فهرست مطالب

فصلنامه مهندسی منابع آب
پیاپی 12 (بهار 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/08/17
  • تعداد عناوین: 8
|
  • محمدرضا پیرستانی، سیدعلی سادات موسوی، سیدعلی اکبر صالحی نیشابوری صفحات 1-17
    جریان در خم رودخانه کاملا سه بعدی، پیچیده و وابسته به نسبت شعاع انحنای مرکزی به عرض رودخانه می باشد. مطالعات انجام شده در مورد نهر های قوسی با توسعه یافتگی مختلف رفتار متفاوتی را در الگوی جریان نشان می دهند. بدین منظور، با اجرای شبیه سه بعدی به وسیله ی برنامه ی عددی Delft-3D، دو نهر قوسی 90 درجه با نسبت شعاع انحنای مرکزی به عرض (R/B)4 و3 جهت شبیه سازی انتخاب گردیدند. دیواره های نهر صلب با بستر زبر غیر قابل فرسایش، و d50 برابر با 1.28 میلیمتر در نظر گرفته شد. شبیه اغتشاشی جهت تخمین الگوی جریان غالب سه بعدی در قوس انتخاب گردید. خروجی های شبیه شامل الگوی جریان در ترازهای مختلف، بزرگی سرعت، نیمرخ سرعت عرضی و طولی، قدرت جریان ثانویه و تنش برشی بستر می باشند. به منظور صحت سنجی نتایج از شبیه آزمایشگاهی با شرایط مشابه استفاده شده که در مقایسه با نتایج عددی تطابق خوبی را نشان می دهند. خروجی های شبیه نشان می دهند که هر چه نسبت شعاع انحنای مرکزی به عرض قوس کمتر باشد، به عبارتی قوس دارای توسعه یافتگی کمتری باشد، قدرت جریان ثانویه بیشتر شده و خطوط جریان طولی نیز اثرات شدیدتری را بر الگوی جریان خواهند گذاشت. همچنین، با افزایش نسبت توسعه یافتگی قوس، بزرگی سرعت در مجاورت جداره ها افزایش می یابد، ولی از زاویه ی برخورد خطوط جریان به جداره ی خارجی قوس، که یکی از عوامل اصلی جدایی ذرات رسوبی از دیواره ها و فرسایش می باشد، کاسته می شود.
    کلیدواژگان: الگوی جریان، نسبت توسعه یافتگی، نیمرخ سرعت، قدرت جریان ثانویه، تنش برشی
  • حلیمه پیری صفحات 19-37
    محدودیت منابع آبی در شرایط آب و هوایی ایران، مشکل اصلی در راه افزایش تولید محصولات کشاورزی می باشد. روش های آبیاری قطره ای به لحاظ توان مطلوب در توزیع آب با بازده ی بالا راه حلی مناسب برای بهره وری بهینه از منابع آبی است. در این تحقیق، 8 سامانه ی آبیاری قطره ای در شهرستان سرباز مورد ارزیابی قرار گرفتند و فراسنجهای ضریب یکنواختی (CU)، یکنواختی توزیع (DU)، بازده ی توان کاربرد (PELQ)، بازده ی واقعی کاربرد (AELQ)، یکنواختی انتشار آب قطره چکانها (EU) و حداکثر اختلاف فشار در چندراهه ها، به ترتیب 31/93، 51/89، 66/68، 6/72، 5/76 و 85/42 درصد محاسبه شدند. همچنین، برای تجزیه و تحلیل بهتر منحنی تغییرات بده ی قطره چکانها در طول لوله های جانبی واقع بر چندراهه ی مورد آزمایش سامانه ترسیم گردید. در سامانه ی AW1 آبیاری بیش از حد نیاز صورت گرفته و در نتیجه تلفات عمقی آب در سامانه وجود داشت. در حالی که در بقیه سامانه ها مقدار آب آبیاری به مراتب کمتر از نیاز آبی بوده، و در نتیجه عملا کم آبیاری ناخواسته صورت می گرفت. بطور کلی می توان گفت که مشکل عمده ی سامانه های آبیاری قطره ای در شهرستان سرباز کم بودن سطح خیس شده، نامناسب بودن عمق آب آبیاری، نامناسب بودن فشار و توزیع غیریکنواخت آن، و پایین بودن دانش و مهارت کاربران سامانه های آبیاری قطره ای می باشد.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، یکنواختی توزیع، بازده ی توان، بازده ی واقعی، یکنواختی پخش آب
  • مولود حیدری نیا، عبدعلی ناصری، سعید برومند نسب صفحات 39-49
    توسعه ی منابع آب در مناطق خشک بسیار دشوار است؛ لذا، افزایش تولید با بهبود مدیریت، و به تبع آن، افزایش بازده ی آبیاری مقدور است. کم آبیاری از جمله راهکارهایی است که جهت بهبود بازده ی آبیاری، و استفاده ی بهینه از منابع آبی، بویژه در مناطق خشک کاربرد دارد. ابزار های جدید مانند نرم افزار ها، انتخاب و طراحی ترکیبهای مدیریتی را آسان می کند. به همین منظور، در این طرح به واسنجی شبیه AquaCrop و بررسی دقت آن در شبیه سازی شاخصهای محصول آفتابگردان (Helianthus annuus.) پرداخته شد. واسنجی شبیه از طریق مقایسه ی نتایج حاصل از مطالعات صحرایی و شبیه سازی انجام شد. نتایج آزمونهای آماری نشان دادند که شبیه از دقت بالایی برخوردار بوده است. درصد خطای پیش بینی (Er) برای شاخصهای بهره وری آب محصول، بهره وری آب زیست توده، محصول و زیست توده به ترتیب عبارت بودند از: 3/4،24/7، 85/20 و 66/24.
    کلیدواژگان: کم آبیاری، آفتابگردان، شبیه AquaCrop
  • یاسر میناتور، افشین اقبال زاده، میترا جوان صفحات 51-68
    در مطالعه ی حاضر، سطح آزاد و الگوی جریان عبوری از روی سرریزهای پلکانی، در نظام جریان غیر ریزشی با استفاده از نرم افزار فلوئنت و استفاده از شبیه های سطح آزاد VOF و Mixture و شبیه های آشفتگی k-ε معیار، k-ε RNG، k-ε Realizable و RSM شبیه سازی گردیده است. برای صحت سنجی شبیه عددی، از نتایج توزیع سرعت و غلظت به دست آمده از شبیه آزمایشگاهی آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه کوئینزلند استرالیا که در سال 2002الف به وسیله ی چانسون و تومبیز انجام گردیده، استفاده شده است. مقایسه دستاوردها نشان می دهد که نتایج به دست آمده از شبیه سازی عددی در دو روش VOF و Mixture با استفاده از شبیه های آشفتگی فوق، در تطابق مناسبی با یکدیگر و با نتایج آزمایشگاهی می باشند. بطور کلی، در توزیع غلظت، شبیه آشفتگی k-ε معیار برای بده های زیاد به نتایج بدتری می رسد، و برای بده های پایینتر مشابه سایر شبیه ها عمل می کند، ولی در توزیع سرعت شبیه آشفتگی k-ε معیار نتایج بهتری را ارائه می دهد. الگوی جریان آب و هوای تشکیل شده در شبیه های Mixture و VOF یکسان می باشد، ولی زمان همگرایی شبیه Mixture در مقایسه با شبیه VOF کمتر و شبیه آشفتگی RSM داری بیشترین زمان همگرایی و شبیه آشفتگی k-ε معیار دارای کمترین زمان همگرایی در هر دو شبیه VOF و Mixture می باشد. همچنین، از بین روزنه های مختلف، روزنه ی غیر یکنواخت Tri pave بهترین نتایج را بدست می دهد.
    کلیدواژگان: سرریز پلکانی، شبیه سازی عددی، شبیه های آشفتگی، شبیه Mixture، شبیه VOF
  • مرضیه جهاندیده، امین شیروانی صفحات 69-77
    اطلاع از تغییرات زمانی شروع و پایان روند بارش برای برآورد تغییر اقلیم مهم می باشد. در این مطالعه، ازآزمون نافراسنجی من-کندال دنباله ای برای تعیین تغییرات در زمان بارش سالانه برای ایستگاه های همدیدی در استان فارس استفاده شده است. این آزمون دنباله ای برای تحلیل روند زیر زنجیره های زمانی مناسب می باشد. نتایج نشان دادند که در ایستگاه آباده یک روند کاهشی بارش در سالهای 1980 و 2005 شروع شده، و این روند در سالهای 1985 و 1990 در سطح 5% معنی دار بوده است. در سالهای 1955 و 2007 هر روندی کاهشی بارش در ایستگاه شیراز آغاز گردیده است. در این ایستگاه، روند کاهشی معنی داری در بارش سالهای 1962، 1963، 1964، 1966، 1971 و 1973 در سطح 10% اتفاق افتاده است. در ایستگاه فسا یک روند کاهشی بارش در سالهای 1970 و 1997 شروع شده و کمترین مقدار آماره ی آزمون من-کندال دنباله ای در سال 2010 رخ داده است، بنابراین، روند کاهشی بارش در این سال بسیار شدید بوده است.
    کلیدواژگان: بارش، تحلیل روند، روش های نافراسنجی، آزمون من، کندال دنباله ای
  • محمد مهدی جباری، حمیده صحرایی، عفیفه احمدی، میترا کشاورز صفحات 79-85
    دشت زاهدان یا زاهدشهر یکی از محدوده های مطالعاتی حوضه ی آبخیز رود مند می باشد که در استان فارس واقع شده است. مساحت این محدوده ی مطالعاتی 1246کیلومتر مربع است. در این تحقیق به بررسی وضعیت منابع آب سطحی و زیرزمینی و محاسبه ی تراز آب آبخوان آبرفتی در این دشت پرداخته شده است. بر این اساس، حجم کل تغذیه ی سالانه ی آبخوان272/415 میلیون مترمکعب و حجم تخلیه ی آن 127/423 میلیون مترمکعب بوده، و بطور میانگین سالانه حدود 854/7 میلیون متر مکعب از حجم مخزن کاسته می شود. در سالهای اخیر، به دلیل خشکسالی و افزایش میزان بهره برداری از منابع آبهای زیرزمینی، میزان افت سطح آب زیرزمینی بسیار زیاد بوده است. با توجه به اعلام ممنوعیت این دشت، و محاسبه ی تراز منفی آن و کاهش قابل ملاحظه ی ژرفای سطح آب سفره ی آبرفتی، امکان افزایش آبکشی از آبخوان مزبور وجود ندارد. به منظور تامین نیاز آب شرب و صنعت در این محدوده می توان از تغییر کاربری چاه های کشاورزی، و یا از طریق آبرسانی از سد سلمان فارسی اقدام کرد. از نظر کیفیت منابع آب دشت زاهدان، در قسمتهای جنوبی دشت تحت تاثیر سازندهای گچی- آهکرسی رزک از لحاظ یون سولفات دارای محدودیت شرب است، و در مجموع بیش از 60 درصد آبهای دشت دارای کیفیت نامناسب تا بد می باشند. منابع آب این دشت دارای رخساره ی شیمیایی میانگین کلروره سدیک است. میانگین مجموع املاح محلول برابر با 3078 میلی گرم در لیتر، و میانگین هدایت الکتریکی برابر با 4707 میکروزیمنس بر سانتیمتر می باشد که نشاندهنده ی کیفیت نامطلوب آب دشت است.
    کلیدواژگان: تراز آب، آبخوان، خشکسالی
  • محمد هادی فتاحی، ناصر طالب بیدختی، احسان نیکویی صفحات 87-98
    همواره این سوال که آیا رفتار فرآیند های طبیعی را در بی نظمترین حالات خود می توان تحلیل کرد وجود داشته است. ماهیت انطباق پذیر روش های غیر خطی بر طبیعت این فرایندها باعث گردیده است تا آنها را به کارامدترین ابزار برای تحلیل رفتارهای طبیعت مبدل سازند. در این پژوهش در نگرشی چند فراکتالی به بررسی رفتار جریان رود در زمان سیلاب پرداخته ایم. روشی جدید برای تجزیه و تحلیل چند فراکتال جریان رود ارائه شده است. در این روش به جای استفاده از زنجیره ی اصلی جریان در تشکیل طیف لژاندر از ضرایب موجک آن استفاده می شود. کاربرد این روش در کنار حذف پراش از محتوای علامت جریان باعث گردیده تا تجزیه و تحلیل چند فراکتال جهت بررسی رفتار رود با کیفیت بسیار بالاتر نسبت به مطالعات پیشین انجام شود. 40 سال داده های مربوط به میانگین ماهانه بده ی رود قره آغاج در سه ایستگاه برای این تجزیه و تحلیل در نظر گرفته شده است. نتایج حاصل بر دو نکته تاکید دارند. اول آن که حذف پراش از محتوای علامت به طرز معناداری بر آشکار شدن الگو های چند فراکتال زنجیره های جریان اثر دارد. نتیجه ی مهمتر آن که رفتار جریان رود در بستر زمان اصولا چند فراکتال است، اما بی نظمی های موضعی مانند سیلاب باعث می گردند تا رود رفتاری تک فراکتال از خود بروز دهد، گویی که این تغییر رفتار، عکس العمل رود به تغییر شرایط پایدارخود می باشد.
    کلیدواژگان: تجزیه و تحلیل چند فراکتال، پراش، طیف تکینگی، طیف چند فراکتال، جریان رود
  • مجتبی ره نورد، محمد ره نورد، محمد محمودیان شوشتری، ناصر طالب بیدختی صفحات 99-110
    با توجه به این که کشور ایران، به خصوص استان خوزستان، دارای رودخانه های بسیاری می باشد، و با توجه به گسترش سد سازی بر روی رودخانه ها، اهمیت برآورد حجم رسوبات رودخانه از اهمیت دوچندانی برخوردار میشود. در این مقاله، شبیه سازی پدیده انتقال رسوب بر روی بازه ای از رودخانه دز (بازه بین ایستگاه حرمله تا بامدژ) به وسیله مدل های GSTARS 2.1 و HEC-RAS 4.0مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از انجام این فعالیت، مدل کردن بازه مورد نظر، مقایسه نتایج دو مدل ذکر شده با یکدیگر و با حالت واقعی، انجام آنالیز حساسیت بر روی مدل و در نهایت نتیجه گیری مناسب جهت برآورد نرخ انتقال رسوب در ناحیه مورد مطالعه می باشد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، انتقال رسوب، GSTARS 2، 1، HEC، RAS 4، 0
|
  • Pages 1-17
    Flow at a bent river is exactly three dimensional، complexes and related with ratio of curvature radius to river width. According to the researches، flow pattern in the curves have different behavior from itself. Therefore، curved channels with different development rate are simulated by numerical model of Delft 3D and results such as، flow pattern، longitudinal profile، transverse profile، secondary flow power، have obtained at a curve of river. At the same time results verified by the same laboratory model that has ran at TarbiatModares Laboratory. As a result، answers reached by numerical model had accordance with laboratory result. At the end part of simulation obtain that، whatever has decreased ratio of curvature radius to bent width، therefore، its secondary flow power will have increase. Nonetheless results showed that whatever secondary flow power in the bent have increase، longitudinal current has will strongly effect on flow pattern than secondary flow power. At the end of article has compared between graphs obtain.
    Keywords: Bend River, Numerical Simulation, Delft, 3D
  • Pages 19-37
    In climatic conditions of Iran are limited water resources main problem in increasing agricultural production. Drip irrigation methods is an ideal solution because of potential high efficiency of water distribution in for the optimal use of water resources. In the present study، the condition and performance of the 8 drip irrigation system implemented in sarbaz region were evaluated and parameter uniformity coefficient (CU)، distribution uniformity (DU)، application potential efficiency of low quarter (PELQ) and application efficiency of low quarter (AELQ)، Emission uniformity (EU) and the maximum pressure difference (ΔPmax) calculated in trickle irrigation system were 93. 31، 89. 51، 68. 66، 72. 6، 76. 5 and 42. 85 percent respectively. In order to better analysis dripper discharge variation curve in the lateral pipes on manifold has drawn. In system AW1 has beenexcessive irrigation needs. and there was a deep-water losses in the system. While in the rest of the system is water requirements far less than the amount of irrigation and deficit irrigation was done unintentionally. In general، it can be said that the key problems of trickle irrigation systems in sarbaz region are due to the lack of care in design، implementation، management and maintenance of systems، inefficiency of pressure and its inconsistent distribution and lack of wetted area beacase inefficient trickle layout.
    Keywords: Drip irrigation, Distribution uniformity, Potential Efficiency, the actual Efficiency, uniformity of water distribution
  • Pages 39-49
    Develooment of water resources is not possible in arid areas، so production increase is only possible with management improvement and irrigation efficiency increasing afterward. Deficit irrigation is an important solution for irrigation efficiency improvement and optimal use of water resources in arid areas especially. Nowadays، softwares facilitate selection and design of managemental combinations. So، in this project، AquaCrop model was calibrated and the simulations accuracy was verified for Sunflower product indexes. AquaCrop model calibration was done with comparing the results of field studies and model simulations. Statistical test results showed that the model has high accuracy in simulation. The values of Er for water productivity Yield، water productivity Biomass، Yield and Biomass are respectively: 4. 3، 7. 24، 20. 85 and 24. 66.
    Keywords: deficit irrigation, Sunflower, AquaCrop model
  • Pages 51-68
    In the present study، the flow field on stepped spillways in the skimming flow regime was modeled using free surface models of VOF and Mixture developed in Fluent software. Standard k-ε، RNG k-ε، Realizable k-ε and RSM turbulence models were used to resolve the Reynolds stresses. The results of concentration and velocity distribution were compared with those from an experimental study carried out by Chanson and Toombes in 2002a using a physical model set up in the hydraulic Laboratory at the University of Queensland. Comparing the results of VOF and Mixture models shows that the results obtained from the numerical modeling using the above-mentioned turbulence models، are in relative adaptation to each other and laboratory results. In general، the model of Standard k-ε yields worse results for concentration distribution in high discharges، but it acts like the other models in lower discharges. The results of velocity distribution obtained from Standard k-ε turbulence model using both methods of VOF and Mixture are more suitable results. The air and water flow pattern formed in models of Mixture and VOF are the same، but convergence time of the Mixture model is shorter than that of VOF model. RSM turbulence model privileges the longest convergence time and the Standard k-ε model has the shortest convergence time in both models of VOF and Mixture. In addition، among different meshes، the Tri pave discordant mesh brings about the best results.
    Keywords: Numerical Modeling, Mixture Model, Stepped Spillway, Turbulence Models, VOF Model
  • Pages 69-77
    The information of the temporal variations of the beginning and end of a precipitation trend is important for estimating climate changes. In this study، the sequential Mann Kendall nonparametric test was used to determine changes in time of annual precipitation for synoptic stations in Fars province. This sequential test is useful to trend analysis of a time subseries. The results indicated that in Abadeh station، a downward trend of precipitation has been begun in 1980 and 2005 and this downward trend in 1985 and 1990 is statistically significant at 5% level. In 1955 and 2007 a downward precipitation trend was beginning in Shiraz Station. In this station، a significant downward trend has been occurred in precipitation of years 1962، 1963، 1964، 1966، 1971 and 1973 at 10% level. In Fasa station، a downward trend of precipitation was beginning in 1970 and 1997 such that the minimum value of the sequential Mann Kendall test statistics is happened in 2010 and therefore، the downward trend of precipitation is much strong in this year.
    Keywords: Precipitation, Trend analysis, Nonparametric methods, Sequential Mann Kendall test
  • Pages 79-85
    Zahedan plain is one of subbasins of Mond river that placed in Fars province. The area of this basin is 1246 km2. This research investigated abaut surface and ground water resource and waterbalance in Zahedanplain. Thus total recharge of aquifer is 415. 242 MCM and total volume discharge is 423. 127 MCM and mean annual decrease of aquifer volume is -7. 854 MCM. In the recent year because of drought and increase of usage of water resource، water level decrasing. Due to the ban of on the plains and calculation negative balance of the plain and comparable in water level of aquifer. There isnot possibility development of aquifer in this area and inother to supply drinking and industrial water needs، in this area can be proceeded from changing users of the wells from agriculture to drinking and industrial water and or via water supply from Salman farsi s dam. There is driking water limitation because of water resourles quality of Zahedan plain، in the southern parts of plain afftected by Razak plaster-marni formation in terms of soulfate ion and overall more than 60 percent of plain water have inadequate to bad quality. Water resources of this plain have tip chloride sodium. The total avrege of dissolved salts is equal to 3078 Mg per liter and the average electrical conductivity is equal to 4707 microsiemens per cm that indicating poor quality of water plain
    Keywords: waterbalance, aquifer, drought
  • Pages 87-98
    There has been always a question whether the natural phenomenon could be studied when outburst. Nonlinear adaptable intensity has made them suitable for analyzing the nature behaviors. In a multifractal outlook، we have studied the river flow conducts when flooding. A new method has been presented for multifractal analysis of the river flow. The wavelet coefficients are used to construct the Legendre spectrum instead of the raw flow time series. Using this method besides utilizing the preprocessing algorithms for the time series has lead to a more efficient multifractal analysis than the previous studies. Forty years of monthly River flow data in three stations of Ghar-e-Aghaj River have been used for this study. The results indicate on two significant points. The first is that De-noising the signals affects the multifractal behaviors of the river flow significantly. The more important result depicts that the river flow is multifractal intensively and the anomalies like the flood would turn it to monofractal during their occurrence period. In other words changing from multifractal to monofractal condition is the river flow response to the changing of its stable condition.
    Keywords: multifractal, noise level, singularity spectrum, multifractal spectrum
  • Pages 99-110
    According to this reality that in Iran specially in Khuzestan there are a lot of rivers، and also according to improve of making dam in this area، it is important to determine rate of sediment transport. In this article، simulation of sediment transport in Dez river (between Harmaleh&Bamdezh reach) were done by HEC-RAS 4. 0 and GSTARS 2. 1 models. In this paper، models were done by theoretical sediment transportation to show the results of the comparison of statistics data، and determine the best relation for calculating of whole river''s sediment. It compares the two models output and show the different between one-dimension and quasi two-dimensions models and also was done sensitive analysis on these models. At last the suitable rate of sediment transport was studied.