فهرست مطالب

تحقیقات منابع آب ایران - سال دوازدهم شماره 2 (پیاپی 36، تابستان 1395)

مجله تحقیقات منابع آب ایران
سال دوازدهم شماره 2 (پیاپی 36، تابستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/06/23
  • تعداد عناوین: 15
|
  • محمدحسین براری، علی باقری، سید مختار هاشمی صفحات 1-12
    در چند دهه اخیر بر اثر فعالیت های انسانی، اکوسیستم های آبی تخریب بسیاری را متحمل شده اند. دریاچه ی زریبار در 3 کیلومتری غرب شهر مریوان - ایران نیز از این موضوع مستثنی نبوده است. در حاشیه ی این قرق محلی، شهرستان مریوان و نه روستا واقع شده اند. طی چند سال اخیر بنا به دلایل مختلفی از جمله رشد شاخص های اقتصادی، جمعیت، ورود رسوبات و...، دریاچه دچار مشکلات زیست محیطی و اجتماعی شده است. هدف از انجام این تحقیق ارزیابی بعد اجتماعی- اقتصادی- سیاسی حوضه دریاچه زریبار برای مدیریت یکپارچه آن می باشد. در این تحقیق برای رسیدن به این مهم از رویکرد تحلیل گروداران (Stakeholder Analysis) استفاده شده است. نتایج تحلیل نشان داد تعدد گروداران در مسائل مرتبط با دریاچه و ناهماهنگی های محسوس بین آنها از عوامل مهم در بروز و تشدید مشکلات زیست محیطی آن می باشد. نتایج نشان داد گرودارانی که به طور مستقیم در منطقه فعالیت می کنند، مورد توجه قرار نگرفته اند. لذا پیشنهاد می گردد که بسترهای مبتنی بر مشارکت کلیه گروداران فراهم گردد به طوری که بتواند منافع اجتماعی- اقتصادی- سیاسی جوامع محلی را با سیستم یکپارچه اکوسیستمی حوضه آبریز به تعادل برساند و همچنین به تبیین مشکلات از دیدگاه کلیه ی گروداران و آگاه سازی آنها به نفع پایداری اکوسیستم دریاچه منجر شود.
    کلیدواژگان: تحلیل گروداران، دریاچه زریبار (زریوار)، سیستم اقتصادی، اجتماعی، سیاسی، منابع آب و خاک، مریوان
  • زهرا گنجی، علیرضا شکوهی، وی جی سینگ صفحات 13-23
    تحلیل ریسک به علت استفاده از مدل های ریاضی برای برآورد مخاطرات از یک طرف و آسیب پذیری از طرف دیگر همواره در معرض خطا است. این خطا هم به دلیل عوامل ورودی و هم به دلیل ساختار مدل، می تواند عدم قطعیت معنی داری را بر خروجی مدل جهت تصمیم سازی اعمال نماید. تحلیل ریسک زمانی که با مقوله موجودات زنده سروکار پیدا می نماید به علت وابستگی ماهوی این نوع مسائل به تغییرات زمانی و مکانی پیچیده تر از حالت های دیگر می باشد. این تحقیق به تحلیل تاثیر عدم قطعیت تابع دبی-احتمال در برآورد ریسک زمانی و مکانی سیل برای منطقه آزارود در حوالی تنکابن مازندران با استفاده از روش مونت کارلو می پردازد. جهت شبیه سازی سیل از مدل یک بعدی HEC-RAS استفاده گردیده است. همچنین از توابع خسارت زمانی و فیزیکی گیاه برنج به عنوان نمونه استفاده گردید و سپس ترکیب توابع خسارت و هیدرولیک سیل در محیط GIS صورت پذیرفت. در نهایت پس از تلفیق ریسک زمانی و مکانی خسارت، عدم قطعیت تابع دبی-احتمال در محاسبه ریسک منظور گردید. نتایج نشان داد که خسارت سالانه مورد انتظار کشاورزی (AGEAD) با در نظر گرفتن عدم قطعیت تابع دبی-احتمال از 8/1 درصد به 9/1 درصد تغییر می کند و عدم قطعیت ناشی از تابع مزبور برابر با 5/5 درصد می باشد.
    کلیدواژگان: عدم قطعیت، مونت کارلو، تابع دبی، احتمال، ریسک زمانی و مکانی، خسارت کشاورزی
  • علی قاسمی نژاد، مجتبی شوریان صفحات 24-37
    جانمایی نامناسب چاه های بهره برداری از منابع آب زیرزمینی و برداشت بی رویه از آن ها، همواره تبعات اقتصادی فراوانی به همراه داشته و همچنین موجب خسارت های شدید به آبخوان می گردد. هدف این تحقیق توسعه یک مدل شبیه سازی- بهینه سازی، به منظور طراحی محل و ظرفیت بهینه چاه های بهره برداری با در نظر گرفتن ملاحظات کمی و کیفی آب می باشد. مدل مذکور با تلفیق مدل شبیه سازی آب زیرزمینی MODFLOW و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات توسعه یافته و به منظور کمینه سازی مجموع هزینه های حفاری چاه، انتقال و تصفیه آب در محدوده دشت سرخس واقع در شمال شرق ایران مورد استفاده قرار گرفته است. متغیرهای تصمیم مسئله مکان و نرخ پمپاژ چاه ها بوده و محدودیت های حداکثر نرخ پمپاژ و افت مجاز آبخوان به صورت قید در مدل با هدف تامین نیاز آب شرب شهر سرخس لحاظ شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با بهره گیری از مدل PSO-MODFLOW، علاوه بر ارضای قیود مسئله میزان هزینه استحصال آب نسبت به طرح موجود در حال بهره برداری کاهش می یابد، به گونه ای که هزینه کل در شبکه بهینه طراحی شده 572 میلیون تومان و در طرح موجود با تعداد چاه یکسان برابر با 598 میلیون تومان به دست آمده که بیانگر کاهش 5 درصدی هزینه می باشد. همچنین نتایج تحلیل حساسیت نشان می دهد که تغییرات پارامتر هدایت هیدرولیکی آبخوان تاثیر زیادی بر نتایج به دست آمده ندارد. در حالیکه تغییرات نرخ پمپاژ بیشینه با تاثیر مستقیم در تعداد چاه های مورد نیاز باعث تغییرات قابل ملاحظه ای در هزینه نهایی می شود.
    کلیدواژگان: چاه های برداشت از آبخوان، طراحی جانمایی و ظرفیت بهینه، رویکرد شبیه سازی، بهینه سازی، MODFLOW، PSO
  • محمدرضا خزایی، مطلب بایزیدی صفحات 38-48
    در این تحقیق اثر تغییر اقلیم بر متغیرهای هواشناسی و جریان سالانه حوضه سیروان با منظور نمودن عدم قطعیت های سناریوهای انتشار و ساختار مدل های هیدرولوژیکی، ارزیابی شده است. سناریو های آینده ی بارش، بیشینه دمای روزانه و کمینه دمای روزانه مدل اقلیمیCGCM3 برای حوضه آبریز سیروان به روش عامل تغییرات ریز مقیاس شده است و اثر تغییر اقلیم بر این متغیرها و تبخیر و تعرق پتانسیل حوضه ارزیابی شده است. برای شبیه سازی جریان رودخانه، بیست مدل هیدرولوژیکی سالانه مورد آزمون قرار گرفت و دو مدل (با عناوین M8 و ICARLike) که بهترین عملکرد را داشتند، برگزیده شدند. جریان سالانه حوضه آبریز سیروان توسط دو مدل هیدرولوژیکی برای سناریوهای آینده (65-2036) و دوره ی پایه (2000-1971) شبیه سازی شد و اثر تغییر اقلیم بر متغیرهای هیدرولوژیک حوضه ارزیابی شد. عدم قطعیت ها با استفاده از سه سناریوی A1B، A2، و B1 و دو مدل هیدرولوژیکی تحلیل شد. نتایج حاکی از افزایش دما و تبخیر و تعرق پتانسیل، کاهش بارش و جریان سالانه حوضه سیروان است. با وجود آنکه دامنه ی عدم قطعیت های سناریوهای انتشار و ساختار مدل های هیدرولوژیکی قابل توجه است، تحت همه حالات مورد بررسی، جریان سالانه حوضه سیروان در اقلیم آینده کاهش یابد.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، حوضه سیروان، شبیه سازی هیدرولوژیک، عدم قطعیت، تبخیر و تعرق پتانسیل
  • پدرام پیشگاه هادیان، اقبال احسان زاده، رامتین معینی صفحات 49-66
    بررسی روند متغیرهای اقلیمی در حوزه های آبخیز می تواند منجر به اتخاذ رویکردهای واقع گرایانه تر در مدیریت و برنامه ریزی منابع آبی در دسترس شود. در این تحقیق، روند تغییرات زمانی متغیرهای دبی جریان، بارش، تبخیر و دما در مقیاس ماهیانه، فصلی، سالانه در حوزه سد سفیدرود بررسی شده اند. بدین منظور از آزمون های پارامتریک رگرسیون و غیرپارامتریک من کندال تحت سه سناریو با فرضیات استقلال داده ها، پایستاری کوتاه مدت و بلندمدت بهره گرفته میشود. از آنجایکه در اکثر سری های زمانی هیدرولوژیکی وابستگی های سریالی و پدیده هارست مشاهده می شود، لازم است که آزمون من کندال برای اعمال اثر پایستاری کوتاه مدت و بلند مدت روی داده ها مورد بازبینی و اصلاح قرار گیرد. به منظور مقایسه نتایج حاصل از تحلیل روند، همگنی داده های متغیرهای اقلیمی به کمک آزمون های آماری انحرافات تجمعی، راست نمایی ورسلی و روش بیزین بررسی شدند. نتایج حاصل از تحلیل روند حاکی از وجود روند کاهشی مشهود و قابل توجه برای متغیر دبی جریان تحت تمامی آزمونها و فرضیات بوده اند. با توجه به مشاهده روندهای کاهشی برای بارش و دمای حداقل و افزایشی برای دماهای حداکثر، اثرگذاری پدیده تغییر اقلیم در سطح حوزه آبخیز مورد بررسی تا حد زیادی محتمل است. بررسی نتایج بدست آمده نشان می دهد که سری های زمانی که ناهمگنی آنها در سطح معناداری بالایی تایید می شود، در اغلب موارد دارای روندهای کاهشی یا افزایشی در سطح معناداری بالایی نیز هستند. بنابراین، در صورت استفاده همزمان از آزمون های روند و همگنی به منظور بررسی تغییرات متغیرهای اقلیمی، نتایج قابل اطمینان تری حاصل می شود.
    کلیدواژگان: آزمون من کندال، پایستاری کوتاه مدت و بلندمدت، آزمون همگنی، تحلیل رگرسیون، تغییر اقلیم
  • محمدرضا فرزانه، علی باقری، فرشاد مومنی صفحات 67-82
    بهره برداری ناپایدار از منابع آب زیرزمینی باعث افت آبخوان ها و به تبع آن آثار اجتماعی-اکولوژیکی گسترده ای در سطح کشور گردیده است. محققین برای برون رفت از این بحران رویکردهای مختلفی را موردبررسی قرار داده اند. عمده این مطالعات به ویژه در ایران، تاکید ویژه ای بر ابعاد مهندسی داشته است درصورتی که اصول حاکم بر مدیریت یکپارچه منابع آب، نگرشی بین رشته ای را مورد توجه قرار داده است. مشکل کاهش سطح ایستابی محدوده رفسنجان یکی از این قبیل مشکلات است. لذا در این مقاله به بررسی تاثیرات بستر نهادی بر شکل گیری مشکلات این محدوده پرداخته می شود. بدین منظور با استفاده از ابزار دیاگرام های علی-معلولی در رویکرد پویایی سیستم، مولفه های مرتبط با بستر نهادی منابع آب زیرزمینی در دو مقیاس منطقه ای و کلان مورد واکاوی قرار گرفت. در مقیاس منطقه ای، با تمرکز بر منابع آب زیرزمینی محدوده رفسنجان، ساختار دینامیکی و ابعاد آن ترسیم گردید. در مقیاس کلان تاثیر «برنامه های عمرانی و توسعه »و « قوانین رسمی» در تشدید وضعیت بازوی رشد مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از مشاهده سازوکار «رشد بیش از حد و افول (Overshoot and collapse)» در مقیاس منطقه ای است که نه تنها بستر نهادی باعث کنترل بازوی رشد آن نشده بلکه به خودی خود با فعال کردن سازوکارهای «تقلیل اهداف»، «جابجایی مشکل» و «راه حل هایی که شکست می خورند» باعث تشدید آن گردیده است.
    کلیدواژگان: بستر نهادی، پویایی سیستم، منابع آب زیر زمینی رفسنجان
  • ایمان باباییان، مریم کریمیان، راهله مدیریان، فاطمه بیاتانی، الهام فهیمی نژاد صفحات 83-92
    پیش بینی ماهانه بارش یکی از موضوعات چالشی در حوزه هیدرواقلیم می باشد. از آنجا که استفاده عملیاتی از مدل های عددی پیش بینی ماهانه در کشورمان به اندازه مدل های کوتاه مدت نمی باشد، لذا تاکنون مدل های پیش بینی عددی ماهانه در کشورمان عملیاتی نشده اند؛ دو دلیل مهم این مشکل عدم دسترسی به کد مدل دینامیکی جهانی و عدم وجود داده های شرایط اولیه برای آغازگری آنها می باشند. این وضعیت موجب می شود تا هر ساله به دلیل عدم وجود سامانه پیش بینی فصلی قابل اعتماد، خسارات سنگینی به بخش های منابع آب، کشاورزی و منابع طبیعی کشورمان وارد گردد. به همین دلیل در این تحقیق برونداد مدل پیش بینی فصلی دینامیکی MRI-CGCM3 که هم اکنون در سازمان هواشناسی ژاپن برای پیش بینی ماهانه متغیرهای هواشناسی استفاده می شود، به سه روش رگرسیون چندگانه، میانگین متحرک و شبکه عصبی مصنوعی بر روی ایستگاه های سینوپتیک مشهد، سبزوار و تربت حیدریه پس پردازش شدند. بارش پس پردازش شده به روش های یاد شده با برونداد مستقیم مدل (DMO) مقایسه گردیدند. نتایج نشان می دهند که اعمال پس پردازش آماری بر روی برونداد مستقیم مدل موجب بهبود پیش بینی ماهانه بارش بین 6 درصد در روش میانگین متحرک تا 20 درصد در روش رگرسیون چند متغیره می باشد و کارآیی روش رگرسیون چندگانه به مراتب از دو روش میانگین متحرک و شبکه عصبی بهتر است. بر اساس منحنی ROC، پیش بینی های در محدوده نرمال تا بیش از نرمال از صحت بیشتری برخوردار می باشند.
    کلیدواژگان: پیش بینی عددی، مدل MRI، CGCM3، پس پردازش، بارش، خراسان رضوی
  • حسام سیدکابلی صفحات 93-103
    گرمایش جهانی خصوصیات بارش های حدی را دستخوش تغییراتی خارج از دامنه تغییرات درونی اقلیم کرده است. در این تحقیق تحلیلی از نحوه تغییر مقادیر شدت-مدت-فراوانی بارش(IDF) تحت 10 سناریوی اقلیمی مشتق شده از مدل های اقلیم جهانی و سناریوی انتشار A1B برای دوره 2040- 2021 در استان خراسان رضوی ارائه شده است. مقادیر IDF برای 23 ایستگاه مورد بررسی تحت سناریوهای اقلیمی آینده در 3 سطح ریسک (25%، 50% و 75%) توسط یک روش ترکیبی پیشنهادی شامل: (1) تصویر سازی سناریوی بارش روزانه آتی توسط یک مدل ریزمقیاس نمایی ناپارامتریک توسعه داده شده برای مناطق خشک و نیمه خشک، (2) استخراج مقادیر IDF براساس روابط چندک-فراوانی بارش بین بارش های ساعتی و روزانه در ترم سری های حداکثر سالانه، برآورد شده اند. نتایج نشان می دهد که شدت بارش ها در سطح ریسک 50% نسبت به دوره پایه 2012-1993 بین 23-% تا 3/7% تغییر خواهد کرد. در این بین تداوم های کمتر نسبت به بیشتر دامنه تغییرات مثبت تری داشته و در دوره های بازگشت بالاتر دامنه تغییرات وسیعتر خواهد بود. بطور کلی مناطق مرکزی و جنوبی افزایش کمتری را نسبت به نواحی شمالی استان شاهد خواهند بود. همچنین مناطق پرباران شدت سیل خیزی بیشتری را پیش رو خواهند داشت؛ و در مقابل مناطق کم باران کاهش شدیدتری را متحمل می شوند. درسطوح ریسک کم نیز مقادیر شدت های حداکثر در آینده افزایش خواهد یافت؛ که این موضوع باید در طراحی سازه های پراهمیت مورد توجه خاص قرار گیرد.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، بارش حدی، خراسان رضوی، عدم قطعیت، ریزمقیاس نمایی
  • فاطمه برزگری بنادکوکی، حسین ملکی نژاد، محمد مهدی حسینی صفحات 104-119
    با توجه به محدودیت منابع آبی، افزایش روزافزون نیاز به این منابع در همه زمینه ها و نیز تاثیر تغییرات اقلیمی بر منابع آبی، مدیریت بهینه منابع آبی و استفاده کارآمد از آن ها امری ضروری است. لازمه دست یابی به مدیریت بهینه، استفاده از تکنیک های مناسب بهینه سازی می باشد. در تحقیق حاضر که در محدوده حوضه آبریز دشت یزد-اردکان انجام گرفت، تکنیک های مختلف بهینه سازی شامل الگوریتم ژنتیک و الگوریتم ژنتیک چندهدفه مبتنی بر جواب غیر پست (NSGAП)، مورد استفاده قرار گرفتند. منابع آبی آبخوان زیرزمینی و آب انتقالی به صورت تلفیقی در نظر گرفته شد. اهداف مورد نظر عبارت بودند از حداکثر نمودن سود اقتصادی حاصل از برداشت آب با توجه به جنبه های کیفی پایداری آبخوان، حداقل نمودن عدم تامین نیاز کاربران و تعادل بخشی آبخوان. به منظور دسترسی به مقدار آب قابل برداشت آبخوان زیرزمینی از مدل مادفلو برای شبیه سازی آبخوان استفاده شد و بیلان آبی در گام های زمانی ماهانه به دست آمد. نتایج نشان داد الگوریتم ژنتیک NSGAП، توانایی بیشتری در تخصیص بهینه منابع آبی منطقه دارد. در ضمن چنان چه به جای استفاده از ذخیره قابل برداشت هر ماه، از مجموع ذخایر قابل برداشت سالانه سفره، استفاده شود، نتایج بهتری به دست می آید.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک، مدیریت منابع آبی، مادفلو، پایداری زیست محیطی
  • سیدحمیدرضا صادقی، سمیه کاظمی کیا، حسین خیرفام، زینب حزباوی صفحات 120-140
    پژوهش حاضر به بررسی تجارب جهانی حدود 170 پروژه انتقال آب بین حوضه ای با شرایط اکولوژیکی متفاوت پرداخته است. نتایج بررسی، دلالت بر اوج عملیات اجرایی پروژه های انتقال آب بین حوضه ای در جهان در قرن 19 داشته است. نتایج تحلیل پروژه ها نشان داد که 75/43، 75/18، 5/12 و 25 درصد از پروژه ها به ترتیب با اهدف تامین آب شرب شهری، تامین آب کشاورزی و تولید انرژی، اهداف محیط زیستی و چند منظوره طراحی و اجرا شده اند. گرچه در بسیاری از کشورهای پیشرفته نسبت اجرای پروژه های مذکور در خصوص تامین آب شرب به بیش از 80 درصد کل پروژه های انتقال آب رسیده است. بر اساس آمار موجود بیش از 27 درصد میزان حجم آب برداشت شده در دنیا توسط پروژه های انتقال آب بین حوضه ای جابه جا می شوند. در ایران نیز بر اساس اطلاعات جمع آوری شده موجود، 35/6 کیلومتر مکعب در سال حجم آب انتقالی بوده که اکثر پروژه های انتقال آب بین حوضه ای برای تامین اهداف کشاورزی همراه با احداث تونل های طولانی اجرا شده اند. مبتنی بر نتایج موجود، از آن جاییکه طرح های انتقال آب بین حوضه ای مستقیما مدیریت حوضه ی مبدا و مقصد را تحت تاثیر قرار داده است، اغلب در بلندمدت منجر به تضعیف شرایط اجتماعی-اقتصادی و محیط زیستی در یکی از دو حوضه شده است. بر همین اساس اجرای پروژه های انتقال آب بین حوضه ای تنها در شرایط اضطرار و عدم وجود راه حل جایگزین و تنها در صورت ضرورت تامین آب شرب با شناخت همه جانبه و پتانسیل های منطقه، تنها با رویکرد مدیریت جامع و نظام مند، لحاظ جنبه های محیط زیستی، اقتصادی، اجتماعی، سیاسی و نهایتا در بلندمدت قابلیت طرح را خواهند داشت.
    کلیدواژگان: پروژه های انتقال آب، تامین آب، مدیریت عرضه و تقاضای آب، مدیریت منابع آب
  • گلتاب عواطفی نژاد، الهام اسراری صفحات 141-151
    حفظ منابع آبی و حفاظت آنها از آلودگی از درجه اهمیت زیادی در چرخه طبیعی زندگی ما برخوردار است، نیترات به عنوان یکی از مهم ترین منابع آلودگی آب، تهدیدی جدی برای اکوسیستم های آبی محسوب می شود و با توجه به حلالیت بسیار بالای آن، خارج کردن آن از آب فرآیندی بسیار پرهزینه محسوب می شود، ارائه یک روش مطمئن که ضمن رفع آلودگی کم هزینه، سریع وآثار جنبی نامطلوب برای سلامت محیط نداشته باشد بسیار ضروری است، هدف از این مطالعه تعیین توان و ظرفیت پالایندگی سنبل آبی جهت حذف نیترات از محیط آبی می باشد عواملی مانند غلظت اولیه نیترات، زمان تماس، جرم جاذب، pH، و حضور سایر یونهای رقابتی از جمله سولفات روی جذب نیترات، مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که بهترین راندمان حذف نیترات بیشتر از %99 در شرایط اپتیمم (زمان ماند30ساعت، دوز جاذب سه بوته (15 ساقه) و (4/6 = pH) اتفاق افتاد. ضمنا راندمان حذف نیترات در حضور یونهای سولفات کاهش نمی یابد.، با افزایش غلظت اولیه از30 به 150 میلی گرم در لیتر نیترات راندمان حذف تغییری محسوسی نمی کند و با افزایش جرم جاذب راندمان حذف از %96/67 به%100 افزایش یافت و زمان ماند کمتری جهت تعادل بدست می آید فرآیند جذب نیترات از ایزوترم لانگمویر (1=R2) تبعیت می نماند در نهایت می توان نتیجه گرفت که سنبل آبی یک گیاه امیدوارکننده با عملکردهای عظیم به عنوان یک پالایشگر می تواند در راه رفع مشکلات زیست محیطی کمک موثری باشد.
    کلیدواژگان: نیترات، گیاه پالایی، سنبل آبی، جاذب
  • حسین ریاحی مدوار، اکرم سیفی صفحات 152-157
    در ایران به دلیل محدودیت و ناپایداری منابع آب سطحی، به طور گسترده ای از آب های زیرزمینی برای اهداف شرب، آبیاری و صنعت به عنوان منبع آب جایگزین استفاده می شود. این پژوهش با هدف تدوین رویکردی برای ارائه پهنه های کیفی آب زیرزمینی دشت شهربابک براساس ابزارهای نوین پهنه بندی مکانی فازی و تحلیل گروهی مکانی در محیط GIS انجام شده است. بر مبنای نتایج تحلیل فازی به ترتیب 4/21 و 5/40 درصد از آب های آبخوان دارای کیفیت مطلوب برای اهداف شرب (واقع در شرق و جنوب شرقی) و برای اهداف کشاورزی و آبیاری (قسمت-های شمالی) می باشند. تحلیل گروهی نشان داد که چهار نوع آب آبیاری شامل C3-S1، C3-S4، C4-S1 و C4-S2 در آبخوان دشت شهربابک مشهود است. طبقه C4S1 با شوری زیاد و خطر سدیم کم، نوع غالب آب در منطقه مورد مطالعه بود. نتایج این مطالعه نشان دادند که تحلیل داده-های کیفی آب با استفاده تحلیل مکانی فازی و تحلیل گروهی در GIS می تواند به روشن شدن فاکتورهای کنترل کننده کیفیت آب زیرزمینی کمک کند. بنابراین حفاظت از منابع آب زیرزمینی به منظور برنامه ریزی و مدیریت منابع، امری ضروری و بحرانی می باشد.
    کلیدواژگان: آبخوان دشت شهربابک، پهنه بندی، تحلیل فازی، تحلیل گروهی، کیفیت آب آبیاری
  • علی شهیدی، فهیمه شریفان، عباس خاشعی سیوکی صفحات 158-161
    کروم شش ظرفیتی از جمله فلزات سنگین سمی و قابل حل در آب است که میزان آن در آب شرب شهر بیرجند بیش از حد مجاز است از طرفی 80% درختان فضای سبز بیرجند را کاج تشکیل میدهد لذا مطالعه حاضر با حذف کروم شش ظرفیتی از محلول های آبی توسط پودر مخروط کاج انجام شده است. جاذب مورد نظر در شرایط آزمایشگاهی تهیه و با استفاده از الک استاندارد ASTM با اندازه مش 100 دانه بندی شد. در این تحقیق pH ، زمان تماس، جرم جاذب، غلظت اولیه و دما برای حذف کروم 6 ظرفیتی و همچنین مدل های ایزوترمی لانگمیر و فروندلیچ مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش pH وغلظت منجر به کاهش راندمان حذف و افزایش زمان تماس، میزان جرم جاذب و دما منجر به افزایش راندمان حذف گردید و از طرفی حذف کروم توسط پودر مخروط کاج از مدل ایزوترمی لانگمیر به خوبی تبعیت می کند و همچنین پودر مخروط کاج به عنوان جاذب طبیعی مناسبی برای حذف کروم شش ظرفیتی می باشد.
    کلیدواژگان: اوم، پودرمخروط کاج، جذب، وم
  • بهار براخاصی، امیرحسام حسنی، بهزاد شاهمرادی صفحات 162-166
    کاربرد منابع آب سطحی به عنوان عمده ترین منبع تامین آب شرب و همچنین کلر به عنوان پررایج ترین ضدعفونی کننده آب آشامیدنی باعث افزایش تشکیل محصولات جانبی ناشی از گندزدایی(DBPS )می شود که از عمده ترین آنها ترکیبات تری هالومتان (THMS) است که سرطان زا محسوب می شوند. هدف از این تحقیق تعیین غلظت تری هالومتان ها در واحدهای مختلف تصفیه خانه آب شهر سنندج و ارتباط آنها با کلرآزاد باقیمانده و موادآلی می باشد. نمونه برداری در ده نوبت، در مراحل مختلف تصفیه خانه آب سنندج ودر طول یکسال انجام شد که جمعا 50 نمونه آنالیز و نتایج تجزیه وتحلیل شد. THMS با دستگاه گازکروماتوگرافی اندازه گیری شدند. مقدار تری هالومتان ها در آب خام ورودی (کمتر ازl μg/15) و خروجی (حدودl μg/ 20) در حد بسیار پایین تر از استاندارد جهانی می باشد.این مطالعه نشان داد بین تشکیلTHMS با کلرآزادباقیمانده و موادآلی رابطه خطی مستقیم وجود دارد. کمترین مقدارTHMS بعداز واحد انعقادولخته سازی می باشدکه نشان دهنده عملکرد این واحد در حذف THMS می باشد. بالاترین میزان THMSمربوط به کلرزنی نهایی می باشد.
    کلیدواژگان: تصفیه خانه آب، سنندج، تری هالومتان ها، کلرزنی، گاز کروماتوگرافی
  • محمدحسین الله دادی، حسن زارعی متین صفحات 167-173
    کسب رضایت مشتری درحال تبدیل شدن به هدف اصلی شرکتهاست. احساس رضایتمندی، موجب افزایش آستانه تحمل برای پرداخت بهای بیشتر در قبال محصول مورد نیاز خواهد شد. استفاده از روش های نوین قرائت شامل روش قرائت از راه دور و روش کارتی در بسیاری از کشورهای پیشرفته توانسته است به افزایش رضایت مشترکین منتهی شود. لذا این پژوهش به بررسی رابطه بین استفاده از روش های نوین قرائت با رضایتمندی مشترکین شرکت آب و فاضلاب استان قم می پردازد. داده ها در این تحقیق به صورت استنباطی و با استفاده از شاخص های آماری توصیفی و استنباطی از روش های موجود در آمار استنباطی نظیر مقایسه میانگین دو جامعه وابسته مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. ابزار اصلی گردآوری اطلاعات در این تحقیق پرسشنامه و مصاحبه ساختار یافته می باشد. روش نمونه گیری در این تحقیق، تصادفی ساده است. نتایج نشان می دهد که بیشترین رضایتمندی مربوط به روش قرائت از راه دور می باشد و روش حضوری و کارتی در رده های بعدی قرار می گیرند.
    کلیدواژگان: رضایتمندی مشترکین، روش های قرائت کنتور، قرائت از راه دور، کنتور پیش پرداختی
|
  • M.H. Barari, A. Bagheri, S.M. Hashemi Pages 1-12
    Over the past few decades¡ due to human activities¡ aquatic ecosystems have experienced severe damages; Lake Zrêbar¡ located at 3 Km West of Marivan in-Iran¡ is not exempt from this issue. Approximately nine villages as well as the city of Marivan is located in periphery of the lake. The stakeholder analysis methodology was used in this study to assess the socio-economic and political sub-systems of the Lake Zrêbar basin. This analysis showed that over the last few years¡ for various reasons¡ including economic growth¡ demographic dynamics¡ and sediment inflow¡ the lake has faced with environmental and social problems. The wide variety of stakeholders in the lake as well as the complexity of issues has made the case of Lake Zrêbar as a complex problem. The results showed that the stakeholders¡ who are directly active in the region¡ have been ignored. Therefore¡ it is suggested that the ground-based participation of all stakeholders to be carried out. It is also important to take care that the economic benefits of the local communities to get balanced with the pressures loaded on the lake ecosystem. The whole stakeholders should be herad to come up with a comprehensive narration of the lake issues. That process is expected to be effective to attract the stakeholders’ support to the process of sustainable restoration of the lake.
    Keywords: Stakeholders analysis, Lake Zrêbar (Zarivar), Social, economic, political system, Soil, water resources, Marivan
  • Z. Ganji Nowrouzi, A. Shokoohi, V.P. Singh Pages 13-23
    Risk analysis, because of employing mathematical models for evaluating confronted hazards and also pertinent vulnerability, introduces errors in results. The source of mentioned errors could be input data (components) and/or model structure which will impose meaningful uncertainty upon the model output. Present research investigates the effect of uncertainty of discharge-probability function on flood temporal and spatial risk assessment. The Monte Carlo method was engaged for uncertainty analysis and the Azaroud watershed in southern part of the Caspian Sea was selected as the case study. The study was based on temporal and physical loss functions of rice, while HEC-RAS provided the required hydraulic information. Combining loss functions and flood hydraulics in a GIS framework led to Agricultural Expected Annual Damage (AGEAD). Finally the uncertainty of discharge-probability function was introduced to AGEAD which caused it to increase from %1.8 to %1.9. Based on the achieved results, the contribution of probability-discharge function uncertainty in rising up the agricultural expected annual damage was 5.5 %.
    Keywords: Uncertainty, Monte Carlo, Discharge, probability Function, Spatial, temporal risk, Agricultural loss
  • A. Ghasemi Nejad, M. Shourian Pages 24-37
    Improper wells location and excessive groundwater extraction can cause severe damage to aquifers and lead to numerous economic consequences. The purpose of this study is to develop a simulation-optimization model for determination of optimal well's placement and pumping rates, while satisfying the requirement of quantitative and qualitative considerations. The proposed model integrates the groundwater flow simulation model MODFLOW and the Particle Swarm Optimization algorithm. The coupled PSO-MODFLOW model has been applied to the Sarakhs aquifer in the north-east of Iran to minimize the total cost of drilling, transfering and water treatment for supplying the drinking demand of the Sarakhs city. Discharges as well as locations of the pumping wells were taken as the decision variables. Also, the maximum pumping rate and maximum water-table drawdown were incorporated as the problem's constraints. The results show that the proposed approach not only satisfies the constraints but also reduces the total cost of water withdrawal by 5% from 598 million Tomans in the present plan to 572 million Tomans in the optimum plan. Sensitivity analyses indicates that results are not significantly sensitive to changes in aquifer’s hydraulic conductivity, while the maximum pumping rate directly affects the number of required wells and can therefore make a considerable change in the final cost.
    Keywords: Pumping wells, Optimum design of placement, pumping rate, Simulation, optimization, MODFLOW, PSO
  • M.R. Khazaei, M. Byzedi Pages 38-48
    In this paper, climate change impacts on annual meteorological variables and river-flow of the Sirvan Basin are assessed. Future scenarios of CGCM3 (including annual precipitation, mean daily maximum and minimum temperatures) for A1B, A2, and B1 scenarios are downscaled using Change Factors method for the Sirvan Basin. Climate change impacts on these variables and on the potential evapotranspiration of the basin are assessed. For hydrologic simulation of the river-flow of the basin, 20 annual hydrologic models are tested and finally the two best models (namely M8 and ICARLike) are employed. Then annual river-flow of the Sirvan Basin for current and future climate conditions is simulated; and climate change impacts on hydrologic variables of the basin are assessed. It is projected that the temperature and potential evapotranspiration will be increased and precipitation and river-flow will be decreased in the Sirvan Basin in the future. Despite importance of uncertainties related to the emission scenarios and hydrologic models, under all of investigated future scenarios, it is expected that the stream-flow of the basin will be reduced in the future.
    Keywords: Climate change, Sirvan River Basin, Hydrological simulation, Uncertainty, Potential Eevapotranspiration
  • P. Pishgah Hadian, E. Ehsanzadeh, R. Moeini Pages 49-66
    Trends invesigation of climatic variables in a catchment can lead to more realistic approaches for water resources planning and management. In this paper, monthly, seasonal and annual trends of inflow, precipitation, evaporation and temperature are studied for Sefidroud dam. Therefore, a parametric test (Regression) and a nonparametric tset (Mann-Kendall) under three different scenarios of independence, short term persistence, and long term persistence are used. The assumption of dataset independency is one of the limitations of the Mann -Kendall test. Therefore, if hydro-climatic time series are characterized with short or long term persistence, this assumption is unacceptable and leads to unreliable results. Since, serial correlation and Hurst phenomenon are seen in most hydro-climatic time series, it is necessary to modify Mann-Kendall test for considering these effects. For comparison of trend analysis results, the homogeneity of hydro-climatic variables is studied by cumulative deviation test, Worsley Likelihood test, and the Bayesian procedure. Comparison of results indicates remarkable significant decreasing trends for inflow using different methods and assumptions. Furthermore, decreasing trends for precipitation and minimum temperature and increasing trends for maximum temperature indicate that hydro-climatology of the study area might be impacted by possible climate change. Obtained results also show that most time series with significant deacrising or increasing trends are also characterized with significant non-homogeneity. Therefore, simultaneous use of homogeneity and trend analysis tests for studying Hydro-climatic variables lead to more reliable results.
    Keywords: Mann, Kendall test, Short term, long term persistence, Homogeneity test, Regression analysis, Climate change
  • M. Farzaneh, A. Bagheri, F. Momeni Pages 67-82
    Unsustainable use of groundwater resources caused drop in the water table and then has had widespread socio-ecological effects throughout the country. Different approaches have been studied by researchers to control the crisis. Most of those studies focus on engineering aspects, while in the principles of the integrated water resources management; it is emphasized on interdisciplinary approaches. Dealing with the problem of decrease of water table in Rafsanjan, thie paper examines the effects of the institutional context in the formation of such problems. Therefore, using the causal loop diagrams, the paper aims to analyze the factors related to the institutional context of groundwater resources in the regional and national scales. At the regional scale, with a focus on groundwater resources of Rafsanjan, dynamic structures were identified. In the national scale, the role of "formal rules" in reinforcing the growth dynamics was evaluated. The results suggest an overshoot and collapse mechanism dominate in the regional scale where the institutional context has not been capable of controlling the growth dynamics, but reinforced the growth dynamics through the mechanisms of "Shifting the burden ", "Eroding goals ", and "Fixes that fail ".
    Keywords: Institutional context analysis, System dynamics, Groundwater Resources, Rafsanjan
  • I. Babaeian, M. Karimian, R. Modirian, F. Bayatani, E. Fahiminejad Pages 83-92
    Precipitation forecast in monthly to seasonal time scales is one of the challenges facing the Iran meteorological organization. It is also one of the fundamental needs of water resources management in agriculture, industry and drinking water sectors. Development of numerical prediction in monthly time scale is much less than numerical short term prediction in Iran; in this regard, despite to short term weather prediction, there is no operational numerical monthly to seasonal forecast model in Iran. Lack of a reliable operational seasonal forecast system cause huge damages to water resources, agriculture and natural resources sectors in all country regions. MRI-CGCM3 is the operational dynamical seasonal forecast model which is being used in Japan Meteorological Administration (JMA). In this paper output of MRI-CGCM3 was post processed using three different techniques of multiple regressions (MR), moving average (MA) and artificial neural network (ANN) over three sites of Mashad, Sabzevar and Torbat-e-heydarieh. Post processed monthly precipitation obtained from three different methods were compared with Direct Model Output (DMO).Performance of monthly forecast has been increased by 6% up to 20% when applying post processing techniques to direct model output. Result confirmed that multiple regressions (MR) techniques have the highest performance in improvement of monthly forecast skill over selected stations among all three post processing techniques.
    Keywords: Numerical Prediction, MRI, CGCM3, Post Processing, Precipitation, Khorasan Razavi
  • H. Seyed Kaboli Pages 93-103
    Global Warning has caused the characteristics of extreme rainfall changed out of range of the internal variability of climate. In this research, an analysis is presented from how variation in intensity, Duration-and Frequency (IDF) of rainfall under 10 climate scenarios derived climate models and A1B emission scenario for 2021-2040 periods in Khorasan-Razavi province. The IDF values for 23 raingage have projected under future climate scenarios in 3 risk levels (25%, 50% and 75%) by a proposed combined approach include: (1) Develop a nonparametric downscaling model to projection of future daily rainfall in arid and semi-arid regions, (2) Establishing frequency-quantile relationships between the t-hour and daily rainfall based annual maximum for estimating the IDF values. Under risk level 2, the results show a wide range of between -23% to .3% in rainfall intensity than baseline (1993-2012). The short-duration rainfalls change in more positive range then long-durations; and for return periods of more than 10-year, the range of changes will be wide in this area. Generally, central and southern regions will be received slight increase than northern regions. Also, the high rainfall regions will be ahead a more severe flooding, while the low rainfall regions will be suffered a more severe decrease. Also, in low risk level, rainfall intensity will be increased in the future period; it can be warning to design hydraulic infrastructures with high emphasis.
    Keywords: Climate change, Extreme rainfall, Khorasan, Razavi, Uncertainty, Downscaling
  • F.Barzegari Banadkooki, H.Malekinezhad, M.M. Hosseini Pages 104-119
    Due to some factors such as limitations in water resources, increasing needs in these resources in all aspects and also the impact of climate changes on these resources, the optimal management of water resources and efficient use of them is an essential task. To achieve this optimal management, appropriate optimization techniques can be utilized. In this paper, a multi objective model is developed for conjunctive use of ground water and transitive water in Yazd-Ardakan basin. To attain this, optimization approaches including Genetic algorithm (GA) based on penalty function and non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA II), were used. Three objective functions were developed including, maximizing economic income obtained from water resources considering qualitative aspects the aquifer sustainability, minimizing failure in water supply and balancing aquifer storage. 3-D analysis Mod flow model served to simulate ground water aquifer. The monthly water budget was extracted using 3-D analysis Mod flow model. The findings indicated that NSGA II is prior to GA in optimizing water allocation model. On the other hand, using annual renewable ground water storage, considered in water allocation, instead of using monthly renewable ground water storage resulted in better allocation model performance.
    Keywords: Optimization, genetic algorithm, Water Resources Management, Mod Flow, Environmental sustainability
  • S. H.R. Sadeghi, S. Kazemi Kia, H. Kheirfam Pages 120-140
    The present study has reviewed the characteristics of some 170 inter-basin water transfer projects in various parts of the world with different ecological conditions. The minute reviewing of existing experiences indicated that the apogee of implementing inter-basin water transfer projects had been made in the 19th century. According to the results, 43.75, 18.75, 12.5 and 25 percent of the projects have been implemented for drinking, agricultural and energy production, environmental and multi-purpose water supply purposes, respectively. However, in many developed countries more than 80 percent of the inter-basin water transfer projects were implemented for providing drinking water. According to the data, in the world more than 27 percent of the water withdrawal capacity is transferred with inter-basin water transfer projects. In Iran, based on available data, the capacity of inter-basin water transfer project is 6.35 km3 per annum mainly transferred for agricultural purposes through constructing long tunnels. Since, inter-basin water transfer projects directly affected the management of origin and destination basins, the socioeconomic and environmental conditions were often weakened in source or destination in the long term. Consequently, inter-basin water transfer projects would be applied only in emergency conditions, the lack of any other alternative solution and emergency drinking water supply. It will be also possible to imply with integrated recognition of study regions conditions and its potentials, having comprehensive and systematic management approach and ultimately with consideration of environmental, economical, social and political dimensions of study regions.
    Keywords: Water Transfer Projects, Water Supply, Water Demand, Supply Management, Water Resource Management
  • G. Avatefinezhad, E. Asrari Pages 141-151
    Water resources conservation and protect them from the pollution, has a high importance in natural cycle of our life. Nitrate, as one of the important resources of water pollution, is a serious threat to aquatic ecosystems, and due to its high solubility, extraction of it from the water is a costly process. Providing a reliable, low cost and fast method is necessary to eliminate pollution. The study has tried to determine the refining potential and capacity of Eichhornia crassipes in order to remove nitrate from the water. Factors such as initial concentration of nitrate, contact time, absorbent mass, pH and the presence of other competing ions such as sulfate on nitrate absorption have been studied. The results showed that the best efficiency of nitrate removal, more than 99%, in the optimum condition (the retention time of 30 hours, absorbent dose 3 plants (15 stem) and pH=6.4) was occurred. In addition, the efficiency of nitrate removal by the presence of sulfate ions does not reduced. By increasing the initial nitrate concentration, from 30 to 150 mg/L, there is no any significant change in removal efficiency. Actually, by increasing absorbent mass, removal time was increased from 67.96% to 100%. The process of nitrate absorption followed by Langmuir isotherm (R2=1). However, the results showed that Eichhornia crassipes, a promising plant with great functionally, can be used as a refiner for removing nitrate as simple, efficient and low cost method.
    Keywords: absorbent, Eichhornia Crassipes, Nitrate, phytoremediation
  • H. Riahi Madvar, Akram Seifi Pages 152-157
    Groundwater is frequently utilized as a water resource for drinking, irrigation, and industry purposes in Iran due to limited and unreliable surface water reservoirs. The main aim of this study is to develop systematic approach in GIS inference fuzzy system management to analysis and mapping groundwater quality of Shahr-e-Babak plain located in northwest of Kerman Province. The analysis show that 21.4 and 40.5 percent of Shahr-e-Babak plain groundwater have suitable quality for drinking in east and southeast and for irrigation in north and northeast, respectively. Grouping analysis also showed four types of irrigation water such as C3S1, C3S4, C4S1 and C4S2. C4S1 type of high salinity to low sodium hazard was the most dominant in the study area. Based on the results it’s declared that using spatial fuzzy and grouping analysis in GIS can obviously clarify controlling factor of ground water quality of aquifers. So, protecting groundwater from pollution is crucial for water resources planning and management.
    Keywords: Shahr, )e, Babak plain aquifer, Zoning, Fuzzy analysis, Group analysis, Irrigation water quality
  • A. Shahidi, F. Sharifan, A. Khashei Siuki Pages 158-161
    The hexavalent chromium is one of the heavy metals that toxic and soluble in water, that amount is exceeded in drinking water in Birjand. On the other hand 80% of the pine trees of green space Birjand. This study to remove of hexavalent chromium from aqueous solution by pine fruit powder has been done. The adsorbent prepared in laboratory scale and pulverized by standard ASTM sieve (100 meshes). In this research, the effect of pH, contact time, adsorbent dose, initial Cr (VI) concentration and Temperature and also Langmuir and Freundlich isotherm models was studied. The results showed that increasing the pH and initial chromium concentration led to reducing of the removal efficiency and increasing contact time, adsorbent dose and Temperature led to increasing of removal efficiency. The chromium ions adsorption by pine fruit powder is follows Langmuir isotherm model and also pine fruit powder is suitable natural adsorbent for the removal of chromium (VI).
    Keywords: Absorption, Hexavalent Chromium, Isotherm, Pine fruit powder
  • B. Barakhasi, A.H. Hasani, B. Shahmoradi Pages 162-166
    Considering the surface water resource as one of the main potable water supplies and the application of chlorine as one of the main disinfectant drinking water has increased the rate of Disinfection by products (DBPS) formationthat One of the main group of DBPS are THMS compounds that are carcinogen compounds. Objective of this survey the determination of THMS concentration in Sanandaj water treatment and ralation between THMS formation with free residual chlorine and organic matter. Sampling was done on ten steps, at various stages of Sanandaj water treatment during the year, and 50 samples were analyzed and results.THMS were measured with gas chromatography. The THMS concentration in input raw water (less than15μg/l) and output (20μg/l) that was lower than the international standard .This study showed that a positive relation is between THMS formation with free residual chlorine and organic matter. After coagulation, flocculation unit is the lowest THMS. Which represents the performance of this unit focuses on eliminating THMS. THMS is the highest level of the final chlorination..
    Keywords: Chlorination, Trihalometans, Sanandaj, water treatment, Gas chromatography
  • M.H. Allahdadi, H.Zareeimatin Pages 167-173
    Gaining the Customer satisfaction is becoming the main target of companies. Feeling satisfaction shall cause increasing in threshold of customers’ tolerance to pay more for their required product. Use of modern water meter reading methods (including the method of remote meter reading and Pre-paid meters) have been able to result in increasing the customers’ satisfaction in many developed countries. So, this research studies the relationship between the use of modern methods of meter reading and customer satisfaction of water and waste-water Company of Qom Province. The data in this research are illative and have been analyzed by use of descriptive and illative statistical indicators of the existing methods rely on illative statistics such as comparing two samples. The main tool for data collection in this research is questionnaire and structured interviews. Sampling method of this research is simple random. The results show that the highest satisfaction is related to the method of remote meter reading, and Face reading and pre-paid meters are on the next steps.
    Keywords: Customer Satisfaction, methods of meter reading, remote meter reading, pre, paid meter