استفاده شده اند، شامل معیارهای فروکش دبی اوج(ε)، تاخیر زمانی دبی اوج (ξ) و متوسط درصد خطای نسبی (E)‎ هستند. نتایج نشان می دهد که عامل اصلی برای بررسی کارآیی یک مدل هیدرولوژی معادله میان دبی و ذخیره است که به مشخصات هیدرولوژی و هیدرولیکی بازه رودخانه و مشخصات ذخیره موقت آن مرتبط است. همچنین می توان گفت که دو مدل ماسکینگام خطی و غیرخطی به عنوان کاراترین مدل های هیدرولوژی برای استفاده در طراحی ها، در نبود داده های موردنیاز برای مدل موج دینامیکی، پیشنهاد می شوند.

    کلیدواژگان: کانوکس، ماسکینگام، : آت کین اصلاحی، موج دینامیکی، تخمین پارامترها
  • محمد نخعی*، میثم ودیعتی صفحه 115

    با توجه به رشد جمعیت و نیاز به منابع جدید تامین آب، مطالعه و ارزیابی کیفیت آب بسیار اهمیت دارد. هدف اصلی این تحقیق پهنه بندی کیفیت آب زیرزمینی آبخوان دشت درگز برای مصارف شرب است. برای بررسی کیفیت آب زیرزمینی دشت درگز به لحاظ شرب از اطلاعات جمع آوری شده 25 چاه آب مربوط به سال آبی 1387-1388 استفاده شده است. در ابتدا نقشه های رستری منطقه مورد مطالعه با روش های مختلف درون یابی تهیه شد. با توجه به تغییرات یکنواخت کیفیت منابع آب در منطقه مورد مطالعه از روش مجذور عکس فاصله، برای تهیه نقشه های پهنه بندی سولفات، سدیم، کلر، سختی، هدایت الکتریکی و کل نمک های محلول استفاده شد. براساس نمودار شولر و با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی، بهینه ترین وزن ها برای هر یک از متغیرهای هیدروشیمیایی انتخاب شدند. درنهایت با تلفیق و هم پوشانی لایه های هیدروشیمیایی و اعمال وزن های نهایی در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی، نقشه پتانسیل کیفی آب زیرزمینی منطقه مورد مطالعه تهیه شد. در انتها مکان های مناسب برای مصارف شرب مشخص شدند. نتایج نشان می دهد 69 درصد از منطقه مورد مطالعه از نظر طبقه بندی شولر در محدوده خوب تا قابل قبول، 21 درصد در محدوده نامناسب، هشت درصد در محدوده بد و دو درصد در مواقع ضروری قابل شرب هستند. به طور کل، بخش جنوب غربی منطقه مورد مطالعه بهترین کیفیت آب زیرزمینی را برای مصارف شرب دارد.

    کلیدواژگان: تحلیل سلسله مراتبی، دشت درگز، پتانسیل کیفی آب، آب شرب، سیستم اطلاعات جغرافیایی
  • هادی ثانی خانی*، علی خراسانی، یعقوب دین پژوه صفحه 123

    فرسایش و رواناب ناشی از بارش در حوضه های آبخیز از موضوعات مهم مدیریت منابع طبیعی است. روش اتوماتای سلولی یک سیستم فیزیکی ایده آل است که قابلیت شبیه سازی ساده از یک فرآیند پیچیده نظیر فرسایش و رواناب را دارد. این تحقیق با هدف مطالعه کارآیی روش اتوماتای سلولی در شبیه سازی فرسایش و رواناب ناشی از بارش انجام شد. این روش در یک کرت آزمایشی واقع در مزرعه تحقیقاتی مرکز تحقیقات کشاورزی هسته ای در زعفرانیه کرج استفاده شد. نتایج شبیه سازی نشان دادند که اندازه سلول ها، پارامترهای هیدرولیکی، انتخاب گام زمانی مناسب و تعداد تکرارها تاثیر به سزایی در نتایج شبیه سازی داشتند. در مقایسه نتایج محاسباتی و مشاهداتی، مقادیر ضریب همبستگی و جذر میانگین مربعات خطا برای رواناب به ترتیب برابر 98‎/0 و 034‎/0 و برای تولید رسوب به ترتیب برابر 97‎/0 و 045‎/0 بودند. نتایج به دست آمده نشان دادند که روش اتوماتای سلولی می تواند به عنوان یک روش دقیق و کاربردی برای پیش بینی میزان فرسایش و رواناب ناشی از بارش به کار گرفته شود.

    کلیدواژگان: تولید رواناب، اتوماتای سلولی، فرسایش خاک، _ زعفرانیه (کرج)، شبیه سازی هیدرولوژیکی
  • بهروز مهدی نژادیانی*، عبدعلی ناصری، مجید بهزاد، حسین جعفری صفحه 133

    یکی از محدودیت های معادله بوسینسک این است که پارامترهای آن (مانند هدایت هیدرولیکی) وابسته به مقیاس هستند. در این تحقیق با فرض تغییرات توانی جریان در داخل حجم کنترل و استفاده از سری تیلور مرتبه کسری، معادله بوسینسک مرتبه کسری به دست آمد. برخلاف معادله بوسینسک، پارامترهای معادله بوسینسک مرتبه کسری ثابت و مستقل از مقیاس هستند. شکل خطی معادله بوسینسک مرتبه کسری با استفاده از روش نمایش طیفی حل تحلیلی گردید و یک مدل ریاضی برای محاسبه فاصله زهکش های زیرزمینی ارائه شد. مقادیر بهینه پارامترهای مدل ریاضی به دست آمده در این تحقیق و مدل ریاضی گلور- دام به روش مساله معکوس تخمین زده شد. در روش مساله معکوس از داده های سطح ایستابی بین دو زهکش زیرزمینی و روش بهینه سازی الگوریتم زنبورهای عسل استفاده شد. دقت مدل ریاضی به دست آمده با استفاده از داده های سطح ایستابی بین دو زهکش بررسی و با مدل گلور-دام مقایسه شد. نتایج نشان داد که مدل مذکور نسبت به مدل ریاضی گلور- دام با دقت بیشتری نیمرخ سطح ایستابی بین دو زهکش را پیش بینی می کند.

    کلیدواژگان: زهکشی زیرزمینی، معادله بوسینسک مرتبه کسری، _ مشتقات مرتبه کسری، الگوریتم زنبورهای عسل
  • سمیه میرزایی، مهدی نادری خوراسگانی*، حبیب الله بیگی، جهانگرد محمدی صفحه 143

    با افزایش جمعیت و کاهش مقدار آب های شیرین اهمیت مدیریت منابع آب افزایش می یابد. فعالیت های کشاورزی، صنعتی و شهری نیز تهدید کننده های اصلی کیفیت آب های زیر زمینی هستند. آب زیرزمینی تامین کننده آب آشامیدنی و کشاورزی دشت شهرکرد است. بنابراین حفظ کیفیت این منبع بسیار مهم است. هدف از این مطالعه، ارزیابی آسیب پذیری دشت شهرکرد با استفاده از مدل DRASTIC می باشد. این مدل از هفت پارامتر موثر بر انتقال آلاینده ها شامل عمق آب زیرزمینی، تغذیه خالص، محیط آبخوان، محیط خاک، توپوگرافی، تاثیر محیط غیراشباع و هدایت هیدرولیکی آبخوان تشکیل شده است. نقشه های موضوعی پارامترهای مورد نیاز پس از تشکیل بانک اطلاعات به کمک داده های مکانی، کمی و کیفی مربوط در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)‎ تهیه و تلفیق شدند. غلظت نیترات آب 96 حلقه چاه در دشت، به روش اسپکتروفتومتری تعیین و با میان یابی غلظت ها، پهنه بندی غلظت نیترات آب زیرزمینی تعیین شد. نتایج نشان می دهند که 5‎/11 درصد، 6‎/79 درصد و 9‎/8 درصد از منطقه مورد مطالعه به ترتیب در وضعیت های آسیب پذیری خیلی کم، کم و متوسط قرار دارند. نواحی شمال، جنوب شرقی و غرب دشت شهرکرد از پتانسیل آلودگی بالاتری نسبت به قسمت های میانی دشت برخوردارند. مقایسه بین نقشه آسیب پذیری و نقشه غلظت نیترات آب زیر زمینی نشان می دهد که ضریب همبستگی مدل DRASTIC با غلظت نیترات آب زیرزمینی 43‎/0 است.

    کلیدواژگان: غلظت نیترات آب زیرزمینی، شاخص DRASTIC، سامانه اطلاعات جغرافیایی
  • ایرج کریمی*، محمدرضا نیکو، رضا کراچیان، احسان شیرنگی صفحه 153

    در حوضه آبریز زاینده رود طرح های انتقال آب مهمی مثل انتقال از تونل های کوهرنگ به حوضه و یا انتقال به یزد و کاشان از حوضه، اجرا شده است. ارزیابی تاثیر بهره برداری از این طرح ها بر تامین آب در حوضه آبریز زاینده رود و ارائه راهکارهای کاهش این اثرات، به ویژه در بلند مدت که عدم قطعیت های هیدرولوژیکی نیز بر آن تاثیرگذار است، از موضوعات مهم برای تصمیم گیران بخش آب و ذینفعان آب بر محسوب می شود. در این تحقیق، تاثیر خشکسالی و افزایش ظرفیت انتقال آب از حوضه، با توسعه یک مدل بهینه سازی غیرخطی چند- دوره ای در یک افق 10 ساله، تحلیل و بررسی شده است. نتایج این تحلیل نشان می دهد که در شرایط نرمال و درحالت افزایش انتقال آب، با تامین 43% آب مورد نیاز از رودخانه و 57% آن از آبخوان ها، حداکثر درصد تامین نیاز در سطح حوضه محقق می شود. در یک خشکسالی حاد که 40% از منابع سطحی کاهش می یابد، کاربرد مدل بهینه سازی چند- دوره ای نشان می دهد که می توان سیستم آبی را به گونه ای بهره برداری کرد که فقط 6% تخصیص آب در حوضه آبریز در مقایسه با شرایط نرمال کاهش یابد. نتایج به دست آمده مبین توانایی مدل های بهینه سازی چند- دوره ای در استفاده همزمان از پتانسیل های مکانی و زمانی سیستم آبی در کاهش اثرات نامطلوب خشکسالی و احداث طرح های انتقال آب بر تامین آب در حوضه آبریز زاینده رود است.

    کلیدواژگان: تامین آب، سناریوهای مدیریتی، حوضه آبریز زاینده رود، : بهینه سازی، تخصیص آب
  • محسن پوررضا بیلندی*، علی محمد آخوند علی، بیژن قهرمان صفحه 165

    یافتن مقادیر بهینه برای پارامترهای هر مدل شبیه سازی کاری است که همواره با شک و تردید همراه است. به طوری که به عنوان مثال یک هیدرولوژیست با وجود مهارت و تجربه بالا هم نمی تواند به نتایج برآورد خود اطمینان کافی داشته باشد. در تحقیق حاضر، محدوده اطمینان و توزیع احتمالاتی پسین برای دبی خروجی و پارامترهای یک مدل توزیعی بارش- رواناب به کار رفته در حوضه ابوالعباس در استان خوزستان با استفاده از الگوریتم عدم قطعیت DREAM مبتنی بر مونت کارلو- زنجیره مارکف که اخیرا توسعه یافته است، تعیین شد. تعداد چهار رویداد برای واسنجی و دو رویداد برای صحت سنجی توزیع های پسین پارامترها به کار گرفته شد. مدل هیدرولوژیک توزیعی AFFDEF توسعه یافته در زبان برنامه نویسیFortran به دلیل خطای کمتر آن (نسبت به مدل های یکپارچه) که ناشی از تخصیص مقادیر ورودی برای هر سلول است، در این تحقیق به کار گرفته شد. نتایج رویداد های دوره های واسنجی و صحت سنجی نشان داد که دبی های اوج هیدروگراف که یکی از مهمترین مولفه های آن است به خوبی در بازه های اطمینان 95 درصد تعیین شده قرار می گیرند. درمورد نقاط ابتدایی و انتهایی، شرایط اولیه مدل و خطاهای موجود در روش های تعیین دبی پایه برای رویداد های کوتاه مدت باعث شده اند تا به خوبی برآورد نشوند و تا حدودی خارج از محدوده اطمینان شبیه سازی شده قرار گیرند. کارآیی بالای الگوریتم DREAM در سرعت بالای رسیدن به همگرایی برای تمام زنجیره ها از دیگر

    کلیدواژگان: تحلیل عدم قطعیت، زنجیره مارکف، مونت کارلو
  • هما نوغان کار، جواد بذرافشان*، سمیه حجابی صفحه 175

    طبق مطالعات مرکز پیش بینی و تحقیقات اقلیم هدلی HCCPR)‎) پیش بینی شده است که به دلیل گرمایش جهانی در قرن 21، خشکسالی های فراگیر و شدید، زندگی میلیون ها نفر در سراسر کره زمین را تهدید خواهدکرد. تحقیقات نشان داده است که مساحت تحت تاثیر خشکسالی های استثنایی در ایران طی قرن بیستم افزایش یافته است. مطالعه حاضر برای پاسخ به این پرسش انجام شده است که در صورت بروز تغییر اقلیم در قرن 21، واکنش اقلیم های مختلف ایران به رخداد خشکسالی چه خواهد بود؟ بدین منظور، ابتدا متغیرهای بارندگی و میانگین دمای ماهانه اقلیم آینده ایستگاه های منتخب کشور (معرف اقلیم های مختلف ایران شامل شش ایستگاه بندرانزلی، گرگان، بوشهر، تهران، مشهد و زاهدان) با استفاده از ریزمقیاس نمایی آماری مدل گردش عمومی CGCM3 تحت دو سناریوی A1B و A2 به روش ضریب تغییر (CF)‎ تولید شد. در مرحله بعد، یک شاخص معرف خشکسالی کشاورزی، یعنی شاخص اکتشاف خشکسالی تعدیل شده (مبتنی بر داده های بارندگی و دما) برای دوره پایه (2000-1971) و دوره آتی 2040-2011 تحت هر دو سناریوی انتشار در ایستگاه های منتخب محاسبه شد. سپس، تحلیل احتمالاتی مشخصه های خشکسالی در دوره های پایه و تغییر اقلیم اجرا و مقایسه شد. نتایج نشان داد که در دوره 2040-2011، احتمال وقوع تداوم و شدت معین خشکسالی ها در کلیه ایستگاه های تحت بررسی افزایش می یابد. همچنین، مشخص شد که حساسیت اقلیم های حدی (فراخشک و بسیار مرطوب) نسبت به پدیده گرمایش جهانی بیشتر از اقلیم های میانی (خشک، نیمه خشک و مدیترانه ای)

    کلیدواژگان: ریزمقیاس نمایی آماری، خشکسالی، سناریوهای گرمایش جهانی، RDI تعدیل شده
  • کبری نوری پاشایی، روح الله فتاحی نافچی*، حسین صمدی بروجنی صفحه 185
  • روح الله فتاحی *، سیدفرهاد موسوی، عباس کارگر صفحه 193

    دست یابی به معیارهای هیدرولوژیک برای مناطق فاقد و یا دارای آمار و اطلاعات کافی، در مطالعات هیدرولوژیک امر مهمی است. در این حوضه ها ترجیح داده می شود که از روش های جعبه سیاه برای مشخص شدن ارتباط بین اطلاعات ورودی (پارامترهای هواشناسی و فیزیوگرافی) و خروجی (دبی رودخانه) بدون آنالیز ساختار داخلی فرآیند استفاده شود. یکی از روش های مورد استفاده در این قبیل شرایط، مدل های هوش مصنوعی است. در این تحقیق، از شبکه عصبی مصنوعی MLP با الگوریتم پس انتشار خطا در پیش بینی دبی ماهانه حوضه آبخیز بهشت آباد استفاده شده است. نتایج نشان داد که دبی ماه قبل و بارش دو ماه قبل جزء پارامترهای اساسی به عنوان ورودی شبکه هستند. همچنین بهترین مدل به دست آمده برای ایستگاه هیدرومتری بهشت آباد در دو زیرحوضه باباحیدر و کوه سوخته نیز اجرا شد و دبی های تخمین زده شده و اندازه گیری شده در ایستگاه های هیدرومتری واقع در خروجی این دو زیرحوضه مقایسه شدند. نتایج حاکی از آن بود که در حوضه های کوچک، می توان از مدل کلی واسنجی شده برای حوضه آبریز اصلی استفاده کرد

    کلیدواژگان: شبکه عصبی، _ دبی جریان، بهشت آباد، حوضه آبریز، زیر حوضه
  • ابیانه زارع*، حمیدبیات، مریم ورکشی صفحه 199

    در این پژوهش تغییرات غلظت نیترات و نیتریت در منابع آب زیرزمینی اراک، طی بازه زمانی سال های 1386-1382 هجری شمسی بررسی شد. نتایج نشان داد میانگین غلظت نیترات و نیتریت به ترتیب 43‎/32 و 005‎/0 میلی گرم بر لیتر است. در مجموع غلظت نیترات در 3‎/28 درصد از چاه ها و غلظت نیتریت در 6‎/73 درصد از چاه ها بیش از حد استاندارد بود. بیشترین آلودگی در سال 1383 و کمترین آن به سال 1382 تعلق داشت. روند تغییرات یون های نیترات و نیتریت افزایشی بود. برای آشکارسازی رابطه بارش با غلظت نیترات و نیتریت در آب چاه ها، از مدل رگرسیون خطی درجه یک استفاده شد. ضریب تبیین مدل پیشنهادی برای نیترات و نیتریت به ترتیب 99‎/0 و 78‎/0 به دست آمد. تحلیل آماری مقادیر غلظت یون نیترات نشان داد در 67 درصد از موارد، ضریب همبستگی مربوط به یون نیترات بیش از 8‎/0 و معنی داری آن در سطح 05‎/0 بود.

    کلیدواژگان: نیتریت، _ اراک، نیترات، آب زیرزمینی، بارش
  • حمیدرضا فولادمند*، علی اکبر زرین بال، محمدرضا هنر، سید ابراهیم دهقانیان صفحه 205

    استفاده از سیستم آبیاری قطره ای نواری سطحی باعث افزایش راندمان آبیاری شده و راهکاری مناسب برای مقابله با مشکلات کم آبی و خشکسالی است. در این تحقیق در یک مزرعه آزمایشی در منطقه مرودشت در استان فارس در تابستان سال 1388 اقدام به کشت ذرت شد و از سیستم آبیاری قطره ای نواری سطحی استفاده شد. آزمایش به صورت طرح کرت های خرد شده در قالب بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. کرت اصلی شامل سه فاصله کاشت 60، 70 و 75 سانتی متری نوارهای آبیاری و کرت فرعی شامل آبیاری کامل و یک در میان بود. در پایان فصل رشد عملکرد گیاه و کارآیی مصرف آب هر یک از تیمارها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که تیمار فاصله کاشت 60 سانتی متر با آبیاری کامل بیشترین عملکرد (برابر 13289 کیلوگرم در هکتار) و بیشترین کارآیی مصرف آب (برابر 78‎/1 کیلوگرم به ازاء هر مترمکعب آب مصرفی) و تیمار فاصله کاشت 75 سانتی متر با آبیاری یک در میان کمترین عملکرد (برابر 3‎/6657 کیلوگرم در هکتار) و کمترین کارآیی مصرف آب (برابر 89‎/0 کیلوگرم به ازاء هر مترمکعب آب مصرفی) را داشتند. پس اعمال تیمار فاصله کاشت 60 سانتی متر با آبیاری کامل برای منطقه مورد مطالعه توصیه می شود.

    کلیدواژگان: کارآیی مصرف آب، ذرت، آبیاری قطره ای نواری سطحی، عملکرد، مرودشت
  • زینب سادات یزدانفر*، سعیدرضا صباغ یزدی صفحه 209

    در این مقاله، نوسانات فشار ناشی از بسته شدن ناگهانی لوله با استفاده از حل عددی معادلات پیوستگی و اندازه حرکت (با متغیرهای وابسته سرعت و فشار) به کمک روش حجم محدود به شیوه گوادنوف مرتبه دوم مدلسازی شده است. دراین مدل عددی، اثراصطکاک ناماندگار، با اعمال سه مدل اصطکاکی: شبه پایدار دارسی- وایسباخ و مدل های ناماندگار برونون و واردی- براون در نظر گرفته شده است. برای ارزیابی نتایج مدل توسعه یافته، نوسانات فشار محاسبه شده با شرایط مرزی مناسب درمحدوده ای از اعداد رینولدز (جریانات آرام و آشفته)، با اندازه گیری های آزمایشگاهی ارائه شده توسط محققین قبلی مقایسه شده است. با ارزیابی کمی و کیفی نتایج مدل عددی حاضر، می توان گفت که در حالت کلی، مدل اصطکاکی برونون برای پیش بینی نوسانات فشاری ناشی از بسته شدن ناگهانی لوله در جریان های آرام (عدد رینولدز کمتر از 2000) مناسب است. با افزایش عددر رینولدز و آشفتگی جریان، مدل اصطکاکی واردی- براون، نوسانات فشاری جریان ناماندگار را بهتر از مدل برونون پیش بینی می کند.

    کلیدواژگان: اصطکاک ناماندگار، جریان آرام و آشفته، روش حجم محدود، شیوه گوادنوف رتبه دوم
  • صمد امامقلی زاده*، رزیتا حمیدی صفحه 215

    سد مارون واقع در استان خوزستان، نقش مهمی در تامین آب منطقه دارد. پس برآورد صحیح دبی ورودی به این سد در سال های آینده نقش مهمی در برنامه ریزی منابع آب آن خواهد داشت. در این تحقیق با استفاده از آمار 41 ساله دبی ایستگاه هیدرومتری ایدنک واقع بر روی رودخانه مارون (از سال های 48-1347 تا 88-1387)، مدل های مختلف استوکستیک مانند مدل های اتورگرسیو (AR)‎، اتورگرسیو میانگین متحرک (ARMA)‎ و اتورگرسیو میانگین متحرک هم زمان (CARMA)‎ به داده ها برازش داده شدند. نتایج مدل سازی نشان می دهد از میان مدل های مختلف مورد استفاده، مدل CARMA(1،1) با داشتن کمترین معیار اطلاعاتی آکائیک و شوارز به ترتیب برابر با 69‎/17- و 91‎/16- به عنوان مدل برتر است. با توجه به مدل انتخاب شده، 10 سری های زمانی مصنوعی برای 41 سال تولید شد، که با مقایسه خصوصیات آماری پایه سری تولید شده به سری اولیه، بهترین سری زمانی انتخاب شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد، میانگین، انحراف معیار و ضریب تغییرات برای سری اولیه 13‎/51، 64‎/24 و 48‎/0 و برای سری تولید شده به ترتیب برابر با 16‎/51، 15‎/27 و 52‎/0 است، که نتایج آن در تحقیق حاضر ارائه شده است.

    کلیدواژگان: تولید آمار مصنوعی، سری زمانی سالانه، رودخانه مارون، مدل سازی
|
  • Page 1

    Bridge abutments cause constriction in river section and change the pattern of river flow. Due to presence of a bridge abutment in a river the velocity and bed shear stress increase, vortices are formed and finally local scouring around structure commences and as a result a scour hole develops. In order to reduce scouring around bridge abutments one method is to set the collar. Collar by deflecting the down flow mitigate scour and produce a time delay in scour hole development process. Hence in this research the effect of collar on scour reduction around vertical semicircular bridge abutments was experimentally investigated. Experiments were conducted in the flume with 6 m long and 0.8 m wide under clear water condition (i.e. = 0.85). The results showed that collars reduced the scour depth significantly, and 63.5 to 100 percent reduction on the scour depth and delay on the time of scouring were observed using different collars. Maximum scour depth also moved downstream of the bridge abutment.

    Keywords: Semicircular Bridge Abutment, Collar, Scour, Scour Reduction
  • Page 9

    of mentioned methods that use relationship between precipitation and geographically factors. Therefore current study was carried out to compare global regression methods (multi polynomial regression and ordinary least square methods), local regression methods (local polynomial regression, geographically weighted regression) and decision tree regression. Average of 20 years annually precipitation data of 185 meteorological observations over Gilan Province and its neighboring stations was used for modeling of spatial distribution variations of mean annual precipitation by using other variables like elevation and position of points to the sea level. Comparison between results using cross validation technique showed that geographically weighting regression method has the highest accuracy to estimate mean annual precipitation (R2=0.87 and RMSE=147mm) and can be used to map isohyets in Gilan province.

    Keywords: Geographically weighted regression, Gilan, Regression Decision tree., Isohyets, Ordinary least square regression
  • Page 17

    Drought is one of natural disaster that is related to prolonged decrease of humid in a region. Meteorological drought is related to prolonged decrease of precipitation and has several characteristics (severity, duration, magnitude). These characteristics are dependent and because of this correlation, drought monitoring based on one characteristic cannot fully represent region conditions. Thereby the best method is monitoring of drought characteristics jointly. In this research, meteorological drought was analyzed in Kermanshah province based on two characteristics, i.e. severity and duration using multivariate copulas function. Three families of Archimedean copulas were fitted to drought severity and duration. Gumble copula was selected as the best fit. Finally, the joint probability and return period are determined using Gumble copula in the study area. The results showed, sever drought has occurred in the western part of region with 259.3 mm severity and 18 months duration. Based on bivariate analysis, this drought has lowest probability and biggest return period then other droughts in this region.

    Keywords: Copula function, drough, Meteorological
  • Page 27

    Furrow irrigation is a one of the surface irrigation in which increasing of its efficiency using optimal design and management tools were considered. In this research, a new methodology was presented to determine optimal furrow length and inlet flow rate using simulation- optimization model for three regimes including continuous, cutback and surge and evaluated using field data with clay loam texture. For evaluating of the effects of soil texture on optimization results, optimization processes were applied for sandy loam and clay soil texture. In clay loam soil, continuous regime showed longer optimal furrow length than other regimes. Surge regime needed higher inlet flow rate and shorter furrow length than other regimes to achieve maximum irrigation water efficiency and uniform distribution. Also, in continuous regime, optimal furrow length and objective function changes showed, irrigation efficiency decreases by increasing inlet flow rate. Results of objective function affects on optimal values of furrow length showed combination of application efficiency and uniform distribution and combination of tail water and deep percolation are recommended for furrow design and management.

    Keywords: Optimal furrow length, Furrow irrigation, Cutback, Continuous, Surge
  • Page 35

    The drawdown of water table in the karst aquifers are caused by continuous droughts since 2007. In this research, different responses of the Ilam-Sarvak (Tanush and Shavish anticlines) and Asmari (Kamarderaz and Chalkhoshk anticlines) karst aquifers in southwest of Izeh were inquired to the decrease of precipitation recharges. The precipitation, and water level data, the pumping tests in seven karst wells, and the autocorrelation analysis on hydrogeologic time series were applied to the study of the hydrodynamic behaviors of the karst aquifers. The analysis of the representative well hydrographs indicates that drawdown in Asmari and Ilam-Sarvak karst aquifers were 1 and 140 m, respectively, from 2007 to 2009. The double porosity function of Ilam-Sarvak Formation and the base flow in Asmari Formation were deduced from the autocorrelation and pumping tests interpretations.

    Keywords: Karst aquifer, Izeh, Autocorrelation, Pumping test, Storativity
  • Page 47

    Agricultural development has increased exploitation of groundwater resources Mahidasht plain in Kermanshah. The increased utilization and the reduction of severe droughts conditions has caused severe drop in groundwater level in the plain. To mitigate the crisis, artificial recharge of groundwater is suitable solutions. Selecting feasible locations for the implication of artificial recharge is the most important stages of these projects. In the present research work, the Geographic Information System (GIS) was used for locating of flood spreading. For this purpose, six important parameters were selected in feasible artificial recharge by flood spreading method. Each of the data layers in GIS environment was developed. Layers were classified with respect to their importance in recharge feasibility selection and hence were valued by Analytical Hierarchy Process (AHP) and integrated in Geographical information system (GIS) environment. The results of this research showed that 6 percent of Mahidsht plain spread in five separate region with total area 2498.75 hectares, are the most suitable location for artificial groundwater recharge by application of flood spreading method. The selected regions were categorized according to areas of priority sites of runoff production according to the availability of water resources.

    Keywords: Information layers, Flood spreading, GIS, Artificial feeding, Location
  • Page 55

    One of the main agricultural problems in developing countries is the lack of optimal productivity due to unsuitable allocation of resources. In order to select appropriate crops for cultivation in Orzoueyeh region, this research was conducted in years 1386 and 1387 on four farms. To determine water use efficiency, regional data for major products include cotton, wheat, sugar beet and maize were collected and the amount of water use efficiency for each of the products of different fields was calculated. after calculating of economic, net Benefit and water economic efficiency per unit of water volume were determined. The results showed that maximum water use efficiency was in sugar beet cultivation (5.43 kg/m3) and the minimum was in cotton (0.19 kg/m3). Water economic efficiency was determined for the various products. The results indicated that this indicator for wheat, sugar beet, corn and cotton were changed between 1196-2506, 1725-3294, 2694-4635 and 1734-2747, respectively. Finally, the priorities of different crops were determined water economic efficiency in selected fields. Accordingly, the priority for fields of 1 to 4 was obtained corn and also wheat was determined as the last priority in all fields.

    Keywords: water, Water use efficiency, Orzoueyeh, Efficiency economic, Pattern cultivation, Drip irrigation
  • Page 65

    Quantitative description of infiltration process is needed for both irrigated and rainfed agriculture for optimal management and designs purposes. The most difficult task in the field, however, is to determine the spatial variability of infiltration process, which is of great importance for precision agriculture. The objective of this study was to quantify spatial variability of infiltration models by using scaling in Kavar plain, east of Shiraz, Iran. A number of 161 infiltration experiments were conducted on a systematic squared grid pattern with 500*500m over the 4000 ha area, using double-ring method. The observed infiltration data from all the experimental sites were fitted to three selected infiltration models. The best-fitted model for individual sites was identified. Using the least-squares technique, the Philip model was selected as the best model to describe infiltration process. Infiltration rates of the area generally indicated low basic infiltration rates (1.11–31.11 cm hr−1) for most sites, and average amount of them was 6.69 cm hr−1. The parameters of Philip model (S and A) showed a wide variation among the test sites. The sorptivity-based scaling factor αS and the transmissivity-based scaling factor αA were computed and the observed infiltration data were scaled. Scaling achieved through αA was found better than through αS. Optimum scaling factors αopt were then obtained by the least-squares. Scaling factors based on the arithmetic, geometric and harmonic means of αS and αA were

    Keywords: Kostiakov model, Philip model, Kostiakov, Lewis model, Scaling., : Infiltration
  • Page 75

    Different kinds of irrigation canal lining materials have different durability based on climatic conditions. Therefore its necessary that in different area all various lining are evaluated and suitable lining be selected for decrease seepage loss and optimum usage from water resource. The aim of this research was to study effect of concrete lining to reduce of water seepage loss in the main irrigation earth canals that serves the irrigated area on Hamadan province. Total length of concrete-lined irrigation canals in this province is 500 km. 12 main lined and unlined canals with total length of 26 km were chosen to study in this area. Water seepage in these canals was measured by the inflow-outflow method. While water velocity was determined using a current-meter. The water seepage loss at unlined-canals was between 1.32 and 3.06 m3m-2day-1. The average seepage loss was 2.39 m3m-2day-1 equal to 16.4% in 1Km. The water seepage loss at concrete lined-canals was between 0.55 and 2.40 m3m-2day-1. The average seepage loss was 1.74 m3m-2day-1 equal to 8.2% in 1Km. Based on statical analysis, there was no significiant difference for seepage loss between lined and unlined canals typs. d.

    Keywords: Water seepage losses., Irrigation canals, Cold regions, hamadan lining, Concrete
  • Page 85

    Due to present of nitrogen as nutrient element in municipal effluent, discharging of it to water resources leads to increasing growth of different types of algae consequently eutrophication. So it is necessary to decrease the amount of nitrogen as much as possible before discharging effluent to water resources. The use of plants is one of the effective methods for refining polluted water. An experiment was carried out with on two plants elodea (egria densa), duck weed (lemna minor) with 4 treatments and three replicates in a completely randomized factorial design in experimental pilots with the batch. Treatments included effluent with the plant, effluent diluted with the plant and no plant (control) in two levels (initial and diluted effluents). Parameters of nitrate, ammonium, organic nitrogen and total nitrogen were measured in trend time of 8, 16 and 24 days in effluent samples and total nitrogen of plant tissue at the beginning and end of experiment period. The results showed that the concentration of nitrate, ammonium, organic nitrogen and total nitrogen in plant treatments were significantly lower than treatments without plants significantly, so that Elodea treatment reduced the concentration of nitrate, organic nitrogen and total nitrogen, as 31.56, 10 and 10.7%, respectively. The highest total N uptake was found in duck weed plant. It is concluded that duck weed is more effective in the removal of nitrogen than the elodea plant.

    Keywords: Nitrogen removal., Elodea, Eutrophication, Duck weed, Municipal effluent
  • Page 95

    The local scour at pile is the main reason for bridges failure. Although numerous researches have been done on scouring, the appropriate equation to predict scour at bridges foundation has not been presented yet. In this research, an experimental study on clear water scour at pile groups under steady flow at threshold velocity is presented. Uniform bed material with median particles size of 0.8 mm, in a 46 m long, 1.52 m wide and 1.9 m deep flume were used. The objectives of this study are to present changes in scour at multiple piles due to the pile arrangements and present empirical relationship to estimate the scour depth at multiple piles with different arrangements. Wide ranges of pile group arrangements are studied when the diameters of piles were 60 mm and 42 mm. The number of piles in line with flow (m) and normal to flow (n) were regularly increased at each successive experiment. In total, 40 experiments were carried out used possible arrangements of pile group where maximum number of n and m were 4 and 10 respectively. It was observed that the scour at pile group is affected by pile arrangements. The collected data were used to propose a new empirical equation to compute effects of the studied variables (m and n). The outputs of this research can be used to improve the pile group arrangement procedure to

    Keywords: Bridge piles, Pile arrangements, Physical modeling, Pile group
  • Page 105

    Flood routing is a procedure that is used for investigation of variations of the peak, time to peak and duration of the flood hydrograph along open channels. This procedure can be performed using either hydraulics or hydrologic procedures, depend on available data of the river. In the present study, different aspects of hydrologic models that consist of the linear Muskingum, nonlinear Muskingum, Convex, modified Att-Kin and Working-Value procedures were investigated through four benchmark examples and field applications in the Karun River using eight observed flood events. Furthermore, the numerical solution of the Saint-Venant equations by considering all of the terms of the momentum equation as a hydraulics procedure was considered for comparison purpose. The criteria were used for models evaluation, included attenuation of peak discharge (ε), lag of peak discharge (ξ), and mean relative error (E). The results show that the relation between weighted-flow and storage volume that is based on hydraulics and hydrologic characteristics of river reach and its temporary storage is the essential criterion for investigation of the effectiveness of a hydrologic routing procedure. Also, it can be said that, in the conditions of the shortage of the data of the dynamic wave model, the linear and nonlinear Muskingum models are offerable in design projects as best hydrologic models

    Keywords: Muskingum, Convex, Modified Att, Kin, Parameter estimation., Dynamic wave
  • Page 115

    The main goal of this research is zoning of Dargaz plain groundwater quality for drinking purposes. Due to increasing population and demanding for new water resources, study and evaluation of water quality is very important. Based on Schoeller diagram and using Analytical Hierarchy Process and pair wise comparison matrix, the optimum weights of every hydrochemical variables are selected. To evaluate Dargaz plain groundwater quality for drinking water, data from 25 wells during 2008 to 2009 were collected. Raster maps of the study area were prepared with different methods of interpolation. Due to uniformly water quality changes in study area we used the Inverse Distance Weighted interpolation method for preparing zoning maps of sulfate, sodium, chlorine, total hardness, electrical conductivity and total dissolved solids. Final weights of hydrochemical variables determined by pair wise comparison matrix and Analytical Hierarchy Process. Finally, with integrating and overlaying the hydrochemical layers and applying the final weights in the GIS environment, the qualitative potential map of study area were prepared. Finally, suitable sites for drinking purpose specified. The results showed that the southwest part of study area has the best groundwater quality for drinking purposes.

    Keywords: Dargaz Plain, AHP, Qualitative potential, GIS
  • Page 123

    from Erosion and runoff caused by rainfall in catchments is an important issue in natural resources management. The Cellular Automata (CA) approach is an idealized physical system, which has capability for simple simulation of a complex process like erosion and runoff. This study was conducted with the aim of studying performance of CA method in simulation of erosion and runoff caused by rainfall. This method was used in an experimental plot located in the farm of Nuclear Agricultural Research Center in Zaferanieh (Karaj). Results of simulation showed that the size of the cells, hydraulic parameters, selection of appropriate time steps, and the number of iterations had a large effect on simulation results. In comparison between observed and simulated results, the values of correlation coefficient and root mean square error for runoff was found to be 0.98 and 0.034, respectively, and for sediment yield it was found to be equal to 0.97 and 0.045, respectively. The results showed that the CA method can be used as an accurate and applicable scheme for predicting the amount of erosion and runoff originated rainfall.

    Keywords: Zaferanieh (Karaj)., Soil erosion, : Cellular automata, Runoff yield, Hydrological simulation
  • Page 133

    One of the limitations of Boussinesq equation is that its parameters (e.g., hydraulic conductivity) are scale-dependent. In this work, a fractional Boussinesq equation was obtained by assuming power-law changes of flux in a control volume and using a fractional Taylor series. Unlike Boussinesq equation, the parameters of fractional Boussinesq equation are constant and scale-invariant. The linear form of fractional Boussinesq equation was solved by using spectral representation method and an analytical mathematical model was derived to calculate subsurface drains spacing. The optimal values of parameters of mathematical model developed in this study and Glover-Dumm's model were estimated from inverse modeling. In the inverse methodology, water table data between two subsurface drains and the optimisation method of Bees algorithm was used. The accuracy of obtained model was investigated using water table data between the two subsurface drains and was compared to Glover-Dumm's model. The results indicated that the mathematical derived in this study predicts the water table profile between two subsurface drains more exactly than Glover-Dumm's model.

    Keywords: Subsurface drainage., Bees algorithm, Fractional boussinesq equation, Fractional derivative
  • Page 143

    By increasing population and fresh water deficit the importance of water resources management increases. Agricultural, industrial and municipal activities also threat the quality of groundwater resources. Groundwater resource is the major supplier of drinking and agricultural water in the Sharekord Plain, Chaharmalal va Bakhtiari Province, Iran, therefore, conserving the quality of this source of water is very important. The objective of this research was to evaluate DRASTIC model for mapping the vulnerability of the Shahrekord Plain groundwater. The model consist of seven effective parameters of depth to water table, net recharges, aquifer media, soil media, topography, vados zone and aquifer hydraulic conductivity. Thematic maps of require parameters were prepared and overlayed in GIS media by formation the databank of the plain using the relevant spatial data and attributes. The results indicated 11.5%, 79.6% and 8.9% of the area are in very low, low and medium vulnerability classes, respectively. The results also revealed the higher vulnerability of the north, south-east and west of Shahrekord Plain comparing the middle plain. The correlation coefficient between the vulnerability map and nitrate concentration of groundwater was 0.43.

    Keywords: Nitrate concentration of groundwater., DRASTIC model, Groundwater, GIS
  • Page 153

    Zayandehrud basin contains important water transfer projects, like transfer from Kuhrang springs to the basin and transport from basin to the Yazd and Kashan cities. Assessment of the impacts of these projects (and guidelines for alleviating these impacts) on water supply capability of Zayandehrud hydro-system, especially under long-term hydrologic uncertainties, is a very important issue for water sector decision makers and waterbasin stakeholders. In this research, the impacts of drought and future development of water transport projects is analyzed by a non-linear long-term optimization model for a 10-year horizon. Results showed that in normal (and transfer development scenario) conditions, on average 43% and 57% withdrawal from river and groundwater, respectively, leads to the least shortage in water supply to demands. Besides, Zayandehrud hydro-system operation can be managed in the case of a severe drought with 40% reduction in river flow that only 6% reduction occurs in water supply in comparison with normal condition. Analysis of the results showed the robustness of multi-period optimization model in minimizing the impacts of drought and water tranfer development by making use of the spatial and temporal potentials of Zayandehrud hydro-system.

    Keywords: Zayandehrud basin., Water allocation, Management scenarios Optimization, Water supply
  • Page 165

    f MCMC scheme rather than some others like SCEM-UA algorithm as another MCMC methoSo far flood forecasting and simulation in hydrologic literature suffer from lack of explicit recognition of forcing and parameter and model structural error. However since any model is a simplification of reality there remains a great deal of uncertainty even after the calibration of model parameters. Hydrologic models often contain parameters that cannot be measured directly but which can only be inferred by a trial-and-error (calibration) process that adjusts the parameter values to closely match the input-output behavior of the model to the real system it represents. This work addresses calibration of spatially physically based rainfall-runoff model (AFFDEF) implemented in FORTRAN language programming the quantification of parameter uncertainty and its effect on the prediction of streamflow for Abolabbas subwatershed (284 km2) is located in Khuzestan Province. This paper intent to take advantage of novel Markov chain Monte Carlo (MCMC) sampler entitled DiffeRential Evolution Adaptive Metropolis (DREAM) that is especially designed to efficiently estimate the posterior probability density function of hydrologic model parameters in complex high-dimensional sampling problems which recently is developed. The results for calibration period showed that observational discharge values especially peak values bracketed well within %95 confidence interval. Regarding rising and recession limb as a result of initial conditions and uncertainties originate from baseflow separation methods they were predicted out of the confidence interval. Updating

    Keywords: Markov Chain Monte Carlo, Uncertainty Analysis
  • Page 175

    According to the studies from Hadley Center for Climate Prediction and Research (HCCPR), it is predicted that in the 21st century extreme droughts would threat millions people due to global warming. Researches have been showed that the areas affected by extreme droughts have increased in the country in the 20th. This study was performed to answer this question that "how would various climates of Iran respond to global warming in case of drought?" For this purpose, monthly precipitation and temperature data for the selected stations of the country (representing various climates of Iran including Bandar Anzali, Bushehr, Gorgan, Tehran, Mashhad, and Zahedan) were produced using statistical downscaling of CGCM3 model under two scenarios A1B and A2 for 2011-2040 via change factor method. Next, a representative index of agricultural drought, i.e., the adjusted Reconnaissance Drought Index (RDI, based on precipitation and temperature data) were calculated for the base period 1971-2000 and future periods (2011-2040) under two scenarios A1B and A2 in stations of interest. Probabilistic analyses of drought characteristics for present and future climate conditions were done and compared. The results showed that in the period 2040-2011, the likelihood of duration and intensity of droughts will increase in all stations under investigation. Also, it was found that the sensitivity of extreme climates (very wet and very arid) to global warming is more than the other climates (arid, semi-arid and Mediterranean).

    Keywords: adjusted RDI., global warming scenarios, statistical downscaling, drought
  • Page 193

    Finding hydrologic criteria for regions with insufficient or no data is important in water resources studies. In basins with lack of streamflow data, it is preferred to use black-box methods to relate inputs (meteorologic and physiographic parameters) and output (river discharge) without the analysis of the process. Artificial Neural Networks model is one of the methods which can be used in such situation. In the present research, MLP artificial neural network with back-propagation algorithm is used to estimate monthly discharge of Beheshtabad watershed. The results showed that last-month's discharge and precipitation of two months ago were the main input parameters. The best model obtained for the Beheshtabad station was used for Babahaidar and Kuhe-sokhteh sub-basins and the measured and estimated discharges were compared. The results showed that the calibrated model obtained for the main hydrometry station could be applied in sub-basins.

    Keywords: Beheshtabad, Flow discharge, ANN, Watershed
  • Page 199

    In this study, nitrate and nitrite concentration changes in subsurface water resources Arak, during different time were investigated. Results showed that mean concentrations of nitrate and nitrite, respectively 32.43 and 0.005 mg/L-1 is. In total nitrate concentration in % 28.3 of the wells, concentrations of nitrite in 73.6 percent of the wells were more than standard. The highest and lowest contamination, in 2004 and 2003 was respectively. Trend of nitrite and nitrate ions, was increased. For detection of precipitation relationship with nitrite and nitrate concentrations, linear regression model was used. Determination Coefficient of model for nitrate and nitrite were 0.99 and 0.78, respectively. Statistical analysis of nitrate concentration levels showed 67 % of the cases, the correlation coefficient of nitrate ions about 0.8 and its significance in 0.05 was.

    Keywords: Nitrate, Rainfall, Arak, Nitrite, Groundwater
  • Page 205

    Using the surface drip irrigation system tends to improve irrigation efficiency, and this system is appropriate for solving the problems of water deficit and drought. In this study in summer of year 1388 at a selected field in Marvdasht region in Fars province, the surface drip irrigation system was used for cropping corn. The experiment was done on randomized complete blocks as a strip split plot design with three replicates. The main plot was three drip spacing (60, 70 and 75 cm), and the subplot was two level of irrigation (full and alternate). At the end of the season, the crop yield and water use efficiency were measured. The results demonstrated that the treatment of 60 cm of drip spacing with full irrigation had the most crop yield (equal to 13289 kg ha-1), and the most water use efficiency (equal to 1.78 kg m-3), and the treatment of 75 cm of drip spacing with alternate irrigation had the least crop yield (equal to 6657.3 kg ha-1), and the least water use efficiency (equal to 0.89 kg m-3). Therefore, using the treatment of 60 cm of drip spacing with full irrigation can be suggested for the study area.

    Keywords: Water use efficiency, Yield., Surface drip irrigation, Corn, Marvdasht
  • Page 209

    This paper presents numerical modeling of pressure oscillations caused by sudden closure of pipe according to the second order Godunov type finite volume scheme by solving the momentum and quantity equations of transient flows. The transient friction is applied to the model using three kinds of fiction models: quasi-steady Darcy-Wiesbach friction model and unsteady Brunone and Vardy-Brown friction models. To verify the developed model, calculated pressure oscillations considering proper boundary conditions, in a range of Reynolds number from laminar to turbulent flows, is compared with experimental Results. The quantitative and qualitative evaluation of present model will result in selecting a proper transient friction model for each initial Reynolds number.

    Keywords: Second order Godunov type scheme, Transient friction, Finite volume method, ., Laminar, turbulent flow
  • Page 215

    Maroon Dam in Khuzestan province has an important role in regional water supply. Therefore, accurate estimation of inflow discharge to this dam in the coming years will have an important role in water resources planning. In the present study 41 years (1968 to 2009) of annual discharge of Idanak hydrometric station which is located on the Maroon River were used. Different models such as the autoregressive (AR), autoregressive moving average (ARMA) and contemporaneous autoregressive moving average (CARMA) were fitted to data. After performance of necessary tests, CARMA (1,1) model with the least Akaike Information Criterion (AIC) and Schwarz Information Criterion (SIC) has been known suitable. According to final selected of best model the artificial inflow discharge to Maroon Reservoir is produced, and the results are presented in this research.

    Keywords: Discharge, Artificial production, Annual time series, Maroon river