فهرست مطالب
نشریه پژوهش های حفاظت آب و خاک
سال نوزدهم شماره 4 (زمستان 1391)
- تاریخ انتشار: 1391/12/22
- تعداد عناوین: 14
-
-
صفحه 1یکی از ویژگی های عمده خاک درجه حرارت آن می باشد به طوری که رشد و نمو گیاه و تکوین فرآیندهای خاک سازی در گرو تغییرات آن می باشند. در این راستا دمای سطح و ژرفای خاک به صورت پیوسته اندازه گیری نمی شوند، بنابراین از نظر داده های دمای خاک با کمبود آماری رو به رو هستیم، این در حالی است که پارامترهای هواشناسی به طور مرتب اندازه گیری می شوند. با توجه به این که رابطه های ارایه شده در پژوهش های قبلی از دقت چندان مناسبی برخوردار نمی باشند، در این مقاله سعی بر آن است که رابطه ای با دقت مناسب و براساس مقایسه روش های رگرسیونی و شبکه عصبی با استفاده از داده های روزانه هواشناسی سه ایستگاه مشهد، سبزوار و شیراز معرفی گردد. بررسی ضرایب همبستگی مشخص نمود که دمای هوا، تبخیر و تعرق و تبخیر به ترتیب بیش ترین ضریب همبستگی را با دمای خاک در عمق 5 سانتی متر دارند. با توجه به ضرایب همبستگی و نتایج دو مدل بهترین پارامترهای ورودی به ترتیب دمای هوا، تبخیر و تعرق، رطوبت و باران موثر با تاخیر زمانی یک روز در نظر گرفته شد. رگرسیون درجه دوم تک متغیره دارای کم ترین دقت بود و در مقابل بالاترین دقت در شبکه عصبی مشاهده گردید. ضمن این که رگرسیون چندمتغیره نیز از دقت مناسبی برخوردار بود. در محاسبه عمق یخ بندان مشاهده شد که رابطه فنلاندی از دقت قابل قبولی برخوردار است، ضمن این که با در نظر گرفتن یک پارامتر اضافی مربوط به عمق باران در روزهای یخ بندان به نمای معادله فنلاندی، معادله بالا بهبود یافت. حداکثر خطای برآورد دمای خاک از رابطه پیشنهادی 15 درصد در ایستگاه شیراز بوده و میزان خطا در مشهد و سبزوار به ترتیب 6/0 و 2 درصد مشاهده شد.
کلیدواژگان: پارامترهای هواشناسی، دمای خاک، رگرسیون، شبکه عصبی مصنوعی، عمق نفوذ یخ بندان -
صفحه 25دریاچه ارومیه از منابع آبی مهم در شمال غرب کشور است که هم از نظر اقتصادی و هم زیست محیطی نقش حیاتی برای آن منطقه ایفا می نماید. طی سال های اخیر دریاچه با بحران افت تراز مواجه شده که بررسی علل آن به منظور حفظ آن دارای اهمیت است. برای بررسی علل این واقعه، درک مناسبی از رفتار دریاچه ضروری می باشد و در این مقاله تلاش شده است تا با استفاده از روش های تحلیل طیفی سری زمانی به این مهم پرداخته شود. در این راستا ترکیبی از روش های تخمین طیفی چندکاهنده و آنالیز طیف تکین مورد استفاده قرار گرفت. نتایج دوره های معنی دار بلندمدت را در سری زمانی تراز دریاچه نشان داد. هر چند محدودیت طول دوره آماری باعث شد تا نتوان بسامدهای طولانی مدت و در حدود بیش از 20 ساله را مورد استناد قرار داد. همچنین بررسی سری بازسازی شده از نوسانات هارمونیک تراز دریاچه ارومیه با سری اولیه نشان داد که با وجودی که نوسانات دوره ای در رفتار دریاچه ارومیه تاثیرگذار می باشند، رفتار دریاچه طی سال های اخیر کاملا با این نوسانات دوره ای قابل توصیف نمی باشد.
کلیدواژگان: دریاچه ارومیه، سری زمانی تراز، تحلیل طیفی، نویز، دوره های نوسانی -
صفحه 47آب گیرهای جانبی از جمله سازه های هیدرولیکی هستند که برای برداشت آب از رودخانه مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به این که رودخانه ها در بیش تر طول مسیر خود دارای انحناء هستند و همچنین به دلیل وجود جریان ثانویه و انتقال رسوبات به ساحل داخلی رودخانه، ساحل خارجی قوس رودخانه مکان مناسبی برای آب گیری محسوب می گردد. به منظور کنترل جریان و رسوب ورودی به آب گیر جانبی معمولا در ابتدای کانال آب گیر آستانه (پله ورودی) نصب می شود. در این پژوهش به بررسی ضریب آب گذری سرریز جانبی در ورودی آب گیر و در موقعیت های مختلف قوس 180 درجه به صورت آزمایشگاهی پرداخته شده است. همچنین رابطه هایی برای ضریب آب گذری سرریز در موقعیت های مختلف ارایه شده است. نتایج بیانگر آن است که با افزایش فرود جریان در بالادست و نسبت ارتفاع سرریز به عمق بالادست () ضریب آب گذری کاهش می یابد. همچنین در موقیعت های 90 و 150 درجه حداکثر مقدار ضریب آب گذری و در موقعیت 135 درجه حداقل مقدار ضریب آب گذری وجود دارد.
کلیدواژگان: آب گیر، سرریز جانبی، دبی انحرافی، قوس 180 درجه -
صفحه 67تعیین دبی سیل در رودخانه ها یکی از اجزاء اصلی طراحی پروژه های مهندسی رودخانه است. با ورود جریان سیل در دشت های سیلابی و تغییر ناگهانی هندسه رودخانه، روابط ساده مقاومت جریان قابل استفاده نیستند. به همین دلیل روش های زیادی برای اصلاح محاسبه ها دبی جریان ارایه شده اند. بیش تر این روش ها در شرایط آزمایشگاهی دارای نتایج خوبی بوده، اما تعمیم آن ها برای همه شرایط هندسی و هیدرولیکی رودخانه ها دشوار است. در دهه اخیر روش های هوش مصنوعی به خاطر قابلیت شبیه سازی فرایندهای پیچیده، کاربرد زیادی در زمینه های مختلف مهندسی آب یافته اند. برنامه ریزی ژنتیک که جزو الگوریتم های تکاملی محسوب می شود، قادر به بهینه سازی ساختار مدل و مولفه های آن بوده و رابطه صریحی براساس متغیرها و پارامترهای فرایند ارایه می نماید. در این پژوهش، با استفاده از حدود 394 داده دبی- اشل از 30 مقطع مرکب آزمایشگاهی و صحرایی و به کمک برنامه ریزی ژنتیک، رابطه ای بدون بعد براساس پارامترهای هندسی و هیدرولیکی رودخانه برای محاسبه دبی جریان سیل ارایه شده است. مدل سازی در دو مرحله واسنجی و صحت سنجی انجام شده است که در هر دو مرحله، نتایج محاسباتی دبی سیلاب در مقایسه با دبی مشاهداتی مطابقت خوبی را نشان می دهد. ضریب تعیین برای مراحل واسنجی و صحت سنجی به ترتیب حدود 99/0 و 96/0 به دست آمده است.
کلیدواژگان: برنامه ریزی ژنتیک، رابطه دبی، اشل، رودخانه های سیلابی، دشت های سیلابی -
صفحه 85امروزه پیش بینی بلندمدت متغیرهای اقلیمی برای اطلاع از میزان تغییرات و در نتیجه در نظر گرفتن تمهیدات لازم برای تعدیل اثرات سوء ناشی از تغییر اقلیم مورد توجه اقلیم شناسان و پژوهش گران قرار گرفته است. بر همین اساس مدل های شبیه سازی گردش عمومی جو (GCM) توسعه یافته اند که می توانند پارامترهای اقلیمی را در ریزمقیاس پیش بینی نمایند. LARS-WG مدلی است که خروجی مدل های (GCM) را ریزمقیاس می کند و در این پژوهش برای تولید مقادیر بارش روزانه، تابش و درجه حرارت های حداکثر و حداقل روزانه در یک ایستگاه تحت شرایط اقلیمی حاضر و آینده به کار گرفته شده است. در این مدل برای طول دوره روزهای تر و خشک، بارش روزانه و تابش از توزیع نیمه تجربی استفاده می شود. در این مقاله توانایی مدل LARS-WG در شبیه سازی داده های مشاهده شده در ایستگاه سنندج مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل با دقت بالایی قادر به شبیه سازی پارامترهای دمای حداکثر، دمای حداقل و تابش می باشد، اما در شبیه سازی پارامتر بارش نسبت به دیگر پارامترها خطای بیش تری را نشان می دهد. در ایستگاه سنندج در دوره آماری 2030-2011 میلادی در مقایسه با دوره (2009-1961) میانگین ماهانه دمای حداقل، حداکثر و بارش به ترتیب 92/0 و 93/0 درجه سانتی گراد و 6 میلی متر افزایش می یابند. همچنین میانگین تابش 03/0 میلی ژول بر مترمربع در روز نسبت به دوره (2009-1961) کاهش نشان می دهد و بیش ترین تعداد روز بارندگی در ماه فوریه و با میانگین 75/6 میلی متر و کم ترین آن در ماه مارس و با میانگین 95/3 میلی متر پیش بینی شده است. تعداد روزهای داغ در آینده در بیش تر ماه های گرم سال افزایش محسوسی می یابد و بیش ترین افزایش آن در ماه ژوئن بود. همچنین بیش ترین تعداد روزهای یخ بندان در ماه ژانویه و با میانگین 26 روز مشاهده می شود. بنابراین با توجه به نتایج ارایه شده و همچنین دقت مناسب مدل در برآورد پارامترهای مورد مطالعه می توان از این مدل برای ارزیابی تغییر اقلیم در ایستگاه سنندج استفاده نمود.
کلیدواژگان: تولید داده، شبیه سازی، تغییر اقلیم، مدل LARS، WG، سنندج -
صفحه 103
یکی از اقدامات اولیه در پروژه های مدیریت سیلاب، تحلیل هیدرولیک جریان در رودخانه های سیلابی به کمک مدل های ریاضی است. در این صورت، علاوه بر صرفه جویی در زمان و هزینه، حل توزیع سرعت جریان در عرض رودخانه و تنش برشی و نیز محاسبات انتقال رسوب با دقت مناسبی قابل انجام است. تاکنون مدل های ریاضی یک بعدی به صورت گسترده توسط مهندسان هیدرولیک در طرح های مهندسی رودخانه مورد استفاده قرار گرفته اند. اخیرا نیز کاربرد مدل های ریاضی شبه دوبعدی توسعه یافته است. هر دو این مدل ها دارای محدودیت ها و برتری های خاصی است که باید در تحلیل نتایج به دست آمده مورد توجه قرار گیرد. در این مقاله با واسنجی مدل های ریاضی یک بعدی و شبه دوبعدی، کارایی آن ها در حل توزیع عرضی سرعت جریان در رودخانه گرگان رود (در محل ایستگاه هیدرومتری آق قلا) مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج این مقایسه نشان می دهد که متوسط خطای تخمین توزیع سرعت در عرض رودخانه به کمک مدل های یک و شبه دوبعدی به ترتیب حدود 2/13 و 5/7 درصد می باشد.
کلیدواژگان: مدل ریاضی یک بعدی، مدل ریاضی شبه دوبعدی، توزیع عرضی سرعت، جریان ثانویه، دشت های سیلابی -
صفحه 121در این مقاله دینامیک و الگوی جریان در تقاطع کانال های مستطیلی مورد بررسی قرار گرفته است. زاویه تقاطع کانال های اصلی و فرعی 90 درجه بوده است. سرعت جریان به وسیله سرعت سنج داپلر صوتی و عمق جریان با عمق سنج نقطه ای اندازه گیری شده و الگوی جریان برای دو حالت آزمایشگاهی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی بردارهای سرعت جریان در جهت های مختلف و همچنین برای مقدار متفاوتی از نسبت های دبی جریان (نسبت دبی جریان در کانال بالادست به کل دبی جریان) مورد توجه بوده است. مقایسه نتایج مدل عددی و آزمایشگاهی نشان داد که شبیه سازی جریان های ثانویه به خوبی توسط مدل انجام شده است. بررسی ها نشان می دهد که از ترکیب دو جریان بالادست و جریان کانال جانبی، جریان چرخشی به وجود می آید که ناحیه چرخشی جریان در کانال اصلی را نیز تحت تاثیر قرار می دهد. این جریان ثانویه که در پایین دست کانال اصلی به وجود می آید کاملا تحت تاثیر نسبت دبی جریان در بالادست کانال اصلی به کل جریان می باشد. در محل تقاطع جریان در کانال اصلی و کانال فرعی جریان چرخشی به دست می آید که در سطح به سمت دیواره سمت راست کانال اصلی و در کف به سمت دیواره سمت چپ است. ابعاد ناحیه چرخشی، با افزایش نسبت دبی جریان کاهش می یابد. بردارهای سرعت جریان عرضی (v) و عمقی (w) در ابتدای ورود جریان جانبی از شدت بسیار پایینی برخوردارند و در محل برخورد دو جریان اصلی و فرعی مقدار آن ها به شدت افزایش می یابد. با ادامه حرکت جریان به سمت پایین دست پس از محل برخورد دو جریان دوباره شدت جریان های عرضی و عمقی کاهش یافته و جریان یک بعدی با سرعت طولی غالب در کانال اصلی برقرار می گردد. همچنین مشاهده شد در جایی که حداکثر تنگ شدگی جریان رخ داده است اندازه بردارهای عرضی جریان نیز حداکثر می باشد.
کلیدواژگان: الگوی جریان، جریان متقاطع، کانال مستطیلی، مدل هیدرودینامیک -
صفحه 139
در سال های اخیر توسعه شهرها و افزایش فعالیت های صنعتی سبب تجمع فلزات سنگین در خاک شده است. آلودگی خاک باعث کاهش کیفیت محیط زیست شده و سلامتی موجودات زنده را به خطر می اندازد. از این رو بررسی و مطالعه آلودگی خاک ها اجتناب ناپذیر است. در بررسی آلودگی خاک ها، به طور عموم از روش های شیمیایی استفاده می شود که روشی دشوار و وقت گیر می باشد. ولی به تازگی، از اندازه گیری پارامترهای مغناطیسی استفاده می شود که روشی سریع و غیرمخرب است. در این راستا، هدف این پژوهش بررسی ارتباط مکانی پذیرفتاری مغناطیسی و غلظت برخی فلزات سنگین و اثر کاربری اراضی بر آن ها در خاک های سطحی بخشی از اراضی اطراف اصفهان بود. به این منظور، تعداد 158 نمونه مرکب خاک سطحی از عمق 5-0 سانتی متری از منطقه مطالعاتی به وسعت 700 کیلومترمربع برداشته، و پس از آماده سازی نمونه ها مقدار پذیرفتاری مغناطیسی در نمونه ها با استفاده از دستگاه اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی، در فرکانس پایین 46/0 کیلوهرتز اندازه گیری شد. همچنین غلظت فلزات سرب، روی و مس در نمونه های خاک پس از عصاره گیری با استفاده از دستگاه جذب اتمی تعیین گردید. سپس نقشه پراکنش مکانی پارامترهای مورد مطالعه با روش کریجینگ ترسیم شد. نتایج همبستگی معنی داری (01/0P<) را بین پذیرفتاری مغناطیسی و غلظت فلزات مس، روی و سرب نشان داد. مقایسه میانگین پذیرفتاری مغناطیسی در کاربری های مختلف نشان داد که پذیرفتاری مغناطیسی در مناطق صنعتی بیش تر از سایر مناطق است. کاربری شهری نیز اختلاف معنی داری با کاربری کشاورزی نشان داد. روند افزایش پذیرفتاری مغناطیسی در منطقه نشان داد که عوامل انسانی، مهم ترین فاکتور افزایش پذیرفتاری مغناطیسی در کاربری صنعتی و شهری می باشد. بررسی نقشه های پراکنش مکانی فلزات سنگین و پذیرفتاری مغناطیسی الگوی مشابهی را در خاک های منطقه مطالعاتی نشان دادند. بیش ترین غلظت فلزات سنگین در کاربری شهری و صنعتی مشاهده شد که می تواند به دلیل آلودگی های به دست آمده از ترافیک و فعالیت های صنعتی در منطقه مطالعاتی باشد.
کلیدواژگان: آلودگی خاک، تغییرات مکانی، پذیرفتاری مغناطیسی، فعالیت های انسانی، فلزات سنگین -
صفحه 157این پژوهش به منظور بررسی برخی شاخص های شیمیایی کیفیت خاک و رسوب در فصل های مختلف سال و یافتن ارتباط بین آن ها در اراضی لسی شرق استان گلستان انجام شد. برای انجام این مطالعه، نمونه برداری از خاک در هر فصل به منظور انجام آزمایش های شیمیایی از دو حوزه آبخیز قرناوه و یل چشمه و نمونه برداری از رسوب به مدت یک سال از خروجی حوزه آبخیز قرناوه و یل چشمه در محل ایستگاه هیدرومتری تمر جمع آوری شد. نتایج نشان داد بیش ترین میزان نیتروژن کل (169/0 درصد) و ماده آلی خاک (6/3 درصد)، در فصل پاییز مشاهده شد. اثر فصل بر میزان فسفر و پتاسیم قابل استفاده خاک معنی دار بود (05/0>P)، به طوری که بیش ترین میزان فسفر (5 میلی گرم بر کیلوگرم) و بیش ترین میزان پتاسیم قابل استفاده خاک (108 میلی گرم بر کیلوگرم) در فصل تابستان مشاهده شد. در مورد وضعیت عناصر غذایی در رسوب، مطالعه بالا نشان داد که نیتروژن کل در فصل پاییز دارای حداکثر میزان بود و تفاوت معنی داری بین فصل های بهار و پاییز وجود داشت. بیش ترین مقدار فسفر در حدود 9/4 میلی گرم بر کیلوگرم در فصل زمستان مشاهده شد. بیش ترین میزان ماده آلی و پتاسیم قابل استفاده رسوب در فصل تابستان مشاهده گردید. نتایج نشان داد گرچه در زمان حداکثر مقادیر نیتروژن و پتاسیم در خاک و رسوب هماهنگی وجود دارد اما روند تغییرات عناصر غذایی در خاک و رسوب، طی ماه های مختلف سال مشخص و هماهنگ نمی باشد. به نظر می رسد تغییرات مکانی و زمانی خاک، خصوصیات جریان و مسیر انتقال و عملکرد موجودات ریز در این ارتباط موثرند.
کلیدواژگان: کیفیت خاک، کیفیت رسوب، حاصل خیزی خاک، استان گلستان، لس -
صفحه 173روش کاهش سطح (Area reduction method) یکی از رایج ترین روش های تجربی تعیین توزیع رسوبات در مخازن سدها می باشد. در این روش مخازن به 4 نوع تقسیم بندی شده که برای هر یک از آن ها پارامترهای c، m و n ارایه شده است. با واسنجی روش برای یک مخزن براساس این پارامترها می توان دقت آن را افزایش داد. در این پژوهش براساس الگوریتم شبیه سازی آنیلینگ (Simulated Annealing) و روش تجربی کاهش سطح دو برنامه کامپیوتری به زبان فرترن تهیه شد. سپس با ترکیب این دو برنامه یک مدل شبیه سازی- بهینه سازی به دست آمد که توانایی تعیین پارامترهای بهینه روش تجربی کاهش سطح را دارد. با استفاده از این مدل، پارامترهای بهینه روش تجربی کاهش سطح به صورتی تعیین می شوند که کمترین اختلاف بین حجم برآوردی و واقعی وجود داشته باشد. مدل تهیه شده برای سد مخزنی کرج با سه دوره اطلاعات اندازه گیری شده سطح- حجم- ارتفاع مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از دو دوره اول اطلاعات واقعی، پارامترهای بهینه روش تجربی کاهش سطح به دست آمد و نحوه کارایی الگوریتم SA در تعیین بهینه سراسری با روش مجانب صحت سنجی شد. مقادیر بهینه c، m و n به ترتیب 052/0، 836/0 و 234/14 به دست آمد. به منظور نشان دادن قابلیت پارامترهای بهینه در افزایش دقت پیش بینی، توزیع رسوب در دوره سوم اطلاعات واقعی با پارامترهای معمول و بهینه محاسبه و نتایج آن ها با مقادیر واقعی مقایسه گردید. نتایج نشان داد، استفاده از پارامترهای بهینه، مقدار خطا در پیش بینی توزیع رسوب را به میزان قابل ملاحظه ای کاهش می دهد. اختلاف بین حجم برآوردی و واقعی مخزن سد کرج در حالت استفاده از پارامترهای بهینه در دوره های واسنجی و صحت سنجی به ترتیب 54 و 20 درصد نسبت به پارامترهای معمول کاهش می یابد. پس از تعیین پارامترهای بهینه، توزیع رسوب در مخزن این سد براساس این پارامترها برای سال های آینده پیش بینی شده است.
کلیدواژگان: واسنجی، روش کاهش سطح، الگوریتم SA، پارامترهای بهینه، بهینه سازی -
صفحه 189این پژوهش با هدف رفتارسنجی افت سطح آب های زیرزمینی در آب خوان دشت ساوه انجام شده است. با مطالعه تغییرات ماهانه بارندگی در 5 ایستگاه هواشناسی منطقه، دبی ماهانه 3 ایستگاه هیدرومتری، حجم تخلیه ماهانه از آب خوان ساوه (چشمه ها، قنوات و چاه ها) و سطح آب زیرزمینی 63 حلقه چاه، سعی در بررسی جامع دلایل افت سطح آب زیرزمینی آب خوان ساوه شده است. بررسی خشک سالی هواشناسی با استفاده از شاخص بارش استاندارد شده (SPI) در ایستگاه های امام آباد و احمدآباد بیانگر وقوع خشک سالی خیلی شدیدی در سال های 1357، 1359 و 1362 می باشد. ضریب همبستگی بین شاخص SPI در مقیاس های زمانی 1، 3، 6، 9، 12، 18، 24 و 48 ماهه با سطح آب زیرزمینی با تاخیر زمانی 1، 2، 3، 4، 5، 6، 12 و 24 ماهه در دو ایستگاه احمدآباد و امام آباد نشان داد که شاخص SPI با مقیاس زمانی 24 و 48 ماهه با تاخیر زمانی 5 ماه بیش ترین همبستگی را با سطح آب زیرزمینی دارد. که به ترتیب برابر ضرایب همبستگی 806/0 و 762/0 به دست آمد. بررسی روند تغییرات بارندگی و دبی خروجی حوضه در 3 ایستگاه شاه عباسی، رازین و جلایر نشان دهنده روند افزایشی بارندگی و روند کاهشی دبی است که بیانگر تاثیر بیش تر فعالیت های انسانی در کاهش دبی رودخانه های قره چای و مزلقان می باشد. با توجه به نتایج این پژوهش احداث سد ساوه در سال 1373 روی رودخانه قره چای که اصلی ترین منبع تغذیه آب خوان دشت ساوه است، مهم ترین دلیل افت سطح آب های زیرزمینی در آب خوان دشت ساوه می باشد.
کلیدواژگان: آب خوان دشت ساوه، افت سطح آب های زیرزمینی، تاخیر زمانی، شاخص بارش استاندارد شده (SPI) -
صفحه 201مدل های بارش- رواناب مانند سیستم مدل سازی حوضه آب ریز (WMS) ابزاری مناسب برای شبیه سازی هیدرولوژیک حوضه های آب ریز می باشد. در این پژوهش پارامترهای مختلف و موثر در مدل سازی هیدرولوژیک حوضه آب ریز قروه مورد مطالعه قرار گرفته است. 5 هایتوگراف بارش و هیدروگراف های متناظر با آن ها انتخاب شد. با استفاده از زیرمدل HEC-HMS و روش های سازمان حفاظت خاک آمریکا (SCS) و اشنایدر، هیدروگراف سیل حوضه شبیه سازی شده و سپس مورد واسنجی و صحت سنجی قرار گرفت. نتایج در مرحله صحت سنجی نشان داد که روش SCS در شبیه سازی دبی اوج هیدروگراف با داده های مشاهداتی تطابق بهتری دارد.
کلیدواژگان: شبیه سازی، واسنجی، صحت سنجی، اشنایدر، SCS -
صفحه 211مدیریت منابع طبیعی (آب و خاک) یکی از مباحث مهم برای تامین نیاز غذایی جمعیت در حال رشد جهان است. شور و سدیمی شدن خاک یکی از فرآیندهای مهم تخریب اراضی به خصوص در مناطق خشک و نیمه خشک می باشد. هدف اصلی این پژوهش بررسی سدیم زدایی خاک های شور و سدیمی منطقه مرکزی استان خوزستان بوده است. بنابراین آزمایش آب شویی روی 2 سری خاک، یکی (منطقه 1) در کلاس شوری و قلیائیت 4A4S و دیگری (منطقه 2) در کلاس شوری و قلیائیت 2A3S با آب رودخانه کارون با 4 تیمار 25، 50، 75 و 100 سانتی متر آب آب شویی و در 3 تکرار تا عمق 200 سانتی متر انجام گرفت. نتایج نشان داد که در منطقه 1، با کاربرد 100 سانتی متر عمق آب آب شویی 39 درصد سدیم تبادلی اولیه تا عمق 100 سانتی متری و در منطقه 2، با کاربرد 100 سانتی متر عمق آب آب شویی 55 درصد سدیم تبادلی اولیه تا عمق 100 سانتی متری کاهش یافته است.
-
صفحه 219دیم کاری بخشی از سیستم تولید محصولات کشاورزی در استان گلستان می باشد، افزایش سطح زیر کشت دیم و آبی به منظور توسعه کشاورزی به میزان بارندگی وابسته می باشد. بنابراین ارایه مدلی برای تخمین میزان بارندگی سالانه ضروری به نظر می رسد. در این پژوهش آمار باران روزانه 8 ایستگاه هواشناسی استان گلستان با دوره درازمدت (حداقل 34 سال) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. با توجه به تنوع اقلیمی استان گلستان، مدل هایی در بخشی از این استان و برای دو نوع اقلیم، نیمه خشک تا نیمه خشک معتدل و خشک تا خشک سرد بررسی شد. بررسی ها نشان داد که در اقلیم نیمه خشک تا نیمه خشک معتدل فاصله زمانی وقوع 5/167 میلی متر باران تجمعی از ابتدای پاییز بر حسب روز (5/167t) و در اقلیم خشک تا خشک سرد فاصله زمانی وقوع 5/107 میلی متر باران، با میزان بارندگی سالانه بر حسب میلی متر (Pa) رابطه معنی داری دارد. نتایج نشان دهنده آن است که در هر دو نوع اقلیم هر چه فاصله زمانی وقوع مقادیر آستانه از ابتدای پاییز بیش تر گردد، مقدار بارندگی سالانه کاهش پیدا خواهد کرد. از سوی دیگر برای افزایش ضریب تبین مدل ها از متغیرهای اقلیمی مانند میانگین درازمدت بارش و مشخصه های جغرافیایی ایستگاه ها نیز در تعیین مدل ها استفاده گردید. نتایج نشان داد به جز میانگین درازمدت بارندگی، دیگر متغیرها ضریب تبین مدل های غیرخطی ارایه شده را به طور معنی داری افزایش ندادند.
کلیدواژگان: تخمین، بارندگی سالانه، فاصله زمانی وقوع، مشخصه های جغرافیایی، گلستان
-
Page 1Soil temperature is one of the main characteristics of soil that its changes have a great impact on many processes such as growth, plants flourishing and soil formation. Nevertheless, temperatures throughout the soils profile are not measured continuously. As a result, we encounter the lack of statistics in soils temperature data, while meteorological parameters are being measured regularly. Since presented relationships in the previous investigations do not provide the appropriate accuracy to predict soils temperature, the objective of this paper is to introduce a high accuracy relationship based on comparison of regression methods and Artificial Neural Network (ANN) by using daily meteorological data of three stations located in Mashhad, Sabzevar and Shiraz. Solidarity coefficients indicated that ambient temperature, evapotranspiration and evaporation have the most solidarity with the soil temperature at a depth of 5 cm, respectively. According to solidarity coefficient and results of the 2 models, air temperature, evapotranspiration, humidity and effective precipitation with daytime lag of one day were regarded as the best input parameters, respectively. The results showed that second order regression with single variable had the lowest accuracy while the highest accuracy was observed in the ANN method. In the mean time, multiple regressions had a reasonable accuracy. In calculation of freezing depth we concluded that Finish equation has an acceptable accuracy, whereas by considering an added parameter related to the precipitation depth in the cold days to the equations order, the results of the Finish equations will improve dramatically. Maximum error of 15% was observed for the recommended equation in Shiraz station and count of error in Mashhad and Sabzevar 0.6% and 2% observed respectively.Keywords: Meteorological parameters, Soil temperature, Regression, Artificial neural network, Freezing penetration depth
-
Page 25The Urmia Lake is one of the important water bodies in the northwest of Iran that has a significant role in the economy and environment of the region. Recently, the lake is faced with a critical level reduction, which makes it important to evaluate the causes. In this regard understanding of the Lake's level behavior is necessary, which can be applied for mitigation measure to save it. This subject constructs objective of the present paper that applies the spectral analysis techniques to investigate harmonic periods of the Lake level time series. For this, a combination of Multi Taper Method of spectral estimation and Singular Spectral Analysis were implemented. The results showed significant long-term periods in time series. However due to limitation in the record length, the frequencies longer than about 20 years were applicable for the analyses. Also, comparing the reconstructed time series of harmonic series with the original time series showed that although, harmonic oscillations are effective on level behavior of the lake, but declines of the recent years are not completely describable by these periodicities.Keywords: Lake Urmia, Level time series, Spectral analysis, Noise, Periodic oscillations
-
Page 47Lateral intakes are hydraulic structures, which are used for flow diversion from river. Due to the fact that most of rivers are curved on their path and due to existence of secondary flow, the outer bank of the bend is suitable places for positioning the lateral intake. The sill structure at the entrance of lateral intake is often used for controlling the flow and sediment entry to intake. The present experimental study focuses on the investigation of side-weir discharge coefficient in the entrance of lateral intake at different positions of a 180 degree channel bend. Also the relations were presented for estimation of discharge coefficient in various positions of lateral intake. The result showed that by increasing the froude number and proportion of sill height to upstream flow depth, the discharge coefficient decreases. Also positioning of side weir on 90o and 150o lead to maximum value of discharge coefficient and positioning of side weir on 135o lead to minimum value of discharge coefficient.Keywords: Lateral intake, Side, weir, Diversion discharge, 180 degree channel bend
-
Page 67Flow discharge determination in rivers is one the key elements in design of river engineering projects. By flow entering into the floodplains and sudden changes in river geometry, the common resistance equations are not applicable. Therefore, many approaches have been developed for modification of flow discharge computations. Most of these methods have satisfactory results in laboratory flumes but extending those to all hydraulic and geometric conditions such as natural rivers are very limited. In recent decades, due to ability of complex phenamena modeling, the artificial intelligent methods have very wide applications in many fields of water engineering. Genetic Programming, a branch of evolotionary algorithms, is able to optimize the model structure and its components and to derive an explicit equation based on the variables of the phenamena. In this study, using 394 laboratory and field stage-discharge data sets of 30 compound channels, a new equation has been derived for calculation of flood discharge, based on geometric and hydraulics parameters, using Genetic Programming. The modeling is conducted in training and testing phases that at these two phases, the agreement between computed and measured flow discharge was very good. The determination coefficient for the training and testing phases was 0.99 and 0.96, respectively.Keywords: Genetic programming, Stage, discharge curve, Flooded Rivers, Floodplains
-
Page 85Nowadays, the scientists and climate researchers have been focused on prediction of long-term climatic parameters caused by climate change. GCM models can predict climatic parameters as LARS-WG. This model can produce daily rainfall, radiation and temperature maximum and minimum daily. Model using of semi-empirical distribution will generate wet and dry days, daily rainfall and radiation. In this research, the possibility of using of LARS-WG model was evaluated to simulate some weather parameters in Sanandaj. The model was able to simulate maximum temperature, minimum temperature and radiation but it was not able to simulate rainfall data. So results showed that mean of minimum, maximum temperatures and rainfall will raise, 0.99, 0.01 ºC and 6.95 mm during period from 2030 to 2011 in Sanandaj respectively. Also, solar radiation will decrease about 0.075 MJ/m2. Day and the greatest rainy days obtained in February (6.75 mm) and the lowest in March (3.95 mm). Also results showed that the hot days will increase in warm months and the highest mean will occur in June. The greatest of frost days occurred in January with 25.60 day as average. Therefore, considering the results presented and good accuracy of model in estimating the parameters, it can be used for evaluation and prediction of climate change in Sanandaj station.Keywords: Evaluation, Simulation, Climate change, LARS, WG model, Sanandaj
-
Page 103
Hydraulic flow analysis in rivers during floods by mathematical models is one of the initial activities for flood alleviation schemes. In this case, besides saving time and budget, the velocity and bed shear stress lateral distribution and sediment transport will be computed with suitable accuracy. One-dimensional mathematical models have been widely used by hydraulic engineers in river training works. Recently, application of quasi two-dimensional models is widespread. These two mathematical models have their individual limitations and strengths which should taking into account in interpretation of results. In this paper, by calibration of 1-D and quasi 2-D models, their ability in prediction of velocity lateral distribution in Gorganrood River at Aq-qalla hydrometric station are compared. This comparison showed that mean error of 1-D and quasi 2-D models in velocity lateral distribution are 9.5 and 4.5 percent, respectively.
Keywords: 1, D mathematical model, Quasi 2, Velocity lateral distribution, Secondary flow, Floodplains -
Page 121In this paper flow pattern at 90o, rectangular channel junctions have been studied. Flow pattern in open channel junctions was studied both experimentally and numerically. Velocity measurements were taken using an acoustic doppler velocimeter and depth measurements were made using a point gauge over a grid defined throughout the junction channel region. Velocity distribution in various plates for six discharges ratio Q* was investigated. Results showed that there is a good agreement between the model simulation and the experimental measurements. Both experiments and numerical model showed that by combining two flows in the main and lateral channel, producing a helical flow in the main channel affecting flow pattern. This helical flow formed a separation zone at downstream of lateral channel and this separation zone affecting by discharge ratio. This zone has an inclination to the main right wall at upper layer and in lower layer has an inclination to the left wall. When decreasing Q* separation zone is also decreased in width and length. Longitudinal and vertical velocity vectors in the main channel have small magnitude at upstream main channel. By combining the lateral flow and main flow increasing the magnitude of transversal velocities results also indicate that maximum transversal velocities occur at maximum contraction of flow.Keywords: Flow pattern, Junction flow, Rectangular channel, Hydrodynamic model
-
Page 139
In recent years, urban development and industrialization have caused the accumulation of heavy metals in soil. Pollution of soils significantly reduces the environmental quality and affects the human health. Using chemical methods to evaluate soil pollution is both difficult and time consuming. In many recent studies, magnetic susceptibility measurements have been employed for pollution monitoring as a non-destructive and fast technique. The objective of this research was to determine the spatial variability of magnetic susceptibility and the concentration of selected heavy metals and the effect of land use on their variations in surface soils of the Isfahan region. A total of 158 composite surface soil samples (0-5 cm) were taken from an area of about 700 km2. Magnetic susceptibility was measured at low frequency (0.46 kHz) using a Bartington MS2 dual frequency sensor. The concentration of total lead (Pb), zinc (Zn) and copper (Cu) were measured in all the soil samples. The spatial variability of these variables was examined by kriging. No significant difference was found between uncultivated and agricultural lands. The concentration of Cu, Zn and Pb are positively correlated with magnetic susceptibility (χlf). It appears that the major factor controlling the enhancement of magnetic susceptibility in the study area is anthropogenic activities. It appears that the concentration of Pb, Cu and Zn has been affected by anthropogenic sources such as traffic emissions and industrial activities. The results also suggest that magnetic methods could be used to estimate the heavy metal contamination from anthropogenic sources in soils.
Keywords: Anthropogenic activities, Heavy metal, Magnetic susceptibility, Soil pollution, Spatial variability -
Page 157High ratios of erosion and sediment in eastern area of Golestan province have reduced soil fertility and dams capacity. Temporal variation of chemical soil quality indicators has to be studied for evaluation of soil degradation by erosion. Therefore, this study was conducted to evaluate soil and sediment quality indicators in different seasons in loess derived soils, in the Eastern area of Golestan province. Soil samples were taken from each season to analyse chemical properties in Gharnaveh and yelcheshmeh watersheds. Samplings of sediments were monthly for one year from the outlet of watershed basins mentioned as Tamer hydrometric station. The results showed the highest total nitrogen (0.16%) and soil organic matter (3.6%), were observed in autumn. The effect of season on soil phosphorus and potassium was significant (P>0.05), so the maximum amount of phosphorus (5 mg/kg) and available potassium (108 mg/kg) were observed in summer. About the status of nutrients in the sediment, this study showed that total nitrogen in the autumn, have a maximum amount and there was a significant difference between spring and autumn. The maximum amount of phosphorus (amount 4.9 ppm) was observed in winter. Most of the sediment organic matter and available potassium were observed in summer and spring. The results showed that there was a correlation between although maximum of nitrogen and potassium in soil and sediment, but in universal view, changes in soil nutrients and sediment, during different months of the year is not consistent.Keywords: Soil quality, Sediment quality, Fertility, Golestan province, Loess
-
Page 173Area reduction method is one of the most common empirical methods to determine sediment distribution in dam reservoirs. In this method reservoirs were classified into four types that for each of them the parameters c, m and n are presented. Calibration of method for a reservoir based on these parameters can increase its accuracy. In this research, two computer programs in FORTRAN language were prepared based on SA optimization algorithms and area reduction empirical method. Then, a simulation-optimization model was obtained by combination of two mentioned programs with ability to determine optimal parameters of area reduction method. Using this model, optimal parameters of area reduction method is determined so that the least difference exists between computational and actual volume. Prepared model was used for Karaj Dam with three periods of actual area-volume-height information. Using actual data from two first periods, optimal empirical area reduction parameters were obtained and capability of SA algorithm determining the global optimal was tested by asymptotic method. The optimal values of c, m and n were obtained 0.052, 0.836 and 14.234 respectively. In order to indicate the ability of optimal parameters to increase accuracy of prediction, sediment distribution in the third period of the actual data was calculated with typical and optimal parameters and the results were compared with actual values. Results showed that using optimal parameters decrease the amount of error in the prediction of sediment distribution, significantly. Difference between estimated and actual volume of Karaj dam using optimal parameters in calibration and verification periods are 54% and 20% lower than the typical parameters respectively. Finally sediment distribution of reservoir was predicted for next years based on optimal parameters.Keywords: Calibration, Area reduction method, SA algorithm, Optimal parameters, Optimization
-
Page 189The aim of the present study is to monitor the drop of groundwater level in the Saveh aquifer. To achieve this goal, monthly precipitation from five weather stations, monthly flow in three gauging station, monthly volume of discharges and water table data in 63 wells were investigated. The results of assessing meteorological drought using Standardized Precipitation Index (SPI) in two stations (Imamabad and Ahmadabad) indicate that extreme drought has occurred in 1980, 1983 and 1985. The results of correlation coefficient between the Standardized Precipitation Index (with scales 1, 3, 6, 9, 12, 18, 24 and 48 months) and water table data (with lag time 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12 and 24 months) indicate high compliancy, SPI with scale of 24 and 48 months and groundwater level with time delay of 5 months (0.806 and 0.762) respectively for two Station of Ahmadabad and Imamabad. Review of rainfall and surface flow data at Shah Abbasi, Razin and Jalayer show increasing decreasing trends in rainfall and flow, respectively. According to results of this study construction of Saveh dam on Qarechay River in 1994 is the main reason for drop of groundwater level in Saveh aquifer.Keywords: Groundwater, Saveh aquifer, Standardized precipitation index (SPI), Lag time
-
Page 201Rainfall-runoff models such as Watershed Modeling System (WMS) are suitable tools for watersheds hydrological simulation. In this research, different and effective parameters in hydrological modeling of Ghorve watershed were studied. Five storm Hyetographs and corresponding hydrographs were selected. Using the HEC-HMS sub model and SCS and Snyder methods, flood hydrograph was simulated and then calibrated and validated. The results in validation phase showed that for simulation of peak discharge, the SCS method has better agreement compared to observed data.Keywords: Simulation, Calibration, Validation, Snyder, SCS
-
Page 211Management of natural resources such as water and soil is one of the important subjects in suppling food requirements of increasing population of the world. Soil salinization and sodification caused by salt accumulation are the common phenomena that manifest in irrigated agriculture in arid and semiarid regions. The aim of this research was study of desodification of saline and sodic soils at central region of Khuzestan province-IRAN. For this purpose, two experimental areas (Sl, S2) were selected and four treatments with three replications by series of double rings were applied. The treatments included 25, 50, 75 and 100 cm water application. It was concluded that 39 and 55% of initial exchangeable sodium percentage in Pilot S1 and S2 was reduced by 100 cm water leaching at one meter layer of Soil respectively.Keywords: Desodification, Khuzestan, Leaching, saline, Sodic soils
-
Page 219Dry farming is a part of agricultural practice in Golestan province. Increasing dry and irrigated lands is connected with rainfall. Dry farming is important in countries with developed economy and agriculture. Therefore modeling for estimation of annual rainfall is important. This research used data of daily rainfall (34 years) of 8 stations in Golestan region. Climate of stations were cold semi dry to temperate (mild). Results showed that in equation between t167.5 (data of rain value=167.5 mm from the first of autumn in mild climate) and t107.5 (cold dry climate) annual rainfall decreases. Some another parameters were not suitable for these equations.Keywords: Estimation, Annual rainfall, Geography characteristics, Golestan
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.