فهرست مطالب

فصلنامه مهندسی منابع آب
پیاپی 10 (پاییز 1390)

  • تاریخ انتشار: 1391/02/20
  • تعداد عناوین: 8
|
  • عبدالحسین بغلانی صفحه 1
    در این مقاله با استفاده از یک روش عددی، الگوهای فرسایش و انتقال رسوب در محل تلاقی دو نهر مورد بررسی قرار گرفته-اند. برای این منظور از روش حجم های محدود که یک روش تفکیک سازی پذیرفته شده و کارا در حل معادلات حاکم بر جریان می باشد، استفاده شده است. اثر تلاطم جریان با در نظر گرفتن یک شبیه گردابه-گرانروی در معادلات اندازه ی حرکت دیده شده است. جفت کردن معادلات حرکت جریان یعنی معادلات پیوستگی و اندازه حرکت در دو جهت و معادله ی پیوستگی رسوب به صورت کامل و همزمان انجام گرفته است. فرض شده که جریان دو بعدی بوده و انتقال رسوب فقط به-وسیله ی بار کف صورت می گیرد. برای این منظور از رابطه ی انتقال رسوب گراس برای برآورد بار کف در معادله ی پیوستگی رسوب استفاده شده است. در این مقاله برای به دست آوردن شار عددی در فصل مشترک بین سلول ها از روش تفکیک تفاضل شار همراه با حل مساله ی ریمان باکاربرد روش اصلاح شده ی هارتن- لکس- ون لیر(HLLC) بهره گیری شده است. تقاطع مورد نظر دارای زاویه ی 90 درجه بوده که نتایج حاصل از شبیه سازی عددی آن به منظور صحت سنجی شبیه با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه شده اند که دقت قابل قبولی را نشان می دهند. الگوی فرسایش در نهر فرعی و ایجاد یک پشته ی رسوبی در نهر اصلی پایین دست به وسیله ی شبیه به درستی تشخیص داده می شود. همچنین به منظور انجام یک مقایسه ی کمی، نتایج حاصل از حداکثر عمق فرسایش، حداکثر ارتفاع پشته ی رسوبی و حداکثر نفوذ چاله ی فرسایشی در نهر فرعی با نتایج مربوط به داده های آزمایشگاهی مقایسه گردیده اند.
    کلیدواژگان: تقاطع نهرها، انتقال بار کف، روش حجم های محدود، معادلات آب های کم عمق
  • زینب جلودار، سید حسن گلمایی، علی رحمانی فیروزجایی، هادی ثانی خانی * صفحه 13

    طراحی آبی صحیح و دقیق سرریزها به عنوان یکی از اجزاء اصلی سدها، نقش به سزایی در پایداری و ایمنی آنها دارد. تعیین مشخصه های آبی جریان با استفاده از شبیه های فیزیکی، مستلزم صرف وقت و هزینه ی زیاد می باشد. با ارائه ی روش های عددی و حل معادلات پیچیده ی حاکم می توان از شبیه های ریاضی سرریز، بهره گرفت. یکی از شبیه های ریاضی جریان، شبیه جریان بالقوه است که با فرض جریان غیر چرخشی، سیال بدون لزجت و غیرقابل تراکم حاصل می گردد. در این تحقیق، با به کارگیری این شبیه و با استفاده از روش اجزاء محدود، مشخصات جریان روی سرریز اوجی مورد تحلیل قرار گرفت. مقایسه ی نتایج حاصل از روش عددی با مقادیر تجربی و بررسی اندازه ی خطا، نشان دهنده ی عملکرد مناسب شبیه بود.

    کلیدواژگان: سرریز اوجی، روش اجزاء محدود، شبیه های ریاضی، تحلیل جریان آب
  • تورج سبزواری، رضا اردکانیان، علی طالبی صفحه 25
    زمان پیمایش زیرسطحی در حقیقت همان زمان پاسخ جریان زیرسطحی دامنه های پیچیده نسبت به نفوذ بارندگی می باشد که در تخمین آب نگار جریان زیرسطحی حوضه های آبخیز به کار می رود. براساس سازوکار دانی بلاک، جریان زیرسطحی است که سازوکار جریان سطحی و رواناب را در حوضه های آبخیز تعیین می کند. در این تحقیق، تاثیر عواملی همچون ضخامت خاک، ضریب هدایت آبی خاک، شکل و هندسه(شکل مسطحه و میزان انحنای) دامنه های پیچیده بر زمان پیمایش جریان زیرسطحی دامنه های پیچیده مورد بررسی قرار گرفت. به طور کلی، هر چه ضخامت خاک کمتر گردد یا ضریب هدایت آبی خاک کاهش یابد، خاک زودتر اشباع گردیده و زمان پیمایش کاهش می یابد. هرچه میزان همگرایی دامنه های پیچیده بیشتر گردد، زمان پیمایش کاهش یافته و همچنین هرچه دامنه ها واگراتر گردند، این زمان افزایش می یابد. هرچه انحنای دامنه ها از حالت مقعر به محدب بیشتر گردد، زمان پیمایش دامنه ها افزایش می یابد. در نظر گرفتن شکل و هندسه دامنه ها بین5/0 تا 2 برابر می تواند زمان پیمایش را افزایش دهد.
    کلیدواژگان: زمان پیمایش، جریان زیر سطحی، دامنه پیچیده
  • فروغ گلکار، سهراب حجام، علی خلیلی صفحه 39
    هدف از این پژوهش، بررسی تعیین الگوهای توزیع زمانی بارش در چند نمونه ی اقلیمی فراخشک، خشک، نیمه خشک و نیمه مرطوب ایران(بم، تهران، شیراز و گرگان) می باشد. برای این منظور، ابتدا توزیع فراوانی رگبار از لحاظ تداوم بارش(ساعت) و همچنین ارتفاع بارش(میلی متر) تعیین گردید. سپس با در نظر گرفتن سهم بارش های هر ایستگاه در تولید آب قابل ذخیره سالانه، کمترین ارتفاع بارندگی(آستانه) جهت بررسی در تعیین توزیع های زمانی بارش مشخص گردید. این حداقل برای ایستگاه های بم، تهران، شیراز و گرگان به ترتیب0/7، 5/12،0/10 و 0/10 میلی متر به دست آمد که این مقادیر 50٪ آب آن حوضه را تامین می کنند. در ادامه الگوهای توزیع زمانی بارش در ایستگاه های تحت بررسی با روش های تجربی هاف و پیلگریم تعیین گردیدند. معادله ی ریاضی الگوهای توزیع زمانی بارش به صورت میانگین گیری(روش پیلگریم) و احتمالاتی(روش هاف) در مختصات بدون بعد محاسبه گردید. مقایسه ی مقادیر حاصل از الگوهای پیشنهادی با داده های واقعی نشان داد که روش هاف و الگوهای توزیع زمانی احتمالاتی ارائه شده برای ایستگاه های تحت بررسی نسبت به روش پیلگریم تطابق بیشتری را دارند.
    کلیدواژگان: نمودار رگبار تجمعی بدون بعد، تابع چگالی احتمال، رگبار
  • وحیده روان، سیدمحمدجعفر ناظم سادات صفحه 51
    افزایش غلظت گازهای گلخانه ای و افزایش جهانی دما، نشان پر رنگی بر اندازه تولید و ویژگی های فرآورده های کشاورزی خواهد داشت. نشان این دگرگونی ها در کوتاه شدن دوره ی رشد، افزایش تبخیر-تعرق، افزایش عملکرد و نوسان ارزش خوراکی گیاهان نمایان گردیده است. از جمله روش های پیش بینی دما و بارش در چنددهه ی آتی، به کارگیری شبیه های گردش همگانی جو (GCM) می باشد. از آن جا که برون داد این شبیه ها نشانگر ویژگی های اقلیمی در پهنه های بزرگ جغرافیایی است، برای به کارگیری آنها در گستره های محلی و حوضه های آبخیز نیاز به کوچک اندازه کردن برون دادها می باشد. در این پژوهش، دو روش ناهمسان برای کوچک اندازه کردن آماری برای برون دادهای شبیه های GCM به کارگرفته و سپس بهترین روش انتخاب شده است. در گام دوم، برون دادهای شبیه گردش همگانی جو ECHAM5 در دو نمایشنامه ی 20C3M و 1PTO2X برای دوره ی2005 -1951 کوچک اندازه شدند. پس از آنکه واسنجی ها نشان داد که برون دادهای کوچک اندازه شده شبیه همخوانی بالایی با داده های دیده بانی شده دارند، همان روش کوچک اندازه کردن برای برون دادهای شبیه در دوران 2040-2011 به کارگرفته شد. یافته های پژوهش نشانگر افزایش دمای پهنه مرکزی استان فارس در دوره سی ساله ی2040-2011 در سنجش با دوره ی زمانی گذشته 55/0 درجه ی سانتی گراد در نمایشنامه ی 20C3M و 35/2 درجه سانتی گراد در نمایشنامه ی 1PTO2X می باشد. همچنین اندازه ی بارش دوره سی ساله ی آتی در دو نمایشنامه ی 20C3M و 1PTO2X، یکی پس از دیگری، 14% کاهش و 19% افزایش نشان داد.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، شبیه های گردش همگانی جو، کوچک اندازه کردن
  • فردین بوستانی، حمید محمدی، بهروز میر صفحه 63
    در این مطالعه به بررسی رابطه ی استفاده از روش کم آبیاری با انتخاب الگوی بهینه ی فرآورده های کشاورزی پرداخته شده است. این روش به طور گسترده ای، به ویژه در نواحی مواجه با کم آبی، مورد استفاده قرار گرفته است. واقع شدن شهرستان فسا در اقلیم صحرایی گرم، رخ دادن تنش های آبی بیشتر در آن نسبت به سایر مناطق اقلیمی استان فارس، دلیل انتخاب منطقه ی مزبور برای مطالعه ی حاضر بوده است. به منظور بیشینه کردن درآمد خالص مزرعه ی نماینده ی منطقه ی مورد مطالعه، از یک الگوی برنامه ریزی غیرخطی مشروط بر توابع واکنش عملکرد فرآورده ها نسبت به آب در فضای سایر محدودیت ها، استفاده گردید. نتایج نشان داد که با اعمال آبیاری کامل به جای کم آبیاری در الگوی جاری و کاهش سطح زیرکشت تا سطح استفاده از موجودی آب، امکان افزایش درآمد مزرعه ی نماینده وجود دارد. علاوه بر آن، بسته به شدت بحران و اندازه ی کمبود آب، نحوه تصمیم گیری برای تعیین راهبرد آبیاری و الگوی کشت در شرایط خشکسالی متفاوت است، به شکلی که اگر کاهش سطح تامین آب به بیش از نصف موجود برسد، اتخاذ راهبرد کم آبیاری بهترین گزینه برای استفاده ی بهینه از زمین و کمینه ی آب موجود خواهد بود. در این خصوص، با پذیرش کاهش عملکرد برای بعضی از فرآورده ها و تغییر الگوی کشت آنها منطبق با درآمد نهایی حاصله از هر واحد مصرف آب، می توان به کمترین کاهش در بازده ی برنامه ای مزرعه دست یافت.
    کلیدواژگان: کم آبیاری، برنامه ریزی غیرخطی، الگوی کشت، بهینه سازی، خشکسالی
  • حسین بابازاده، فریبا شاهرخی، محمد منشوری، فریدون داوودی صفحه 75
    پژوهش حاضر به منظور بررسی تاثیر آبیاری تکمیلی در مراحل مختلف پدیده شناسی گندم دیم بر زیست توده، عملکرد دانه، وزن هزاردانه و مقدار نیتروژن و پروتئین دانه، در سال زراعی 89-1388 در مزارع شهرستان ابهر در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تیمار و در سه تکرار اجرا گردید. تیمارهای آزمایشی عبارت از I1 = یک نوبت آبیاری در مرحله خوشه رفتن و مقدار 500 مترمکعب در هکتار، I2= دو نوبت آبیاری در مراحل خوشه رفتن و دانه بستن، جمعا به مقدار 500 مترمکعب در هکتار، I3 = یک نوبت آبیاری در مرحله ی دانه بستن به مقدار 500 مترمکعب در هکتار، I4 = تیمار شاهد(بدون آبیاری) بودند. نتایج حاصل از تحقیق نشان داد که اثر تیمارهای آبیاری تکمیلی درمورد صفات زیست توده، عملکرد دانه، وزن هزاردانه در سطح یک درصد و درمورد درصد نیتروژن و درصد پروتئین دانه در سطح پنج درصد، معنی دار بوده است. به طوری که حداکثر مقدار صفات فوق الذکر از تیمار آبیاری تکمیلی در مرحله ی خوشه رفتن به ترتیب زیست توده 889/6 و عملکرد دانه 442/2 تن در هکتار، وزن هزاردانه 32/42 گرم، مقدار نیتروژن977/1 و پروتئین 53/11 درصد و حداقل مقادیر صفات فوق الذکر از تیمار شاهد(بدون آبیاری تکمیلی) به دست آمد. در گروه بندی، همه ی این صفات در این تیمار در گروه a قرار گرفت. البته تیمارهای آبیاری تکمیلی دیگر نسبت به تیمار شاهد از وضعیت بسیار خوبی بهره مند بودند. با توجه به نتایج به دست آمده از بررسی صفات کمی وکیفی، در مرحله ی خوشه رفتن که تقریبا مصادف با اوایل تاثیرات منفی تنش خشکی در شرایط کشت های دیم می باشد، با انجام یک بار آبیاری می توان دست کم محصول را به مقدار 30 درصد افزایش داد
    کلیدواژگان: آبیاری تکمیلی، گندم دیم، عملکرد، وزن هزاردانه و درصد نیتروژن
  • عبدالمجید لیاقت، علیرضا فرهمند صفحه 85
    آب و نیتروژن دو عامل مهم محدودکننده ی رشد و عملکرد محصولات کشاورزی می باشند. گرچه نیتروژن از عناصر غذایی ضروری گیاهان به شمار می رود، ولی پیامد استفاده ی بی رویه از کودهای دارای ترکیبات نیتروژنی، به منظور تولید بیشتر فراورده های کشاورزی، در دهه های اخیر، باعث آلودگی محیط زیست شده است. این پژوهش به منظور بررسی تاثیر تیمارهای آبیاری(40،60،80، 100 و120درصد نیاز آبی) و مقادیر مختلف نیتروژن(60،120 و180کیلوگرم در هکتار) و برهمکنش آنها بر تجمع نیترات در خاک ناحیه ی ریشه گاه در کشت گوجه فرنگی، صورت گرفت. پژوهش در مزرعه ی تحقیقاتی گروه آبیاری و آبادانی دانشکده ی کشاورزی دانشگاه تهران(منطقه ی نیمه خشک واقع در کرج) در یک خاک دارای بافت متوسط رسی و در قالب طرح کرت های خردشده با سه تکرار(تیمارهای آبیاری به عنوان کرت های اصلی و مقادیر کود نیتروژنه به عنوان کرت های فرعی) انجام شد. نتایج تجزیه ی آماری نشان داد که اندازه ی آب آبیاری و مقادیر مختلف نیتروژن و همچنین اثر متقابل آنها بر تجمع نیترات در خاک در سطح یک درصد معنی دار بوده است. بیشترین تجمع نیترات در خاک در تیمار 40% نیاز آبی با 180 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و کمترین آن در تیمار 120% نیاز آبی(آبیاری کامل) با 60 کیلوگرم در هکتار به دست آمد. در شرایط آب و هوایی محل آزمایش و رقم گوجه فرنگی مورد بررسی(ارلی اوربانا)، می توان کاربرد 100% نیاز آبی با 120کیلوگرم نیتروژن در هکتار را جهت تولید حداکثر عملکرد و بهینه ساختن تجمع نیترات در خاک توصیه کرد. دیگر آن که در صورت نیاز به اعمال کم آبیاری، بایستی کود نیتروژنه ی کمتری را به کار برد.
    کلیدواژگان: آب آبیاری، آلودگی خاک، نیتروژن، گوجه فرنگی، نیترات
|
  • A. H. Baghlani Page 1
    In this paper, a numerical model has been presented to investigate the scour and deposition in channel confluences. Finite-volume method, which is an acceptable and effective approach, has been used to discretize the governing equations. The effect of turbulence has been considered in the model via an eddy-viscosity approach. The continuity and momentum equations and the sediment continuity equation have been coupled by a fully-coupled method. It is assumed that the flow is two-dimensional and only the bed load transport has been considered in the model. The sediment transport formula of Grass has been utilized to estimate the rate of bed load transport. To evaluate the numerical flux at the cell interface, the method of HLLC has been employed. A 90o channel confluence has been simulated by the model and the results have been compared with experimental data, which show satisfactory agreement. The model can successfully predict the scour hole, the formation of bar at mainstream channel after the confluence and the penetration of scour hole into the tributary channel. To accomplish a quantitative comparison, the maximum scour depth, maximum height of the bar and maximum penetration of scour hole into tributary channel, have been compared with those of experiments
  • Z. Salmani Jelodar, S. H. Golmaee, A. R. Firozjaee, H. Sanikhani Page 13

    Accurate and suitable design of spillways as major parts of dams is very important in the stability and safety of dams. Hydraulic characteristics of flow are determined by benefiting from physical models, however, they are expensive and time-consuming to construct. These difficulties maybe overcome by the development of mathematical models using the numerical methods. The potential flow model is one of the mathematical flow models which used in this research. In this model, flow is assumed incompressible, non- viscous and irrotational. Flow characteristics over an ogee spillway were analyzed using the finite element method to develop a mathematical model. The results of numerical method compared with experimental values and the amount of error estimated. A good agreement was reached between the theoretical and experimental values

  • T. Sabzevari Fir, R. Ardakanian, A. Talebi Page 25
    Subsurface travel time is, in fact, the response time of the subsurface flow of complex hillslopes corresponding to rainfall infiltration, used to estimate the subsurface hydrograph of watersheds. Due to Dunne-Black mechanism, it is the subsurface flow which is conducive to determination of surface flow as well as runoff mechanism. In this work, we studied the influence of factors such as soil depth, soil hydraulic conductivity, shape and geometry of complex hillslopes (plan shape and profile curvature) on subsurface flow travel time. It is seen that lower soil depth or less hydraulic conductivity leads to a more quickly saturation, whereby, the travel time decreases. Also, decline in travel time emerges with increasing rate of convergence of the hillslopes, and vice versa. Moreover, increase in travel time happens with a curvature deformation of hillslopes from concavity towards convexity. Taking the shape and geometry of hillslopes as between half and twice, may help grow their travel time
  • F. Golkar, S. Hajam, A. Khalili Page 39
    The most important factors about rainfall are its frequency, intensity and amount. The main goal of this study was estimating the time distribution of rainfall in some climatic regions of Iran. There are different methods in estimating time distribution of rainfall. Two of these are the Huff and Pilgrim methods in which real rainfall data are used to estimate rainfall temporal patterns. As the first step statistical analysis was performed to estimate the PDF curves. Then the minimum range for storm selection in each station was investigated. The results showed that the optimum rainfall range in each of the selected stations (Bam, Tehran, Shiraz and Gorgan) were 7.0, 10.5, 12.0 and 10.0 mm, respectively. Then the rainfall temporal pattern of the four climatic regions of Iran including sever arid (Bam), arid (Shiraz), semi- arid (Tehran) and semi humid (Gorgan) was identified applying the Huff and Pilgrim methods. Dimensionless curve fitting of the temporal patterns of the rainfall of each statin was also investigated. Comparison of the patterns of the two selected methods with the collected data indicated that the Huff method was superior to the Pilgrim method results
  • F. Ravan, S. M. J. Nazemossadat Page 51
    Rising concentration of greenhouse gases will affect both the amount and characteristics of agricultural products. Decreasing the crop's growing period, increasing the evapo-transpirations and variation in nutritional characteristics of plants are the outcomes of global warming. Currently, the general circulation models (GCMs), are widely used to anticipate future fluctuation and trend in temperature and precipitation. Since these models are in coarse scale, they may not represent the precise features of local characteristics and therefore, needed to be downscaled to be compatible with local attributes and reality. The present study was motivated to evaluate temperature and precipitation conditions in Fars province for the period 2011-2040. For achieving this goal, two distinct statistical downscaling approaches were used to downscale the outputs of the ECHAM5 model. For two scenarios of this model including 20C3M and 1PTO2X, the outputs were downscaled for the period 1951-2005. As a reasonable relationship between observed data and the simulated time series derived for this period, the obtained regression models were applied to downscale the data for the period of 2011-2040. According to the given results by 20C3M scenario, Fars province fasces 0.55OC increase in temperature by 2040. This increase was estimated to be around 2.35 OC using 1PTO2X scenario. Also precipitation in 20C3M and 1PTO2X scenarios, respectively, will decrease around 14 percent and increase about 19 percent for next 30-year
  • F. Boostani, H. Mohammadi, B. Mir Other Author Page 63
    In this study, the relationships between deficit irrigation with optimal cropping pattern was studied. This technique has been used widely, especially in regions facing water deficit. Since Fasa City of Fars Province is placed in warm climate and affected by water stress more than other climatic regions of the province, this city was selected as the study area. A nonlinear programming model with an aim to maximize net revenue was used subject to the yield response functions to water and other limitations. The results showed that there is the possibility of increasing income of representative farm by applying full irrigation instead of deficit irrigation in the current pattern and reducing cultivation to use the available water. In addition, in drought conditions, depending on the severity of the crisis and water restrictions, how to decide strategy for irrigation and land is different to the way if the level of water supply reduce to more than half of the current available water, the deficit irrigation strategy is the best options for optimal use of land and minimum available water. In this regard, farmer can reduce his gross margin reduction to a minimum by adopting yield reduction for some crops and changes in their cropping pattern in accordance with their marginal revenue of each unit of water consumption
  • H. Babazadeh, F. Shahrokhi, M. Manshouri, F. Davoodi Page 75
    A research was done to investigate the effect of the supplementary irrigation in different wheat phonological steps in rain fed condition on biomass, wheat yields, KW, nitrogen, wheat protein with three times experimental treatment and one control for a tillage year in Abhar’s fields in 1388. The experimental treatments were: I1) one time irrigation at heading stage (500 m3/ha); I2) two times irrigation at heading and grain stages (Total 500m3/ha); I3) one time irrigation at grain stage (500 m3/ha); I4) the control (without irrigation). The results of the research showed that the effect of supplementary irrigation on biomass, yield, KW at 1% level and on nitrogen and seed protein percent at 5% level was significant so that the maximum amount of aforementioned qualities of supplementary irrigation at the beginning of heading state were biomass 6.888, yield 2.442ton/ha, KW 42.32 ton/ha, N 1.977%, protein 11.53%. The control (without irrigation) illustrated the minimum amount. All of these qualities in these groups were placed in “a” class. The treatment in supplementary irrigation was in better condition than the control group. According to the obtained results of the study through the investigation of qualitative and quantitative features, with one time irrigation can increase 30 percent of harvest in the beginning of heading stage that is when the negative effects of dryness stress in rain fed condition start
  • A. M. Liaghat, A. R. Farahmand Page 85
    Water and nitrogen are two of the most important factors that affect plant growth and yield. Nitrogen is also one of the important nutrients. Extra use of chemical fertilizer in recent decade, especially nitrogen fertilizer, causes soil, water and environment nitrate pollution. This study was carried out to investigate the effects of different water regimes (40, 60, 80, 100 and 120 percent of water requirement) and different amounts of nitrogen (60, 120 and 180 kg/ha) as well as their interaction on nitrate gathering in root environment of tomato (variety of Early Urbana) as an important food production in the world. The experiment was performed in research farm of agriculture faculty of Tehran University (semi-arid area) in a clay–loam soil, using a split plot design with three replications (irrigation treatments as main plots and different amount of nitrogen as sub plots). The results obtained from statistical analysis indicated that the different treatments of irrigation and nitrogen as well as their interactions have significant effect (in 1 percent level) on nitrate gathering in soil. The maximum nitrate gathering in soil obtained in 40% water regime with 180 kg/ha nitrogen. The minimum nitrate gathering in soil occurred in 120% water regime (complete irrigation) with 60 kg/ha nitrogen. Also different tomato yield measurement was done. Finally, by considering our conditions of the test place and tomato variety, it is recommended to use 100% water requirement with 120kgN/ha for optimization of nitrate gathering in soil. An important result of this study is that less nitrogen fertilizer should be used in deficit irrigation situation