فهرست مطالب

فصلنامه مهندسی منابع آب
پیاپی 39 (زمستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/12/01
  • تعداد عناوین: 11
|
  • زهرا چراغی، رامین ساری خانی*، محمد مهدی فره پور، آرتیمس قاسمی دهنوی صفحات 1-14
    روش های آماری در بررسی کیفیت آب در مناطق مختلف استفاده می شود که ازجمله این روش ها آمار یک متغیره و چند متغیره می باشد. در منطقه مورد مطالعه با توجه به نمودار خوشه ایپارامترهای کیفی آب های زیرزمینی منطقه در دو خوشه قرار گرفتند که ناشی از عوامل تاثیر سازندها و فاکتورهای زمین شناسی می باشد. روش تحلیل مولفه اصلی داده ها نشان داده است که فاکتورهای تاثیرگذار در کیفیت آب زیرزمینی املاح محلول، هدایت الکتریکی، بی کربنات، کلراید، کلسیم، منیزیم، سدیم و سختی است. با توجه به مشخصه های موجود در هر عامل و منشا آن ها، مبین تاثیر سازندهای زمین شناسی ، سنگهای آهکی و تبخیری در منطقه است. در بررسی مقدار ضریب همبستگی پارامتر های آب زیرزمینی منطقه مورد مطالعه، نشان داد که همبستگی بالای بین سدیم وکلر را نشان دهنده انحلال هالیت سازند گچساران در منطقه مورد مطالعه است. همبستگی بالای بین هدایت الکتریکی با سولفات، سدیم و کلر را می توان به انحلال هالیت و نمک های سولفاته به خصوص سولفات کلسیم ارتباط داد. همچنین همبستگی بین بی کربنات و منیزیم را نشانگر نقش انحلال دولومیت در افزایش غلظت کلسیم موجود در آب دانست. شاخص کیفی آب زیرزمینی در منطقه بررسی شده که نشان می دهد کیفیت آب زیرزمینی در منطقه بین 73 تا 81 بوده و بیان کننده مناسب تا قابل قبول است که متاثر از عوامل زمین شناسی (سنگ شناسی) و جهت جریان در منطقه باشد. همبستگی بین شاخص کیفی آب زیرزمینی و پارامترهای کیفی نشان داد که سختی کل و میزان بی کربنات و جامدات محلول بیش ترین تاثیر را در کیفیت آب زیرزمینی داشته است
    کلیدواژگان: آنالیز خوشه ای، تحلیل عاملی، خرم آباد، ضریب همبستگی، کیفیت آب زیرزمینی
  • حسین قل خانی، فرهاد هوشیاری پور*، فرشاد کوهیان افضل، مهیار شفیعی حسن آبادی صفحات 15-34
    مدل های بارش-رواناب مفهومی از جمله ابزارهای ساده و در عین حال کارآمد در مدل سازی های هیدرولوژیکی هستند. این مدل ها با در نظر گرفتن اطلاعات ورودی از قبیل بارش، تبخیر و تعرق و دمای اندازه گیری شده و اطلاعات توپوگرافی حوضه، رژیم جریان رودخانه ها را با استفاده از روابط ریاضی شبیه سازی می کنند. مدل بارش-رواناب WetSpa از جمله مدل های توزیعی است که در کشور بلژیک توسعه داده شده است. این مقاله قابلیت الگوریتم های بهینه سازی ژنتیک و جامعه ذرات را در واسنجی مدل هیدرولوژیکی WetSpa به منظور شبیه سازی بارش - رواناب حوضه کارون بزرگ ارائه می نماید. الگوریتم های بهینه سازی فوق به صورت چند هدفه برای واسنجی 11 پارامتر سراسری مدل WetSpa استفاده شده اند. توابع هدف در نظر گرفته شده در این مقاله شامل دو شاخص نش-سوتکلیف و نش-سوتکلیف لگاریتمی است تا بوسیله آنها عملکرد مدل در پیش بینی دبی های حداکثری و حداقلی بهبود یابد. نتایج نشان داده است که هر دو الگوریتم NSGA-II و PSO به ترتیب با ضریب رگرسیون 69/0 و 71/0 عملکرد مناسبی در کالیبراسیون مدل داشته اند. مقدار شاخص RMSE در دوره واسنجی نیز به طور متوسط برابر 8/119 و 3/152 اندازه گیری شده است. پس از واسنجی و صحت سنجی مدل، از آن برای شبیه سازی سیلاب در یک دوره یکساله در حوضه مذکور استفاده گردیده و قابلیت مدل ارزیابی شده است. همچنین آنالیز حساسیت روی پارامترهای موثر نشان داد که ضریب رواناب سطحی با 40% تاثیر روی مقدار دبی جریان، حساس ترین پارامتر سراسری مدل WetSpa بوده است.
    کلیدواژگان: مدل بارش رواناب، واسنجی، الگوریتم ژنتیک، جامعه ذرات، WetSpa
  • سیامک بهاروند*، حمزه سارویی، سلمان سوری صفحات 35-44
    کشف منابع آب زیرزمینی به عنوان یکی از راه های تامین آب شرب در جهان با توجه به نیاز روز افزون جهانیان به آب، امری ضروری و اجتناب ناپذیر است. این تحقیق با هدف شناسایی منابع آبی جدید در تاقدیس سفید کوه واقع در غرب شهر خرم آباد انجام گرفته است. بدین منظور هفت لایه اطلاعاتی، لیتولوژی، تراکم شکستگی ها، تراکم آبراهه ها، شیب، پوشش گیاهی، دما و ارتفاع با استفاده از تصاویر ماهواره ای، نقشه زمین شناسی، نقشه توپوگرافی و اطلاعات صحرایی، بر اساس روش فازی در محیط نرم افزار ArcGIS تهیه شده است. پس از تهیه نقشه عوامل موثر بر پتانسیل یابی منابع آب کارستی، این نقشه ها با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP)، بر اساس میزان اهمیت نسبی آن ها، وزن دهی شدند. سپس برای تهیه نقشه پتانسیل یابی منابع آب کارستی، لایه های موجود با روش هم پوشانی در محیط نرم افزار ArcGIS با استفاده از ماژول Raster Calculator با هم تلفیق شدند. بر اساس نتایج به دست آمده به ترتیب 3/12، 62/22، 79/27، 91/23 و 69/13 درصد از مساحت منطقه در پهنه های با پتانسیل خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد وجود دارد.
    کلیدواژگان: تاقدیس سفیدکوه، استان لرستان، کارست، آب زیرزمینی
  • امین شیروانی*، نوشین احمدی باصری صفحات 45-56
    در این مطالعه، ارتباط بین بارش مناطق جنوبی ایران و باد مداری بر روی خاورمیانه بررسی شد. داده های ماهانه باد مداری 200 هکتوپاسکال بر روی خاورمیانه از داده های واکاوی شده NCEP-NCAR تهیه شد. تحلیل مولفه های اصلی برای استخراج نماهای اصلی تغییرات باد زمستانه بکار برده شد. اولین تابع متعامد تجربی به صورت مکانی رسم شد و گره هایی با بارهای بالا که نقش مهمی در مولفه اصلی اول داشتند، تعیین شدند. این گره ها در محدوده ای با عرض جغرافیایی°15 تا °22/5 شمالی و طول °27.5 تا °42.5 شرقی واقع شده اند. معدل باد مداری داخل این منطقه به عنوان نمایه باد در نظر گرفته شد و ارتباط بین این نمایه و بارش زمستانه یازده ایستگاه همدیدی در جنوب کشور برای دوره 2010- 1968 بررسی شد. نتایج نشان داد که همبستگی معنی دار مثبتی در سطح 5% بین نمایه باد ساخته شده و بارش اغلب ایستگاه ها وجود دارد. نمایه باد مداری ساخته شده ارتباط قوی تری با بارش مناطق مورد مطالعه در مقایسه با نمایه نوسان های جنوبی و دمای سطح آب خلیج فارس دارد.
    کلیدواژگان: تحلیل مولفه های اصلی، تحلیل توابع متعامد تجربی، باد مداری، بارش، ایران
  • بهزاد عادلی*، احسان کمالی مسکونی، محسن آرمین صفحات 57-72
    منابع آب زیرزمینی نقش مهمی در توسعه و پایداری یک سرزمین ایفا می‏کنند. بنابراین در مناطقی که دسترسی به منابع آب سطحی، محدود و بارش ها کم و نامنظم می باشد، مدیریت کمی و کیفی منابع آب زیرزمینی جزء لاینفک اصول توسعه ی پایدار می باشد. در این بین یکی از ارکان اصلی مدیریت منابع آبی، ارزیابی خصوصیات کیفی این منابع می باشد. در این تحقیق از روش آنالیز مولفه های اصلی (PCA) جهت تحلیل کیفیت آب زیرزمین دشت بهبهان. استفاده شده است. بدین منظور 12 متغیر کیفی برای تجزیه و تحلیل خصوصیات کیفیت آب دشت بهبهان انتخاب شد. آزمون KMO و بارتلت نشان داد که امکان استفاده از روش PCA برای تجزیه و تحلیل خصوصیات کیفی آب زیرزمینی دشت با استفاده از پایگاه داده ساخته شده براساس متغیرهای انتخاب شده وجود دارد. بنابراین با استفاده از PCA دو محور (مولفه) اصلی که 307/85 درصد از واریانس کل داده های مشاهداتی را پوشش می داد، استخراج گردید. مولفه اول 68/76 درصد واریانس داده ها را در بر گرفته و عمدتا تحت تاثیر 10 متغیر (TH، SAR، K، Na، Mg، Ca، Cl، SO4، TDS و EC ) و محور دوم با توضیح 622/8 درصد واریانس کل، دارای همبستگی مثبت بالا با HCO3 و همبستگی منفی با pH می باشد. در این تحقیق همچنین الگوی تغییرات مکانی هر متغیر و ارتباط آن با کاربری اراضی مورد بررسی قرار گرفت.
    کلیدواژگان: کیفیت آب، مولفه های اصلی، دشت بهبهان، آزمون KMO، روش PCA
  • بهروز شفیعی، محمدعلی شاهرخ نیا* صفحات 73-85
    عملکرد شبکه های آبیاری و زهکشی در کشور از وضعیت مطلوبی برخوردار نبوده و ضروری است با بررسی های همه جانبه مشکلات موجود در این شبکه ها مشخص و رفع گردد. در این مقاله به بررسی شاخص های ارزیابی عملکرد شبکه، در ادامه کانال سمت چپ شبکه آبیاری و زهکشی درودزن فارس پرداخته شد. برای این بررسی از شاخص کفایت، راندمان، عدالت توزیع، اعتمادپذیری توزیع آب و عملکرد تحویل آب استفاده شد. نتایج نشان داد شاخص های عدالت توزیع آب و اعتمادپذیری، با دارا بودن مقادیر 42/0 و 31/0 ، عملکرد شبکه را در رده ضعیف قرار می دهند. مقدار شاخص کفایت و راندمان توزیع آب، بترتیب 87/0 و 75/0 بوده که در رده متوسط قرار می گیرند. در حدود نیمی از کانال ها وضعیت خوب و درسایر کانال ها در وضعیت متوسط و ضعیف بوده است. شاخص عملکرد تحویل آب نیز نشان داد که از 16 کانال مورد بررسی در 8 کانال آب بیشتر از حد مورد نیاز، 3 کانال به اندازه نیاز و در 5 کانال کمتر از حد مورد نیاز تحویل شده است. مقدار متوسط این شاخص 27/1 بود که نشان می دهد 27% آب بیشتر از نیاز تحویل شده است.
    کلیدواژگان: عدالت توزیع آب، اعتمادپذیری، راندمان، کفایت آبیاری
  • کامی کابوسی*، اکبر نودهی، محمد شامیاتی صفحات 87-100
    با توجه به شوری بخش زیادی از منابع آب و خاک استان گلستان و اهمیت کلزا به عنوان یک گیاه روغنی، آزمایشی گلدانی در محیط آزاد به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار سطح شوری آب آبیاری (15/1، 4، 7 و 10 دسی زیمنس بر متر)، دو سطح کود آلی (صفر و 10 تن بر هکتار ورمی کمپوست) و چهار رقم کلزا (هایولا 4815، 308 و 401 و RGS) با سه تکرار در گرگان انجام شد. اثر شوری بر عملکرد و کارایی مصرف آب دانه و درصد روغن معنی-دار بود در حالی که ورمی کمپوست همه صفات را به طور معنی داری تحت تاثیر قرار داد. همچنین اثر رقم فقط بر عملکرد و کارایی مصرف آب دانه معنی دار بود. اثر متقابل شوری و کود آلی بر همه صفات، بجز درصد روغن، معنی دار بود در حالی که اثر متقابل شوری و رقم هیچ یک از صفات را تحت تاثیر قرار نداد. اثر متقابل رقم و کود آلی نیز بر عملکرد و کارایی مصرف آب روغن معنی دار بود. اثر متقابل کود آلی، رقم و شوری بر عملکرد و کارایی مصرف آب روغن معنی دار بود. تنش شوری در شرایط عدم کاربرد ورمی کمپوست موجب کاهش همه صفات شد ولی کاربرد ورمی کمپوست موجب افزایش معنی دار آنها، بجز درصد روغن، شد. سودمندی ورمی کمپوست در شرایط تنش شوری بیشتر از شرایط بدون تنش بود. بیشترین عملکرد و کارایی مصرف آب دانه و عملکرد و کارایی مصرف آب روغن در رقم هایولا 308 بدست آمد در حالی که بیشترین درصد روغن در رقم RGS مشاهده گردید.
    کلیدواژگان: آبیاری، شوری آب، ورمی کمپوست، هایولا، RGS
  • محمدحسین احمدی*، مهدی ضرغامی، یوسف حسن زاده صفحات 101-114
    با توجه به رشد سریع شهرنشینی و محدود بودن منابع آب، نیاز به مدیریت موثر در برنامه ریزی های کلان شهری بیش از پیش احساس می شود. در مقاله حاضر با استفاده از روش پویایی سیستم ها، مدل منابع و مصارف شهر شیراز با تاکید ویژه بر توسعه فضای سبز ایجاد شده است. بدین منظور تمام عوامل موثر بر فضای سبز شهر شیراز مدلسازی و با توجه به آن پیش بینی از افزایش مصارف و میزان منابع در دسترس ارائه می شود. همچنین عوامل موثر کنونی و عواملی که در آینده بر سیستم تاثیرگذار خواهند بود مانند احداث خط دوم انتقال آب از سد درودزن در مدلسازی اعمال شده اند. سپس سه سناریو شامل افزایش راندمان آبیاری فضای سبز، تکمیل تصفیه خانه های شیراز و نیز احداث سد تنگ سرخ مدنظر قرار گرفته و مدلسازی و شبیه سازی شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که احداث سد تنگ سرخ تنها باعث کاهش 5 درصدی در میزان کمبود منابع شده در حالی که استفاده 30، 50، 75 و 100 درصدی از آب تصفیه شده برای فضای سبز به ترتیب باعث کاهش 3، 5 ، 7 و 9 درصدی خواهد شد. همچنین افزایش 10 و 20 درصدی راندمان آبیاری به ترتیب موجب کاهش 16 و 41 درصدی کمبود می شود. در انتها به منظور پایداری سیستم در افق طرح، ترکیبی از سناریوها شامل کاهش نرخ رشد جمعیت، کاهش سرانه مصرف آب فضای سبز و خانگی، افزایش راندمان آبیاری و استفاده از آب تصفیه شده برای فضای سبز به مدل اعمال شده و راهکارهای عملی به منظور پایداری سیستم ارائه شده اند.
    کلیدواژگان: پویایی سیستم ها، مدیریت منابع آب، فضای سبز شهری، شهر شیراز
  • آرزو علی عسگری، مهدی ذاکری نیا*، مجید حیدری زاده، حسین شریفان صفحات 115-135
    روش تحلیل منطقه ای به عنوان یکی از مهمترین روش های برآورد جریان حداقل برای مطالعه خشکسالی در مناطق فاقد آمار کافی به کار می رود. در این تحقیق، تحلیل منطقه ای خشکسالی بر اساس روز-های بدون بارندگی با استفاده از داده های 67 ایستگاه سینوپتیک با طول دوره آماری مناسب و پراکنش یکنواخت در سطح کشور ایران انجام شد. پس از مرتب کردن بارندگی روزانه، دوره های بدون بارش تعیین و تعداد روزهای بدون بارش در هر ایستگاه مشخص شد. ابتدا مناطق همگن هیدرولوژیک مشخص و سپس مناسب ترین تابع توزیع آماری در آن مناطق تعیین شد. به منظور تحلیل فراوانی از برنامه FREQ در محیط MATLAB استفاده شد. حداقل و حداکثر طول دوره آماری بارندگی روزانه به ترتیب با 17 سال داده برای ایستگاه سمنان و 56 سال برای ایستگاه تبریز و چند ایستگاه های دیگر می باشد. بر اساس نتایج تحلیل منطقه ای، کل کشور ایران به 8 منطقه همگن دسته بندی شد. نقشه های مکانی حداکثر دوره-های بدون بارش در دوره بازگشت های مختلف نشان داد که دوره های خشک از شمال به جنوب و از غرب به شرق در کشور طولانی تر شده و در کشور سه منطقه مجزا به لحاظ توزیع دوره های خشک قابل تمیز می باشد. در مناطق شمالی دوره های بدون بارش کاهش و دوره های مرطوب افزایش می یابد که نشان دهنده حساسیت پائین این مناطق به شرایط خشک می باشد. مناطق جنوبی (به خصوص استان های حاشیه خلیج فارس و دریای عمان) و مناطق مرکزی نیز حساس ترین مناطق به کاهش روزهای بارندگی و افزایش دوره های بدون بارش در دوره بازگشت های مختلف است.
    کلیدواژگان: تحلیل منطقه ای، روزهای بدون بارندگی، خشکسالی
  • ساجده حاجی عزیزی*، داوود فرسادی زاده، هادی ارونقی، اکرم عباس پور صفحات 137-148
    بررسی توزیع تنش برشی به جهت برآورد ابعاد حفره آبشستگی در اطراف پایه های پل از اهمیت زیادی برخوردار است. ولی مروری بر پژوهش های انجام شده نشان می دهد که بررسی تنش برشی، اطراف پایه های حفاظت شده توسط روش های مختلف کنترل آبشستگی، از توجه کافی پژوهشگران برخوردار نبوده است. در این پژوهش یک مدل عددی سه بعدی برای مطالعه روند تغییرات تنش برشی پیرامون پایه پل همراه با صفحات مستغرق مورد استفاده قرار گرفته است. از طرفی به دلیل دشوار بودن محاسبه مقادیر تنش برشی در طبیعت، پژوهشگران روش هایی برای محاسبه غیرمستقیم این عامل ارائه نموده اند که یکی از این روش ها، استفاده از مدل شبه دوبعدی شینو و نایت (SKM) می باشد. در این پژوهش الگوی توزیع تنش برشی اطراف پایه با وجود تعداد مختلفی از صفحات (6 و 4، 2)، با دو زاویه قرارگیری نسبت به جریان (20و 30 درجه) و در شدت جریان 95/0 (شدت جریان بحرانی)، با هر دو روش مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج هر دو مدل نشان می دهد که قرارگیری صفحات تاثیر به سزایی در کاهش سرعت جریان حین عبور از صفحات داشته و در نتیجه کاهش تنش برشی بستر در اطراف پایه را به دنبال دارد. همچنین بررسی تعداد و زاویه قرارگیری صفحات، نشان داد که تعداد 6 صفحه نسبت به 2 و 4 صفحه و همچنین زاویه 30 درجه نسبت به زاویه 20 درجه کارایی بهتری دارد به نحوی که تنش برشی را به میزان 12-15 درصد کاهش می دهد.
    کلیدواژگان: پایه پل، تنش برشی، صفحات مستغرق، مدل شبه دوبعدی شینو و نایت (SKM)، مدل عددی سه بعدی
  • سهراب کریمی*، حجت کرمی، جواد اسفندیاری صفحات 149-160
    آبگیرهای جانبی از جمله سازه های هیدرولیکی هستند که برای کنترل و انحراف بخشی از جریان در شبکه های آبیاری مورد استفاده قرار می گیرند. در این مطالعه میدان سرعت و تاثیر پارامترهای هیدرولیکی و هندسی بر میزان رسوب ورودی به آبگیرها با استفاده از روش محاسبات نرم و نرم افزار ANSYS-CFX بررسی می شود. ابتدا ، مدل آزمایشگاهی با استفاده از نرم افزار مدلسازی شده است. نتایج صحت سنجی مطابقت نسبتا خوب CFD با مدل آزمایشگاهی را نشان می دهد. با استفاده از داده های آزمایشگاهی و CFD، شبکه عصبی مصنوعی برای بررسی میدان سرعت جریان در زوایای آبگیری 30، 60و 90 درجه مختلف طراحی شده است. نتایج حاصل ازANN با نتایج آزمایشگاهی در سه زاویه انحراف با یکدیگر مقایسه شده و دقت قابل قبول ANNدر ارزیابی میدان سرعت جریان را نشان می دهد. جهت بررسی رسوب جریان، شبیه سازی عددی جریان رسوبی مدل آزمایشگاهی دیگری صورت گرفت. از میان پارامترهای اصلی موثر بر جریان، اثر زوایای آبگیری، نسبت دبی آبگیری بر نسبت رسوب ورودی به آبگیر بررسی و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده که مطابقت خوبی بین آن ها وجود دارد. در یک نسبت ثابت آبگیری، با افزایش زاویه آبگیری نسبت رسوب ورودی به آبگیر افزایش می یابد و با افزایش نسبت دبی آبگیری، مقدار رسوبات ورودی به آبگیر به دلیل افزایش سرعت در آبگیر در حین ثابت بودن عمق جریان وافزایش شدت حمل رسوبات در کانال آبگیر، بیشتر می شود همچنین به ازای نسبت ثابت دبی آبگیری، با افزایش عدد فرود ورودی، نسبت رسوب ورودی کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: آبگیر جانبی، نرم افزار ANSYS-CFX، شبکه عصبی مصنوعی، میدان سرعت، رسوب ورودی
|
  • Ramin Sarikhani* Pages 1-14
    The statistical methods are used for investigation of water quality in different area that such as univariate and multivariate statistics methods. In the study area, according to cluster diagrams of groundwater quality parameters are plotted in two cluster that due to formations and geological factors. Principle component analysis methods are shown that effective factors such as electrical conductivity, material solution, HCO3-, Mg2+, Cl-, Na+ and total hardness in groundwater quality. According to major parameters and its source, groundwater quality related to geological formation, limestone and evaporated rocks in the study area. The coefficient factor of groundwater parameters in the study area are shown that high relationship between electrical conductivity with SO42-, Na- and Cl- due to halite solution from Ghachsaran formation and high correlation between electric conductivity and SO42- ,Na+,Cl- due to sulfate salt and sulfate calcium especially. Also correlation between HCO3- and Mg2+ can be considered for role of dolomite rocks solution in increasing Ca2+ concentration in water. The GQI of groundwater quality in the study area is evaluated that indicated groundwater quality of region are between 73% to 81%, which indicate the groundwater quality placed in suitable to acceptable class of quality that may be affected by geological factors such as lithology, current direction in the area. The correlation between groundwater quality index and quality parameters are shown that total hardness, bicarbonate and dissolved solids had the highest impact on groundwater quality in the study area.
    Keywords: Cluster analysis, factor analysis, Khorramabad, Correlation coefficient, Groundwater quality
  • Hosein Ghalkhani, Farshad Koohian, Afzal, M Sh Pages 15-34
    Conceptual rainfall-runoff (RR) models, aiming at predicting stream flow from the knowledge of precipitation over a catchment, evapotranspiration, tempreture, and topography of the basin, have become basic and effective tools for flow regime simulation. Calibration of RR models, e.g. WetSpa which has been developed in Belgium, is a process in which parameter adjustment are made so as to match the dynamic behaviour of the RR model to the observed behaviour of the catchment. This research presents an application of the Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II) and Particle Swarm Optimization (PSO) for multi-objective calibration of WetSpa in Karoon river basin, Iran to optimize 11 global parameters of the WetSpa model. The objective functions are Nash–Sutcliffe and logarithmic Nash–Sutcliffe efficiencies in order to improve the model's performance. Results showed that the evolutionary NSGA-II and PSO algorithms are capable of locating optimal parameter sets in the search space. The measured correlation coefficient in the calibration process was 0.69 and 0.71 for the NSGA-II and PSO algorithms, respectively. Moreover RMSE values were calculated as 119.8 and 152.3 m3/s for the algorithms. The WetSpa model then was applied for a period of 1-year flood simulation in the basin and the results were analysed. Finally a sensitivity analysis was conducted on the global parameters in which the surface runoff coefficient was the most sensitive parameter with more than 40% influence on the results.
    Keywords: rainfall-runoff model, Calibration, NSGA-II, PSO, WetSpa
  • Siamak Baharvand *, Hamzeh Saroei, Salman Soori Pages 35-44
    The discovery of underground water resources as a way of providing the drinking water in the world due to increasing necessity of the world to water is necessary and inevitable. This study has been done to identify new water resources in Sefidkooh anticline located in the west of Khorramabad. For this purpose, seven layers of information have been developed including the lithology, compression fractures, drainage density, slope, vegetation, temperature and the height using satellite images, geological maps, topographical maps and information field based on fuzzy method in ArcGIS software environment. After mapping effective factors on finding potential of Karst water resources, these maps were weighted using Analytical Hierarchy Process (AHP), based on their relative importance. To provide map of finding potential of karst water resources, available layers were combined by over lapping method in ArcGIS software a with Raster Calculator modules. Based on the results, there are %12.3, %22.62, %27.79, %23.91 and %13.69 of the area in zones with very low, low, medium, high and very high potential, respectively.
    Keywords: Sefidkooh Anticline, Lorestan Province, Karst, GroundWater
  • Amin Shirvani *, Noushin Ahmadi Baseri Pages 45-56
    In this study, the relationship between the precipitation over the southern areas of Iran and zonal wind over the Middle East was investigated. The monthly zonal wind data at 200hPa over the Middle East was selected from reanalysis NCEP-NCAR. The principal components analysis was applied to extract the signal modes of the winter (JFM) wind variations. The first empirical orthogonal function was spatially plotted and those grid points with high loading, which had the important role in the first principal component, were determined. These grid points are located in 15 to 22.5 and 27.5 to 42.5. The average of zonal wind within this area was considered as a regional index and the relationship between this index and winter precipitation for 11 synoptic stations in the south of Iran for 1968-2010 was investigated. The results indicated that there is a positive significant correlation at 5% level between wind index and precipitation over the most stations. The constructed wind index has stronger relationship with precipitation over the study area in comparison with southern oscillation index and Persian Gulf sea surface temperature.
    Keywords: Principal components analysis, Empirical orthogonal functions, Zonal wind, Precipitation, Iran
  • Ehsan Kamali Maskooni, Mohsen Armin Pages 57-72
    Groundwater resources play a vital role in the development and sustainability of a territory. Therefore, in areas with low and irregular precipitation and limited access to surface water resources, the management of groundwater resources, in terms of quantity and quality, is the inseparable part of sustainable development. In the present study, principal components analysis (PCA) was used to assess the quality of groundwater resources of Behbahan Plain, Khuzestan province, Iran. In order to perform a groundwater quality analysis, 12 hydro-chemical variables were selected in order. Results of the KMO index and the Bartlett's test illustrate that this is reasonable to use the PCA on the dataset, which is constructed based on the selected variables, for characterization and analysis of groundwater quality in the study area. According to outcomes of the PCA, the first two axes (PC1 and PC2) captured 85.31% of the total variance in the dataset. The first PCA axis (PC1) explained 76.68% of the variation in the hydro-chemical data that was mainly affected by 10 variables (TH, SAR, K, Na, Mg, Ca, Cl, SO, TDS and EC). The second component (PC2) contributes 8.622% of the total variance in the dataset that indicated strong positive correlation with HCO3 and negative correlation with pH. Also, in this study, the relationship between spatial variation of each selected variable and land use were investigated.
    Keywords: Water Quality, Principle Components, KMO test, Behbahan Plain, PCA method
  • Behrooz Shafiee, M Sh * Pages 73-85
    Water delivery performance of irrigation and drainage networks in Iran is not in the acceptable situation. Evaluation of irrigation and drainage systems is important to increase their performance and decrease their related problems. In the present study, some performance indicators were assessed and evaluated at the end of left bank canal in Doroodzan irrigation network. Performance indicators such as adequacy, efficiency, equity, dependability, and delivery performance ratio were used for the evaluation. Results showed that the equity and dependability indicator values were about 0.42 and 0.31, respectively, which categorized in the poor class. The adequacy and efficiency indicator values were 0.87 and 0.75, respectively, which categorized in the fair class. About half of the studied canals had a good water delivery adequacy and efficiency, while the others had fair or poor delivery performances. The average value of delivery performance ratio for the studied canals was 1.27, which showed that 27% of delivered water was excess. Delivered water in 8 canals out of 16 canals were more than intended, while in 5 canals were lower than the intended values. The 3 rest canals received intended water.
    Keywords: Irrigation adequacy, equity, efficiency, dependability
  • Kami Kabosi* Pages 87-100
    With respect to salinity of bulk soil and water resources in Golestan province and the importance of rapeseed as oil plant, a pot experiment in field environment was conducted as factorial based on complete randomized blocks with 3 replications in Gorgan region and four irrigation water salinity levels (1.15, 4, 7 and 10 dS.m-1), two organic fertilizer levels (vermicompost application levels including zero and 10 Tons.ha-1) and four cultivars of canola (Hyola 4815, 308 and 401 and RGS) were studied. The results showed that the effect of salinity on seed yield and water use efficiency and oil percent was significant, while vermicompost significantly affected all traits. Also, cultivar affected seed yield and water use efficiency. Intraction between salinity and vermicompost on all traits, except oil percent, and intraction between vermicompost and cultivar on oil yield and water use efficiency was significant, while salinity and cultivar intraction had affected any traits. Interation between salinity, vemicompost and cultivar was significant on oil yield and water use efficiency. Salinity in the absence of vermicompost resulted decreasing in all traits. However, usage 10 Tons.ha-1 vermicompost led to significance increase of all traits, except oil percentage. Vermicompost was more usefulness in salt stress conditions than non-stressed condition. The highest seed yield, seed water use efficiency, oil yield and oil water use efficiency were obtained in Hyola 308 cultivar while the highest oil percent was observed in the RGS cultivar.
    Keywords: Irrigation, Hyola, RGS, Vermicompost, Water Salinity
  • Mohamadhossein Ahmadi * Pages 101-114
    Due to rapid growth of urbanization and limited water resources, the need for effective urban water management is now more crucial than ever. In this paper, by using system dynamics approach, a supply and demand model has been developed. For this purpose, all factors affecting Shiraz city green areas has been modeled and by using that model the future water supply and demand is predicted. Then the current and future effective factors that will influence the system, such as the construction of second pipeline water transfer from the Doroudzan dam have been applied in modeling. Three management scenarios are studied: increasing efficiency of irrigation, completion of Shiraz city wastewater treatment plant and the construction of the Tange Sorkh dam. The results of this research show that the impact of Tange sorkh dam construction has a 5% decrease in shortages but using the treated wastewater has 3, 5, 7 and 9 percent decreases for using 30, 50, 75 and 100 percent of treated water for urban landscape, respectively. Simulation also showed that increasing the irrigation efficiency by 10 and 20 percent has 16 and 41 percent decrease on shortages, respectively. At the end, in order to navigate towards sustainable system, combination of scenarios are considered. These scenarios are: reducing the rate of population growth, decreasing domestic and green space water consumption per capita, increasing irrigation efficiency and using treated wastewater for green space. And finally we propose suggestions for system sustainability.
    Keywords: System dynamics, Water resource management, Urban landscape, Shiraz
  • Mehdi Zakerinia *, H Sh Pages 115-135
    Regional analysis is used as one of the low flow estimation methods for the study of drought in areas without sufficient data. In this study, drought analysis is done based on no rainfall periods data from 67 synoptic stations with an appropriate data time and uniform distribution in the country of Iran. After sorting out the daily precipitation, periods without precipitation is assessed in each station. First the homogeneous regions identified and then the most suitable criteria statistical distribution function was determined in those areas. In order to analyze the frequency the FREQ program in MATLAB saftware was used. The minimum and maximum daily rainfall was 17 years for Semnan station and 56 years for Tabriz station and several other stations respectively. Based on regional analysis, the whole country of Iran classified in 8 Classification homogeneous regions. Spatial maps of maximum periods without rain during dry periods showed that from north to south and from West to East in the country were longer and in general in the country there are three separate locations in the distribution of dry periods. In northern Iran, periods without rain spells reduction and increased wet periods, this indicates that low sensitivity of this area to dry condition. Southern regions (particularly the provinces of the Persian Gulf and Sea of Oman) and central regions as the most sensitive areas in terms of reduction of days of rain and increase in precipitation at different return periods were found.
    Keywords: Dry Spells, Drought, Regional analysis
  • Sajedeh Hajiazizi* Pages 137-148
    Investigation of the shear stress to estimate the scour hole around bridge piers is of utmost importance, but a review of the literature shows that the study of this factor, around protected piers by various methods of scour control has not been studied by the researchers. In this research, a three dimensional numerical model has been used to study the variation shear stress on the bridge pier with submerged vanes. However, due to difficulty of calculating the amount of shear stress in the wild, researchers provided indirect ways to calculate these parameters that one of these methods, is the use of quasi-two-dimensional model Shino and Knight (SKM In this study, the pattern of shear stress distribution around the base with a different number of vanes (2, 4 & 6), with the two angle of the flow (20 and 30 degree) and in flow intensity 0.95 (critical flow intensity), with both methods were studied and compared. Both model results show that vanes placement has a great effect on reducing velocity of the passing flow and thus decreasing the bed shear stress around the pier. Also analysis of the counts and placement angles showed that 6 vanes rather to 2 and 4 vanes and also angle of 30 degree rather to angle of 20 degree performs better in action, so that the shear stress reduces the amount of 12-15 percent.
    Keywords: Bed shear stress, Bridge pier, Submerged vanes, Shino, Knight quasi-two-dimensional model, 3D Numerical model
  • Sohrab Karimi *, Javad Esfandyari Pages 149-160
    Intakes are one of the varied types of channel and river- water- intake structures. The experimental model is first simulated through ANSYS- CFX software. The verification results indicate that the results of the numerical model correspond fairly well to the results of the experimental model . using a set of experimental data and a numerical model, an artificial neural network has been designed to predict the velocity field within 30, 60 and 90 degrees deviation angles.The comparison shows that the ANN model has an acceptable level of accuracy in predicting the velocity field of the flow. The sediment flow of the experimental model was then numerically simulated with regard to the results in order to examine the sedimentation of the flow. Among the main parameters which affect the flow, the effects of diversion angles, intake discharge ratio were examined on the ratio of the sediment entering the weir and they were compared with the experimental results. The results were fairly consistent. In a constant diversion ration, the ratio of the sediment entering the weir increases as the diversion angle increases and the amount of the sediment entering the weir increases as the intake discharge ratio increases due to the increase in the velocity while the flow depth is constant and the sediments are being increasingly transferred in the weir. Also, as the intake Froude number increases, the ratio of the sediment entering the channel decrease for a constant intake discharge.
    Keywords: Intake, ANSYS- CFX software, Artificial Neural Network, Velocity field, Sediment flow