فهرست مطالب

پژوهش آب ایران - پیاپی 15 (پاییز و زمستان 1393)

مجله پژوهش آب ایران
پیاپی 15 (پاییز و زمستان 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/12/11
  • تعداد عناوین: 26
|
  • مقالات پژوهشی
  • فیروز قاس مزاده*، صلاح کوچک زاده صفحات 1-10
    تحویل درست حجمی آب، علاوه بر ایجاد عدالت در توزیع، باعث نهادینه شدن استفاده مطلوب از آب می شود. امروزه تجهیزات نوین اندازه گیری دبی توانسته اند صحت تحویل آب را افزایش دهند. اما علاوه بر هزینه سرمایه گذاری و بهره برداری و همچنین نیاز به نیروی کاربر ماهر، گسترش استفاده از آن ها را محدود کرده است. از این رو سازه های سنتی اندازه گیری هنوز جایگاه خود را در شبکه ها حفظ کرده اند. در این پژوهش شکل جدیدی از فلوم های اندازه گیری که مقطع ذوزنقه ای دارند و تاج آن ها بر کف کانال منطبق است، آزمون شد. با مطالعه رفتار آزمایشگاهی این سازه، روشی برای طراحی آن ارائه شد. این فلوم که در زمره فلوم های گلوبلند طبقه بندی می شود، به سادگی در شبکه های موجود قابل اجرا است و مشکل نگه داشتن رسوب را ندارد. همچنین میزان افت در سازه و پس زدگی حاصل از آن کم بوده و با همین پس زدگی کم قادر به برقراری جریان بحرانی در مقطع سازه است. از نتایج این پژوهش ارائه روشی برای محاسبه انرژی جریان پس زده در بالادست سازه و تعیین ضریب افت موضعی ناشی از نصب آن است.
    کلیدواژگان: اندازه گیری جریان، پس زدگی جریان، فلوم مسطح، فلوم ذوزنقه ای
  • جلال صادقیان *، مجید خیاط خلقی، عبدالحسین هورفر، جلال بازرگان صفحات 11-21
    تحلیل جریان های غیر آرام درون بسترهای آبرفتی درشت دانه در مسائل مختلف مهندسی عمران، نفت و گاز، زمین شناسی و... کاربرد های زیادی دارد. از آنجایی که رابطه دارسی برای تحلیل جریان های انتقالی و آشفته، اعتبار نداشته، پس لازم است از رابطه های غیردارسی استفاده شود. رابطه های غیردارسی به دو گروه توانی و دوجمله ای تقسیم بندی می شوند. رابطه دو جمله ای در دامنه گسترده ای از تغییرات سرعت، دقت بیشتری نسبت به رابطه توانی داشته و اعتبار آن از طریق تحلیل ابعادی و معادلات ناویه- استوکس تایید می شود. تا کنون تحلیل جریان غیر دارسی آزاد و تحت فشار، برای شرایطی که خطوط جریان به نسبت موازی است، توسط تعداد زیادی از پژوهشگران ارزیابی شده است. پژوهش های انجام شده در تحلیل جریان غیر دارسی همگرای تحت فشار حاکی از آن است که اولا رفتار این نوع جریان با جریانی که در آن خطوط جریان به نسبت موازی است، متفاوت است. ثانیا رابطه دو جمله ای در تحلیل این نوع جریان اعتبار داشته و دقت خوبی دارد. در این پژوهش با ساخت دستگاه آزمایش نیمه استوانه ای شکل به قطر 6 و ارتفاع 3 متر، آزمایش های زیادی انجام شد که نتایج آن ها نشان می دهد که رفتار جریان های شعاعی با سطح آزاد، با رفتار جریان تحت فشار همگرا و با رفتار جریان غیر دارسی، که در آن خطوط جریان به نسبت موازی است، فرق می کند.
    کلیدواژگان: آبرفت درشت دانه، جریان غیر دارسی، جریان شعاعی آزاد، رابطه دوجمله ای
  • نوال آزم*، مهدی قمشی صفحات 23-31
    در این پژوهش اثر استفاده از شمع های حفاظتی بر آبشستگی پایه های مکعبی ارزیابی شد. شمع های حفاظتی در بالادست پایه اصلی قرارگرفته و با انحراف مسیر جریان و کاهش سرعت جریان پایین رونده در جلوی پایه و ایجاد منطقه کم فشار در پشت خود، از پایه پل در برابر آبشستگی حفاظت می کنند. در این مطالعه تاثیر تغییر قطر و فاصله شمع های حفاظتی برای پایه مکعبی به ضلع(D) 40) میلی متر در یک فلوم به طول 7/3 متر، عرض 0/56 متر و عمق 0/6 متر بررسی شد. آزمایش ها برای شمع های حفاظتی با قطرهای 20، 27 و 32 میلی متری و در 3 موقعیت قرارگیری D 8 /2، D 2/95 و D 3/1 برای حالت آب زلال با عدد های فرود 0/13، 0/16 و 0/19 انجام شد. نتایج نشان داد در یک فاصله مشخص با افزایش قطر شمع ها از میزان آبشستگی به طور قابل توجهی کاسته می شود. همچنین در تمامی حالت ها با افزایش عدد فرود میزان آبشستگی افزایش می یابد. در این آزمایش ها بهترین موقعیت قرارگیری شمع ها در فاصله D 3/1 بود، که با توجه به قطر شمع ها و شدت جریان، راندمان 70 تا 132 درصدی نسبت به آزمایش شاهد به دست آمد.
    کلیدواژگان: آبشستگی، پایه پل مکعبی، جریان گردابی، شمع های حفاظتی
  • لیلا غلامی، سیدحمیدرضا صادقی*، مهدی همایی صفحات 33-40
    تولید رواناب باعث هدررفت خاک و در نهایت افزایش رسوب در مخزن های آبی می شود. فرسایش آبی فرآیندی انتخابی است که سبب حذف ذرات خاک با اجزاء کوچک تر و تراکم کم تر می شود. اصلاح کننده های آلی با افزایش نفوذپذیری و کاهش رواناب موجب کاهش هدررفت خاک می شوند، هرچند کمی سازی اثر آن ها بر مولفه های فرآیند تولید رواناب کم تر مورد توجه قرار گرفته است. از این رو این پژوهش برای بررسی اثر کاه و کلش برنج به عنوان یک تیمار حفاظتی در زمان شروع و ضریب رواناب در خاک های شنی- لومی مرتع های ییلاقی البرز در شمال ایران تحت شرایط آزمایشگاهی بررسی شد. آزمایش ها با کاه و کلش در مقدار 0/5 کیلوگرم در مترمربع برای شدت های باران شبیه سازی شده با مقادیر 30، 50، 70 و 90 میلی متر بر ساعت و شیب 30 درصد انجام شده است. نتایج نشان داد که کاه و کلش می تواند تاثیر معنی داری با سطح اعتماد 99 درصد در افزایش زمان شروع و کاهش ضریب رواناب داشته باشد. میزان افزایش زمان شروع رواناب در اثر تیمار حفاظتی کاه و کلش در شدت 90 میلی متر بر ساعت با مقدار 110 /10 درصد بیش ترین مقدار بود. ضریب رواناب نیز پس از تیمار حفاظتی در شدت 30 میلی متر بر ساعت با مقدار 19/36 درصد بیش ترین کاهش را داشت.
    کلیدواژگان: اصلاح کننده طبیعی خاک، مراتع البرز، مقدار رواناب، مهار زمان شروع رواناب
  • عبدالواحد خالدی درویشان، سید حمیدرضا صادقی *، مهدی همایی، محمود عرب خدری صفحات 41-49
    شدت بارندگی، رطوبت پیشین خاک و تندی شیب از مهم ترین عوامل فیزیکی-اقلیمی هستند که اثر یک جانبه و متقابل آن ها کنترل کننده پاسخ هیدرولوژیکی آبخیز به رویداد بارندگی است. پژوهش حاضر با هدف بررسی اثرات یک جانبه و متقابل شدت بارندگی و رطوبت پیشین خاک بر زمان شروع وضریب رواناب در خاک مراتع ییلاقی دامنه های شمالی البرز با بافت شنی لومی و در شرایط آزمایشگاهی در چهار سطح شدت بارندگی و پنج سطح رطوبت پیشین خاک انجام شد. نتایج نشان داد که ضرایب همبستگی شدت بارندگی و رطوبت پیشین خاک با زمان شروع رواناب به ترتیب با مقادیر 0/709- و 0/628- و با ضریب رواناب با مقادیر 0/517 و 0/804 در سطح 0/01 معنی دار بود. بر طبق نتایج پژوهش حاضر اثر متقابل معنی دار بین شدت بارندگی و رطوبت پیشین خاک بر زمان شروع رواناب از نوع هم زدایی تایید شد. تفکیک سطوح تیمارها وجود نقاط عطف معنی دار در زمان شروع و ضریب رواناب را به ترتیب در شدت های بارندگی حدود 40 و 60 میلی متر بر ساعت و در زمان شروع رواناب در حد فاصل سطوح رطوبت خاک 12 تا 19 درصد تایید کرد.
    کلیدواژگان: پاسخ هیدرولوژیکی، رطوبت خاک، شبیه سازی باران، مراتع البرز
  • حمیدرضا جلیلی*، علی حسین زاده دلیر صفحات 51-62
    بسیاری از مخزن های دنیا با مشکل رسوب گذاری حاد در پشت سد روبرو هستند، که در بسیاری از موارد این رسوب گذاری موجب بسته شدن دریچه تحتانی و انباشت بیشتر رسوب در پشت مخزن می شود. طبق گزارش های بین المللی یکی از راه های موثر برای رسوب شویی از مخزن های بزرگ، فلاشینگ جزیی (تحت فشار) است. اما این روش سبب تخلیه مقداری از رسوبات شده و به خودی خود، قادر به خارج کردن مخزن از بحران رسوب گذاری نیست. در این مطالعه با توجه به شناخت جریان های گردابی ایجاد شده در اطراف دریچه تحتانی، با استفاده از یک سازه خاص سعی در گسترش این گرداب ها برای افزایش رسوب شویی در فلاشینگ جزیی شده است. نتایج حاکی از آن است که با استفاده از یک سازه نیمه استوانه ای امکان افزایش راندمان فلاشینگ جزیی تا16/4برابر حالت معمولی میسر خواهد شد. پس، با توجه به نتایج به دست آمده و با کاربردی کردن این روش در مخزن ها بزرگ و نیز مخزن هایی که با وضعیت حاد رسوب گذاری روبرو هستند، می توان با از دست دادن حجم اندکی از آب مخزن در یک زمان کوتاه، مقدار زیادی از رسوبات را شسته و به خارج از مخزن انتقال داد.
    کلیدواژگان: جریان های گردابی، دریچه تحتانی، سازه نیمه استوانه ای، مخزن، فلاشینگ جزیی
  • محدثه صادقی عسکری*، سید حبیب موسوی جهرمی صفحات 63-71
    یکی از راه های افزایش راندمان استهلاک انرژی در سرریز جامی شکل، استفاده از دفلکتور است. دفلکتور، سازه گوه شکلی است که با ایجاد انحراف در جریان موجب تغییر مسیر قسمتی از جریان می شود. در این مطالعه جریان عبوری از جام با کانال نزدیک شونده، با استفاده از دفلکتور به دو جریان تقسیم شده است. برای رسیدن به هدف های این مطالعه، آزمایش ها در عددهای فرود 2/6، 3/4 و 4/3 با دفلکتورهایی به طول ضلع 3، 6 و 9 سانتی متر و زاویه 12، 22، 32 و 42 درجه انجام شدند. تجزیه و تحلیل داده ها نشان داد برخورد این دو جریان با یکدیگر استهلاک انرژی در سازه فلیپ باکت را افزایش می دهد. استفاده از دفلکتور باعث حداکثر 62/1 درصد استهلاک انرژی شده است، که این استهلاک 29 درصد با حالت بدون دفلکتور اختلاف داشت. هم چنین استفاده از دفلکتور، طول پرش به شعاع باکت را کاهش داده است. حداکثر این کاهش 41/7 درصد نسبت به حالت بدون دفلکتور است.
    کلیدواژگان: تلفات انرژی، دفلکتور، سرریز جامی شکل، طول پرش، مدل فیزیکی
  • رامین منصوری *، علی نقی ضیایی، کاظم اسماعیلی، حسین انصاری، سعید رضا خداشناس صفحات 73-82
    در مناطق خشک و نیمه خشک می توان از جریان های زیر سطحی رودخانه ای به عنوان پتانسیل های موجود برای تامین بخشی از آب مورد نیاز استفاده کرد. شیوه های مختلفی برای برداشت آب زیرسطحی رودخانه ها تاکنون به کار گرفته شده است، در این پژوهش مدل آزمایشگاهی سازه جمع آوری و شبکه زهکشی جریان زیرسطحی آب در رودخانه در محل آزمایشگاه هیدرولیک گروه مهندسی آب دانشگاه فردوسی مشهد ساخته شد و عوامل موثر بر میزان جریان زیرسطحی انحرافی بررسی شد. نتایج نشان داد مقدار جریان انحرافی رابطه مستقیم با تراز سطح آب بر روی زهکش ها داشته و با افزایش فاصله بین زهکش ها دبی هر زهکش افزایش می یابد. دبی زهکش ها در طول محیط متخلخل روند متغیری داشته به نحوی که در ابتدا کاهش و سپس افزایش می یابد. در ضمن کم ترین مقدار دبی مربوط به زهکش میانی بود. در بررسی نحوه آرایش زهکش ها نیز مشخص شد که استفاده از زهکش های کار گذاشته شده در دو عمق، با کوتاه تر کردن محیط متخلخل نتایج مناسب تری را به دست می دهد. در نهایت مدل رگرسیونی ساده، برای طراحی سازه آبگیر زیرسطحی با محیط متخلخل و شبکه زهکشی ارائه شد.
  • ایوب مرادی *، مهدی قمشی، بهنام سروری نژاد، حسن گلیج صفحات 83-91
    مشکل رسوب گذاری همواره به عنوان مهم ترین عامل در کوتاه کردن عمر مفید سدها مطرح بوده است و سدهای مخزنی زیادی به دلیل پرشدن از رسوب، متروکه شده اند. یکی از مهم ترین پدیده ها در رسوب گذاری مخازن جریان های غلیظ هستند لذا شناخت فرآیندهای موثر در این نوع جریان برای پژوهشگران مرتبط با مدیریت مخازن و سدها مهم است. تغییرات مقطع رودخانه از جمله همگرایی ها و واگرایی ها از پارامترهای بسیار موثر در تغییر هیدرولیک جریان غلیظ هستند که باید نقش این پارامترها در فرایند جریان غلیظ شناسایی و نسبت به مدیریت رسوب مخازن اقدام های موثر انجام گیرد. پس در این پژوهش شدت اختلاط جریان غلیظ و سیال ساکن پیرامون آن در مقاطع همگرا در یک فلوم شیب پذیر با سه دبی (0/58، 0/98 و 1/28 لیتر بر ثانیه)، سه غلظت (10، 16 و 25 گرم در لیتر)، سه شیب (0/009، 0/0125 و 0/016) و سه زاویه همگرایی (8، 16 و 25 درجه) بررسی شد. نتایج نشان داد با افزایش زاویه همگرایی بر میزان شدت اختلاط افزوده می شود و در نهایت رابطه ای برای شدت اختلاط جریان غلیظ و سیال پیرامون آن در محدوده آزمایش های انجام شده ارائه شد.
    کلیدواژگان: جریان غلیظ، رسوب گذاری، شدت اختلاط، مقاطع همگرا، مخزن های سدها
  • حمید کیان مهر *، صلاح کوچک زاده، علیرضا وطن خواه صفحات 93-101
    سرریزهای تناسبی که در آن ها بده با توان واحد بارآبی رابطه دارد به عنوان سرریزهای تناسبی خطی شناخته می شوند. این سرریزها به دلیل توان واحد بار آبی، دارای برتری نسبت به سرریزهای متداول دیگر برای برخی از کاربردها هستند. در این پژوهش بر اساس مبانی نظری، سرریزهای تناسبی خطی مختلف با مقاطع مثلثی معکوس، دودکشی و دو مثلثی معکوس طراحی شد. سپس، با ساخت این سرریزها و نصب آن ها در یک مجرای دایره ای، برقراری رابطه خطی بین بده و بار آبی به صورت آزمایشگاهی آزمون شد. یکصد و هشتاد آزمایش روی سرریز های مورد مطالعه در محدوده ی بده 1 تا 8 لیتر بر ثانیه انجام شد. نتایج وجود رابطه خطی بین بده و بار آبی در هر یک از سرریزهای طراحی شده را تایید کرد و نشان داد که برای سرریز مثلثی معکوس 50% داده ها و برای سرریزهای دودکشی و دو مثلثی معکوس به ترتیب 66% و 73% داده ها دارای خطای نسبی بین 1%± از رابطه خطی برازشی هستند. همچنین مشخص شد که سرریز دو مثلثی معکوس انحراف کم تری از رابطه خطی نظری خود، نسبت به نتایج به دست آمده برای دو سرریز دیگر داشته و عملکرد مطلوب تری ارائه کرده است.
    کلیدواژگان: اندازه گیری بده، رابطه خطی، سرریز، سرریز تناسبی، مقطع دایره ای
  • عباس رضایی استخروییه *، عبدالرحیم هوشمند، سعید برومند نسب، محمد جواد خانجانی صفحات 103-113
    خشکی موضعی ریشه، روش جدید کم آبیاری است که کارآیی مصرف آب را افزایش می دهد. برای بررسی تاثیر این روش در گیاه ذرت، پژوهشی در بهار 1389 در دانشگاه شهید باهنر کرمان به صورت بلوک های کامل تصادفی با یک تیمار شاهد، 18 تیمار کم آبیاری و در سه تکرار اجرا شد. تیمار های کم آبیاری عبارت بودند از: تنش خشکی ملایم (آبیاری با 75% نیاز آبی گیاه)، تنش خشکی شدید (آبیاری با 50% نیاز آبی گیاه)، آبیاری جوی و پشته ای یک در میان ثابت (آبیاری با 50% نیاز آبی گیاه) و سه تیمار خشکی موضعی ریشه (آبیاری با 50% نیاز آبی گیاه). سه تیمار خشکی موضعی ریشه عبارت بودند از: جابجایی جویچه های مرطوب در هر آبیاری، بعد از دو و سه آبیاری. هر یک از تیمارهای کم آبیاری در سه مرحله رشد گیاه (تمام دوره رشد، رشد رویشی و زایشی) اعمال شدند. بیشترین کارآیی مصرف آب برای عملکرد علوفه خشک برابر 2/67، برای عملکرد بیولوژیک 6/02 و برای عملکرد دانه 2/13 کیلوگرم در مترمکعب آب مصرفی به دست آمد. شاخص برداشت برای تیمار های مختلف بین 0/25 تا 0/48 حاصل شد. در این پژوهش، کم آبیاری با روش خشکی موضعی ریشه به عنوان بهترین روش، برای گیاه ذرت انتخاب شد.
    کلیدواژگان: آبیاری جوی و پشته ای یک در میان، تنش خشکی، کم آبیاری، مدیریت آبیاری، ذرت
  • ابوالفضل اکبرپور *، امید خراشادی زاده، مجتبی علی پرست، حسین مهدی زاده صفحات 115-124
    در این پژوهش یک مدل دو بعدی برای شبیه سازی شکست سد بر اساس روش حجم محدود با استفاده از معادلات جریان آب کم عمق توسعه داده شد. ابتدا معادلات جریان آب کم عمق به روش حجم محدود به مرکزیت سلول روی شبکه بی سازمان مثلثی حل شد. روش های محاسبه شار، روش Harten-Lax-va Leer بر اساس حل تقریبی ریمان بود. برای توسعه مدل، در حل معادلات از روش مرتبه دوم مکانی (Roe''s upwind) و مرتبه سوم زمانی(Runge-Kutta) استفاده شد. این امر باعث شد که مدل بتواند ناپیوستگی موجود را مدل سازی کند و از ناپایداری هایی که در نزدیکی مرز تر و خشک به وجود می آید، جلوگیری کند. در نهایت صحت مدل با استفاده از چند مثال استاندارد بررسی شد. نتایج نشان داد که میانگین درصد خطای مدل ارائه شده نسبت به حالت استاندارد حدود 2/6 درصد است که بیان کننده کارایی مناسب مدل در شبیه سازی شکست سد است.
    کلیدواژگان: آب کم عمق، حجم محدود، شبکه بی سازمان مثلثی، شکست سد
  • سید ابوالقاسم حقایقی مقدم*، مهدی اکبری، سید حسین صدرقائن صفحات 125-133
    افت سطح آب زیرزمینی و کسری مخزن سالانه بیش از 200 میلیون متر مکعب از چالش های اساسی دشت نیشابور در استان خراسان رضوی است. این پژوهش با هدف بررسی نقش توسعه روش های مدرن آبیاری در مدیریت پایدار منابع آب زیرزمینی انجام شد. تاثیر عملیات آبیاری رایج با مدل شبیه سازی SWAP ارزیابی شد. بعد از واسنجی مدل، سناریوی توسعه روش های آبیاری تحت فشار برای ایجاد تعادل در تغذیه و برداشت از منابع آب زیرزمینی دشت مطالعه شد. نتایج نشان داد تغییر شرایط از آبیاری سطحی به آبیاری تحت فشار موجب کاهش مقدار آب آبیاری مصرفی (صفر تا 60 درصد)، کاهش نفوذ عمقی (2 تا 90 درصد) و افزایش بهره وری آب (صفر تا 140 درصد) می شود. تجهیز 30% از اراضی به سامانه های نوین آبیاری برای 6 محصول عمده در دشت نیشابور می تواند موجب 22% کاهش در برداشت از سفره آب زیرزمینی بدون کم شدن از میزان تولید محصولات شود. این مقدار برداشت کم تر در مقیاس دشت نیشابور معادل 43 میلیون مترمکعب تخلیه سالانه کم تر سفره آب زیرزمینی است. در صورت گسترش نتایج به سایر محصولات، انتظار می رود که سناریوی توسعه سامانه های آبیاری تحت فشار- به شرط عدم افزایش سطح زیرکشت اراضی- بتواند تا 30% کسری مخرن دشت نیشابور را جبران کند.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، تعادل بخشی، دشت نیشابور، روش آبیاری، SWAP
  • مسعود محمدی *، مهدی مکاری باغ خیراتی، حسین انصاری، کامران داوری صفحات 135-143
    ددر این پژوهش روش های دو نقطه ای الیوت و واکر، یک نقطه ای شپارد و همکاران، یک نقطه ای والیانتزاس و همکاران، دو نقطه ای ابراهیمیان و همکاران و NRCS، ارزیابی و دو روش دو نقطه ای جدید براساس معادله های کوستیاکف و کوستیاکف- لوئیس ارائه شد. بدین منظور از پنج سری داده صحرایی با شرایط مختلف مزرعه ای از جمله طول، شیب و دبی ورودی استفاده شد. با استفاده از مدل هیدرودینامیک نرم افزار SIRMOD و پارامترهای نفوذ معادله های ذکر شده، مراحل پیشروی و پسروی آبیاری شبیه سازی شد. نتایج نشان داد که در برآورد میزان آب نفوذ یافته به خاک روش های پیشنهادی دوم و والیانتزاس و همکاران (2001) به ترتیب با 7/98 و 24/09 درصد، دارای کم ترین و بیش ترین خطای نسبی هستند. در پیش بینی مرحله پیشروی و پسروی به ترتیب روش های پیشنهادی دوم (23/2) و (NRCS (1/07 دارای کم ترین خطای استاندارد بودند. روش های پیشنهادی دوم و والیانتزاس و همکاران (2001) به ترتیب با متوسط کارایی 0/79 و 0/7، بیش ترین و کم ترین دقت را در پیش بینی مرحله پیشروی داشتند. همچنین روش NRCS در تخمین مرحله پسروی با متوسط کارایی 0/89 درصد دارای بیش ترین دقت و روش ابراهیمیان و همکاران (1389) با متوسط کارایی 0/83 درصد دارای کم ترین دقت بود. روش پیشنهادی دوم با متوسط ضریب باقیمانده 0/19 دارای بیش ترین دقت و روش والیانتزاس و همکاران (2001) با متوسط ضریب باقیمانده 0/45 دارای کم ترین دقت در تخمین مرحله پیشروی بودند.
    کلیدواژگان: آبیاری جویچه ای، پارامترهای نفوذ، روش پیشنهادی، مرحله پیشروی و پسروی
  • خیرالله خادمی*، محمود شفاعی بجستان صفحات 145-153
    از مهم ترین عامل های تخریب پل ها، آبشستگی بستر رودخانه در محدوده پل است که شامل آبشستگی به دلیل تنگ شدگی، آبشستگی پایه پل و آبشستگی اطراف تکیه گاه است. آبشستگی اطراف تکیه گاه یکی از دلیل های تخریب بسیاری از پل ها گزارش شده است. از این رو تلاش برای معرفی روش های اجریی و اقتصادی برای کاهش عمق آبشستگی در پل های موجود ادامه دارد. در این پژوهش گزینه های مختلفی شامل تعداد، موقعیت قرارگیری و زاویه نصب صفحه در محل تکیه گاه پل و تاثیر آن بر آبشستگی بستر رودخانه مطالعه شد. این گزینه ها در شرایط هیدرولیکی یکسان و بدون صفحه نیز بررسی و از مقایسه آن ها بهترین گزینه انتخاب و تحت شرایط هیدرولیکی مختلف بررسی شد. نتایج نشان داد که صفحه مستغرق باعث کاهش عمق آبشستگی در محل تکیه گاه تا 89 درصد می شود. همچنین مشخص شد که صفحه متصل به گوشه بالادست تکیه گاه با زاویه 40 درجه بیشترین تاثیر را دارد. نتایج نشان داد که نصب صفحه به طور موثری سبب دور شدن حفره آبشستگی از پای تکیه گاه می شود.
    کلیدواژگان: آبشستگی، پل، تکی هگاه، رودخانه، صفحه مستغرق
  • امیر کاسی، مهدی اسمعیلی ورکی*، جواد فرهودی صفحات 155-166
    حوضچه های آرامش یکی از سازه های متداول برای استهلاک انرژی جریآن های پرسرعت هستند. از میان انواع حوضچه های آرامش، حوضچه های با شیب کف معکوس به دلیل عملکرد هیدرولیکی مناسب تر از نظر پارامترهای جهش، جایگزین مناسبی برای حوضچه های کلاسیک هستند. از آنجا که در جهش هیدرولیکی بر روی شیب معکوس وزن توده جهش به عنوان یک نیروی موثر در برآیند نیروهای وارد بر حجم کنترل آن وارد می شود، برای برآورد دقیق آن نیاز به در نظر گرفتن معادله ریاضی برای نیمرخ جهش و همچنین طول واقعی آن است. از این رو یافتن راه کاری که بتواند ضمن در نظر گرفتن نیمرخ واقعی برای جهش، طول جهش هیدرولیکی را به عنوان یک مجهول از معادله نهایی نسبت عمق ثانویه تئوری حذف کند، ارزشمند خواهد بود. در این پژوهش، با در نظر گرفتن نیمرخ های خطی، ربع بیضی و سهموی، رابطه های صریح برای برآورد نسبت عمق ثانویه جهش هیدرولیکی روی شیب معکوس استخراج شد. مقایسه های انجام شده با داده های حاصل از اندازه گیری های آزمایشگاهی نشان داد که معادله تئوری با فرض نیمرخ سهموی و خطی دارای خطای کمتری نسبت به نیمرخ ربع بیضی در برآورد نسبت عمق ثانویه است.
    کلیدواژگان: تحلیل حساسیت، جهش هیدرولیکی، شیب کف معکوس، نیمرخ جهش، نسبت عمق ثانویه
  • شهرام کریمی*، رسول اسدی صفحات 167-175
    محدودیت منابع آب، ضرورت استفاده بهینه از آب در بخش کشاورزی را نشان می دهد. در این پژوهش برای افزایش بهره وری آب با استفاده از فاضلاب تصفیه شده شهری، آزمایشی به صورت کرت های نواری خرد شده (استریپ اسپلیت پلات) در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه پژوهشی جوپار در سال 1390 انجام شد. در این آزمایش میزان مصرف آب در چهار سطح (100= 1I، 85= 2I، 70= 3I و 55= 4I درصد نیاز آبی) به عنوان عامل اصلی، دو سامانه آبیاری (آبیاری قطره ای سطحی1S)) و آبیاری قطره ای زیرسطحی 2S)) و دو کیفیت آب (آب چاه 1Q)) و فاضلاب تصفیه شده شهری (2Q) به عنوان عوامل فرعی در نظر گرفته شدند. نتایج نشان داد که کاربرد پساب، تاثیر معنی داری بر عملکرد، بهره وری آب و صفات مرفولوژیکی اندازه گیری شده دارد، به طوری که عملکرد و بهره وری آب 9 درصد نسبت به استفاده از آب چاه افزایش می یابد. همچنین تنش خشکی بر عملکرد و اجزای عملکرد اثر معنی داری داشت و تنش شدید موجب کاهش 29 درصدی عملکرد محصول شد. در آبیاری قطره ای زیرسطحی نیز تمامی صفات مورد مطالعه، افزایش زیادی نسبت به آبیاری قطره ای سطحی داشتند. پس به نظر می رسد کاربرد سامانه آبیاری قطره ای زیرسطحی با استفاده از کم آبیاری در کشت پنبه به میزان 85 درصد نیاز آبی اعمال شده در پساب در استان کرمان می تواند راه کاری مناسب برای صرفه جویی در مصرف آب و افزایش بهره وری آن در دوره های خشکسالی باشد.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، بهره وری آب، پساب، پنبه، عملکرد، کم آبیاری
  • خلیل قربانی* صفحات 177-186
    طی سال های اخیر روش های زیادی برای ریزمقیاس نمایی متغیرهای هواشناسی از داده های بزرگ مقیاس مدل های گردش های عمومی جو ارائه شده است. در این پژوهش کارایی سه روش ماشین بردار پشتیبان (SVM)، درخت تصمیم (M5) و نزدیکترین k-همسایگی KNN)) از مدل های داده کاوی در ریزمقیاس نمایی بارش، به کمک پارامترهای خروجی مدل گردش عمومی جو NCEP در ایستگاه کرمانشاه بررسی شد. در دوره آماری 1991-1961 بارش روزانه ایستگاه کرمانشاه و پارامترهای خروجی NCEP مدل سازی شد و نتایج آن ها برای دوره آماری 2001-1992 آزمایش شد. نتایج این بررسی نشان داد که بارش شبیه سازی شده با هر یک از مدل های داده کاوی، دارای میانگین و انحراف معیار کمتری نسبت به داده های مشاهداتی هستند و مقادیر حدی را نمی توانند به خوبی پیش بینی کنند. با این وجود روش نزدیک ترین همسایگی نسبت به دیگر روش ها نتایج بهتری را ارائه کرد.
    کلیدواژگان: درخت تصمیم، ریزمقیاس نمایی، ماشین بردار پشتیبان، مدل گردش عمومی، نزدیک ترین k، همسایگی
  • علی محمد آخوندعلی، حیدر زارعی*، حسین محمدزاده، فریدون رادمنش صفحات 187-196
    به دلیل اهمیت دبی پایه در فرآیندهای هیدرولوژیک و داشتن نقش حیاتی در مدیریت منابع آب، برآورد جریان آن از موضوع های مهم می باشد. روش های ترسیمی مورد استفاده برای تعیین دبی پایه به میزان زیادی سهم این مولفه را کم برآورد می کنند. نتایج حاصل از روش های ردیابی ایزوتوپی و هیدروشیمیایی در منطقه های مرطوب دنیا نشان می دهد که سهم مولفه آب زیرزمینی در تولید رواناب زیاد است. هدف این پژوهش بررسی نقش آب زیرزمینی در تولید جریان در حوضه کارستی ابوالعباس با اقلیم خشک و نیمه خشک با استفاده از روش های ایزوتوپی و ردیاب های هیدروشیمیایی است. برای رسیدن به این هدف، در طول زمستان سال 1389سه بارش با شدت و رطوبت پیشین متفاوت به همراه سیلاب متناظر آن ها نمونه برداری شد. پارامترهای هیدروشیمیایی در آزمایشگاه کیفیت آب دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز و محتوای ایزوتوپی اکسیژن 18 در دانشگاه اوتاوای کانادا اندازه گیری شد. نتایج نشان داد در هر سه بارش مورد بررسی، با توجه به توسعه کارست در حوضه مورد بررسی، سهم مولفه آب زیرزمینی (دبی پایه) در رودخانه بیشتر از رواناب حاصل از بارش است. همچنین نتایج نشان داد که سهم مولفه رواناب سطحی در شرایط خشک ناچیز است و در شرایط مرطوب سهم این مولفه افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: جریان پایه، رواناب سطحی، ایزوتوپ، ردیاب هیدروشیمیایی، اکسیژن 18، آب زیرزمینی
  • عیسی معروف پور*، مهدی ابراهیم پور صفحات 197-205
    سیستم های آبیاری قطره ای با اینکه به سطح بالایی از تکنولوژی رسیده اند، به دلیل های زیادی نمی توانند فایده های بالقوه و اسمی خود را ارائه کنند. بنابراین با ارزیابی میدانی این سیستم ها می توان نقاط ضعف و قوت آن ها پی برده و زمینه بهره برداری بهتر از آن ها را با اصلاح و شیوه های جدید مدیریتی فراهم کرد. در این مطالعه 11 سیستم آبیاری قطره ای در استان کردستان انتخاب و ارزیابی شد. اندازه گیری ها طبق دستورالعمل اداره حفاظت خاک آمریکا انجام شد. نتایج اندازه گیری ها نشان داد که در بیشتر سیستم ها دبی قطره چکان ها به میزان زیادی، به دلیل نامناسب بودن فشار، گرفتگی و یا ضریب تغییرات بالای قطره چکان ها، کمتر از دبی اسمی آن ها است. درصد مساحت خیس شده نسبت به مساحت کل بین 8/3 تا 55 درصد نوسان داشت و یکنواختی ریزش آب در سیستم ها بین 16/59 تا 79/4 درصد متغیر بود. میزان راندمان کاربرد ربع پایین مزرعه ها در محدوده 16/6 تا 79/3 درصد متغیر است. بر مبنای این شاخص فقط 2 مزرعه عملکرد متوسط و بقیه عملکرد ضعیف داشتند. از دلیل های پایین بودن عملکرد سیستم ها می توان به نامناسب بودن فشار سیستم ها، اختلاف فشار در سیستم، گرفتگی قطره چکان ها، ضریب تغییرات ساخت بالای قطره چکان ها و مدیریت ضعیف بهره برداری سیستم ها اشاره کرد.
    کلیدواژگان: آبیاری موضعی، آبیاری میکرو، راندمان پتانسیل کاربرد ربع پایین، یکنواختی ریزش
  • حامد ریاحی فارسانی، سونیا زبردست*، محمدرضا نوری امامزاده ئی صفحات 207-216
    یکی از مهم ترین مسائل و مشکلات در کشاورزی، کارآیی نامناسب مصرف آب است. عدم آگاهی کشاورزان از مقدار آب مورد نیاز گیاه و اصول صحیح آبیاری، باعث استفاده بی رویه آب در بخش کشاورزی می شود. به همین دلیل در این پژوهش مقادیر آب مصرفی، کارآیی مصرف آب و عملکرد محصولات ذرت و سیب زمینی در 9 مزرعه از دشت های بروجن، خانمیرزا و شهرکرد در استان چهارمحال و بختیاری بررسی شد. همچنین تحلیل اقتصادی بین مزرعه ها برای ارزیابی مدیریت رایج این منطقه انجام شد. نتایج نشان داد که کارآیی مصرف آب آبیاری با محاسبه کردن وزن خشک محصول، به طور متوسط برای دشت های بروجن، خانمیرزا و شهرکرد به ترتیب 51 /0، 57 /2 و 2 کیلوگرم بر مترمکعب است. بیشترین درآمد خالص در واحد حجم آب مصرفی (9250 ریال)، مربوط به مزرعه ده صحرا از دشت خانمیرزا است، در این مزرعه آب مورد استفاده 30 درصد کمتر از مقدار آب مورد نیاز بوده و این حداکثر درآمد خالص به دلیل بالا بودن عملکرد محصول و استفاده از آب کمتر در این مزرعه است. کمترین درآمد خالص در واحد حجم آب مصرفی (1010 ریال) نیز، مربوط به مزرعه کنرک از دشت بروجن است، که در این مزرعه 134 درصد از آب لازم استفاده شده است. بیشترین مقدار شاخص اقتصادی نسبت درآمد به هزینه (97 /2) برای مزرعه ده صحرا از دشت خانمیرزا و کمترین مقدار (28 /0) برای مزرعه کنرک از دشت بروجن به دست آمده است.
    کلیدواژگان: ارزیابی اقتصادی، استان چهارمحال و بختیاری، بهره وری آب، عملکرد محصول
  • یادداشت فنی
  • مصطفی مرادی دشت پاگردی*، احمد نوحه گر، حسن وقار فرد، علی پور جنایی، اباذر مجیدی، افشین هنربخش صفحات 217-222
    در این پژوهش شرایط هیدروژئولوژی و زمین شناختی مکان های مخزن های ذخیره آب زیرزمینی و در نهایت نقطه های مناسب لایه های آبدار با تفسیر اندازه گیری های ژئوفیزیک در حاشیه رودخانه قره چای در شهرستان ساوه بررسی شد. سفره آب زیرزمینی در حاشیه و امتداد رودخانه قره چای عمیق و نیمه عمیق بوده و با پیشروی به سمت شمال و دور شدن از حاشیه رودخانه، قطر عناصر رسوبی ریزتر شده و املاح هادی نیز افزایش می یابد. با عنایت به نتایج مطالعات ژئوالکتریک و نقشه های تهیه شده، منطقه های مناسب از نظر تشکیل مخزن آب زیرزمینی با ضخامت آبرفت 50 تا بیش از 60 متر و به خصوص خط القعر حوضه رسوبی با بیش ترین پتانسیل آب زیرزمینی مشخص شد. همچنین با پیشروی از منطقه مذکور به سمت ارتفاعات شمالی و جنوبی از عمق حوضه رسوبی کاسته شده و منطقه های با ضخامت رسوبات آبرفتی 20 متر و کمتر از آن پدیدار می شود.
    کلیدواژگان: رودخانه قره چای، ژئوالکتریک، ضخامت آبرفت، هیدروژئولوژی
  • امیر حق شناس آدرمنابادی*، حسین صمدی بروجنی صفحات 223-227
    مسئله نشت از نظر اثرات آن بر پایداری سد و هدررفت آب از مخزن یکی از مسائل مهم در طراحی، اجرا و بهره برداری سدهای خاکی است. امروزه نرم افزارهای بسیاری ارائه شده که سعی در حل معادله نشت با روش های عددی دارند. در این مقاله سعی شده تا توانایی دو نرم افزار PLAXIS و MSEEP که در حل مسئله نشت در سدهای خاکی مورد کاربرد هستند، ارزیابی و مقایسه شود. بدین منظور سد خاکی کرخه به عنوان مطالعه موردی انتخاب شد. نتایج کاربرد دو نرم افزار بالا نشان داد که قابلیت هر دو نرم افزار در شبیه سازی و برآورد میزان نشت بدنه سدهای همگن، بالا بوده و خطای آن ها اختلاف معنی دار ندارد ولی در مورد سد کرخه که غیر همگن بوده و دارای پی چندلایه است، خطای دو نرم افزار PLAXIS و MSEEP در شبیه سازی و برآورد نشت به ترتیب 3 و 50 درصد بوده است. این نتیجه قابلیت بالاتر مدل PLAXISرا برای حل مسائل پیچیده نشت نشان می دهد.
    کلیدواژگان: اجزای محدود، سدهای خاکی، نشت، PLAXIS، MSEEP
  • فروغ وردیان، کاکا شاهدی*، محمود حبیب نژاد روشن، مهدی زارعی صفحات 229-233
    شبیه سازی جریان از مباحث اصلی هیدرولوژی است و برای مطالعه آن به طور معمول از مدل های بارش- رواناب استفاده می شود. در این پژوهش برای شبیه سازی جریان روزانه و ماهانه حوزه آبخیز معرف ناورود در استان گیلان از مدل IHACRES استفاده و کارآیی آن براساس معیارهای مختلف ارزیابی شد. نتایج نشان داد که مدل جریان روزانه و ماهانه را با دقت خوبی شبیه سازی می کند. در ضمن، در مقایسه بین جریان روزانه و ماهانه، نتایج شبیه سازی جریان ماهانه نسبت به روزانه دقیق تر بوده است. در مجموع با توجه به مقادیر خطا در حجم جریان، مدل در مرحله واسنجی در دوره های روزانه و ماهانه جریان را کمتر از جریان مشاهداتی (به طور متوسط mm/y 20/2)، شبیه سازی کرده ولی در مرحله اعتبارسنجی جریان را بیش از جریان مشاهداتی (به طور متوسط mm/y 77/5) شبیه سازی کرده است. طبق نتایج پژوهش، در کل دوره آماری، میزان بارش موثر به طور متوسط حدود دو سوم کل بارش حوزه آبخیز بوده است.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، گیلان، مدل بارش، رواناب، ناورود، IHACRES
  • رسول اسدی*، نادر کوهی چله کران صفحات 235-239
    برای افزایش بهره وری آب کاربردی ذرت دانه ای، آزمایشی در قالب 4 تیمار آبیاری (نیاز آبی خالص گیاه (تیمار شاهد) و سه تیمار مکش FC 2 1/2، FC 1/5 و FC 1/8) روی رقم سینگل کراس 704، به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه پژوهشی ارزوئیه استان کرمان در سال 1389 انجام شد. نتایج پژوهش نشان می دهد، که در سه تیمار مکش FC 1/2، FC 1/5 و FC 1/8 نسبت به تیمار شاهد به ترتیب 11، 13 و 17 درصد در میزان آب مصرفی صرفه جویی شده است. این در صورتی است که میزان عملکرد محصول در تیمارهای یاد شده نسبت به تیمار شاهد به ترتیب 4/5، 28 و 34 درصد کم شد. با این وجود بهره وری آب کاربردی در تیمار FC 1/2 نسبت به تیمار شاهد 6/5 درصد افزایش داشت که نشان از توجیه پذیرتر بودن این تیمار نسبت به سایر تیمارهاست. وزن هزار دانه، تعداد دانه در ردیف و ردیف دانه در بلال در تیمار مکش در FC 1/2 نسبت به تیمار شاهد به ترتیب 5، 6/5 و 6/5 درصد کاهش داشت. بنابراین به نظر می رسد، استفاده از روش کم آبیاری در کشت ذرت دانه ای با تیمار مکش در FC2 /1 در منطقه ارزوئیه استان کرمان می تواند راهکاری مناسب برای صرفه جویی در مصرف آب و افزایش بهره وری آب در شرایط خشک سالی باشد.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، تانسیومتر، کرمان عملکرد ذرت
  • محمد فتحی*، افشین هنربخش، محمد رستمی صفحات 241-246
    در این پژوهش بر اهمیت شناخت دقیق پارامترهای جریان در مهندسی رودخانه برای پیش بینی و تحلیل فرایند های حاکم بر جریان بحث شده است. بدین منظور و با توجه به اهمیت سرعت جریان آب و تنش های برشی ناشی از آن بر فرسایش کناره ها و کف رودخانه، از یک مدل عددی دو بعدی تحت عنوان CCHE2D برای شبیه سازی الگوی جریان در بازه ای از پیچانرود طبیعی (رودخانه خشکه رود فارسان در 30 کیلومتری غرب شهرکرد) استفاده شد. در این بررسی با استفاده از نقشه های توپوگرافی محدوده مورد مطالعه، ابتدا هندسه مدل و شبکه محاسباتی با ابعاد مختلف، تهیه و سپس بر اساس مشخصات اندازه گیری شده جریان، مدل هیدرودینامیک دو بعدی متوسط عمق، اجرا و نتایجی هم چون توزیع عمق و سرعت جریان در خم رودخانه استخراج شد. بر طبق نتایج به دست آمده، داده های سرعت جریان آب محاسباتی و مشاهداتی در سه مقطع به ترتیب 0/9، 0/914؛ 0/978، 1 /01 و 1/02، 1/74 و داده های عمق آب محاسباتی و مشاهداتی در سه مقطع به ترتیب 0/937، 1/016؛ 0/892، 0/947 و 0/839، 0/89 هستند که می توان نتیجه گرفت، داده های شبیه سازی شده در مقایسه با داده های مشاهداتی شباهت زیادی دارند.
    کلیدواژگان: پیچان رود، الگوی جریان، خشکه رود فارسان، عمق آب، مدل سازی، مدل عددی CCHE2D
|
  • Pages 1-10
    Accurate water delivery ensures equity in water distribution and enhances the optimum usage of water resources. Nowadays, modern water measurement equipment could increase the accuracy of water delivery; however, the cost of investment and operation as well as the needs of the skillful operator restrict the widespread use of these equipment. Therefore, the traditional water measurement structures are widely used in irrigation networks. In this research, a new form of the flow measurement flume with a trapezoidal cross-section and an invert elevation coincide with the main conduit bottom was experimentally investigated. The design criteria for such flumes were presented hereafter. The proposed structure, which is classified as a long throated flume, is easily applicable in existing networks. The main advantages of the proposed structure are prevention of sediment accumulation and rather low backwater effects, and with such low backwater effects the critical depth could be established in flume section. Based on the compiled data, a method for calculating the required energy grade line in the approach channel and the structure head loss were presented.
  • Pages 11-21
    Analysis of non-laminar flows in coarse alluvial beds have many applications in different fields such as oil and gas, civil and geology engineering. Since the Darcy equation doesn’t work for analyzing turbulent and transitional flows, we are forced to use nonlinear relationships, divided into two groups of exponential and binomial. The binomial relationship has more accuracy in a vast domain of speed variations than exponential relationship, as its validity has been confirmed through dimensional analysis and Navier- Stokes's equations. Until now, the non-Darcy flow analysis in conditions with relatively parallel flow lines, for free surface and under-pressure states, has been evaluated by many researchers. The researches carried out about the analysis of non-Darcy under pressure flow with convergent lines indicated that a) the behavior of this flow is different from the one with relatively parallel flow lines, b) the binomial relationship works well in the analysis of this flow, with a great accuracy. In this research, an experimental setup with a semi cylindrical shape with a diameter of 6 m and height of 3 m was constructed. The results of experimental research showed the behavior of radial flows with free surface differs from convergent under-pressure flow and from that of non-Darcy flow with relatively parallel streamlines.
  • Pages 23-31
    In this research, the effect of applying sacrificial piles on local scour around square piers is studied. The sacrificial piles are placed at upstream of a bridge pier for the purpose of protecting it from local scour by deflecting the high-velocity flow, reducing vortex system power and creating a wake pressure region behind themselves. In this study, the effect of size of sacrificial piles and spacing between them was investigated in a 7.3 m long, 0.56 m wide and 0.6 m deep flume, under clear-water condition. The diameter (D) of square pier was 40 mm. The experiments were conducted on three sizes of sacrificial pile’s diameters (d) of 32, 27 and 20 mm, and three different distance of 2.8D, 2.95D and 3.1D from the upstream face of the pier with Froude number equal to 0.13, 0.16 and 0.19. The result showed that in a given distance with increasing the sacrificial pile diameter, the scour depth reduces, significantly. Also, in all of the circumstances, the scour depth increased with increasing the Froude number. Furthermore, the results showed that the best location of sacrificial pile was at a distance equal to 3.1D of the pier (X), that led to a significant reduction in local scour about 70 to 132% related to pile diameter and flow intensity.
  • Pages 33-40
    Runoff causes soil loss and finally leads to sedimentation in water bodies. Water erosion as a selective process; generally removes the smaller components of soil particles with lower density. Organic amendments increase the soil infiltration rate and finally reduce the runoff and soil loss, but quantification of their effects on runoff parameters has less been attended. The present research was therefore conducted to study the effects of rice straw mulch as a conservation treatment on runoff threshold and coefficient for sandy-loam soils taken from the Alborz summer rangeland, north of Iran under laboratory conditions. Experiments were conducted by using straw mulch with an amount of 0.5 kg m-2 for simulated rainfall intensities of 30, 50, 70 and 90 mmh-1 and the slope of 30 %. Results showed that the straw mulch increased the runoff threshold and decreased the runoff coefficient significantly (p=0.01). The mulching treatment in the rainfall intensity of 90 mmh-1 with the amount of 110.10 % was the highest increase rate of runoff threshold compared with other intensities. The treatment of rainfall intensity of 30 mm h-1 had the lowest reduction rate of runoff coefficient with the amount of 19.36 %.
  • Pages 41-49
    Rainfall intensity, antecedent soil moisture condition and slope steepness are among the main important physico-climatic factors whose individual or interactive effects determine the hydrological response of a watershed to a rainfall event. The present research was conducted to study the individual and interactive effects of rainfall intensity and antecedent soil moisture contents on runoff threshold and coefficient under laboratory conditions in four rainfall intensities of 30, 50, 70 and 90 mm h-1 and five antecedent soil moisture contents of 12, 19, 29, 36 and 44 volumetric percent in sandy-loam soils taken from a summer rangeland in the Alborz Mountains, Northern Iran. The results showed the significant correlation (p<0.01) between rainfall intensity and antecedent soil moisture, and runoff threshold with correlation coefficients of -0.709 and -0.628 and runoff coefficient of 0.517 and 0.804, respectively. The significant antagonistic interaction between rainfall intensity and antecedent soil moisture content on runoff threshold was confirmed. Separation of treatment levels also confirmed the existence of significant turning points in runoff threshold and coefficient at the rainfall intensities about 40 and 60 mm h-1, respectively, and in the runoff threshold at the antecedent soil moisture content between 12 and 19 volumetric percent.
  • Pages 51-62
    Many of the reservoirs in the world are faced with acute sedimentation problems and in many cases the sedimentation led to closure of the sluice gates and it intensifies accumulation of sediment in these reservoirs. According to international reports, one of the most effective ways to removal of the deposited sediment from large reservoirs is partial Flushing. But this method erodes a small amount of sediment around the sluiceway and it cannot solve the sedimentation problems, completely. In this study, with knowledge about vortex flow around the sluiceway, there vortices were increased by using a specific structure in order to increase partial Flushing. The results show that with using a semi-cylinder structure, the flushing efficiency will increase up to 16.4 times. Therefore, the proposed method can be applied in the large reservoirs and in the reservoirs with serious conditions, for sluicing a significant amount of sediments out of the reservoir, in a short time, with a low loss in water resources.
  • Pages 63-71
    One method to increase efficiency of energy dissipation in the flip bucket spillway is installation of deflector. Deflector is a wedge-shaped structure which creates changes in part of flow trajectory. In this study, flow in the bucket with approach channel were divided into two parts by deflector. For the purpose of this study, after setting up the physical model, experiments were conducted at three Froude numbers equal to 2.6, 3.4 and 4.3 by using deflectors with 3, 6, 9 cm length, and 12˚,22˚, 32˚ and 42˚angles. Analysis of data showed that the clashing of these two flow trajectories increased energy dissipation in flip bucket. Energy dissipation by using deflector was 62.1% which is 29% more than the case without deflector. Also using of deflector led to decrease the ratio of jump length to bucket radius. The maximum decrease was 41.7% compared to the without deflector case.
  • Pages 73-82
    In arid and semi-arid regions, sub-surface flow of a river can be a potential of water supply.. Different methods have already been used to divert surface and subsurface water in the rivers. In this research, an experimental model of the intake was built in Hydraulic Laboratory in Water Engineering Department of Ferdowsi University for diverting surface and subsurface flow from the river and the effective factors on the amount of diverted flow were investigated. Results showed a direct relationship between the flow rate and the water level above each drain and the drained flow rate increases with increasing distance between the drains. The discharge of drains varies along the porous media, as it decreases at first and then increases. The lowest discharge was belong to middle drain. The assessment of different drains arrangement indicated that the installation of two rows of the drains in two depths gives higher efficiency. Finally, a regression mathematical model was developed for designing the subsurface intake with porous medium and drainage system.
  • Pages 83-91
    The most important factor in shortening the useful life of dams is settling of fine sediment. A lot of dam’s reservoirs were filled by sediment due to this process and became useless. One of the most important phenomena that affect on sedimentation process is density current, so recognize the effective process in this phenomenon is very important for researchers and their management in dam’s reservoirs. Changing in successive cross sections inclusive convergences and expansions are the effective parameters on hydraulic of density current. The role of these factors in the density current phenomenon should be specified and the effective works done for management of reservoir sedimentation. So, in this research, we tried to investigate water entrainment of density currents in converging sections. The Experiments were carried out in a flume with changeable bed slope with three convergence angles (8, 16 and 25 degree), three discharges (0.58, 0.98 and 1.28 lit/s), three concentrations (10, 16 and 25 gr/lit) and three bed slopes (0.009, 0.0125 and 0.016). The Results showed that increasing of converging angle will increase water entrainment. Finally an equation is presented for water entrainment in convergent angles.
  • Pages 93-101
    Proportional weirs in which the discharge is linearly related to the head are known as linear proportional weirs. Because of unit power of their head, linear proportional weirs are more preferable than other traditional weirs in some situations. In this research, based on theoretical concepts different linear proportional weirs having inverted triangular, chimney and two inverted triangular sections were designed. Then, the weirs were constructed and their linear relationship was examined experimentally. 180 runs were conducted to compile the data in the discharge range between 1 and 8 l/s. The data proved the presence of linear relationships for all the examined weirs. The results are shown that relative error of 50%, 66% and 73% of experimental data for inverted triangular weir, chimney weir and two inverted triangle weir are between 1%±. Also, it is observed that the two inverted triangular weir performed better than that of other two weirs, that is, the two inverted triangular weir data had the minimum deviation from its proposed relationship.
  • Pages 103-113
    Partial root-zone drying (PRD) is a new deficit irrigation technique which improves water use efficiency. To evaluate the effect of PRD method on corn, an experiment was conducted at the Research Farm of College of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman in the spring of 2010 using a randomized complete block design with three replications. The nineteen irrigation treatments were as follows: control, mild water stress (irrigation with 75% ETP), high water stress (irrigation with 50% ETP), fixed every other furrow irrigation (irrigation with 50% ETP) and three partial root-zone drying (change the wet furrows in every irrigation, change the wet furrows in every other irrigation and change the wet furrows in every second irrigations). Every deficit irrigation treatment was applied at three growth stages of corn (all periods of growth, vegetative growth stage and reproductive growth stage). The results showed that the highest WUE for dry forage yield was 2.67, for the biological yield was 6.02 and for grain yield was 2.13 kg/m3. Harvest index was obtained for different treatments between 0.25 and 0.48. In this study, the partial root-zone drying was the best choice to apply deficit irrigation for corn.
  • Pages 115-124
    In this research, a two dimensional model is developed in order to simulate the dam break based on the finite volume method by using shallow water equations. At first, the shallow water equations are solved by cell-centric finite volume method on unstructured triangular grid. The flow computing method was Harten-Lax_va Leer based on the approximate Riemann solver. For development of the model in solving equations, the Second order spatial (Roe’s upwind) and third order temporal (Runge-Kutta) methods are used. This approach models the existing discontinuities and avoids the instabilities which are formed near dry and wet border. Finally the model is validated through some standard examples. Results showed that the mean percentage error of the model was 2.6 percent in comparison to the standard problems that confirms the model has appropriate performance in simulating dam break.
  • Pages 125-133
    Decline in groundwater table and annually deficit more than 200 MCM, are the most important challenges in the Neyshabour plain aquifer of Khorasan-e-Razavi province. This research was conducted to study the role of developing the modern irrigation systems on sustainable management of groundwater resources. The effects of existing irrigation practices were evaluated using the Soil-Water-Atmosphere-Plant (SWAP) model. After model calibration, scenario of pressurized irrigation systems development for balancing the recharge and discharge of groundwater was studied. The results showed that change from surface irrigation to pressurized irrigation could cause decrease in water irrigation consumption (0-60%), decrease of deep percolation (2-90%) and improve in water productivity (0-140%). Use of modern irrigation systems for 30% of the total cultivation area of six main crops in the Neyshabour plain can decrease the discharge of groundwater aquifer about 22% without reducing in crop production. This is equal to 43 MCM of groundwater savings in the Neyshabour plain scale. If the results extend to other crops, it is expected that the scenario of pressurized irrigation systems development -without an increase in the area of cultivation- can compensate for 30% of the aquifer deficit in the Neyshabur plain.
  • Pages 135-143
    In this study, the methods of Elliott and Walker two-point, Shepard et al., Valiantzas et al. one-point, Ebrahimian et al. two-point and NRCS were evaluated and the two new two-point methods were proposed based on Kostiakov and Kostiakov-Lewis equations. For this purpose, five data sets measured in the field under different conditions, e.g. length, slope and inflow discharge were used. Advance and recession phases were simulated using a hydrodynamic model (SIRMOD software) and mentioned infiltration equations’ parameters. The results showed that the second proposed and Valiantzas et al. methods had the lowest (7.98%) and the highest (24.09%) relative error in estimating total infiltrated volume, respectively. The second proposed and NRCS methods had the highest (23.2) and the lowest (1.07) standard error in prediction of advance and recession phases, respectively. The second proposed and Valiantzas et al. methods with average efficiency equal to 0.79 and 0.7 had the highest and the lowest accuracy in prediction of advance phase, respectively. Also, the NRCS and Ebrahimian et al. methods with average efficiency equal to 0.89 and 0.83 had the highest and the lowest accuracy in prediction of recession phase, respectively. The second proposed and Valiantzas et al. methods with an average coefficient of residual mass equal to 0.19 and 0.45 had the highest and the lowest accuracy in prediction of recession phase, respectively.
  • Pages 145-153
    Bridge scour (contraction, pier and abutment scour) is one of the main factors of bridge failure. The bridge abutment scour has been reported to be one of the main causes of bridge failure around the world. Therefore, during the past decades, it has been trying to introduce new practical and economical methods for controlling abutment scour of the existing bridges. In this study, the effect of submerged vane on the scour abutment has been experimentally investigated. Different alternatives, including number of vanes, vane locations and different angle of vane have been studied under different flow conditions. The results were compared with tests without vane to find out the reduction of the scour depth. The results showed that the vane can decrease the score depth up to 89 percent. It was also found that a single submerged vane attached to the upstream corner of abutment with an angle of 40 degrees is the most effective alternative. The submerged vane was found to be highly effective in moving the scour away from around the abutment.
  • Pages 155-166
    Stilling basins are one of the common structures for dissipating the kinetic energy in high speed flows. Among all types of stilling basins, the basins with the inverse slope of the bottom, because of its appropriate performance regarding the hydraulic jump’s parameters, are suitable alternatives for classic stilling basins. Since the weight of the hydraulic jump on the reverse slope affected the resultant forces on the volume control, extracting the mathematical equation for the profile of hydraulic jump and the actual length is necessary for accurate estimating of this component. Therefore, it would be worthwhile to find a solution that could consider an actual profile for the hydraulic jump and also remove the length of jump as an unknown from final equation. In this research, the linear, quarter-elliptic and parabolic profiles were considered to extract explicit equations for estimating the sequent depth of hydraulic jump on adverse slope. Comparing the results of extracted equations with experimental data showed that the theoretical equations based on the parabolic and linear profiles had lower error than the elliptic profile in estimating the sequent depth of hydraulic jump.
  • Pages 167-175
    Limited water resources, shows the need for efficient use of water in agriculture. In this research, in order to increase water use efficiency of Cotton by using municipal wastewater, a field experiment was conducted at the experimental farm of Jopar Agriculture and Natural Resources Research Center in Kerman province during the 2011 growing season. The treatments were laid out in a strip split plot based on a Randomized Complete Block Design with three replications. The treatments were comprised of four levels of irrigation, including 100, 85, 70 and 55 percent of the crop water requirement in the main plot and subplot consisted of two irrigation systems (surface drip irrigation system (S1), subsurface drip irrigation system (S2)) and two water quality (groundwater (Q1) and wastewater (Q2)). The results showed that wastewater application had a significant effect on crop yield, water use efficiency and morphological traits. So that the crop yield and WUE increase 9 percent. Also that drought stress had significant effects on crop yield and crop yield components, and sever stress treatment (55 percent moisture depletion) caused 29 percent crop yield reduction. In comparison with surface drip irrigation system (S1), subsurface drip irrigation system (S2) caused increase all of the measured traits. The results of this study show that application of subsurface drip irrigation system and deficit irrigation for Cotton cultivation in Kerman with 85 percent of the cr...
  • Pages 177-186
    In the recent years, many downscaling techniques have been developed for projection of station-scale meteorological variables from large-scale atmospheric variables by general circulation models (GCMs). In this study, the performance of three downscaling methods, including support vector machines (SVM), decision tree (M5) and K-nearest neighbor (KNN) methods of data mining models, were compared in downscaling precipitation simulated by NCEP general circulation models in the Kermanshah station. Simulation was performed between daily precipitation of Kermanshah station and NCEP model output parameters during the period of 1961 to 1991, and its result was tested during the period 1992-2001. The results of this study showed that the mean and standard deviation of output of the data mining models are less than the observed data and these models cant predict extreme values well. However, the KNN method gives better results than other considered methods.
  • Pages 187-196
    Due to the importance of base flow in hydrologic processes and vital role in water resources management, estimation of base flow is an important issue. Graphical methods used to determine the base flow, significantly underestimate the contribution of this component. The results of isotopic and hydrochemical tracer methods in the humid regions, indicates a high proportion of groundwater component in runoff generation. The aim of this study is to investigate the role of groundwater flow in runoff generation processes in the arid and semiarid karstic Abolabbas basin, using isotopic techniques and hydrochemical tracers. For this purpose, during the winter of 2010-2011, three rainfall events with different antecedent moisture and intensity were selected and the corresponding floods were sampled. Hydrochemical parameters were measured in water quality laboratory of the water sciences faculty of Shahid Chamran University and Oxygen-18 isotopic content was measured in the stable isotope laboratory of Ottawa University. The results show that for all considered rainfall events, the contribution of groundwater component in runoff generation was considerably larger than the rainfall, due to karst development in the Abolabbas basin. The results also showed that the surface runoff component is minor for low moisture conditions, and it increases in the high moisture conditions.
  • Pages 197-205
    Although the trickle irrigation systems have a high level of technology, but often unable to provide their potential advantages for several reasons. Therefore, evaluation of irrigation systems can discover their strengths and weaknesses and provide better operation by selecting and modifying management methods. In this study, 11 trickle irrigation systems were selected and evaluated in Kurdistan province. The measurements were performed according to the instructions released by the U.S. Soil Conservation service. The results showed that in most of the systems, the discharge of the drippers were less than their nominal discharge due to the unsuitability of the pressure, clogging and high coefficient of variation of the drippers. The ratio of wet area to total area was between 3.8 to 55 percentages. Emission Uniformity of systems was between 16.59 to 79.4 percentages. Application efficiency of low quarter of the fields varied from 16.6 to 79.3 percentages. Based on this index, only two farms had moderate performance and the performance of the rest were poor. The reasons of poor performance of systems can be imputed to the unsuitability pressure of systems, the pressure difference in the system, the large coefficient of variation of the drippers and weak management of the systems operation.
  • Pages 207-216
    Inappropriate water use efficiency is one of the most important problems in agricultural section. The lack of farmer’s knowledge about the amount of crop water requirement and proper irrigation principals lead to excessive use of water in agricultural section. For this purpose in the present study water use amounts, water use efficiency and crop yields for Maize and Potato were estimated in 9 fields of Boroujen, Khanmirza and Shahrekord plains located in Chaharmahal and Bakhtyari province. Furthermore, economic analysis has been conducted among the fields to assess common management of this area. The results showed that water use efficiency with considering the dry weight of the crop, for the Boroujen, Khanmirza and Shahrekord plains were in average 0.51, 2.57 and 2 kg/m3, respectively. Highest net income per unit volume of water (9250Rials), belonged to Dehsahra farm located in Khanmirza plain. At this farm the used water was 30% less than the required water and so, this maximum net income was obtained due to high crop yield and less use of water in this field. The lowest net income per unit volume of water (1010Rials), belonged to Konark farm located in Boroujen plain in which the irrigation water was used 134% more than the crop water requirement. The highest and lowest values of benefit-cost ratio (B/C) (2.97 and 0.28) have been obtained from Dehsahra and Konark farms located in Khanmirza.
  • Pages 217-222
    In this study, the hydrogeological and geological conditions of ground water storage reservoirs in margin of Gharehchay River were considered in determining appropriate locations of aquifer layers by interpreting geophysical measurements. The water table in the margin and along with Gharehchay River is semi-deep and deep. Sediment’s diameter decrease and conductivity of solutions increase when we go far away from the river, toward the North. The appropriate zones for forming groundwater reservoirs with thickness of 50 to over 60 m were specified based on the geoelectric mapping. The sediment layer depth reduces when go toward Northern and Southern highlands. In these zones aquifer thickness is less than 20 meters.
  • Pages 223-227
    Seepage is one of the important problems in design, construction and operation of earth dams, for its influence on stability of dams and water losses from the dam reservoir. Nowadays, many softwares have been provided for solving the seepage equation using numerical methods. In this study, we tried to evaluate and compare the ability of two finite element based softwares, MSEEP and PLAXIS, for solving seepage equations in earth dams. For this purpose, the Karkheh earth dam was selected as a case study. The results confirmed the high ability of these software for simulating and estimating the seepage through homogeneous dams bodies, but the error of the results for the inhomogeneous section of the Karkheh earth dam was very high for MSEEP (50 percent), while the error of PLAXIS model was very small (3 percent). This showed the higher ability of PLAXIS model in solving complex problems of seepage.
  • Pages 229-233
    Streamflow simulation is one of the main issues in hydrology which is usually studied using rainfall-runoff models. In this research, IHACRES model was applied to simulate daily and monthly streamflow in Navroud catchment located in Guilan Province. Model performance was evaluated using different error criteria. The results showed that the model could simulate daily and monthly streamflows with high accuracy. Comparison of daily and monthly results indicated that the monthly streamflow simulation was more precise than daily ones. Generally based on Bias index, the model underestimates the streamflow in the calibration period (in average 20.2 mm/year) and overestimates it in the validation period (in average 77.5 mm/year). The results showed that during simulation period, effective rainfall was about two-third of total rainfall over the catchment.
  • Pages 235-239
    In order to increase water use efficiency of Corn, a field experiment was carried out at the experimental farm of Agriculture and Natural Resources Research Center of Orzoueyeh located in Kerman province during the 2010 growing season using a completely randomized block design with three replications. Four irrigation treatments (net water requirement (control) and suctions of 1/2 FC, 1/5 FC and 1/8FC) were applied on single cross 704 cultivar. The results showed that water use volume were decreased in the three suction treatments of 1/2 FC, 1/5 FC and 1/8FC in comparison with control treatment, 11, 13 and 17 percent, respectively. While, the crop yield of the mentioned treatments reduced compared to the control, 4/5, 28 and 34 percent, respectively. However, water use efficiency was increased in the suction of 1/2 FC treatment compared to the control about 6/5 percent that shows the superiority of this treatment than other treatments. The weight of 1000 seeds, number of kernels on rows, number of rows of kernels on Ear in the suction of 1/2 FC treatment in comparison with control treatment were 5, 6.5 and 6.5 percent, respectively. Therefore, it appears that the application of deficit irrigation method for Corn cultivation in Orzoueyeh, Kerman can be a suitable way for saving water and increasing water use efficiency during drought periods.
  • Pages 241-246
    The present paper tries to discuss about the importance of getting accurate knowledge of flow properties for predicting and analyzing the governing nature of the river flow. With regard to the important effect of the flow velocity and shear stress forces on river bank erosion, we applied a two-dimensional numerical model, namely CCHE2D, to simulate river flow pattern at a meandering river reach, Khoshk-e-Rud River of Farsan, located 30 Km west of Shahrekord city. For this purpose, at first, we designed the model geometry and mesh grid by using the topographic maps of the studied location. In the next step, the measured properties of the river flow were entered into the model and the Depth-Average, Two-Dimensional Hydrodynamic Model was run. The model outputs such as depth and velocity distribution of flow were extracted from the river bend section. Based on the obtained results the calculated and observed flow velocity values at three cross sections were 0.90, 0.914, 0.978; 1.01, 1.02 and 1.174, respectively. The calculated and observed values of flow depth were 0.937, 1.016, 0.892; 0.947, 0.839 and 0.890, respectively. It can be concluded that the values calculated by the model have a good compatibility with observed data at the considered meandering river reach.