فهرست مطالب
مجله تحقیقات منابع آب ایران
سال دهم شماره 3 (پیاپی 31، زمستان 1393)
- تاریخ انتشار: 1393/11/28
- تعداد عناوین: 10
-
- مقالات علمی - پژوهشی
-
صفحه 1بررسی علمی خسارت ناشی از سیلاب درکشور ما قدمت چندانی ندارد و بیشتر به خسارتهای ساختمانی محدود می گردد. محاسبه خسارت کشاورزی به علت وابستگی به نوع گیاه، میزان مقاومت گیاه در هنگام بروز سیل، تطابق زمان رخداد سیل با یکی از دوره های رشد بسیار پیچیده تر از دیگر انواع خسارتها می باشد. در این پژوهش، که بطور موردی روی برنج صورت گرفته است، توابع لازم برای تعیین خسارت محتمل بر حسب مهمترین پارامترهای هیدرولیکی موثر و برای دوره های مختلف رشد برنج بدست آورده شده است. در مطالعه موردی صورت گرفته از دو ضریب تاثیر (میزان خسارت بر حسب دوره رشد (β) و احتمال همزمانی سیلاب با دوره های رشد (α)) برای تعیین امید ریاضی خسارت استفاده شده است. مدل هیدرولیکی مورد استفاده، CCHE می باشد و محاسبات در محیط GIS صورت گرفته است. در حال حاضر خسارت برای هر منطقه سیل گرفته صددرصد در نظر گرفته می شود و خسارت وارده برحسب مساحت سیل گرفته و نوع محصول برآورد می گردد. یافته های تحقیق نشان می دهند که سیل گرفتگی به معنای خسارت صددرصد نبوده و می توان نقاطی با خسارت صفر درصد را نیز در منطقه سیل زده یافت. روش مورد استفاده در این تحقیق می تواند زمینه ساز تعیین معیارهای لازم برای مدیریت سیلاب و بیمه محصولات کشاورزی باشد.
کلیدواژگان: خسارت کشاورزی، توابع خسارت زمانی و مکانی، ضریب وزنی رشد، ضریب وزنی احتمالاتی، سیل، برنج -
صفحه 14پیش بینی تقاضای آب خانگی و شناخت عوامل موثر بر آن یکی از گام-های مهم در مدیریت و کنترل بحران آب است، زیرا راه حل موثر، تنها عرضه آب نیست بلکه اتخاذ سیاست ها و تدابیر لازم مبتنی بر الگوی مصرف و توجه کافی به عوامل تقاضای آب از اهمیت بالایی برخوردار است. برآورد تقاضای آب در آینده، این امکان را برای تصمیم گیران فراهم می سازد که باتوجه به محدودیت ها و بحران های پیشرو تدابیر لازم را اتخاذ نمایند. در این تحقیق برای پیش بینی تقاضای سرانه آب از دو رویکرد نقطه ای و بازه ای استفاده شده است. بعد از تخمین تابع تقاضای آب، با تعیین سناریوهای محتمل مقادیر متغیرهای مستقل برای آینده پیش بینی می شود. در ادامه به بررسی اثر تغییرات پارامترهای اقتصادی در مصرف آب بر تقاضای آب خانگی پرداخته شده است. نتایج بر ضروری بودن کالای آب تاکید می کند. با جمع آوری اطلاعات مورد نیاز در شهر نیشابور، به منظور پیش بینی نقطه ای، چهار سناریو تعریف گردید و متغیرهای مستقل پیش بینی شدند. درصد تغییرات تقاضای آب سه سناریو اول (برای حالتی که طرح هدفمندسازی یارانه ها اجرا نگردد) برای دوره ی 1390 تا 1410 بین 40 تا 57 درصد در طول این بازه می باشد. در سناریو چهارم که فرض بر اجرای طرح هدفمندسازی یارانه ها می باشد مقادیر تقاضای سرانه آب نسبت به حالتی که این طرح اجرا نگردد در سال 1390، 3 متر مکعب و در سال 1392، 2 متر مکعب کاهش می یابد. در انتها با استفاده از شبکه عصبی تقاضای آب بصورت بلند مدت پیش-بینی شده است. نتایج نشان داد، استفاده از جزء غیرقطعی سری های زمانی در پیش بینی با شبکه های عصبی می تواند مشکل درونگرا بودن این مدل ها را تا حدی حل نماید.
کلیدواژگان: پیش بینی بلندمدت، تقاضای آب، تابع مطلوبیت استون گیری، شبکه عصبی مصنوعی -
صفحه 26در سال های اخیر روش های تجربی و مدل های ریاضی متعددی جهت تخمین رواناب توسعه داده شده است که از مهم ترین و پرکاربردترین این روش ها می توان به روش شماره منحنی SCS اشاره نمود. یکی از ویژه گی های بارز این روش استفاده از پارامتری به نام شماره منحنی (CN) برای تبدیل بارش به رواناب می باشد. در حال حاضر از ابزارهایی همچون GIS، RS و تلفیق نتایج آنها با نقشه های خاکشناسی و بازدیدهای میدانی جهت محاسبه این پارامتر استفاده می شود. این روش ها به علت نیاز به اطلاعات و عملیات محاسباتی و میدانی متعدد، زمان و هزینه زیادی را برای برآورد قابل اعتماد رواناب تحمیل می نمایند. در این تحقیق با استفاده از مفهوم مازاد اشباع به کار رفته در ساختار مدل نیمه توزیعی TOPMODEL، روشی ارائه شده است که به کمک آن می توان مقدار شماره منحنی حوضه را با سرعت زیاد، هزینه کم و دقت قابل قبول بدست آورد. رابطه پیشنهادی در این روش به سه پارامتر تخلخل خاک، متوسط فاصله از سطح زمین تا تراز سطح ایستابی حوضه و پارامتر کنترل کننده عمق موثر خاک اشباع وابسته می باشد. حوضه آبریز کسیلیان که به عنوان یکی از حوضه های معرف کشور می باشد برای ارزیابی نتایج حاصل از رابطه پیشنهادی مورد استفاده قرار گرفت. در این تحقیق از تصاویر ماهواره ای سنجنده ETM+ ماهواره لندست 7 در تاریخ 2010 استفاده گردید و با انتقال تصاویر به محیط نرم افزار Geomatica و انجام برخی تصحیحات موردنیاز، نقشه کاربری اراضی حاصل و با تلفیق آن با نقشه های خاکشناسی، شیب و بازدیدهای میدانی نقشه شماره منحنی حوضه حاصل گردید. همچنین برای تخمین پارامترهای رابطه پیشنهادی از داده های جریان ثبت شده در ایستگاه هیدرومتری ولیک بن و نیز واسنجی مدل نیمه توزیعی TOPMODEL استفاده بعمل آمد. نتایج نشان داد که متوسط وزنی شماره منحنی حوضه بدست آمده از روش-های متداول و رابطه پیشنهادی به ترتیب در حدود 6/ 59 و 8/ 62 می-باشد. همچنین نتایج حاکی از آن است که حداقل و حداکثر اختلاف بین متوسط وزنی شماره منحنی بدست آمده از رابطه پیشنهادی و روش های مبتنی بر GIS و RS بترتیب در حدود 3/ 0 و 12 درصد می باشد.
کلیدواژگان: شماره منحنی، SCS، تکنیک GIS و RS، مفهوم مازاد اشباع، مدل نیمه توزیعی TOPMODEL -
صفحه 38با توجه به نقش بالادست رودخانه هیرمند قبل از سد کجکی در آورد این رودخانه، شناخت هیدرولوژیکی آن و بخصوص در بلند مدت می تواند در بهره برداری از منابع آب آن که همواره محل اختلاف ایران وافعانستان بوده، مفید باشد. بدیهی است که برای چنین ارزیابی هایی، وجود داده های بلند مدت همواره مانعی جدی خواهد بود که در افغانستان این مشکل بیشتر نقش آفرینی می کند. برای حل این مشکل، استفاده از داده های جهانی و مدل های بارش-رواناب می تواند گزینه مناسبی باشد. پایگاه اطلاعات اقلیمی CRU1 از جمله پایگاه هایی است که این اطلاعات را با قدرت تفکیک مکانی و زمانی نسبتا مناسبی را از سال 1901 دارا می-باشد. مدل SWAT2 هم می تواند برای شبیه سازی فرآیند بارش-رواناب مورد توجه قرار گیرد که سابقه آن برای حوضه های فرامرزی موجود است. اما در هر حال ارزیابی این دو، قبل از هرگونه استفاده عملیاتی لازم خواهد بود. مجموع موارد فوق هدف این مقاله را رقم می زنند که نهایتا بتوان ارزیابی از تغییرات آورد رودخانه هیرمند تا محل سد طی یک صد سال اخیر داشته باشد. بدین منظور، ابتدا داده های CRU با استفاده از 17 ایستگاه هواشناسی زمینی در کشور افغانستان مقایسه و مورد ارزیابی قرار گرفتند که نتایج، به ترتیب مقدار 313 و 323 میلیمتر در سال را نشان داد. برای واسنجی و صحت سنجی SWAT، آمار محدودی از ورودی به سد کجکی طی سالهای 1969 تا 1979 تهیه شد. اجرای مدل یکبار با داده های اقلیمی مشاهداتی و یکبار با داده های CRU انجام شد که نتایج براساس داده های CRU عملکرد بهتری داشتند. در ادامه مدل واسنجی شده با داده های CRU برای سالهای 1913 الی 2012 شبیه سازی شد. نتایج نشان داد که بین داده های دما و بارش CRU طی صد ساله اخیر نوعی ناهمگنی در قبل و بعد از اوائل دهه 1940 وجود دارد. بطوریکه بارش ها قبل از این تاریخ بیشتر و دما کمتر می باشد. همین رفتار نیز در سری زمانی تولید شده از رواناب ملاحظه گردید و شاهد کاهش میانگین سالیانه حجم از 1/8 به 07/6 میلیارد مترمکعب در محل ورودی به سد کجکی هستیم. از نکات قابل توجه تحقیق، روش شناسی آن است که می توان برای شبیه سازی حوضه های آبریز فرامزی پیرامون کشور بخوبی مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژگان: شبیه سازی بارش، رواناب، مدل SWAT، حوضه های آبریز مشترک، داده های جهانی CRU، حوضه بالادست رودخانه هیرمند، افغانستان -
صفحه 53تصفیه خانه های فاضلاب به عنوان یکی از مهم ترین زیرساختهای شهری، وظیفه بازیافت آب و مواد مغذی را از فاضلاب جمعآوری شده از منازل و واحدهای صنعتی بر عهده دارند. وقوع شکست در تصفیه خانه های فاضلاب، اغلب پیامدهای نامطلوبی همچون خروج پساب های کاملا تصفیه نشده حاوی انواع آلودگی های شیمیایی و بیولوژیکی از تصفیه خانه و ورود آنها به محیط های شهری و زمین های کشاورزی را به دنبال خواهد داشت که می تواند در سطح جامعه بحران های جدی همچون شیوع بیماری های واگیردار را ایجاد نماید. از این رو شناسایی نقاط آسیب پذیر، تخمین احتمال وقوع حوادث نامطلوب و شدت اثرات ناشی از وقوع این حوادث در تصفیه خانه های فاضلاب به-منظور تدوین و اجرای برنامه های مدیریت ریسک برای مدیران و تصمیم گیرندگان این زیرساخت ها از اهمیت بالایی برخوردار است. در تحقیق حاضر، الگوریتمی به منظور ارزیابی و مدیریت ریسک تصفیه خانه های فاضلاب معرفی شده است. پس از مرحله تشخیص خطر، محاسبه ریسک خطرات از سه جزء تشکیل می شود که عبارتند از: احتمال رخداد، شدت رخداد، و تشخیص رخداد. برآیند ریسک های اجزای یک واحد، ریسک کلی آن واحد از تصفیه خانه فاضلاب را مشخص می نماید. بر اساس نتایج ارزیابی ریسک، راهکارهای مدیریت ریسک متناسب نیز پیشنهاد شده است. برای محاسبه اجزای مختلف ریسک (مقادیر تهدید، شدت خسارت و آسیب پذیری) از تلفیق روش های پرسشنامه تخصصی (اخذ نظرات کارشناسی از خبرگان) و تصمیم گیری چند شاخصه استفاده شده است. همچنین با انتخاب تصفیه خانه فاضلاب جنوب تهران به عنوان یک مطالعه موردی، الگوریتم پیشنهادی ارزیابی شده و مدیریت ریسک سامانه تصفیه خانه در مورد آن پیاده سازی شده است. نتایج حاصل از مطالعه موردی مبین آن است که الگوریتم پیشنهادی به عنوان یک ابزار مدیریتی کارآ، قابل استفاده برای مدیران تصفیه خانه های فاضلاب خواهد بود.
کلیدواژگان: ارزیابی و مدیریت ریسک، تصفیه خانه های فاضلاب شهری، تصمیم گیری چند معیاره، تحلیل آسیب پذیری -
صفحه 66رشد جمعیت و به تبع آن نیاز به منابع آب بیشتر برای مصارف شرب و بهداشت، کشاورزی و صنعت، مدیریت آب را با چالش توزیع عادلانه منابع آب کشور و تامین به موقع نیازها روبرو نموده است. محدودیت منابع آب در مقابل نیازهای روز افزون در حوضه های با اقلیم خشک و نیمه خشک موجب گردیده تضادهایی بین ذی نفعان در مناطق مختلف حوضه آبریز بوجود آید که نتیجه آن، رقابتی منفی برای در اختیار گرفتن هر چه بیشتر منابع آب بدون توجه به اثرات زیست محیطی پایین دست، به خصوص نیاز آبی تالاب ها و دریاچه ها، است. دریاچه ارومیه در شمال غرب ایران به عنوان دومین دریاچه آب شور دنیا، نمونه بارزی از بی توجهی در تامین الزامات زیست محیطی است. تداوم شرایط خشکسالی در این حوضه موجب کاهش میزان بارندگی و جریانات سطحی ورودی به دریاچه، ادامه روند کاهش تراز سطح آب دریاچه و ایجاد بحران زیست محیطی در منطقه گردیده است. جهت مدیریت واقع بینانه در چنین شرایطی اولین و مهم ترین اقدام تعیین آستانه وقوع هر سطح خشکسالی بر مبنای جریان ورودی به دریاچه می باشد. در این تحقیق ابتدا حداقل ورودی تجربه شده دریاچه به عنوان حداقل نیاز زیست محیطی دریاچه با ارائه روشی جدید مبتنی بر تحلیل سری تاریخی جریانات ورودی به دریاچه در سطوح مختلف خشکسالی به عنوان مقادیر آستانه جهت تصمیم گیری در شرایط آتی برآورد شد. شرایط فعلی دریاچه (ورودی های فعلی با توجه به طرح های بهره برداری موجود در حوضه و برداشت های سنتی فعلی) با روش پویایی سیستم تحلیل شد و جریان ورودی به دریاچه در سناریوهای مختلف برآورد گردید. سپس مقادیر جریان ورودی به دریاچه با آستانه های خشکسالی تعیین شده، مقایسه شد. نتایج حاصل از مدل سازی دریاچه تحت تاثیر طرح های بهره برداری و برداشت های فعلی بیانگر آن است که در صورت تغییر نکردن شرایط ورودی دریاچه و ادامه روند برداشت های فعلی حتی بدون توسعه برداشت و یا احداث سد جدید، متوسط میزان ورودی به دریاچه تقریبا معادل ورودی تاریخی در شرایط خشکسالی متوسط است. به عبارت دیگر در صورت ساماندهی ننمودن برداشت های فعلی، دریاچه از شرایط خشکسالی هیدرولوژیکی در دراز مدت خارج نخواهد شد. بنابراین بین حفظ توسعه فعلی ناشی از برداشت های سنتی کشاورزی و طرح های توسعه منابع آب و حفظ ورودی مورد نیاز برای ادامه حیات دریاچه، نیاز به انجام مصالحه وجود دارد.
کلیدواژگان: دریاچه ارومیه، خشکسالی، نیاز زیست محیطی، آستانه، برداشت های سنتی -
صفحه 77در این پژوهش نانوذرات دوفلزی آهن/نیکل جهت بهبود کیفیت منابع آب زیرزمینی آلوده به نیترات بصورت درجا مورد استفاده قرار گرفته است. در مرحله اول پس از سنتز نانوذرات آهن/نیکل جهت افزایش تحرک پذیری، سطح آن به کمک بیوپلیمر نشاسته اصلاح گردید. در مرحله بعد آزمایش های ارزیابی واکنش پذیری نانوذرات تولیدی، در دو گروه منقطع و جریان پیوسته صورت گرفت. آزمایش های پیوسته هم در ستون متخلخل شفاف در شرایط آزمایشگاهی و هم در مدل نیمه صنعتی در شرایط واقعی آب زیرزمینی انجام شدند. براساس آزمایش های منقطع مرتبه واکنش حذف نیترات بین 0/ 1 تا 3/ 1 متغیر است و با کاهش pH و افزایش نسبت استکیومتری آهن/نیترات، مرتبه و سرعت واکنش بیشتر می شود. همچنین در حالتی که نسبت وزنی بین آهن/نیکل در ترکیب نانوذرات معادل 3 درصد باشد، حداکثر واکنش پذیری نانوذرات در حذف نیترات رخ می دهد. براساس نتایج آزمایش های جریان پیوسته، در سرعت تراوش برابر m/d10 بالاترین راندمان حذف نیترات فراهم می گردد. همچنین مقدار و تازگی نانوذرات آهن/نیکل تزریقی و اندازه دانه های محیط متخلخل پارامترهای اصلی تاثیرگذار در حذف درجای نیترات می باشند. راندمان حذف نیترات در شرایط کنترل شده آزمایشگاهی به بالاتر از 99درصد نیز می رسد لیکن در شرایط واقعی حداکثر راندمان حذف 70درصد مشاهده شده است.
کلیدواژگان: نانوذرات آهن، نیکل، نیترات، حذف درجا، آب زیرزمینی -
صفحه 88نگاشت های خود سازمانده کوهونن گونه ای از شبکه های عصبی مصنوعی با توانایی ویژه در تشخیص الگو و خوشه بندی داده ها با استفاده از ویژگی های آن ها هستند. در این مطالعه، توانایی نگاشت های خود-سازمانده کوهونن در منطقه بندی حوضه ی آبریز ارس به منظور اجرای تحلیل فراوانی منطقه ای سیلاب با استفاده از الگوریتم گشتاور های خطی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان داد که نگاشت-های خود سازمانده می توانند به عنوان ابزاری مفید در زمینه ی خوشه-بندی داده ها و منطقه بندی حوضه های آبریز به کار گرفته شوند. افزون بر این، براساس شاخص صحت خوشه بندی، حالت 4 منطقه ای از نظر کیفیت خوشه بندی به عنوان حالت بهینه برای منطقه بندی حوضه ی آبریز ارس شناخته شد. همچنین بر اساس شاخص های نا همگنی این حالت در کنار حالت 2 منطقه ای، برای اجرای تحلیل فراوانی منطقه ای سیلاب در حوضه ی آبریز ارس مناسب ارزیابی شدند. به علاوه، هنگامی که تعداد مناطق برابر 2 باشد، تشکیل مناطق بزرگ تر امکان پذیر خواهد بود.
کلیدواژگان: نگاشت های خود سازمانده کوهونن، تحلیل خوشه ای، گشتاور های خطی، تحلیل فراوانی سیلاب - یادداشت فنی
-
صفحه 99گروهی از سایت ها با همگنی کافی در فرآیند های تولید سیلاب، یک منطقه ی همگن برای تحلیل فراوانی منطقه ای سیلاب را تشکیل می-دهند. تحلیل خوشه ایعنوان گونه ای از روش های تحلیل چند متغیری آماری برای گروه بندی یک سری داده به چندین گروه یا خوشه ها است. این روش، روش کارآمدی برای تحلیل فراوانی منطقه ای سیلاب است. در این گزارش با استفاده از زبان برنامه نویسیR، تحلیل خوشه ایبر اساس گشتاورهای خطی مرتبه دوم داده های حداکثر لحظه ای 34 ایستگاه هیدرومتری واقع در استان لرستان و در محدوده حوضه سدهای رودبار و بختیاری برای تعداد 2 تا 6 خوشه صورت گرفته است. در تحلیل خوشه ای، از الگوریتم K-means که در نوع خوشه بندی افرازی دسته بندی می شود، بهره گرفته شده است. گروه های ادغام شده از ایستگاه ها تشکیل شده و سپس با انجام آزمون همگنی گروه های همگن حوضه سدهای رودبار و بختیاری تعیین شده اند.
کلیدواژگان: منطقه بندی، تحلیل خوشه ای، گشتاورهای خطی، K، means، سدهای رودبار و بختیاری -
صفحه 104امروزه به دلیل افزایش مصرف آب آشامیدنی و همچنین کاهش منابع آن در سطح دنیا، نمک زدایی از آب دریا به عنوان روشی مهم به منظور تامین آب آشامیدنی بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. این موضوع با توجه به قرار گرفتن کشور ما در منطقه ای از جهان که با بحران کمبود منابع آب روبروست، بسیارحائز اهمیت می باشد. با توجه به روند رو به توسعه استفاده از فرایندهای نمک زدایی آب دریا به عنوان منبع تامین آب آشامیدنی، تخلیه شورآبه های ناشی از این فرآیندها می تواند اثرات فیزیکی (دما، شوری)، شیمیایی و اکولوژیکی بر محیط زیست محیط دریافت کننده را در پی داشته باشد. لذا ضرورت شناخت دقیق تر و بهتر نسبت به آثار و جنبه های مختلف فرآیندهای نمک زدایی و همچنین شورآبه های حاصل از آن به صورت محصول جانبی غیر قابل انکار می باشد. مطالعه پیش رو به ارائه و بررسی اثرات شورآبه ها بر پارامتر های مختلف آب دریافت کننده پرداخته و برخی از راه حل های عملی به منظور به حداقل رساندن آن ها را ارائه می نماید. راهکارهایی نظیر استفاده از آب خنک کننده نیروگاه ها، ترکیب شورآبه با فاضلاب شهری، نمک زدایی از آب های زیر زمینی و انتخاب محل و روش مناسب به منظور تخلیه شورآبه ها از جمله پیشنهادهای موثر مطرح شده به شمار می روند.
کلیدواژگان: نمک زدایی، شورآبه، محیط زیست، آب دریا، مدیریت فناوری
-
Page 1In Iran, the history of the scientific study of flood loss is not so long and is limited to structural losses. The calculation of agricultural losses due to flood are more difficult to assess, due to its dependence on plant type, plant's strength during flood period, and the coincidence of the flood occurrence with the plant growing stages. In this article, the required functions for determining the expected loss with respect to the most important hydraulic parameters and the plant's growing stages are presented for rice. In the case study the two factors of loss percent per growing stage (β) and the probability of the coincidence of flood occurrence with different growing stages (α) were used to calculate the expected loss. The CCHE was used as the hydraulic model and all calculations were performed in GIS environment. Currently for any flood prone area, the flood loss is considered as 100%. While the outcomes of this research illustrates that flooding may even cause no loss and one may find points in the flood prone area where the loss is zero. The presented procedure can be used as a basis for determining the required criteria for flood risk management and developing a comprehensive insurance program against flood.Keywords: Agricultural flood loss, Spatial, temporal loss functions, Weighted coefficient of growth, Probabilistic weighted coefficient, Flood, Rice
-
Page 14Potable water in Iran, like most parts of the world, is scarcer every day under the effect of factors such as the drought, population growth, and increasing per capita consumption. In these conditions human effort for optimum use of this non-replacable resource seems necessary. In this regard, estimates of water demand in the future, provides the opportunity for decision makers to consideri the constraints and leading disasters to adopt of the necessary measures. In this study, the per capita water demand forecasts from both point and interval approach is used. After estimating water demand function, the possible scenarios for the future of the independent variables are predicted. Then effects of changes in economic parameters in the water use for domestic water demand are discussed. The results emphasize the importance of commodity water. In order to point prediction, four scenarios were defined and independent variables were predicted. Percent of the first three scenarios of water demand (for the case that the subsidies plan is not implemented) for the period 2011 to 2032 is 40 to 57 percent. In the fourth scenario that assumes subsidies plan, amounts of per capita water demand decreases 3 and 2 cubic meters, resepectively for years 2011 and 2013 compared to the situation that the subsidies were not implemented. Finally, by use of neural networks, the long-term water demand is predicted. The results showed that the use of indecisive part of time series in demand prediction by neural networks can solve the introspection problem of these models to some extent.Keywords: Water demand, Stone, Geary utility function, Artificial Neural Network
-
Page 26In recent years, many empirical methods and mathematical models have been developed to estimate runoff, among which the SCS curve number is the most important and widely used method. In this method a parameter called Curve Number (CN) is used for transforming rainfall to runoff. Currently, different techniques such as RS and GIS in combination with filed surveying are used to estimate this parameter. These methods due to the huge amount of required data, field investigation, and computation burden are costly and time consuming. In this research based on the saturation excess concept, which is used in the structure of a semi distributed model called TOPMODEL, a new efficient method with a minimum data requirement was developed to estimate the SCS curve number. The proposed method depends on three parameters: soil porosity, average distance to the catchment water table, and the parameter that controls the effective depth of the saturated soil. The Kasilian catchment in northern Iran is used to investigate the proposed method. In this study, using lansat7 ETM+ images and performing some modification on the images the landuse map was obtained. Finally, by combining this map and the watershed soil and slope maps and also the results of an extensive filed survey, the SCS curve number map was developed for the entire watershed. Also, TOPMODEL was calibrated in the Kasilian catchment for the estimation of proposed method parameters. Results indicate that the watershed's average curve number based on RS/GIS and the proposed methods are about 59.6 and 62.8, respectively. Furthermore, the results showed that the minimum and maximum differences between the Curve Number obtained from RS and GIS techniques and from the proposed method for the whole range of the used parameters are about 0.3% and 12% respectively.Keywords: SCS, GIS, RS technique, Saturation excess concept, Semi distributed model: TOPMODEL
-
Page 38Helmand River basin upstream Kajakai dam (Afghanistan), has a considerable role in its annual water yield. In order to deal with the ever going water conflict between Iran and Afgh nist n, the knowledge bout this b sin’s long term hydro-meteorological conditions can be a useful measure for exploit tion of the b sin’s w te esou ces. It is obvious th t such an evaluation needs long term data that is a serious obstacle in Afghanistan due to the poor hydro-infrastructures. For such region with serious scarcity of data, application of the global databases and rainfall-runoff models can be a good alternative. The CRU database is one of these databases with relevant temporal and spatial resolution, which contains these climate data since 1901. SWAT model is also a well know rainfall-runoff model that has been applied for a few trans-boundary basins. Nevertheless, any application of CRU data and SWAT needs pre-assessments, which construct the main objectives of this research work. For this, the paper compared CRU data with the observed data of 17 meteorological stations in Afghanistan that resulted 313 mm compared to 323 mm as annual precipitation for the study area (the upper Helmand). The next step relates to calibration and validation of SWAT, which were done by a limited observed discharge data (1969 to 1979). Furthermore, the model was run using measured and CRU climate data, which the latter performed better. The results of SWAT for the entire period of CRU data set (1913-2012) revealed that there is heterogeneity between the time series before and after 1940, such that the annual rainfall decreases and annual temperature increases. Same behavior was seen for the time series of discharges and its annual average of discharges decreases from 8.1 BMC to 6.07 BMS for the same period. One of the considerable points of this research work is its methodology that can be applied for other transboundary river basins.Keywords: Rainfall, runoff Model, SWAT Model, Transboundary river basin, CRU, The upper Helmand basin, Afgahanistan
-
Page 53Wastewater Treatment Plants (WWTPs) are vital infrastructures for ensuring the human and environmental health. Environmental protection، preventing contamination of underground water resources and promoting public health، are the reasons that the WWTPs systems are one of the most important elements in the civilized societies. Failures in WWTPs operation may lead to adverse outcomes such as untreated wastes exclusion from WWTPs containing various chemical and biological pollutants and their entry into the urban environments and agricultural lands. That can lead to serious crises such as outbreaks of contagious diseases in the community. Hence، assessing the potential risks in WWTPs and designing the prevention and mitigation plans are necessary. In this paper، an algorithm has been proposed for risk assessment and management of WWTPs. In the proposed algorithm، the risk of a specific element of a WWTP is calculated by multiplying three parameters comprising probability of failure، intensity of probable damages، and vulnerability of element. The aforementioned parameters is quantified by means of experts and policy-m ke s’ viewpoints which are elicited from questionnaires. Based on the values of operational risk elements (probability، intensity، and vulnerability)، different mitigation or prevention plans could be proposed to reduce risks. The proposed algorithm has been implemented on the Tehran South WWTP as a case study and earthquake risk in «biogas tanks» and the explosion risk in «disinfection units» gained first and second rank in the results، respectively. Result of this study shows that the proposed algorithm can be employed by managers and policy-makers of WWTPs as a robust and practical decision-making tool.Keywords: Risk Assessment, Management, Wastewater Treatment Plants (WWTPs), Multiple Criteria Decision Making Methods, Vulnerability Assessment
-
Page 66Domestic, industrial and agricultural water supply has become a formidable challenge in light of population growth. Various water stakeholders, particularly in arid and semiarid basins, compete for profit that brings about severe conflicts in water allocation. Upstream stakeholders usually take their increasing share such that downstream water demands are becoming more difficult to meet. In this respect, environmental demands, such those of lakes and wetlands, are increasingly neglected. Urmia Lake in northwestern Iran, known as the second largest saline lake in the world, is a vivid example of negligence in providing environmental water rights. Urmia Lake is currently under the environmental threat due to prolonged droughts which causes reduction in rainfall, inflow, and water level in the lake. For a realistic water resources management in such situation, the estimation of inflow threshold for each drought severity state is the first and most important step. In this study, based on the analysis of l ke’s histo ic l inflow time se ies, envi onment l requirement subject to various drought severity conditions was estimated as thresholds for decision making in the future. Then analysis of existing condition (current inflow with regard to in operation dams and water withdrawals) was considered by system dynamic approach and water inflow to the lake was calculated under each scenario and compared by determined thresholds. Results of basin simulation revealed that if the water inflow to the lake remained the same as the current condition and water withdrawals were continued as previous, the lake will remain in moderate hydrological drought condition even with no dam construction or development in the basin. Therefore we need a trade-off between the current development in the basin due to water withdrawals and water resources projects and maintain required lake inflow for surviving it.Keywords: Urmia Lake, Drought, Environmental requirement, Threshold, Withdrawals
-
Page 77In this study, the in-situ application of nano zero valent Iron/Nickel particles for Nitrate removal in groundwater resources was investigated. First, nano-particles were produced and stabilized with starch. Second, it was employed in batch and continuous experiments, using transparent column and bench-scale models. Based on batch experiments, the reaction kinetics was consistent with the adsorption model by the order of 1 to 1.3. The variation of the kinetics order depends on pH and Nickel content. So that highest reactivity was observed for Iron nano particles with 3% of Nickel. Based on continuous experiments, a seepage velocity of 10 m/d yielded the maximum removal efficiency. Furthermore, Nitrate remediation in a continuous system was mostly influenced by seepage velocity, quantity and freshness of nano particles, and grain size of porous media. In the batch mode, the maximum Nitrate removal was 99% while in the continuous mode it did not exceed 70%.Keywords: nZVI, Ni, Nitrate, In, situ remediation, Groundwater
-
Page 88Self-Organizing Feature Maps (SOFM) are a category of artificial neural networks with a special ability in pattern recognition and data clustering using attributes of data points. In this study, ability of Kohonen self-organizing feature maps has been assessed in regionalization of Aras watershed in order to perform regional flood frequency analysis. Results showed SOFM can be used as an efficient tool for data clustering and regionalization of watersheds. Furthermore the results showed that the cluster validity measure is equal to optimum value for regionalization of Aras watershed, when the number of regions is equal to 4. Also heterogeneity measures are equal to optimum values, when number of regions is equal to 2 or 4. However, when number of regions is equal to 2, largest regions can be formed.Keywords: Kohonen SOFM, Cluster Analysis, L, moments, Flood Frequency Analysis
-
Page 99A group of sites with sufficient homogeneity in producing flood mechanisms form a homogeneous region for regional flood frequency analysis. Cluster analysis is the generic name of a variety of multivariate statistical procedures that are used to classify given data into similar groups or clusters. This procedure is an efficient method for regional flood frequency analysis. In this article, cluster analysis of annual maximum flow data of 34 gauging stations located in Lorestan province in Roodbar Dam and Bakhtiari Dam basins for 2 to 6 clusters has been performed using R programming language. K-means algorithm that is a type of partitional clustering has been used for cluster analysis. Merged groups of sites have been formed and homogeneous groups of Roodbar and Bakhtiari dam basins has then been identified by performing homogeneity test.Keywords: Regionalization, Cluster Analysis, L, moments, K, means, Roodbar, Bakhtiari Dams
-
Page 104Seawater desalination is recently considered as an important source for providing drinking water largely due to the increased water consumption as well as depletion of available and accessible water resources. This is especially important in case of Iran which is located in an arid region facing the challenges of water resources shortage. Due to the progressive development of seawater desalination processes, the discharge of brine can potentially bring about physical, chemical, and ecological effects on the environment of receiving water resources. Therefore, the necessity of more accurate and better understanding of such effects and different aspects of desalination processes as well as the brine as the by-product is undeniable. The focus in the present paper is investigation on the effects of brine discharge on the quality of various parameters in the receiving water and providing solutions for minimizing the side-effects. Techniques such as use of cooling water in power plants, combination of brine with municipal sewage, groundwater desalination, and proper selection of sites and discharge procedures are among the practical proposed strategies.Keywords: Desalination, Brine, Environment, Seawater, Technology Management
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.