فهرست مطالب

مهندسی منابع آب - پیاپی 38 (پاییز 1397)

فصلنامه مهندسی منابع آب
پیاپی 38 (پاییز 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/08/26
  • تعداد عناوین: 11
|
  • یونس خسروی، سعید بلیانی *، علی بیات صفحات 1-14
    بارندگی یکی از عوامل مهم هواشناسی است که مقدار آن به نحو چشمگیری در نقاط مختلف کره زمین تغییر می یابد. یکی از روش هایی که به کمک آن می توان سیر تحولات بارندگی را درگذشته و حال بررسی نمود، آنالیز روند سری های زمانی در مقیاس های مختلف زمانی است. در این تحقیق از متوسط بارش سالانه شهر شیراز برای مدل سازی و پیش بینی با استفاده از تکنیک تحلیل سری های زمانی استفاده شده است. برای این منظور از ایستگاه سینوپتیک شیراز با طول دوره آماری 60 ساله (2010-1951) استفاده گردیده است. نتایج نشان داد، در تکنیک تحلیل طیفی چرخه های 5/2 ساله، 5 ساله، 10، 12 و20 ساله بر بارش سالانه حاکم بوده و همساز سوم با دوره بازگشت 20 ساله به عنوان چرخه غالب با واریانس (حدود 12 درصد) در طیف بارش شناسایی گردید. در نهایت برای آگاهی و اطمینان از جهت رفتار گذشته و پیش بینی مقدار بارش سالانه تا سال های آینده مدل سازی ARIMA برای سری زمانی مورد بحث در دستور کار این پژوهش قرارگرفت، که با آزمون و خطا در خانواده الگوهای ARIMA، یک الگوی نهایی به نام CON M4 (0, 1, 1) به عنوان الگویی برتر ازنظر معیارهای آماری مناسب انتخاب شد. این الگو نیز برای هر سال میزان 44/1 میلی متر کاهش بارش را تا سال 2020 پیش بینی نموده است. با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش (رفتار کاهشی بارش سالانه) و با امکان موضوع تغییر اقلیم که امروزه از اصلی ترین چالش های بشر می باشد، برنامه ریزی های جامع مدیریت منابع بالقوه آب در کشور (استان فارس و شهر شیراز) ضرورتی اساسی به نظر می رسد.
    کلیدواژگان: مدل سازی، پیش بینی، بارش سالانه، سری های زمانی، شیراز
  • حلیمه پیری*، حسین انصاری، مهدی پارسا صفحات 15-26
    تحقیق به منظور تعیین تابع برتر آب- شوری- عملکرد و زمان برداشت سورگوم علوفه ای در مزرعه تحقیقاتی در دشت سیستان اجرا شد. آزمایش در سطوح شوری (2، 5 و 8 دسی زیمنس بر متر) و سطوح آبیاری (50، 75، 100و 120 ٪ نیاز آبی گیاه) در سه زمان برداشت انجام و چهار تابع تولید خطی، لگاریتمی، درجه دوم و متعالی مورد ارزیابی قرار گرفتند. برای هر برداشت تابع تولید به طور جداگانه مورد بررسی سپس با در نظر گرفتن زمان برداشت، تابع تولید ارزیابی شد. بعد از تعیین تابع برتر جهت بررسی اثرات جداگانه و توام شوری و آب آبیاری از شاخص تولید نهایی نسبت به عمق و شوری آبیاری، نسبت نهایی نرخ جایگزین فنی و ارزش تولید نهایی استفاده گردید. نتایج نشان داد تابع درجه دوم عملکرد سورگوم را بهتر نشان داد. شاخص تولید نهایی نسبت به عمق آب آبیاری نشان داد به ازای افزایش یک سانتی متر آب آبیاری، برداشت اول کمترین تغییر عملکرد (22/1 تن بر سانتی متر) و برداشت سوم بیشترین مقدار (9/2) را داشته است. شاخص تولید نهایی نسبت به شوری نشان داد کاهش عملکرد در شوری های پایین در برداشت دوم کمتر از برداشت اول و سوم بوده است و برداشت سوم بیشترین کاهش عملکرد علوفه تازه را داشته است. نرخ جایگزینی نهایی کمیت و کیفیت آب آبیاری نسبت به عملکرد علوفه تازه نشان داد برای این که عملکرد با افزایش یک واحد شوری آب تغییر نکند، باید 86/5 سانتی متر در برداشت اول، 97/1 برداشت دوم و 72/1 برداشت سوم عمق آب افزایش یابد.
    کلیدواژگان: سورگوم علوفه ای، دشت سیستان، تابع تولید، شوری، آب آبیاری
  • محمد کریمی چهارطاقی، سهراب نظری * صفحات 27-38
    از قدیمی ترین سازه های هیدرولیکی ساخته بشر سرریزها می باشد. از این سازه جهت اندازه گیری، تنظیم و انحراف آب رودخانه استفاده می شود. بنابراین این سازه بایستی سازه ای پایدار و از نظر هیدرولیکی عملکرد مناسبی داشته باشد. در این تحقیق به منظور شبیه سازی سرریز سد ملاصدرا یک مدل آزمایشگاهی با مقیاس 40/1 ارتفاعی طراحی و ساخته و در دبی های مختلف مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان می دهد مقدار ضریب دبی به طور متوسط حدود 1/2 می باشد. نتایج بررسی شاخص کاویتاسیون نشان می دهد در طول سرریز ضریب کاویتاسیون دارای روندی نزولی است و در دبی های بزرگ تر از 1000 مترمکعب بر ثانیه، مقدار شاخص کاویتاسیون خصوصا در تاج سرریز به سرعت به مقدار بحرانی شاخص کاویتاسیون نزدیک می شود. شاخص کاویتاسیون در محدوده دبی های این تحقیق همواره بالاتر از مقدار بحرانی است ولی با افزایش دبی احتمال وقع کاویتاسیون خصوصا در نقاط انتهایی سرریز بالا می رود. در این تحقیق کمترین فشار در دبی حداکثر در مقطع 4 و بیشترین فشار نیز در دبی حداکثر بین نقاط 9 تا 10 اتفاق می افتد.
    کلیدواژگان: سرریز اوجی، ضریب تخلیه، شاخص کاویتاسیون، مدل فیزیکی
  • هادی رمضانی اعتدالی* ، بهنام آبابایی، عباس کاویانی صفحات 39-48
    تاثیر افزایش غلظت دی اکسیدکربن اتمسفر بر میزان تعرق و فتوسنتز گیاه غیرقابل انکار است. در این مطالعه اثر افزایش غلظت دی اکسیدکربن در چهار سناریوی A1B، A2، B1 و B2 بر عملکرد گندم، جو و ذرت به عنوان غلات اصلی منطقه دشت قزوین مورد بررسی قرار گرفت. مدل AquaCrop پس از واسنجی و اعتبارسنجی برای شبیه سازی رشد محصولات مورد استفاده قرار گرفت. در هریک از سناریوها (افزایش غلظت دی اکسیدکربن اتمسفر، عدم تغییر در داده های هواشناسی و فرض ثابت ماندن سطح تامین آب آبیاری) ، عملکرد گندم در دوره 26 ساله2010-2035 نسبت به دوره 26 ساله مبنا (1984-2009) به طور میانگین بین 5/11 تا 4/14 درصد افزایش خواهد یافت. در مورد جو و ذرت این افزایش به ترتیب 5/8 تا 3/11 و 7/3 تا 3/4 درصد برآورد گردید. میزان تعرق گندم، جو و ذرت به ترتیب و بطور متوسط در حدود 7، 5 و 1 درصد در سناریوهای مختلف کاهش خواهند یافت. همچنین میزان افزایش بهره وری مصرف آب به ترتیب برای گندم، جو و ذرت بطور متوسط برابر با 13، 6 و 4 درصد برآورد گردید. نتایج این مطالعه، موید تاثیرگذاری بیشتر افزایش غلظت دی اکسیدکربن بر گیاهان گروه C3 (گندم و جو) نسبت به گیاهان گروه C4 (ذرت) می باشد.
    کلیدواژگان: تعرق نسبی، سناریوهای غلظت دی اکسیدکربن، مدل AquaCrop
  • محمدحسین پورمحمدی، زهرا شجاعیان * صفحات 49-59
    سرریزها سازه هایی هستند که برای تخلیه سیلاب از مخزن سد در مواقع اضطراری استفاده می شوند. یکی از رایج ترین و در عین حال ساده ترین این سازه ها، سرریز اوجی می باشد. در این تحقیق میدان جریان سه بعدی روی سرریز به کمک نرم افزار Flow-3D با استفاده از دو نوع مدل آشفتگی و RNG شبیه سازی شد. ابتدا برای پیش بینی دقیق خصوصیات هیدرولیکی جریان روی سرریز، با استفاده از داده های جمع آوری شده فلوم آزمایشگاهی (سیواکوماران و همکاران، 1983) دو مدل آشفتگی و RNG صحت سنجی شدند. با استفاده از داده های جمع آوری شده نتایج حاصل از صحت صنجی نرم افزار نشان داد که مدل آشفتگی RNG در مقایسه با مدل نتایج بهتری را نشان می دهد. سپس از این مدل برای شبیه سازی مدل فیزیکی سد مخزنی نمرود استفاده شد مقدارهای محاسباتی شامل اندازه گیری های فشار و پروفیل سطح آب هستند که با اندازه گیری های آزمایشگاهی موجود مقایسه شدند. نتایج حاصل از شبیه سازی با اندازه گیری های تجربی انطباق خوبی داشتند.
    کلیدواژگان: الگوی جریان، سد مخزنی نمرود، سرریز، Flow-3D، مدل آشفتگی
  • مژگان میرزایی، عیسی سلگی *، عبدالرسول سلمان ماهینی صفحات 61-70
    رودخانه زاینده رود با طول حدود 350 کیلومتردر جهت کلی غرب به شرق در استان اصفهان جریان دارد. این رودخانه نیازهای آبی کشاورزی، شهری و صنعتی را تامین می کند. به منظور بررسی اثر کاربری اراضی بر پارامترهای کیفی آب در این منطقه تعداد 9 ایستگاه نمونه برداری از بخش های مختلف رودخانه انتخاب شد و مرز زیرحوضه های هر ایستگاه توسط نرم افزار ArcGis استخراج گردید و ارتباط میان کاربری اراضی زیرحوضه های مربوط به هر ایستگاه با پارامترهای کیفی آب بررسی شد. نمونه برداری به صورت فصلی از تابستان سال 1392 تا بهار سال 1393 صورت گرفت و برای تعیین کیفیت آب 7 پارامتر DO, COD, BOD, TSS, PH, NO3, PO4 اندازه گیری گردید. نتایج حاکی از ارتباط مستقیم میان کاهش کیفیت آب و افزایش کاربری کشاورزی و فعالیت صنایع در منطقه بود. میزان نیترات و فسفات در ایستگاه هایی که نسبت کاربری کشاورزی در آنها بالاست، روند رو به افزایشی نشان داد، میزان BOD نیز در زهکش زرین شهر، هم به دلیل فعالیت بالای کشاورزی در منطقه و هم فعالیت صنایع در این محدوده، روند رو به رشدی داشته است. میزان اکسیژن محلول نیز در فصول زمستان و پاییز در ایستگاه های پایین دست، افت شدیدی را نشان داد. همچنین میزان TSS نیز در فصل زمستان در ایستگاه های پایین دست افزایش زیادی داشته است. در مجموع نتایج نشان داد پارامترهای کیفیت آب با گذر از مناطق بالادست به پایین دست به نحو قابل توجهی کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: ایستگاه های نمونه برداری، رودخانه زاینده رود، کاربری اراضی، کیفیت آب
  • سمیرا حسین پور، امیراحمد دهقانی* ، عبدالرضا ظهیری، مجتبی شوریان، مهدی مفتاح هلقی صفحات 71-82
    نیاز روز افزون به آب نتیجه رشد جمعیت و توسعه شهری است که برنامه ریزی همه جانبه برای تامین آب به مقدار کافی و کیفیت مناسبی را دربردارد و مدل سازی یکی از ضروریات مدیریت و برنامه ریزی برای منابع و مصارف آب است. به منظور تعدیل فشار و سرعت جریان در لوله ها، معمولا بر اساس توپوگرافی، شهر به زون های مختلف تقسیم شده و در هر زون مخزنی تعبیه می شود. معمولا این مخازن به هم متصل و هنگامی که نیاز در یک زون شهر افزایش می یابد، کمبود آب از زونهای دیگر جبران می شود. در این تحقیق حجم بهینه مخازن آب شرب شهر گرگان با استفاده از مدل MODSIM و الگوریتم فراکاوشیPSO در سناریوهای مختلف مدیریتی محاسبه و نتایج آن با همدیگر مقایسه شده است. MODSIMیک سیستم پشتیبانی تصمیم مدیریت منابع برای تحلیل برنامه ریزی بلندمدت، مدیریت میان مدت و عملکردهای کوتاه مدت می باشد. جهت کالیبراسیون مدل از داده های سالهای 1391 تا 1392 در مقیاس روزانه استفاده شد و نهایتا قابلیت مدل براساس معیارهایی همچون اعتمادپذیری و آسیب پذیری مورد ارزیابی قرار گرفته است.
    نتایج نشان می دهد که در تمامی سناریوهای مدیریتی، در دوره بلندمدت 1420، منطقه1 زون فشاری (شمالی ترین قسمت گرگان) و مناطق 8 تا 10 (جنوبی ترین قسمت گرگان) مناطق غیربحرانی هستند و به افزایش حجم مخازن نیاز ندارند. ولی در مناطق 2تا 7 نیاز به افزایش حجم مخازن وجود دارد که منطقه3 بحرانی ترین منطقه بین بقیه مناطق می باشد و آسیب پذیری این منطقه بدون طراحی مخزن 5/11هزارمترمکعب در روز می باشد
    کلیدواژگان: بهینه سازی، MODSIM، PSO، شاخص اعتمادپذیری، شاخص آسیب پذیری
  • عبدالرضا ظهیری، جواد قلی نژاد *، امیر احمد دهقانی صفحات 83-93
    پیش بینی صحیح پارامترهای هیدرولیک جریان و رسوب برای بهره برداری و مدیریت بهتر رودخانه ها از اهمیت زیادی برخوردار است. امروزه مدل های ریاضی شبه دوبعدی به عنوان یک راه حل بهینه و کارآمد، کاربرد گسترده ای در مباحث هیدرولیک جریان و رسوب رودخانه ها یافته اند. در این مدل ها، تغییرات سرعت در عرض رودخانه ها به کمک حل عددی معادلات دیفرانسیل ناویر-استوکس و در شرایط جریان ماندگار و یکنواخت شبیه سازی می شود. در پژوهش حاضر با استفاده از مدل ریاضی شبه دوبعدی شیونو و نایت (1991) ، توزیع عرضی سرعت جریان در رودخانه قره سو محاسبه شده و سپس به کمک این نتایج و نیز با استفاده از روابط تجربی انتقال رسوب، توزیع عرضی رسوب کل و ظرفیت انتقال رسوب رودخانه تعیین شد. نتایج حاصله نشان دهنده عملکرد مناسب مدل شبه دوبعدی در برآورد توزیع عرضی سرعت جریان با خطای نسبی 7/8 می باشد. همچنین از میان روابط مختلف انتقال رسوب، روابط یانگ و ایکرز-وایت به ترتیب با متوسط خطای نسبی 45 و 67 درصد، دارای بیشترین دقت می باشند. رابطه لارسن با متوسط خطای نسبی 245 درصد، دارای دقت بسیار کمی است.
    کلیدواژگان: توزیع عرضی سرعت، توزیع عرضی رسوب کل، مدل ریاضی شبه دوبعدی، رودخانه قره سو
  • محمدرضا زایری *، محمود شفاعی بجستان صفحات 95-105
    رودخانه ها اصلی ترین منابع تامین آب برای مصارف گوناگون می باشند، لذا بررسی شرایط هیدرولیکی و رسوبی رودخانه ها از اهمیت بسزایی برخوردار است و ضرورت آن کاملا احساس می شود. با توجه یه روند پیچیده فرسایش و رسوبگذاری رودخانه ها و اهمیت زیادی که تغییرات مورفولوژی رودخانه در طرح های ساماندهی کنترل سیلاب و طراحی سازه های هیدرولیکی دارد، نیاز به شناخت تغییرات مورفولوژی رودخانه ها شدیدا احساس می گردد. رودخانه کارون واقع در استان خوزستان در محدوده ی مورد مطالعه دارای الگوی پیچانرودی است و همچنین با توجه به تشکیل جزائر و رسوبگذار بودن رودخانه در محدوده ی شهر اهواز، موجب می شود که افزایش تراز آب در سیلابهای رخ داده متوجه شهر باشد. لذا در این مطالعه با استفاده از نرم افزار دو بعدی CCHE2D با فرض احداث میانبر اقدام به حذف پیچانرودهای چنیبیه و کریشان 2 شده است، بررسی نتایج هیدرولیکی و رسوبی رودخانه نشان می دهد با حذف مئاندر موجب افزایش شیب خط انرژی رودخانه، سرعت جریان و در نتیجه سبب افزایش توان فرسایشی رودخانه گردد. با توجه به نتایج مدل متوسط سرعت جریان 50 درصد نسبت به مسیر موجود افزایش میابد که این امر سبب کاهش 40 درصدی توان رسوبگذاری خواهد شد.
    کلیدواژگان: پیچانرود، رودخانه کارون، مدل ریاضی CCHE2D، فرسایش و رسوب گذاری
  • فرهاد میرزایی* ، محمدرضا کشاورز، مجید وظیفه دوست صفحات 107-127
    روش Sufrace Energy BALance (SEBAL) یکی از پر کاربردترین روش های تعیین تبخیر و تعرق واقعی به کمک سنجش از دور است. با این حال فرض خطی بودن رابطه اختلاف دما و دمای سطح زمین و نیز استفاده از دو پیکسل گرم و سرد که توسط کاربر شناسایی می شوند از نقاط ضعف این روش محسوب می شود. روش Modified SEBAL (M-SEBAL) علاوه بر اصلاح این مشکل، دو مفهوم جدید لبه سرد و گرم را جایگزین پیکسل های سرد و گرم می کند که تاثیر بسزایی در افزایش دقت و نیز خودکارسازی اجرای الگوریتم و عدم نیاز به کاربر ماهر دارد. با این حال تعیین لبه گرم نیاز به محاسبات زیاد و در نتیجه بالا رفتن زمان محاسبه و امکان خطای محاسباتی دارد. در این تحقیق، شکلی ساده شده از روش M-SEBAL با نام Simplified M-SEBAL (SM-SEBAL) توسعه یافته است و نتایج حاصل از اجرای سه روش بر روی بیش از 300 لایه تصویری MODIS با داده های لایسیمتری و نیز داده های زمینی بیلان انرژی مزرعه تحقیقاتی دانشگاه تهران واقع در کرج مقایسه شده است. نتایج حاصل از اجرای سه الگوریتم نشان می دهد که الگوریتم SEBAL تبخیر و تعرق را بیش برآورد و دو الگوریتم دیگر آنرا اندکی کم برآورد می کنند. بیشترین خطای محاسبه شار گرمای محسوس مربوط به روش M-SEBAL با 87/33 درصد و کمترین میزان خطا مربوط به نتایج روش SEBAL (23/11 درصد) می باشد. با این حال حداکثر خطا در مقادیر تبخیر تعرق روزانه در نتایج روش SEBAL (56/3 درصد) و کمترین میزان خطا در روش SM-SEBAL (18/1 درصد) مشاهده شد.
    کلیدواژگان: سنجش از دور، تبخیر و تعرق، سبال، M-SEBAL، SM-SEBAL
  • سهراب کریمی، حجت کرمی *، خسرو حسینی صفحات 129-140
    یکی از متداول ترین روش های انحراف آب در شبکه های آبیاری و سیستم های زهکشی استفاده از آبگیرهای جانبی می باشد. به علت پیچیدگی پروفیل سرعت در محل جداسازی کانال فرعی از کانال اصلی، اندازه گیری سرعت متوسط جریان در محل آبگیر ها بسیار مشکل می باشد. در این مطالعه با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی اقدام به محاسبه ی پروفیل سرعت متوسط در آبگیر ها با کمترین خطا شده است. برای این مدل سازی گام های زیر برداشته شده است، (1) مدل دینامیک سیالات محاسباتی آبگیر های جانبی در نسبت عرض های کانال فرعی به اصلی مختلف انجام شد و با یک مطالعه ی آزمایشگاهی منتشر شده مقایسه گردید. نتایج حاکی از دقت بالای مدل عددی در مدل سازی پروفیل سرعت آبگیر ها دارند. (2) با استفاده از مدل دینامیک سیالات محاسباتی، مقدار سرعتی که توسط یک فلومتر فرضی که در وسط مقطع کانال قرار می گیرد، اندازه گیری می شود، در در مقاطع مختلف و نسبت عرض های مختلف کانال فرعی به اصلی استخراج شد. (3) یک مدل پرسپترون چند لایه طراحی شد که با استفاده از سرعت فلومتری، نسبت عرض کانال فرعی به اصلی و مختصات طولی در راستای کانال فرعی به عنوان خروجی بتواند سرعت متوسط مقطع را به دست آورد. نتایج حاصل نشان می دهد که در کاربرد های عملی استفاده از ترکیب برداشت ها ی فلومتری و مدل شبکه عصبی مصنوعی می تواند در کاهش خطای برآورد سرعت متوسط واقعی آبگیر ها مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: آبگیر جانبی، پروفیل سرعت، دینامیک سیالات محاسباتی، شبکه عصبی مصنوعی، فلومتر
|
  • Ali Bayat, Saeed Balyani *, Yones Khosravi Pages 1-14
    Precipitation is one of the most important meteorological criteria whose quantity significantly varies throughout the earth. One of the methods to study precipitation trends in the past and present is the analysis of time series in different time scales. In this study, time series analysis was used for modeling and forecasting the average annual precipitation in Shiraz. Accordingly, the annual precipitation data in Shiraz were collected in the time interval 1951-2010. The results of this study indicated that 2.5, 5, 10, 12 and 20-year cycles cover in the study area and the third Compatible with a return period of 20-years and variance about 12 percent was dominanted in the study area. In the end, to make sure of the trend in the past and also forecasting the future precipitation, the ARIMA modeling was used. Finally, by trial and error in the ARIMA patterns family, a final pattern called M4(0,1,1) CON was selected as the optimum pattern in terms of statistical criteria. This pattern has suggested a 1.44 mm decline in precipitation until the year 2020. According to the results (the decreasing annual precipitation) and according to the climate change as a main topic, a comprehensive planning for the management of water resources unavoidable in Fars province and Shiraz city.
    Keywords: Modeling, Forecasting, Annual Precipitation, Time Series, Shiraz
  • Halime Piri *, Hossein Ansari, Mehdi Parsa Pages 15-26
    The research in order to identify the best function salinity of sorghum forage yield and harvest time was carried out in the Sistan region.Testing in three levels of salinity (2, 5 and 8 ds/m) and four levels of irrigation water (50, 75,100and 120% water requirement) were conducted at three time points and four linear production function, cob-douglas, quadratic and transcendental evaluated. for each harvest production function was evaluated separately.Then, considering the time of harvest, evaluated and the best function was determined. After determining the best function to separate effects of salinity and irrigation water from the final production indicators of the depth and salinity of water, Marginal rate of technical replacement for salinity and water irrigation , the final output value of the irrigation water depth and salinity were used in each drawing. Final manufacturing index showed the depth of irrigation water for irrigation to increase water depth of one centimeter per impression, first impression least change operation (1.22) and third harvest the maximum amount (2.9) had. Final Manufacturing Index showed to salinity Reduction in salinity low performance in the second and third were less than first impressions and is the second largest fresh forage yield The final replacement rate the quality and quantity of water than fresh forage yield of forage sorghum showed For the performance does not change with increasing salinity units, should be 5.86 inches in the first harvest, 1.97 and 1.72 second harvest third harvest irrigation water depth increases.
    Keywords: forage sorghum, Sistan plain, the production, salinity irrigation water
  • Sohrab Nazari * Pages 27-38
    One of the ancient hydraulic structure that mankind make it’s in the past until now is spillway. This structure use for regulator and change the water direction in the rivers. So that this structure must be a stable structure and have good hydraulic performance. The aim of research was simulation Molasadra spillway dam with laboratory scale 1:40 height and its performance analyzed using different discharge. The result shown that discharge coefficient have average value 2.1. Meanwhile result of cavitation index indicated have degradation trend and in the large than 1000 (m3/s) discharge, cavitation index reached to critical value with additive trend. Cavitation index in the range of discharge that used in this investigation permanently is more than critical value but with increase discharge the cavitation phenomena is occurred in the end way of the spill way. Minimize and maximize pressure take placed for large discharge respectively in section 4, 9 and 10.
    Keywords: Ogee spillway, Coefficient Discharge, Cavitation index, Physical Model
  • Hadi Ramezani e'etedali *, Behnam Ababaei, Abbas Kavyani Pages 39-48
    Impact of atmosphere CO2 concentration on crop transpiration and photosynthesis is undeniable. In this study, the impact of increased CO2 concentration on wheat, barley and maize, as the main cereals of the Qazvin Plain, was studied under A1B, A2, B1 and B2 scenarios using the calibrated and validated AquaCrop model. Under these scenarios (increased CO2 concentration, unchanged weather data and the assumption of unchanged level of irrigation water supply), average wheat yield will increase between 11.5 and 14.4% for the 2010-2035 period as compared to the 26-year base period (1984-2009). For barley and maize, this average increase will be 8.5 to 11.3% and 3.7 to 4.3%, respectively. Total crop transpiration will decrease on average by 7, 5 and 1% for wheat, barley and maize, respectively. Moreover, increases in water productivity of the studied crops were estimated as 13, 6 and 4% respectively. These results confirm more significant impact of increased atmosphere CO2 concentration on C3 crops (like wheat and barley) as compared with C4 crops (like maize).
    Keywords: Transpiration, CO2 Concentration Scenarios, AquaCrop Model
  • Zahra Shojaeiyan * Pages 49-59
    Spillways are structures used for releasing the surplus floodwater in necessary conditions from storage dams. Ogee spillway is one of the most common and simplest structures. . In this research, a three dimensional flow field over the spillway was simulated with Flow-3D, using two turbulence models, namely RNG and . First, for precise prediction of hydraulic specifications of over spillway flow, the mentioned turbulence models were validated using data gathered from a laboratory flume (Sivakumaran et al., 1983). Data collected from software validation showed that the RNG turbulence model produced better results than . In the next stage, this model was used for simulating the physical prototype of the Nimrod Reservoir Dam. The measurement factors included pressure and water surface profile. The obtained values were compared to the existing laboratory measurements. Results from the simulation were well consistent with experimental measurements.
    Keywords: Flow Pattern, Nimrod Reservoir Dam, Spillway, Flow-3D, Turbulence Model
  • Eisa Solgi *, Mojgan Mirzaei Pages 61-70
    Zayandeh rood River flows from West to East with a length of about 350 km. This river supplies agricultural, municipal and industrial water requirements. 9 sampling stations from different sections of river was selected for evaluation of impact of land use on Water quality parameters in this region and boundary of sub-basin in each station was extracted by ArcGIS and relationship between land use of sub-basins related to each station with water quality parameters was scrutinized. Seasonal sampling was performed from summer 2013 to spring 2014 and to determine water quality, 7 parameter DO, COD, BOD, TSS, PH, NO3, and PO4 was measured. The results show a direct correlation between the decline in water quality and increased use of agricultural and industrial activities in the region. The nitrate and phosphate in stations that have a high proportion of agricultural lands continues to increase The BOD also in Zarinshahr drain, due to high activity of agricultural and industrial activities in this area has been a growing trend. The amount of dissolved oxygen in winter and autumn showed a sharp drop in the downstream stations. Also amount of TSS has increased dramatically in downstream stations in winter. Overall the results showed that water quality parameters over from upstream to downstream areas significantly reduced.
    Keywords: sampling stations, Zayandeh rood river, land use, water quality
  • Amirahmad Dehghan * Pages 71-82
    Due to population growth and urban development, need to water increases and comprehensive plan for providing sufficient and good quality of water is vital. The modelling is one of the important tool for management and programming of water supply and consumption. For managing the pressure and velocity in water distribution networks the Gorgan city is divided to different pressure zone based on topography and the storage tank is used in each zone to supply the water. The storage tanks in different pressure zone interact with the others to reduce the difference between water supply and water demands. In this study, the optimum volume of storage tanks are obtained based on MODSIM and metaheuristics PSO models. MODSIM is a water resources management decision support system for analysis of long term, planning, medium term management, and short term operations.
    The daily data were used during the years of 2012 to 2013 for calibration of model and the results were evaluated based on reliability and vulnerability criteria.
    The results show that the Zone1 (the northern part of the Gorgan city), Zone 8,9 and 10 (the southern part of Gorgan) don’t need to increasing the volume of storage tank in all scenarios for long term operations (2041). The results also showed that the Zone 2 to 7 need to increase the storage tank volume. Among all pressure zone, the Zone 3 is critical zone in term of water shortage and the amount of vulnerability is 11500 cmd(cubic meter per day
    Keywords: Optimization, MODSIM, PSO, reliability index, vulnerability index
  • javad gholinejad * Pages 83-93
    Correctly predictions of flow hydraulics and sediment parameters are very important for proper operation and management of rivers. Today, quasi two-dimensional (2D) mathematical models are widely have been used as efficient solutions in flow hydraulics and sediment problems in rivers. In these models, lateral velocity distribution is simulated by numerical solution of Navier-Stokes equations in steady and uniform flow conditions. In this paper, using the quasi 2D mathematical model of Shiono and Knight (1991), the velocity lateral distributions at the river Gharehsoo were calculated. Then using these results and several empirical sediment transport formulas, lateral distribution of bed material load and sediment transport capacity of the river were obtained. The results showed good performance of the quasi 2D model for prediction of velocity lateral distribution with 8.7 percent relative error. Furthermore, among different sediment transport formulas, Yang and Ackers-White equations have the highest accuracy with mean errors of 45% and 67%, respectively. Larson’s equation with mean error of 245% corresponds to very low accuracy.
    Keywords: Velocity lateral distribution, Total load lateral distribution, Quasi 2-D mathematical model, Gharehsoo river
  • Mohamadreza Zayri * Pages 95-105
    Rivers are the main sources of water for various uses, so consideration of the hydraulic conditions and sedimention is of great importance and necessity to completely investigation. According to complex process of erosion and sedimentation of rivers and river morphology changes in organization design of flood control and design of hydraulic structures, it is necessary to recognize of river characteristics. Karun River in Khuzestan province has meander patterns and also according to the formation of islands and sedimentation of the river within Ahvaz, floods occurred with an increasing in water level. In this study, two-dimensional CCHE2D software use to assuming to cut off the meander in choniebeh and Krishan 2. Results of simulation show that by eliminating of Meanders, Caused to increase the slope of the river and velocity of flow in and thereby increasing power of erosion. According to the model predicted average velocity of flow increased by 50% compared to the existing path, which reduces the deposition in river will be 40%.
    Keywords: CCHE2D software, Karun River, Meanders, sedimentation
  • Farhad Mirzaee *, Mohammadreza Keshavarz, Majid Vazifedoust Pages 107-127
    The algorithm of Sufrace Energy BALance (SEBAL) is one of the most widely used methods for determining actual evapotranspiration through remote sensing. However, assuming a linear relationship between temperature difference (dT) and land surface temperature (LST) and the visual identification of hot and cold pixels are the weak points of the method. Modified SEBAL (M-SEBAL) on the other hand, replaces two new concepts as hot and cold edges, with a significant impact on increasing the accuracy and automation of the execution of the algorithm and removing the need for skilled user. Although, determining the warm edge requires high computing and thus increase in computing time and possible errors. In this study, a simplified form of the M-SEBAL (SM-SEBAL) is developed and the results of executing of the three method on MODIS images and comparing the results with the observed data are shown. Results show that SEBAL overstimates the ET values and M-SEBAL and SM-SEBAL underestimate the same values. The highest sensible heat flux calculation error comes from M-SEBAL (33.87%) and SEBAL shows the lowest error rate (11.23%). The highest error in the calculation of the latent heat (LE) retrives from M-SEBAL (11.66%) and the lowest error rate retrives from SEBAL (5.05%). However, the maximum daily evapotranspiration observed error was for SEBAL (3.56%) and the lowest error was retrived from SM-SEBAL (1.81%) and then M-SEBAL (2.47%). In addition, the time required to perform SEBAL algorithm is up to four times more than the time needed to run other two algorithms.
    Keywords: Remote sensing, evapotranspiration, SEBAL, SM-SEBAL
  • hojat karami *, sohrab karimi Pages 129-140
    Lateral intakes are one of the most common structures of dividing the flow in irrigation and drainage systems. Due to complexity of the velocity profile in divide zone, measurement of mean flow velocity is become very difficult. In this paper the velocity profile of lateral intakes were calculated whit high accuracy by using of artificial neural network. To do this, the following steps have been taken: (1) Computational fluid dynamic model of lateral intakes in various wide ratios were modeled and validated with a published experimental study. The results shown that the numerical model has high accuracy in modeling the flow of lateral intakes. (2) By using the computational fluid dynamic model, the velocity that measured with a hypothetical flowmeter that placed at the middle of the cross section were extracted. (3) A multilayer perceptron model were designed to predicting the mean flow velocity by using of the flowmeter measured velocity, width ratio and longitudinal coordinate. The results shown that using of combination of flowmeter measurement and artificial neural network could predict the accurate mean flow velocity in lateral intakes.
    Keywords: Artificial neural network, Computational fluid dynamic, Flowmeter, Lateral intake, Velocity profile