فهرست مطالب

پژوهش آب ایران - پیاپی 13 (پاییز و زمستان 1392)

مجله پژوهش آب ایران
پیاپی 13 (پاییز و زمستان 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/12/15
  • تعداد عناوین: 24
|
  • عباس کاویانی*، تیمور سهرابی، پیمان دانش کارآراسته صفحات 1-10
    مفهوم بهره وری آب کشاورزی برای سیاست گذاران بخش آب و غذا در سطوح وسیع و حوضه آبریز دشت اهمیت دارد. همین امر لزوم استفاده از تکنیک های سنجش از دور را گوشزد می کند که طی دهه های گذشته به شدت در مطالعات به کار برده می شوند. این تحقیق در پایین دست شبکه دشت قزوین انجام شده است، با استفاده از تصاویر MODIS و AVHRR مقادیر تبخیر- تعرق و ماده خشک تولیدی واقعی با استفاده از الگوریتم سبال محاسبه شد. در انجام این تحقیق از چهار تصویر بدون ابر AVHRR و MODIS که تطابق زمانی با داده های لایسی متری دارد، استفاده شد. در اجرای الگوریتم سبال در تصاویر به طور همزمان نرم افزارهای ENVI و ILWIS به کار گرفته شد. نتایج حاصل از الگوریتم در هر چهار تصویر با یکدیگر و با داده های لایسی متر زهکش دار موجود در منطقه در هر چهار روز به طور جداگانه ارزیابی شد. مقایسه مقادیر تبخیر- تعرق به دست آمده از تصاویر با داده های لایسی متر، دقت نتایج به دست آمده از تصاویر بدون ابر MODIS و AVHRR را به ترتیب R2=0.92 و R2=0.81 برآورد کرده است. پس دقت تصاویر MODIS در برآورد تبخیر- تعرق و بهره وری آب با استفاده از الگوریتم سبال بیشتر است. متوسط بهره وری آب کشاورزی برای گندم در دشت قزوین از تصاویر MODIS دارای مقدار 76 /0 و در تصاویر AVHRR دارای مقدار 03 /1 کیلوگرم در متر مکعب و از داده های لایسی متر 9 /0 کیلوگرم بر متر مکعب به دست آمده اند.
    کلیدواژگان: الگوریتم سبال، بهره وری آب، سنجش از دور، قزوین
  • زهرا سلیمانخانی، سید حمیدرضا صادقی*، سید خلاق میرنیا، راضیه غلامی گوهره صفحات 11-19
    بررسی تغییرات درون و میان رگباری رواناب و رسوب در طول رگبار کمک زیادی به درک مشکلات موجود در یک حوضه آبخیز می کند. هدف از این تحقیق بررسی تغییرات درون و میان رگباری رواناب و رسوب ناشی از رگبارهای منفرد بود. برای اجرای این تحقیق پلات های 50 × 50 سانتی متر در دو کاربری مرتع و جنگل احیا شده با سه تکرار در روستای ییلاقی کدیر واقع در ارتفاعات البرز مرکزی مستقر شد. برای این تحقیق از باران ساز پمپی با حجم 5 لیتر و با شدت یک میلی متر بر دقیقه و قطر قطرات حدود یک میلی متر و متناسب با شرایط بارش حاکم بر منطقه در سطح پلات های طراحی شده طی حدود 22 دقیقه انجام شد. مقدار رواناب و رسوب پس از شروع رواناب با فواصل زمانی هر 2 دقیقه یک بار در ظروف مخصوص جمع آوری و در هر ماه به مدت یک سال از خرداد 1388 تا اردیبهشت 1389 حجم و وزن هر یک اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که تغییرات درون رگباری رواناب در دو کاربری مرتع و جنگل احیا شده ابتدا دارای روند افزایشی بوده و سپس روند کاهشی داشته است. تغییرات رسوب از رواناب تبعیت کرده ولی نوسانات میزان رسوب بیشتر بود. میزان رواناب و رسوب در کاربری مرتع به ترتیب 8 /3 و 7 /7 برابر کاربری جنگل احیا شده بود. همچنین بیش ترین و کم ترین میزان رواناب تولید شده در هر دو کاربری به ترتیب مربوط به فروردین.
    کلیدواژگان: پلات های آزمایشی، تغییرات زمانی رسوب، شبیه ساز باران، کاربری اراضی
  • حامد سرورام *، ابوالفضل شمسایی صفحات 21-30
    در این مقاله مدلی عددی برای شبیه سازی جریان ناشی از شکست سد ارایه و معادلات آب های کم عمق به روش حجم محدود به شکل ضمنی شبه لاگرانژی تقریب زده شده و از روش شبه تحلیلی برای تعیین نقطه شروع حرکت ذره استفاده شده است. برای صحت سنجی روش پیشنهادی، نتایج به دست آمده از مدل یک بعدی شکست سد با نتایج تحلیلی و نتایج مدل دو بعدی با مدل آزمایشگاهی مقایسه شد. مقایسه نتایج مدل عددی با داده های آزمایشگاهی نشان داد که مدل در اعداد کورانت بالای یک نیز پایدار است. تطابق مناسب نتایج محاسبه شده با داده های آزمایشگاهی (مجموع خطا های به هنجار شده ی مدل در حدود 3 /0) نشان داد که تحت اعداد کورانت زیر 4 /1 حتی در محدوده ای که فرضیات معادلات آب های کم عمق به طور کامل صادق نیست، نشان از صحت مدل توسعه یافته دارد.
    کلیدواژگان: آب های کم عمق، شبه لاگرانژی، شکست سد، عدد کورانت
  • احسان گودرزی، ناصر شکری*، مینا ضیایی صفحات 31-40
    امروزه ارزیابی سطوح ایمنی سدهای موجود در دنیا بر اساس تحلیل ریسک و عدم قطعیت با روش های ریاضی و آمار به صورت فزاینده ای در حال انجام است. در این تحقیق کاربرد تحلیل ریسک شکست سد خاکی بر اثر سرریز شدن آب از بدنه با در نظر گرفتن عدم قطعیت برای برخی از پارامتر های ورودی ارایه شده است. سپس با به کار بردن روش های احتمالاتی، احتمال وقوع این پدیده محاسبه شده است. در این مطالعه با انجام تحلیل فراوانی دبی های حداکثر سالیانه (32 سال سیلاب) و با به کار بردن روش توزیع نهایی کل(GEV) و در نظر گرفتن هیدروگراف ورودی، تراز آب اولیه و ضریب دبی سرریز به عنوان متغیر های غیرقطعی، احتمال سرریز شدن آب از بدنه سد برآورد شده است. بدین منظور، با بهره گیری از تکنیک روندیابی مخزن، بالاترین تراز آب در مخزن محاسبه شده و سپس از روش های مونت کارلو و لاتین هایپرکیوب برای انجام تحلیل عدم قطعیت استفاده شده است. همچنین برای بررسی اثر سرعت باد بر روی سرریزشدن آب از بدنه سد، تحلیل فراوانی برای داده های حداکثر سرعت باد (34 سال) انجام شده و احتمال شکست سد با توجه به تاثیر همزمان سیلاب و باد برای دوره بازگشت 2، 10، 20، 50 و 100 ساله و 4 تراز سطح آب مختلف برآورد شده است.
    کلیدواژگان: آنالیز عدم قطعیت، تحلیل ریسک، سد، سیلاب، سد مخزنی، شکست
  • احمد رجبی*، سعید شعبانلو صفحات 41-49
    این تحقیق تاثیر تغییر اقلیم در دوره های آتی در ایستگاه کرمانشاه در غرب ایران بررسی شد. با استفاده از مدل ریزمقیاس نمایی LARS-WG داده های بارندگی روزانه و حداقل و حداکثر دمای روزانه ریزمقیاس شدند. داده های جوی بر اساس مدل گردش عمومی NCCCSM و با سناریوهای A1B، A2 و B1 و در سه دوره زمانی 2030-2011، 2065-2046 و 2099-2080 برآورد شد. شاخص های اقلیمی مورد استفاده شامل شاخص قاره ای جانسون، شاخص اقیانوسی کرنر، شاخص خشکی دومارتن و شاخص ترکیبی پینا است. مقایسه نتایج هر 4 شاخص در دوره پایه و دوره های زمانی آتی نشان دهنده خشک تر شدن اقلیم منطقه است. خشک شدن اقلیم در سناریوA2 شدیدتر از دو سناریو دیگر است. بر اساس نمودار بارندگی- درجه حرارت منطقه ماه می به تدریج خشک خواهد شد و ماه آپریل هم به شرایط خشکی نزدیک می شود.
  • ساحله کاکویی، علیرضا عمادی* صفحات 51-58
    با توجه به عملکرد ضعیف کانال های توزیع در شبکه های آبیاری ارایه روش های موثر در بهبود عملکرد و بهره برداری بهینه ضروری به نظر می رسد. برنامه ریزی توزیع و تحویل آب یک مساله پیچیده بهینه سازی چند هدفه، چند متغیره و چند محدودیتی است که حل آن نیازمند کاربرد روش های توانمند بهینه سازی است. در این پژوهش از الگوریتم بهینه سازی سیستم جامعه مورچگان (ACS) برای حل مساله توزیع و تحویل آب در کانال AMX از شبکه آبیاری ورامین با یازده آبگیر استفاده شده است. برای توزیع زمانی تحویل آب به آبگیرها سه بلوک آبیاری در نظر گرفته شد. دسته بندی آبگیرها در این بلوک ها و زمان بندی تحویل آب به آن ها به صورتی تعیین شد که با کمترین ظرفیت کانال، آب مورد نیاز آبگیرها در دور آبیاری تحویل داده شود. با توجه به نتایج تحقیق، حداکثر ظرفیت کانال 15 /1 متر مکعب بر ثانیه به دست آمد که در مقایسه با روش PSO، 490 لیتر بر ثانیه کمتر است. همچنین تعداد تنظیمات سراب، یک تنظیم کمتر از روش PSO به دست آمد. نتایج حاکی از برتری روش ACS نسبت به روش PSO است.
    کلیدواژگان: الگوریتم جامعه مورچگان، برنامه ریزی بهینه، شبکه آبیاری ورامین، کانال های انتقال و توزیع آب
  • فاطمه محمدی *، حسین صمدی بروجنی، روح الله فتاحی نافچی، کوردوان هدایتی پور صفحات 59-67
    آب شاخص کلیدی توسعه بوده بنابراین اولویت بندی پروژه های ملی و منطقه ای به دلیل محدودیت منابع مالی اهمیت بسیار داشته و استفاده از روش های تصمیم گیری چند معیاره ضروری است. در این تحقیق رتبه بندی بهینه 9 طرح در حال مطالعه سد سازی استان چهار محال و بختیاری با در نظر گرفتن یازده معیار کیفی و کمی با استفاده از روش های تصمیم گیری چند معیاره و با استفاده از دو نرم افزار ELECTRE III و Expert choice انجام گرفت و با تحلیل حساسیت در سناریو های تعریف شده مدل مناسب تر انتخاب شد. از آنجا که تا به حال کمی نمودن نتایج کیفی تحلیل حساسیت روش های تصمیم گیری توجه نشده بود، در این مطالعه با کاربرد پارامتر درصد تغییرات، حساسیت روش های مورد استفاده نسبت به تغییرات اعمال شده بر ماتریس تصمیم گیری و پارامتر های هر روش کمی شدند. نتایج نشان داد مناسب ترین روش تصمیم گیری از بین روش های ELECTRE III، مینی ماکس، فاصله های وزنی، حداقل مربعات و AHP، روش ELECTRE III به دلیل حساسیت کمتر نسبت به تغییرات در رتبه بندی است. همچنین در تحلیل حساسیت حذف هر معیار، در روش ELECTRE III مدل نسبت به حذف معیار (B/C) بیشترین حساسیت (07 /7 درصد) و نسبت به معیارهای ارتفاع سد، اشتغال زائی و تمرکز جمعیت، هیچ حساسیتی را نشان نداده است.
    کلیدواژگان: تصمیم گیری چند معیاره، تحلیل حساسیت، رتبه بندی، سدسازی، ELECTRE III
  • منا آقابیگی *، محمد کاوسی کلاشمی، محمد صادق اللهیاری صفحات 69-77
    تعیین مقدار مصرف آتی آب در شهرها و طراحی ظرفیت مناسب برای سامانه عرضه آب شهری (شبکه های انتقال و مجتمع های تصفیه آب) ضرورت استفاده از الگوهای رفتاری و پیش بینی مقادیر مصرف آب در شهرها را آشکار می کند. استقرار سازمان های دولتی و خصوصی و صنایع بزرگ در این شهر و اهمیت تهران به لحاظ در برداشتن قطب های تجاری و سیاسی در کنار رشد جمعیت، لزوم تجدید مجدد زیرساخت های آب شهری را نشان می دهد. پژوهش حاضر با بهره گیری از الگوی میانگین متحرک هم انباشته خودتوضیحی فصلی (SARIMA)، در پی الگوسازی و پیش بینی مقادیر مصرف آب شهر تهران است. در این راستا، با استفاده از سری زمانی ماهانه مصرف آب شهر تهران طی ماه های فروردین 1377 تا اسفند 1389، کاربرد آزمون ریشه واحد فصلی مدنظر قرار گرفت. نتایج بیانگر وجود تمامی ریشه های غیرفصلی و فصلی در سری زمانی ماهانه مصرف آب شهر تهران است. از این رو، با انتخاب فیلتر مناسب، برازش الگوهای SARIMA انجام شد. با توجه به میانگین خطای 32 /2 درصدی پیش بینی درون نمونه ای و قدرت پیش بینی بالای این الگو، پیش بینی مقادیر مصرف آب شهر تهران برای ماه های سال 1390 می تواند نتایج مطلوبی را برای استفاده مدیران شهری فراهم آورد.
    کلیدواژگان: الگوهای رفتاری، آزمون ریشه واحد فصلی، شهر تهران، مصرف آب
  • صالح یوسفی، مهدی وفاخواه *، سمیه میرزایی، شهلا توانگر صفحات 79-87
    چم ها از شاخصه های مهم تغییرات محیطی به شمار می آیند. تحقیق حاضر برای اولین بار در کشور برای بررسی تغییرات درجه میان بری و شکل چم ها در رودخانه کارون با استفاده از تصاویر سنجنده های TM و ETM+ ماهواره لندست سال های 1368 و 1384 به کمک سنجش از دور انجام شد. در این تحقیق پارامترهای مورفولوژیکی 20 چم در بازه ای به طول 128 کیلومتر از رودخانه کارون برای هر دوره تعیین شد. نتایج حاصل از مقایسه میانگین t جفتی نشان داد که تغییرات در مقدار درجه میان بری در طی سال های 1368 تا 1384 دارای اختلاف معنی داری در سطح یک درصد است. برای تعیین تاثیر تغییرات برخی از پارامترهای چم بر تغییرات درجه میان بری از مدل رگرسیون خطی چند متغیره استفاده شد. نتایج مدل نشان داد که در صورت تغییر در درجه میان بری تغییرات دامنه پیچ و خم در کناره نیز به صورت کاهشی است. همچنین نتایج همبستگی اسپیرمن نشان داد که تغییرات در پارامترهای درجه میان بری و حالت شکل چم به شدت به یکدیگر وابسته هستند. به طوری که همبستگی معنی داری بین تغییرات درجه میان بری و شکل چم در سطح معنی داری یک درصد وجود دارد. به طوری که با افزایش درجه آب بندی اشکال چم نیز به صورت U و Ω شکل در می آیند و چم تمایل به بسته شدن پیدا می کند.
    کلیدواژگان: پیچانرود، درجه آب بندی، رودخانه کارون، سنجش از دور، مورفولوژی رودخانه
  • پرستو پارسامهر*، علی حسین زاده دلیر، داود فرسادی زاده، اکرم عباسپور صفحات 89-96
    در تحقیق حاضر، خصوصیات پرش هیدرولیکی در یک کانال مستطیلی در دو حالت با کف افقی و با شیب معکوس به همراه آبپایه بررسی شده است. در مجموع 84 آزمایش با سه ارتفاع آبپایه (s) و دو شیب معکوس 1 و 5 /1 % برای بستر در محدوده اعداد فرود 6 /4 تا 4 /7 و محدوده نسبت عمق ثانویه 6 /9.
    کلیدواژگان: ارتفاع آبپایه، پرش هیدرولیکی، تثبیت پرش، حوضچه آرامش، شیب معکوس
  • احمد شرافتی، باقر ذهبیون* صفحات 97-108
    الگوی رگبار از مهمترین متغیرهای تصادفی ورودی به مدل های بارش- رواناب است. الگوی رگبار در برگیرنده مدت رگبار، عمق بارش و نوسانات زمانی رگبار د مدت ررخداد آن است. شناسایی دقیق متغیرهای تاثیرگذار بر الگوی رگبار و بررسی عدم قطعیت های آن ها و در نهایت تحلیل این عدم قطعیت ها، کمک سودمندی در راستای تحلیل عدم قطعیت سیلاب می باشد. در این مقاله با تلفیق مدل پردازشگر اطلاعات (RDP) و مدل تولید کننده الگوی بارش (RPG)، رفتار تصادفی الگوی رگبار در حوضه آبریز سیمره ارزیابی شده و الگوی رگبار با دقت مناسبی تولید شد. با مشاهده نتایج حاصل از مقایسه الگوهای بارش مشاهداتی و تولیدی توسط مدل RPG، مشخص شد، 90 درصد مدت رگبارهای مشاهداتی و 98 درصد گام های زمانی الگوی رگبار مشاهداتی در باند معنی دار الگوی رگبارهای تولیدی توسط مدل RPG قرار دارد. از این رو مدل RPG در تولید الگوی رگبار دقت لازم را دارد و در شبیه سازی سیلاب، استفاده از الگوهای بارش تولیدی توسط این مدل به جای الگوهای تیپ SCS، سبب افزایش دقت در شبیه سازی سیلاب می شود. همچنین الگوی رگبار در وقایع با عمق بارش کمتر و مدت بیشتر دارای عدم قطعیت کمتری دارند.
    کلیدواژگان: الگوی رگبار، تداوم رگبار، عدم قطعیت، مونت کارلو، مدل RPG، مدل RDP
  • محمود صبوحی*، مصطفی مردانی صفحات 109-119
    استفاده از مدل های برنامه ریزی ریاضی برای حل مسایل تخصیص بهینه منابع آب در سال های اخیر مورد توجه قرارگرفته است. در این میان عامل عدم حتمیت یکی از عوامل مهم و بنیادی در مدل سازی این گونه مسائل است. در مطالعه حاضر، مدلی برای تخصیص بهینه آب در شبکه آبیاری نکوآباد در استان اصفهان برای سال های 1393- 1391 ارایه شده است. جهت اعمال شرایط عدم حتمیت از دو روش برنامه ریزی با پارامترهای بازه ای (IPP) و برنامه ریزی فازی بازه ای دو مرحله ای با برش های α نامتناهی (TSIFP) استفاده شد. نتایج نشان داد که با افزایش میزان حفاظت سیستم در مقابل عدم حتمیت (استفاده از روش TSIFP به جای IPP)، مقدار حد میانی کل سود ناخالص کشاورزان حاصل از انتقال آب در طی سه سال افق برنامه ریزی از 5 /3724 به 3565 میلیارد ریال (3 /4 درصد) کاهش می یابد. در نهایت، استفاده از الگوی تخصیص ارایه شده در روش TSIFP جهت حفاظت بیشتر سیستم در مقابل خسارت های ناشی از عدم اعمال شرایط نامطمئن برای آب قابل دسترس توصیه می شود. جهت جبران کاهش سود ناخالص کشاورزان در این الگو، سیاست های افزایش کارایی توصیه می شود. همچنین، اصلاح سازه های قدیمی شبکه آبیاری نکوآباد در دو منطقه نجف آباد و فلاورجان با بیشترین مقدار تخصیص آب برای کاهش اتلاف آب در این شبکه توصیه می شود.
    کلیدواژگان: تخصیص آب آبیاری، تخصیص اراضی کشاورزی، سود ناخالص، شبکه نکوآباد، عدم حتمیت
  • مهدی ناصری ملکی*، سیدمحمود کاشفی پور صفحات 121-129
    امروزه برای بررسی تغییرات مکانی و زمانی غلظت متغیرهای کیفی در رودخانه ها و مخازن از مدل سازی ریاضی استفاده می شود. در این تحقیق نیز برای مدل سازی پارامترهای کیفی از مدل کامپیوتری FASTER استفاده شد. برای شبیه سازی شرایط هیدرودینامیک جریان، معادلات سنت- ونانت به صورت عددی حل شده اند و از الگوی کرانک- نیکلسون به همراه روش Staggered (زیگزاگی یا یک در میان) با اندازه شبکه متغیر برای حل معادلات پیوستگی و مومنتم، و برای حل معادله انتقال و پخش (ADE) از روش حجم محدود استفاده شد. با بررسی اطلاعات موجود، پارامترهای نیتروژن آمونیاکی (NH3-) و اکسیژن محلول (DO) در محدوده ایستگاه پای پل- حمیدیه در رودخانه کرخه مورد بررسی و شبیه سازی قرار گرفتند. از آنجا که ضریب زبری مانینگ تنها پارامتر برای واسنجی مدل هیدرودینامیک می باشد، لذا پیش از مدل سازی پارامترهای کیفی، این ضریب بررسی و با واسنجی مدل مقدار این ضریب 028 /0 انتخاب شد. از 4 معادله کاشفی، کاشفی- فالکونر، سئوچنگ و فیشر جهت تعیین دقیق ضریب پخشیدگی استفاده شد. با مقایسه مقادیر اندازه گیری شده در رودخانه کرخه و محاسبه شده توسط مدل مشخص شد که برای نیتروژن آمونیاکی ضریب پخش فیشر، و برای اکسیژن محلول ضریب پخش کاشفی پور و فالکونر مقادیر قابل قبول و نزدیک به داده های اندازه گیری می دهد. همچنین با توجه به غلظت پارامترهای کیفی که در این محدوده از رودخانه کرخه بررسی شده اند، برای شرایط مختلف از نظر دمای آب و آبدهی رودخانه، غلظت اکسیژن محلول ب
    کلیدواژگان: پارامترهای کیفی، رودخانه کرخه، ضریب پخشیدگی، مدل FASTER
  • میلاد خواستار بروجنی*، حسین صمدی بروجنی، کاظم اسماعیلی صفحات 131-138
    بررسی چگونگی انتقال و نهشته شدن رسوبات چسبنده، به علت دخالت ماهیت شیمیایی و الکترومغناطیسی ذرات، پیچیدگی بسیاری دارد. یکی از پارامترهای مهم در انتقال این رسوبات، تعیین مقدار تنش برشی بحرانی نهشته شدن رسوبات معلق است. در این تحقیق از رسوبات رسی- سیلتی موجود در مخزن یک سد خاکی در حوالی شهرکرد استفاده شده است. آزمایش ها در مدل فلوم دایره ای انجام گرفت و برای این منظور سرعت و تنش برشی جریان در این فلوم با استفاده از سرعت سنج صوتی (ADV) اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که تنش برشی آستانه نهشته شدن رسوبات معلق ریزدانه مورد آزمایش برابر 01 /1 نیوتن بر متر مربع و تنش برشی آستانه برای نهشته شدن کامل این رسوبات 038 /0 نیوتن بر متر مربع به دست آمد و در نهایت روابطی برای محاسبه تنش برشی آستانه، غلظت تعادلی و درصد نهشته شدن ارایه شد.
    کلیدواژگان: تنش برشی بحرانی، غلظت تعادلی، فلوم دایره ای، نرخ نهشتگی
  • مهدی اسمعیلی ورکی*، سعید موسی پور، محمد حاتم جعفری صفحات 139-148
    پیشرفت فناوری طراحی و ساخت سازه ها، شاهد ساخت پل ها با اشکال مدرنی بوده که از جمله آن ها می توان به پل های با گروه پایه های کج اشاره کرد. با توجه به اهمیت شناخت مکانیزم های موثر بر آب شستگی این نوع از پایه های پل، در تحقیق حاضر تاثیر شرایط مختلف هیدرولیکی و رقوم کارگذاری فونداسیون پل بر روی مشخصات آب شستگی اطراف گروه پایه کج به صورت آزمایشگاهی بررسی شد. برای این منظور آزمایش هایی بر روی گروه پایه ای متشکل از دو پایه کج مستطیلی با ابعاد 5 /2 در 5 /3 سانتی متر که با زاویه 28 درجه بر روی فونداسیونی با ابعاد 10 در 16 سانتی متر نصب شد، انجام شد. آزمایش ها تحت شرایط مختلف سرعت و عمق جریان و نیز رقوم های نسبی مختلف کارگذاری فونداسیون (فاصله روی فونداسیون تا سطح بستر نسبت به عرض پایه)، 1-، 5 /0-، صفر و 1+، انجام شد. بررسی نتایج نشان داد که تغییرات سرعت جریان در مقایسه با عمق تاثیر چشمگیری در حداکثر آب شستگی دارند. مقایسه داده های آزمایشگاهی حاکی از آن است که تغییر رقوم کارگذاری تاثیر معنی داری بر عمق آب شستگی دارد به گونه ای که حداکثر و حداقل آب شستگی به ترتیب در رقوم نسبی کارگذاری فونداسیون 1+ و 5 /0- رخ می دهد. ارزیابی نتایج نشان داد که در کلیه شرایط هیدرولیکی، به غیر از رقوم نسبی کارگذاری فونداسیون 5 /0-، آب شستگی در گروه پایه کج از تک پایه بیشتر است.
    کلیدواژگان: آب شستگی، رقوم کارگذاری، شرایط هیدرولیکی، گروه پایه کج، فونداسیون
  • منوچهر حیدرپور*، سید حسین رضویان، یاسین حسینی صفحات 149-155
    سازه ها و روش های زیادی برای اندازه گیری دبی جریان در کانال های آبیاری وجود دارد که در بین آن ها سرریز های لبه تیز و دریچه های کشویی کاربرد بیشتری دارند. برای کاهش نقاط ضعف سرریز و دریچه، آن ها می توانند در یک سازه هیدرولیکی با هم ترکیب شده و ترکیبی از جریان روی سرریز و زیر دریچه را از خود عبور دهند. در این مطالعه، خصوصیات مدل هیدرولیکی سرریز- دریچه نظیر ضریب دبی جریان و پارامترهای موثر بر جریان ترکیبی بررسی شد. ارتباط بین نتایج آزمایشگاهی و نتایج حاصل از تئوری جریان در سیستم که تابع برخی از پارامترهای هندسی و هیدرولیکی جریان است تجزیه و تحلیل شده و با استفاده از تحلیل آماری داده ها یک رابطه برای ضریب دبی در حالت ترکیبی ارایه شد. خطای ناشی از به کارگیری این رابطه برای 95 درصد داده ها 5 /2± درصد است.
    کلیدواژگان: دریچه کشویی، سرریز نیم دایره ای، ضریب دبی، کانال دایره ای
  • علی اصغر صفری*، غلامرضا کمالی صفحات 157-166
    در این تحقیق وضعیت هیدرولوژی و هیدروژئولوژی آب های زیرزمینی دشت ورزنه مورد بررسی قرار گرفته است. در قسمت هیدرولوژی، میانگین دبی سالیانه رودخانه زاینده رود در ایستگاه های ورزنه و چم و محاسبه هیدروگراف واحد در دشت قرق بررسی شده است. در قسمت هیدروژئولوژی نیز با نرم افزارRockWorks Ver.15 لاگ چاه ها و همچنین مدل زمین شناسی دشت ورزنه، با توجه به لاگ های منطقه و جنس لایه های آن ها تهیه شد و با استفاده از تراز آب زیرزمینی، نقشه متوسط تراز آب در سفره آزاد و تحت فشار در دشت ورزنه با نرم افزارSurfer Ver. 10 تهیه و ترسیم شد. جریان و شیب هیدرولیکی آب زیرزمینی و همچنین نوسانات آب زیرزمینی در محدوده دشت بررسی شد. بیشترین شیب هیدرولیکی آب زیرزمینی به میزان 008 /0 و از مرکز دشت به سمت جنوب شرقی است. از روی هیدرو گراف واحد 10 ساله دشت می توان دریافت که سطح آب زیرزمینی طی 10 سال گذشته به میزان 3 /1 متر افت داشته که متوسط افت سالانه 13 سانتی متر بوده است.
    کلیدواژگان: تراز آب زیرزمینی، دشت ورزنه، سفره تحت فشار، هیدروژئولوژی
  • حسین عروجی، امید بزرگ حداد*، الهه فلاح مهدی پور صفحات 167-174
    مدل ماسکینگام از جمله روش های روندیابی هیدرولوژیک است که دقت در تخمین پارامترهای آن بر هیدروگراف روندیابی شده، به خصوص بر حداکثر مقدار سیلاب، تاثیرگذار است. الگوریتم های فراکاوشی گزینه های مناسبی برای تعیین پارامترهای بهینه یا نزدیک به بهینه در مدل ماسکینگام هستند. در این مقاله، الگوریتم بهینه سازی جهش قورباغه در دو مورد مطالعاتی آزمایشی و واقعی به کار رفته و مجموع مربعات و قدر مطلق انحرافات دبی روندیابی شده مشاهداتی و محاسباتی به عنوان تابع هدف و میزان انحراف دبی اوج مشاهداتی و محاسباتی به عنوان پارامتر مهم دخیل در هیدروگراف روندیابی شده سیلاب در نظر گرفته شده است. نتایج حاکی از آن است که استفاده از الگوریتم بهینه سازی جهش قورباغه به ترتیب سبب کاهش 03 /0 و 40 /0 درصدی در مجموع مربعات و قدر مطلق انحرافات دبی روندیابی شده مشاهداتی و محاسباتی نسبت به بهترین مقادیر موجود در مورد مطالعاتی آزمایشی و 67 /3 و 27 /0 درصدی در مورد مطالعاتی واقعی شده است. همچنین الگوریتم بهینه سازی جهش قورباغه مقدار میزان انحراف دبی اوج مشاهداتی و محاسباتی محاسبه شده را به ترتیب در مورد مطالعاتی آزمایشی و واقعی به ترتیب 67 /3 و 65 /17 درصد نسبت به بهترین (کمترین) جواب گزارش شده بهبود داده است.
    کلیدواژگان: الگوریتم جهش قورباغه، بهینه سازی، روندیابی سیل، مدل ماسکینگام
  • مهدی نیکزاد*، سیدمحمود رضا بهبهانی، علی رحیمی خوب صفحات 175-183
    خشکسالی یک پدیده طبیعی است که به کندی آغاز، به آرامی گسترش و به شدت بر همه جوانب فعالیت های بشری تاثیر می گذارد. پس شناخت کامل، همه جانبه و پایش دقیق آن می تواند ابزار مناسبی را برای مقابله با آن و کاهش اثرات زیان بارش فراهم کند. یکی از مناطق استراتژیک که به لحاظ کشاورزی اهمیت خاصی دارد، استان خوزستان است که به دلیل وجود رودخانه های دایمی و سیل خیز بودن آن ها و همچنین وجود مخازن مختلف بسیار مهم است. هدف اصلی این تحقیق بهبود پایش خشکسالی توسط کشف وابستگی های بین خشکسالی و چندین پارامتر اقیانوسی- جوی به روشی متفاوت با روش آماری است. در این مطالعه از روش داده کاوی قوانین انجمنی استفاده شد. حوادث خشکسالی بر اساس شاخص بارندگی استاندارد شده (SPI) تعیین و وابستگی هایش با شاخص های اقیانوسی- جوی SOI، MEI، PNA، PDO و NAO بررسی شد. نتایج نشان داد که طبقه الگوهای منتخب حاکم بر وقوع خشکسالی در تاخیرهای زمانی متفاوت، مشابه هم بوده بدین معنی که وقایع خشکسالی بیشتر با وضعیت نرمال شاخص ها همراه بوده و با دقت حداکثر 24 /74 و حداقل 86 /44 درصد قابل پیش بینی است. بنابراین قوانینی که با این روش حاصل می شود می تواند به عنوان مکمل رویکردهای موجود پایش خشکسالی به کار برد.
    کلیدواژگان: پیش بینی خشکسالی، خوزستان، شاخصSPI، شاخص های اقیانوسی، اتمسفری، قوانین انجمنی
  • سحر پناهی*، داود فرسادی زاده، علی حسین زاده دلیر، فرزین سلماسی، امیر حسین ناظمی صفحات 185-195
    زاویه لبه جام به عنوان پارامتر اصلی طراحی پرتاب کننده جامی مستغرق، نقش به سزایی در استهلاک انرژی و آب شستگی در پایین دست این سازه دارد. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر زاویه جام بر روند آب شستگی، تعیین بهترین زاویه جام و ارایه روابط رگرسیونی غیرخطی برآورد ابعاد آب شستگی در پایین دست این سازه است. به همین منظور 64 آزمایش در شرایط هیدرولیکی مختلف و روی 4 مدل آزمایشگاهی با زوایای جام ̊30، ̊35، ̊40، ̊45 انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش زاویه جام از ̊30 به ̊45 حداکثر عمق حفره، گسترش طولی حفره، ارتفاع پشته بالادست و پایین دست و ارتفاع نسبی موج به ترتیب به مقدار متوسط 150%، 27%، 110%، 24% و 213% افزایش می یابند. بر اساس نتایج این تحقیق زاویه ̊30 گزینه خوبی برای کاهش حداکثر عمق حفره آب شستگی، حجم آب شستگی، ارتفاع پشته ها و ناهمواری سطح پایاب تا کمینه حد ممکن و زاویه ̊40 نیز گزینه مناسبی جهت افزایش فاصله ابتدای حفره، عمیق ترین نقطه حفره و موج تا بیشینه حد ممکن است. هر یک از این زوایا دارای فواید کاهش آب شستگی بستر، کاهش خوردگی جام (در اثر گیر افتادن ذرات در عملکرد نامتقارن سرریز) و کاهش اثرات منفی ناهمواری سطح پایاب بر عملکرد تخلیه کننده ها و حاشیه رودخانه هستند.
    کلیدواژگان: آب شستگی، پرتاب کننده جامی مستغرق، رگرسیون غیرخطی، زاویه لبه جام، مستهلک کننده انرژی
  • مریم آسمان رفعت*، سید حسن طباطبایی، مسعود نوشادی صفحات 197-204
    کمبود شدید منابع آب و اهمیت بازیابی مجدد آب از یکسو و افزایش آلودگی آب های سطحی با فلزات سنگین، یافتن راه حل های قابل قبول زیست محیطی را برای حذف این مواد از منابع آبی ضروری می کند. در این تحقیق از آمبرلیت به عنوان جاذب شیمیایی برای حذف فلزات سنگین استفاده شد. آزمایش در قالب طرح کامل تصادفی با یک اندازه آمبرلیت با 15 تیمار و سه تکرار انجام شد. پنج غلظت متفاوت از آلاینده استفاده شد که برای سرب غلظت های 40، 250، 500، 1000 و 1250 میلی گرم بر لیتر و برای نیکل و کادمیوم غلظت های 4، 6، 15، 20 و 40 میلی گرم بر لیتر در نظر گرفته شد. میزان جذب ترکیبات سرب، نیکل و کادمیوم در محلول های آبی بررسی شد. نتایج نشان داد که برای جاذب آمبرلیت تاثیر غلظت آلاینده معنی دار بوده است و با افزایش غلظت آلاینده میزان جذب به طور خطی افزایش یافته است. بیشترین میزان جذب سرب، نیکل و کادمیوم به ترتیب در غلظت های 1250، 40 و 40 میلی گرم بر لیتر و برابر 35 /62، 98 /1 و 99 /1 میلی گرم بر گرم آمبرلیت به دست آمد. کمترین میزان جذب سرب، نیکل و کادمیوم به ترتیب در غلظت 40، 4 و 4 میلی گرم بر لیتر و برابر 98 /1، 19 /0 و 19 /0 میلی گرم بر گرم آمبرلیت اندازه گیری شد. با توجه به قدرت جذب بالای رزین کاتیونی آمبرلیت، استفاده از این رزین توصیه می شود.
    کلیدواژگان: آمبرلیت، جذب، فلزات سنگین، محلول آبی
  • یادداشت فنی
  • احمدرضا فتاحی*، روح الله فتاحی نافچی، حسین صمدی بروجنی، خدایار عبداللهی صفحات 205-208
    استخراج هیدروگراف سیل حوضه یکی از مهمترین موارد مطالعات هیدرولوژی درطراحی سازه های آبی در حوضه است. یکی از پرکاربردترین مدل های تجربی ارایه شده در این زمینه هیدروگراف واحد بدون بعد SCS است. همچنین مدل معروف دیگری توسط رو‍ دریگوئز- ایتورب و همکاران در سال 1979بنام هیدروگراف واحد ژئومورفولوژی (GIUH) ارایه شد. این مدل با استفاده از عوامل کمی ژئومورفولوژی حوضه ها، هیدروگراف سیل را بر اساس بارش طرح برآورد می کند. مطالعه حاضر برای مقایسه کارایی این دو روش در حوضه جونقان از زیرحوضه های کارون واقع در استان چهارمحال و بختیاری انجام شده است. با تهیه نقشه های DEM، داده های ژئومورفولوژی حوضه استخراج و پس از شبیه سازی مدل ها، کارایی نسبی آن ها مقایسه شد. میانگین خطای نسبی در برآورد دبی اوج در مدل SCS، 22 و در مدل GIUH، 11 درصد محاسبه شد. نتایج نشان می دهد مدل GIUH در برآورد دبی اوج سیلاب و همچنین زمان تا اوج سیلاب موفق تر از مدل SCS عمل کرده است.
    کلیدواژگان: حوضه، دبی اوج، زمان تا اوج، ژئومورفولوژی، هیدروگراف
  • پیمان محمودی*، بهلول علیجانی صفحات 209-213
    برای ناحیه بندی بارشی استان کردستان و دستیابی به یک الگوی مناسب در این زمینه، داده های بارش سالانه 83 ایستگاه هواشناسی برای یک دوره 30 ساله (1387-1358) از مرکز تحقیقات هواشناسی کاربردی استان کردستان گرفته شد. اجرای روش مولفه های مبنای چرخش یافته با روش واریماکس نشان داد که نزدیک 75 /86 درصد تفاوت بارش های سالانه استان کردستان را می توان با 7 مولفه تبیین کرد. نتایج حاصل از این تحلیل به عنوان ورودی تحلیل خوشه ایاستفاده شد و مشخص شد که استان کردستان دارای سه ناحیه بارشی متفاوت با عناوین ناحیه پربارش غربی، ناحیه میان بارش مرکزی و ناحیه کم بارش شرقی است. ناحیه کم بارش شرقی، بزرگترین ناحیه بارشی است که میانگین بارش سالیانه آن حدود 7 /368 میلی متر است. ناحیه میان بارش مرکزی دومین ناحیه بزرگ بارشی است که میانگین بارش سالیانه آن 7 /537 میلی متر است. کم وسعت ترین و در عین حال پربارش ترین ناحیه بارشی استان کردستان ناحیه پربارش غربی است که میانگین بارش سالیانه آن حدود 706 میلی متر است.
    کلیدواژگان: بارش، تحلیل خوشه ای، تحلیل مولفه های اصلی، کردستان، ناحیه بندی
  • شایان شامحمدی *، مژده سالاری بردسیری صفحات 215-217
    در حال حاضر مطالعات زیادی بر روی حذف فلزات سنگین از پساب صورت گرفته است. یکی از اهداف مهم مطالعات جذب، تعیین زمان لازم برای جذب بهینه در سیستم جامد- مایع است. در این تحقیق علاوه بر بررسی تاثیر تغییر جرم جاذب بر زمان تعادل، کارآیی جذب و مدل های سینتیک جذب نیز مورد بررسی قرار گرفت. برازش مدل های سینتیک لاگرگرن، هو و همکاران، آورامی، الوویچ و پخش درون ذره ی بر داده های جذب نشان داد که مدل لاگرگرن و آورامی علاوه بر اینکه برآورد بهتری از مقدار qe به دست می دهند، داده های جذب را نیز به خوبی توصیف می کنند توصیف می کنند.
    کلیدواژگان: جذب، زمان تعادل، کربن فعال، مدل های سینتیک، نیکل
|
  • A. Kaviani*, T. Sohrabi, P. Danesdkar Arasteh Pages 1-10
    Agricultural water productivity is an important concept for water and food managers on large scale, and caused to developing remote sensing technique on several last decades. This research was done on Qazvin irrigation network and was estimated evapotranspiration and dry biomass by using SEBAL algorithm on four MODIS and AVHRR cloudless images. Preprocessing and processing on images were done by ENVI and ILWIS models. The estimations of SEBAL were compared with lysimeter data which comparison results on MODIS and AVHRR showed correlation coefficient 0.92 and 0.81, respectively. Finally, SEBAL produced better evapotranspiration and water productivity estimations when MODIS has been used. Average of wheat water productivity amount measured 0.9 kg/m3 by lysimtere and this amount were estimated 0.76 kg/m3 by MODIS and 1.03 kg/m3 by AVHRR images.
    Keywords: AVHRR, MODIS, ENVI, ILWIS, Qazvin plain, Remote sensing, SEBAL, Water productivity
  • Z. Soleimankhani, S. H. R. Sadeghi*, S. Kh. Mirnia, R. Gholami Gohareh Pages 11-19
    Studying intra and inter variations of runoff and sediment on storm basis facilitates understanding problems in a watershed. However, such studies have been fortuitously conducted. Accordingly, this study was planned to evaluate intra and inter variations in runoff and sediment on storm event basis in plot scale with dimension of 50×50 cm in rangeland and reclaimed forest treatments with three replications at Kodir village in Alborz Central mountain range. For this study, a pumped rainfall simulator with 5 liters volume capacity, intensity of about 1 mm/min and drops diameter of 1 mm and similar to prevailing precipitation conditions in the study area for a period of about 22 min was used. The amount of runoff and sediment at the onset of starting runoff generation were collected at every 2 min from April 2009 to May 2010. The results of the study showed that the trend of runoff within events in both range and revived forest use was initially increasing and then decreasing. Sediment variation with further fluctuations was found similar to that of runoff. The amount of runoff and sediment in the rangeland use was 3.8 and 7.7 times more than those recorded for reclaimed forest use. Also, the highest and the least amount of runoff in both uses occurred in April 2010 and September 2009, respectively, while the highest and the least amount of sediment occurred in February and September 2009.
    Keywords: Experimental Plots, Land use, Rainfall simulator, Sediment variations
  • H. Sarveram*, A. Shamsai Pages 21-30
    In this article, a numerical model has been developed for 2D numerical modeling of dam break flow. The model approximates the depth-averaged, shallow water equations with a finite volume, implicit, semi-Lagrangian representation and a semi-analytical method have been used to determine incipient motion of particles. To demonstrate the accuracy of proposed method, the results obtained by this model for a dam break problem of onedimensional flow were compared with the corresponding analytical results, and the solutions obtained from two-dimensional flow with the experimental tests. The comparison showed that numerical model is stable, even for the Courant numbers higher than unit. Also a good agreement between experimental data and computed values (sum of normalized errors of model about 0.3) showed that for the Courant number below 1.4, even in range in which hypothesis of shallow water are not true, the developed model is validated.
    Keywords: Courant number, Dam break, Implicit, Semi, Lagrangian, Shallow water
  • E. Goodarzi, N. Shokri*, M. Ziaei Pages 31-40
    There is a growing tendency to assess the safety levels of existing dams based on risk and uncertainty analysis using mathematical and statistical methods. This research presents the process and application of risk and uncertainty analysis to dam overtopping and applies a probability-based methodology to evaluate the probability of earth dam overtopping. A flood frequency analysis of 33-year annual maximum discharge was carried out by applying General Extreme Values (GEV) distribution for the Doroudzan reservoir in the south of Iran. The procedure includes univariate flood and wind speed frequency analysis, reservoir routing, and integration of wind set-up and run-up to calculate the reservoir water elevation. The highest water levels in the reservoir were computed by using the reservoir routing technique and considering the quantile of flood peak discharge, initial depth of water in the reservoir, and spillway discharge coefficient as uncertain variables. Afterward, the probability of overtopping due to flood and combination of flood and wind speed for return periods of 50, 20, 10, 2, 100 years and 4 different water levels were evaluation by applying Monte Carlo simulation and Latin hypercube sampling.
    Keywords: Flood, Overtopping, Reservoir, Risk analysis, Uncertainty analysis, Wind
  • A. Rajabi*, S. Shabanlou Pages 41-49
    The present study investigates the climate change effect in the future time periods in Kermanshah station in the west of Iran. The daily precipitation, maximum and minimum temperature data were downscaled by LARS-WG downscaling model. Weather data were estimated based on NCCCSM global circulation model and by A1B, A2, and B1 scenarios in three time periods: 2011-2030, 2046-2065, and 2080-2099. The climate indices used in the study include Johansson Continentality Index, Kerner Oceanity Index, De Martonne Aridity Index, and Pinna Combinative Index. Comparing the results of the four indexes on the base time period and the future times indicates that the area climate will approach to aridity. The aridity of the area is more severe in A2 scenario than the other two scenarios. According to the precipitation-temperature diagram of the area May will get dry gradually, and April also, will approach dry conditions.
    Keywords: climate change, climate index, Kermanshah, LARS, WG model, NCCCSM global circulation model
  • S. Kakouei, A. Emadi* Pages 51-58
    Regarding the poor performance of distribution canals in irrigation networks, offering effective methods to improve performance and optimal operation is considered necessary. Water distribution and delivery scheduling is a complex, multi- objective, multi- variable, and multi- constraint problem, which requires powerful optimization methods to be solved. In this study, ACS Algorithm is used for solving water delivery problem in AMX canal of Varamin irrigation network with 11 intakes. Three irrigation blocks were considered for temporal distribution of water delivery intakes. Intake classification in the blocks and scheduling of water delivery was determined so that intake demand water in irrigation duration is delivered by minimum of canal capacity. Based on research results, the maximum canal capacity achieved 1.15 m3 /s. compared to PSO, the canal capacity was 490 l/s less than ACS. Also, the number of upstream gate regulations obtained 1 regulation less than PSO method. Results indicates the preferably of ACS method to PSO method.
    Keywords: ACS Algorithm, Irrigation Canals, Optimal Scheduling, Varamin Irrigation Network
  • F. Mohammadi*, H. Samadi Boroujeni, R. Fatahi Nafchi, K. Hedayatipur Pages 59-67
    Water is a key index for development of a region. Due to limitation of financial resources and opportunities, ranking of projects is essential and multi criteria subjects. In this study the optimal ranking of nine projects of dam establishment in Chaharmahal and Bakhtiari province was carried out and the eleven qualitative and quantitative criteria were considered. For this purpose, two softwares, ELECTRE III and Expert choice, were applied. Since quantitative of qualitative results of the sensitivity analysis of the decision making methods has not been considered till now the use of changes Percentage parameter came to account.In this study the sensitivity analysis of the methods used to determine changes in decision making matrix and parameters for each method were quantified. The results showed that the most appropriate of the methods is ELECTRE III because it has less sensitivity to changes in ranking. Also the results showed that the model is very sensitive to eliminate the economic criteria(B/C: about 70.7%), meanwhile it is not sensitive to eliminate the dam height, employment and population concentration criteria.
    Keywords: Dams, ELECTRE III, Multi Criteria Decision Making, Ranking, Sensitivity analysis
  • M. Aghabeygi*, M. Kavoosi Kalashami Allahyari Pages 69-77
    Determining future water consumption of cities and planning proper capacity for municipal water supply system (transfer network and purification complexes) revealed the importance of applying behavioral models and forecasting water consumptions in cities. Establishment of public and private administrations and big industries in Tehran's and encompassing trade and political centers beside population growth, showed the necessity of reconstructing municipal water infrastructures. Present study applied SARIMA model for modeling and forecasting municipal water consumption of Tehran city. Hence, using monthly time series of Tehran municipal water consumption during April 1998 till March 2010, seasonal unit root test was applied. Results showed all non-seasonal and seasonal unit roots exist in mentioned monthly time series. Therefore by choosing proper filter, fitting SARIMA models was considered. Considering the mean error of 2.32 percentages and high forecasting power of this model, forecasting municipal water consumption of Tehran city for 2011 could provide constructive results for municipal managers.
    Keywords: Behavior models, Seasonal unit root test, Water, Tehran city
  • S. Yousefi, M. Vafakhah*, S. Mirzaei, Sh. Tavangar Pages 79-87
    The most important indicators of environmental changes are meanders. For the first times, this study was carried out investigation of sealing degree and morphology changes of meander in Karoon River using TM and ETM+ instruments images of Landsat satellite and remote sensing in 1989 and 1995. In this research, morphological parameters of 20 meanders were determined at 128 km of Karoon River in two mentioned years. The results of t student testshowed that sealing degrees have a significant difference at 1% level in years 1989 and 1995. The multiple linear regressions were used for the sealing degree changes and some meander parameters changes. The modeling results showed that the meander length (L) have reduces, if sealing degree changed. Also, the results of Spearman correlation showed that sealing degree and meander shape correlated strongly. Therefore, there are significant correlations between changes of sealing degree and meander shape in the level of 1 percent. By increasing the sealing degree, the meander shape changed to U and Ω shapes and meander tended to be closed.
    Keywords: Karoon River, Meander, Remote sensing, River morphology, Sealing degree
  • P. Parsamehr*, A. Hosseinzadeh Dalir, D. Farsadizadeh, A. Abbaspour Pages 89-96
    In this study, the characteristics of hydraulic jump in a rectangular flume with sill on horizontal and adverse slope were investigated. Totally 84 experiments were performed using three different values of sill heights (s) and two adverse bed slopes of 1 and 1.5% at Froude numbers ranging from 4.6 to 7.4 The results indicated that, sill decreases the length of the hydraulic jump 6.3 percent on horizontal bed slope and 46.6 percent on adverse bed slope of 1.5 percent. Totally, Presence of a sill in stilling basin stabilizes the jump on adverse slope and improves hydraulic jump characteristics.
    Keywords: Adverse slope, Hydraulic jump, Sill height, Sõtabilization of the jump, Stilling basin
  • A. Sharafati, B. Zahabiyoun* Pages 97-108
    Random variables are the major reasons for uncertainty in flood modeling. Storm pattern is the most important random variable among the other variables in modeling of flood variability. Storm pattern include duration, depth and time distribution in a storm event. Accurate identification and uncertainty analysis of the effective variables on storm pattern and uncertainty analysis of storm pattern is useful for uncertainty analysis of flood modeling. In this study, combination of the rain data processor model (RDP) and the rain pattern generator model (RPG) models were used for identification and evaluation the variables affecting the rainfall patterns. Furthermore, random properties of storm pattern are evaluated in Seymareh catchment and various storm patterns were generated with acceptable accuracy. The results indicated that the RPG model has a good accuracy in hyetograph generation. Moreover, the comparison of sharpness index of Seymareh data revealed that rainfalls with less rainfall depth and long duration had less uncertainty.
    Keywords: Duration, Monte Carlo, RDP, RPG, Storm pattern, Uncertainty
  • M. Sabouhi*, M. Mardani Pages 109-119
    Optimal allocation of water resources by using mathematical programming models has been considered in the recent years. Uncertainty is one of the important and fundamental factors in the modeling of these type of problems. The present study develops a model for optimal allocation of water in Nekooabad irrigation network in Esfahan province established in 2012- 2014. In order to considering the uncertainty, the Interval- Parameter Programming (IPP) andTwo- Step Infinite α- Cuts Fuzzy Linear Programming (TSIFP) were used. The results showed that as increasing degree of conservatism against uncertainty (used of TSIFP instead of IPP), the middle bound of gross margin benefit reduced from 3724.5 to 3565 billion Rials (4.3 percent) for delivering water in the years of planning horizon. Finally, using the allocation model presented in TSIFP to approach the more protection of the system against losses, due to the lake of uncertainty for water availability, is recommended. To compensate loss of gross benefit of farmers in this recommended pattern, efficiency enhancement policies emphasized. Also, benefit of old structures of Nekooabad irrigation network in the area of Falavarjan and Najafabad, with the highest value of allocation of water, to reduce waste water in this network is recommended.
    Keywords: Agricultural land allocation, Gross margin, Irrigation water allocation, Nekooabad, Uncertainty
  • M. Nasseri, Maleki*, S. M. Kashefipour Pages 121-129
    Nowadays, mathematical modeling is increasingly used in order to evaluate the spatial and temporal changes of the concentrations of water quality parameters in rivers and reservoirs. In this research, the FASTER model was used for water quality modeling. For simulation of the hydrodynamic conditions of flow, continuity and momentum equations (known as Saint- Venant equations), are numerically solved using the Crank-Nicholson central scheme with a staggered method and varying grid size. The Advection Dispersion Equation (ADE) has been solved using the finite volume technique. According to the available data, the parameters of nitrogen and dissolved oxygen (DO) for a reach of Karkheh River between Paye-Pole and Hamidiyeh stations were analyzed and simulated and Abdel khan hydrometric station was selected as a survey station. For solving the hydrodynamics of flow, it is necessary that Manning roughness coefficient (n) be calibrated in FASTER model. With adjusting of this factor, value of 0.028 was chosen. In this study 4 Dispersion Coefficients (DL), including Fischer et al, Seo and cheong, Kashefipour and Kashefipour and Falconer equations were used. Comparison of the measured nitrogen and dissolved oxygen concentrations and the corresponding model results showed that the Fischer dispersion model and Kashefipour- Falconer dispersion model performed relatively well for nitrogen and dissolved oxygen, respectively. Also according to the concentrations of water quality parameters that have been evaluated in this specified reach of Karkheh River, the concentration of dissolved oxygen is desirable for public purposes for different conditions of water temperature and river discharge. The concentration of nitrogen has low limitations for consumption.
    Keywords: Dispersion Coefficient, FASTER Model, Karkheh River, Quality Parameters
  • M. Khastar Boroujeni*, H. Samadi Boroujeni, K. Esmaili Pages 131-138
    The behavior of transport and deposition of cohesive sediments due to electromagneticand physico- chemical properties of the sediment particles study on is too complexed. One of the important parameters involve in the processes of the cohesive sediments transport is threshold of flow shear stress for deposition. In this research a kind of clay- silty sediment obtained from an embankment dam reservoir near Shahrekord was used. All experiments were carried out in rotating flume model and for this purpose, flow velocity and shear stress in the flume was measured using Acoustic Doppler Velocimeter (ADV). The results showed that the threshold of the shear stress for fully starting of cohesive sediment deposition and critical shear stress obtained to be 1.01 N/m2 and 0.038 N/m2, respectively. Finally relationships were derived for calculate the shear stress threshold, equilibrium concentration of sediments and the deposition rate.
    Keywords: Critical shear stress, Equilibrium concentration, Rotating flume, Sedimentation rate
  • M. Esmaeili Varaki*, S. Mosapoor, M. Hatamjafari Pages 139-148
    Advancement of technology in construction of structure caused to design modern type of bridge piers including inclined bridge piers group. Due to importance of identifying effective mechanisms of scour around this type of bridge piers, in this research the effect of flow parameter and level of bridge foundation on the scour depth was investigated. Bridge piers group included two inclined rectangular piers of 2.5cm width and 3.5cm length which installed at the angle of 28 degree on the top of rectangular foundation of 10cm width and 16cm length. Experiments were performed for various relative velocities, depth of flow and relative top level of the foundation from the channel bed (Z/D*) -1 up to 1. The results showed that the velocity of flow has more effect on the local scour depth in comparison of the flow depth. Comparison of results for different levels of the foundation showed that level of the foundation has significant effect on the scour depth. A maximum and a minimum scour occurred for relative foundation level 1 and -0.5. Furthermore, except of relative foundation - 0.5, the scour at the inclined bridge level is more than individual pier.
    Keywords: Bridge foundation, Foundation level, Hydraulic condition, Inclined bridge pier group, Scour
  • M. Heidarpour*, S. H. Razavian, Y. Hossaini Pages 149-155
    Many devices and methods are available for the measurement and control of flow rate in open irrigation channels. Among, these devices, sharp crested weirs and sluice gates are commonlyused. In order to minimize the disadvantages of weir and gate, they can be combined together in one device yielding a simultaneous flow over the weir and below the gate. In this study the hydraulic characteristics of combined device of weir-gate such as coefficient of discharge and effective parameter on simultaneous discharge were investigated. The relationship between the experimental and theoretical results of the geometric and hydraulic parameters in the function of the flow statistically was analyzed and a coefficient discharge for combinational flow was presented. The error from the application of equation for 95% of data was ±2.5 percent.
    Keywords: Circular channels, Discharge coefficient, Semicircle weir, Sluice gate
  • A. A. Safari*, Gh. R. Kamali Pages 157-166
    In this paper, the status of groundwater hydrology and hydrogeology plain of Varzaneh was studied. In the hydrology section, the annual average of Zayandehrood river flow in stations of Varzaneh and Cham was investigated. The unit hydrograph of the plain was also illustrated. In hydrogeology section, the software of RockWorks Ver.15 was used and log of wells and also the geological model of Varzaneh plain were prepared according to the logs and material of their layers. The contours lines of underground water level in unconfined andconfined aquifer in the Varzaneh plain were drawn using Surfer Ver.10 software. Also the hydraulic gradient for groundwater flow in the plain area was found. The maximum value of hydraulic gradient was 0.008 from center of plain to the South East. In the past decade, the ten-years unit hydrograph of plain showed that the amount of underground water level was dropped by 1.3 meters, i.e. which the mean of annual loss was 13 centimeters.
    Keywords: Confined aquifer, Hydrogeology, Underground water level, Varzaneh plain
  • H. Orouji, O. Bozorg Haddad*, E. Fallah, Mehdipour Pages 167-174
    The Muskingum model is a hydrologic flood routing method in which the accuracy of its parameter estimation affects the routed hydrograph, especially in the value of the peak flow flood. Meta-heuristic algorithms are good candidates to determine optimal/near-optimal parameters in the Muskingum model. In this paper, shuffled frog leaping algorithm (SFLA) was applied and compared in two benchmark and real case studies.The sum of the squared deviation (SSQ) between observed and routed outflows and the sum of the absolute value of deviation (SAD) between observed and routed outflow as the objective functions (DPO) as an important parameter on the routed flood hydrograph. Results show were considered that the SFLA improves (decreases) the SSQ and SAD by 0.03 and 0.40 percent in the benchmark problem, and by 0.27 and 3.67 percent in the real case study, respectively, compared to reported results using various optimization algorithms. In addition, the SFLA improves (decreases) the DPO of the routed hydrograph in the benchmark and real problem by 17.65 and 3.67 percent compared to the best (minimum) reported result.
    Keywords: Flood Routing, Muskingum Model, Optimization, Shuffled Frog Leaping Algorithm
  • M. Nikzad*, S. M. R. Behbahani, A. Rahimikhoob Pages 175-183
    Drought is a natural phenomenon that starts slowly and spread equanimity and traces severily on all human activities. Therefore, complete recognition and exact monitoring of drought canprovide appropriate tools for dealing with it and decreasing damaging effects. One of the strategic areas that are very important in terms of agriculture is Khuzestan province. This province is very remarkable due to its permanent rivers, flood-prone rivers also various reservoirs. The main objective of this study is to improve drought monitoring by finding dependencies between drought and several oceanic and climatic parameters in different approach in comparison with statistical correlations. In this research used Data Mining Techniques of Association Rules. Drought events were determined according to Standard Precipitation Index (SPI) and its Dependencies were surveyed using oceanic- climatic indices such as Southern Oscillation Index (SOI), Pacific/North American (PNA) Index, MultivariateENSO Index (MEI), Pacific Decadal Oscillation (PDO) Index and North Atlantic Oscillation (NAO). Results showed that the classes of selected patterns which are dominant on drought are similar in different time delays. It means that drought events are compeer with normal status of indices and are predictable with maximum and minimum accuracy 74.24 and 44.86 percent, respectively. Therefore, these rules can use as a supplement to existing approaches for drought monitoring.
    Keywords: Atmospheric, Oceanic indices, Association Rules, drought prediction, Khuzestan, SPI index
  • S. Panahi*, D. Farsadizadeh, A. Hosseinzadeh Dalir, F. Salmasi, A. Nazemi Pages 185-195
    The lip angle of submerged roller bucket as the main design parameter, has an effective role in energy dissipation and scour downstream of this structure. The purpose of this study is the investigation of bucket lip angle influence on the scour process and determining the best lip angle and presentation non-linear regression equations to estimate the scour dimensions downstream of submerged roller bucket. Therefore, 64 tests were conducted in different hydraulic conditions on four experimental models with different lip angles 30˚, 35˚, 40˚, 4 ˚. The results showed that with increasing the lip angle from 30˚ to 45˚, the maximum depth of scour hole, the lengthwise hole expanse, the height of upstream and downstream berms and the relative surge height, increased in average to 150%, 27%, 110%, 24% and 213% respectively. Based on the results of this study, 30˚ bucket is an appropriate option to reduce the maximum depth of scour, volume of scouring, height of berms and height of ripples in tailwater to the minimum possible and 40˚ bucket is also a suitable option to further the beginning and the deepest point of scour hole and the surge peak to the maximum extent possible. Both angles have advantages to reduce bed scour, bucket abrasion (Due to the trapped material in unsymmetrical spillway operation) and negative effects of turbulent rippling tailwater on outlets operation and riverbank.
    Keywords: Bucket lip angle, Energy dissipator, Nonlinear regression, Scouring, Submerged roller bucket
  • M. Asemanrafat*, S.H. Tabatabaei, M. Noshadi Pages 197-204
    Increasing of water scarcity on the one hand and increasing of water contamination, lead us to find a way for removing the heavy metals (HM) from the resources. In this research, Amberlite (IR-120) were used as sorbents of HM. Experiments were done with one diameter of Amberlite. A randomize experimental design was employed with 15 treatments and three replications. The treatment inclouding five different concentrations of NI, Pb and Cd. The concentration for Pd was: 40, 250, 500, 1000 and 1250 mg L-1 and 4, 6, 15, 20 and 40 mg L-1 for Ni and Cd. The removing efficiency of the Amberlite was measured for Pb and Cd. The results showed that the effect of concentration was statistically significant for Amberlite. It was also observed that the absorption of HM by Amberlite increases linearly. Maximum Pb, Ni and Cd absorption occurred at 1250, 40 and 40 mg L-1 with a value of 62.35, 1.98 and 1.99 mg for 1 grams of Amberlite, respectively. The minimum Pb, Ni and Cd absorption occurred at 40, 4 and 4 mg L-1 with a value of 1.98, 0.19 and 0.19 mg for 1 grams of Amberlite, respectively
    Keywords: Absorption, Aqueous solution, Amberlite, Heavy metal
  • A. R. Fattahi*, R. Fattahi Nafchi, H. Samadi Borujeni, Kh. Abdollahi Pages 205-208
    Watershed flood hydrograph derivation is one of the most important hydrologic for hydraulic structures design. One of the most widely used experimental models in this context, is the SCS dimensionless unit hydrograph. Also the Geomorphologic Instantaneous Unit Hydrograph (GIUH) model presented by Rodrigoes-Iturb etal. (1979). Simulates the watershed rainfall runoff process based on quantitive geomorphologic parameters and design rain. In this study the performance of above mention methods wasn investigated over one of the Karoon river sub basin so called Jooneghan basin located in Chaharmahal and Bakhtiari province. Geomorphologic parameters were computed by preparing DEM maps and after simulation, the relative performances of the models were compared. The RME in peak flow calculated by GIUH model, was (11%) while the RME residuat mean squane error in SCS method was (22%). The results also revealed that the GIUH model has performed better than SCS model in estimating flood peakato and time b peak.
    Keywords: Basin, Geomorphology, Hydrograph, Peak discharge, Time to peak
  • P. Mahmoudi*, B. Alijani Pages 209-213
    For precipitation regionalization of Kurdistan province and access to a suitable pattern in this context, annual precipitation of 83 stations are collected for a period of 30 years (1978 2007) from Applied Meteorological Research Centre of Kurdistan Province. Using rotated PCA approach by Varimax method showed that approximates 86.75 percent of annual precipitation variations of Kurdistan province can be explained by 7 components. The result of PCA used as an entrance of cluster analysis with Ward’s technique and it was distinguished that Kurdistan province has 3 different precipitation regions called west region with high precipitation, central region medium precipitation and east region with low precipitation region. Region East with it,s low precipitation is the biggest precipitation one in the Kurdistan province that Annual mean precipitations is about 368.7 mm. The central region with medium precipitation region is the second large region of precipitation. Annual mean precipitation of this region is about 537.7 mm. Western high precipitation region is the smallest region of precipitation and at the same time it is the wettest region of precipitation in Kurdistan province. The annual mean precipitation of this region is about 706 mm.
    Keywords: Cluster analysis, Kurdistan province, Precipitation, Principle component analysis, Regionalization, Variance analysis
  • S. Shamohammadi*, M. Salari Pages 215-217
    One of the major objective of adsorption studies is the determination of required time for optimal adsorption in the solid-liquid. system In addition to research on the effect of sorbent dose, balance time, the efficiency of adsorption and adsorption kinetics models were evaluated. Fitness of measured data with the predicted value by lagergren and Avramimodel showed the model not only gives a good estimation of equilibriuim value of absorption but also describes absorption data well.
    Keywords: Activeted Carbon, Adsorption, Equilibrium Time, Kinetic Models, Nickel