فصلنامه علوم و مهندسی آبیاری
سال چهلم شماره 1 (بهار 1396)

تعیین دقیق مقدار آبی که برای تبخیر و تعرق مصرف می شود، از عوامل اساسی در برنامه ریزی برای رسیدن به محصول بیشتر و از مهم ترین پارامتر های مدیریت آب در گیاهان می باشد. در شرایط عدم دسترسی به داده های دقیق لایسیمتری می توان از روش فائو پنمن مانتیث به عنوان روش استاندارد، برای ارزیابی نتایج تجربی استفاده کرد. در این تحقیق با استفاده از داده های 15 ساله (91-1377) هواشناسی اهواز، ضریب تشت تبخیر با معادله های آلن و پروت، اورنگ، اشنایدر و کونیکا و محاسبه و نتایج آن با روش های فائو پنمن مانتیث مقایسه گردید. هم چنین برای انتخاب بهترین مدل، بین پنج پارامتر ضریب تبیین، مجذور میانگین مربعات خطا،میانگین مطلق خطا،شیبو عرض از مبداء آزمون رتبه بندی انجام شد. نتایج نشان داد برای محاسبه ضریب تشت به صورت روزانه و فصلی بهتر است از روش آلن و پروت و در بازه ده روزه از روش اشنایدر در شرایط اقلیمی اهواز استفاده نمود.

جریان غلیظ پدیده ای است که به خاطر تغییرات چگالی بین دو سیال به وجود می آید و در اثر این پدیده رسوبات ریزدانه می توانند تا نزدیکی بدنه سد حرکت کرده و مشکلاتی را برای دریچه های آبگیری ایجاد کنند. از این رو کنترل این جریان می تواند از مشکلات احتمالی بکاهد. در تحقیق حاضر یک صفحه متخلخل به عنوان یک مانع نفوذپذیر برای کنترل جریان غلیظ نمکی به کار گرفته شد. متغیرهای این تحقیق شامل تخلخل صفحات و غلظت جریان غلیظ می باشند. دبی و همچنین غلظت جریان غلیظ در بالادست و پایین دست صفحه اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که کارایی صفحه در کنترل جریان غلیظ با افزایش تخلخل کاهش می یابد. نتایج حاصل از بررسی غلظت های اندازه گیری شده نیز همین نتیجه را بیان نمود. نتایج نهایی با بررسی بار رسوبی و مشاهده روند مشابه ، تایید شد. پس از به دست آوردن حجم سیال ورودی به جریان غلیظ در اثر عبور از صفحه مشبک، مشاهده شد که با افزایش تخلخل صفحه مشبک، حجم سیال ورودی به جریان غلیظ کاهش می یابد. لذا می توان نتیجه گرفت به دلیل کاهش حجم سیال ورودی به آن، راندمان کارایی صفحات در کنترل جریان غلیظ با استفاده از صفحه نفوذپذیر کاهش می یابد، همچنین حداکثر میزان راندمان کنترل جریان غلیظ برابر 2/73 درصد محاسبه شد.

آبشستگی یک پدیده طبیعی است که ناشی از عمل فرسایشی میدان جریان در آبراهه های آبرفتی می باشد.شکست پل ناشی از آبشستگی کلی در پایه و تکیه گاه پل ، ضرورت مطالعه در مورد پیش بینی آبشستگی و راه های محافظت در برابر آن را کاملا روشن می سازد.یکی از راه های کاهش آبشستگی استفاده از المان های شش پایه (A-JACKS) اطراف تکیه گاه می باشد. در این پژوهش به بررسی تاثیر سازه موسوم به المان های شش پایه بر کنترل حداکثر عمق آبسشتگی تکیه گاه پل و همچنین بررسی گستره ی کارگزاری المان های شش پایه به منظور حفاظت تکیه گاه پل در مقابل آبشستگی پرداخته شده است. آزمایشات برای اعداد فرود 18/0 ، 208/0 ، 235/0 و 25/0 و در چهار گستره ی کارگزاری (W) 4، 5/6، 5/8 و 6/10 سانتی متری انجام شد. در اعداد فرود 18/0 و 208/0 گستره ی دو ردیفه(W2) ، سه ردیفه(W3) و چهار ردیفه (W4)، صددرصد آبشستگی را کاهش دادند. در عدد فرود 235/0 گستره ی سه ردیفه(W3) و گستره ی چهار ردیفه (W4) صددرصد آبشستگی را کاهش داده و در عدد فرود 25/0گستره ی چهار ردیفه (W4) 55/89 درصد آبشستگی را کنترل می کند. در مقایسه عملکرد دو گستره حداکثر المان های شش پایه یعنی W3 و W4 در عدد فرود حداکثر مشاهده شد که تنها 47/7 درصد در میزان کاهش آبشستگی اختلاف دارند و در دو عدد فرود 18/0 و 208/0 عملکردی کاملا مشابه یکدیگر دارند. درنتیجه می توان گفت که استفاده از گستره ی W3 بهینه ترین حالت کارگزاری المان ها حول تکیه گاه است زیرا عملکردی نزدیک به W4 دارد ولی هزینه و زمان ساخت آن کمتر است.

به وجود آمدن جریان غیرماندگار در سامانه های انتقال آب به دلیل تغییر از یک حالت پایدار به حالت پایدار دیگر همواره اجتناب ناپذیر است. از سوی دیگر با گذشت زمان به علل گوناگون خط لوله دچار نشت و یا حتی شکستگی می شود. بنابراین بررسی خصوصیات جریان های غیرماندگار در حضور نشت از اهمیت ویژه ای برخوردار خواهد بود. لذا در این تحقیق جریان غیرماندگار سریع با وجود نشت در سامانه، مورد شبیه سازی آزمایشگاهی قرار می گیرد و به کمک آن تاثیر مشخصات نشت از جمله قطر و مکان نشت بر خصوصیات هیدرولیکی جریان غیرماندگار سریع مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت. آزمایش ها روی یک سامانه مخزن، لوله و شیر انجام شده است که لوله آن از جنس پلی اتیلن به قطر 63 میلی متر و طول 47 متر است و ارتفاع استاتیکی مخزن تامین بار آب 5 متر می باشد. در مجموع سه دبی، چهار قطر نشت، چهار موقعیت نشت و دو زمان بستن مورد آزمایش قرار گرفت که نتایج حاکی از آن است که امواج فشاری ناشی از بستن آنی بهتر می تواند وجود نشت را در سامانه نمایان سازد تا بستن کند. افت فشار در حداکثر فشاری موج اول با افزایش قطر نشت افزایش می یابد و شیب افت فشار ناشی از نشت در حداکثر اول برای نشت هایی که از مخزن دورتر هستند و یا به شیر نزدیک ترمی باشند سریع تر است. همچنین شیب میرایی امواج برای حالت وجود نشت با قطر بیشتر در سامانه تندتر از حالت نشت با قطر کمتر می باشد.

آلودگی با فلزات سنگین یکی از نگرانی های عمده زیست محیطی در سراسر جهان می باشد چراکه این فلزات به دلیل سمی و خطرناک بودنشان تهدیدی برای انسان، حیوان و گیاه می باشد. کانی های رسی که جزء اصلی خاک هستند، نقش مهمی در جذب آلاینده های مختلف از آب های سطحی و زیرزمینی و خاک ها بازی می کنند. سطح مخصوص بالا، پایداری شیمیایی و مکانیکی، ساختار لایه ای، ظرفیت تبادل کاتیونی بالا، خاصیت اسیدیته ی لوئیس و برونستد و... باعث شده تا رس ها به عنوان یک ماده ی عالی برای جذب شناخته شوند. در این پژوهش به بررسی مقایسه ای میزان جذب و نگهداری کادمیوم توسط نانورس کلوزایت Na+ و نمونه رسی بنتونیت در سیستم ناپیوسته پرداخته شده است. نتایج حاکی از این است که نانورس کلوزایت Na+ به دلیل دارا بودن سطح مخصوص و ظرفیت تبادل کاتیونی بیشتر از بنتونیت، دارای قابلیت جذب بیشتری نسبت به بنتونیت می باشد.

حاصلخیزی زمین های کشاورزی تابعی از میزان مواد آلی موجود در خاک است. با توجه به مقدار کم این ماده در خاک های زراعی ایران مصرف مواد آلی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. بیوچار از جمله مواد آلی است که به دلیل دارا بودن خاصیت پایداری بالا، در سال های اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته است. این تحقیق با هدف بررسی اثر بیوچار باگاس نیشکر بر برخی خصوصیات شیمیایی خاک در قالب یک طرح کاملا تصادفی انجام شد. برای این منظور از بین بیوچار های تهیه شده در دماهای 600-200 درجه سانتی گراد، بیوچار 300 درجه به دلیل داشتن بالاترین شاخص بهره وری مواد آلی پایدار (2/7 درصد) به عنوان بیوچار بهینه انتخاب گردید. سپس اثر این ماده آلی پس از فعال سازی در چهار سطح (10، 5، 2، 0 گرم بر کیلوگرم خاک) بر خصوصیات شیمیایی یک خاک لوم شنی از قبیل کربن آلی، ازت کل، فسفر قابل جذب، ظرفیت تبادل آنیونی و کاتیونی، اسیدیته، هدایت الکتریکی تعیین گردید. نتایج نشان داد که افزودن بیوچار باگاس نیشکر در تمامی سطوح طی هشت ماه دوره آزمایش، باعث افزایش معنی دار کربن آلی، ازت کل، فسفر قابل جذب، ظرفیت تبادل آنیونی، هدایت الکتریکی و ظرفیت تبادل کاتیونی خاک گردید. همچنین این ماده باعث کاهش معنی دار اسیدیته خاک گردید. بیوچار باگاس نیشکر با تیمار 10 گرم بر کیلوگرم خاک بیشترین تاثیر را در افزایش ظرفیت تبادلی آنیونی خاک (4/7 برابر شاهد) و کمترین تاثیر را در کاهش اسیدیته خاک (01/0 برابر شاهد) نشان داد.

با توجه به کمبود و محدودیت شدید منابع آب در کشور، یکی از گام های اساسی برای مدیریت، برنامه ریزی و تامین آب طرح های موجود و توسعه در حوضه های آبریز، نگاه ویژه به مقادیر حداکثر آبدهی مطمئن قابل تامین است. از آن جا که رژیم جریان در حوضه های آبریز معمولا تنظیمی بوده و تحت تاثیر سدهای مخزنی سری و موازی است، استفاده از روش های کاربردی مناسب ضرورت دارد. در این تحقیق، به توسعه یک مدل آبدهی مبتنی بر برنامه ریزی خطی در سیستم منابع آب سه مخزنی حوضه آبریز زهره در جنوب غرب ایران پرداخته شده است. اساس این مدل، مبتنی بر معادله های پیوستگی ذخیره مخزن، معادله های آبدهی در هر مخزن، معادله های تخصیص آب و محدودیت های ظرفیت ذخیره است که تابع هدف آن حداکثر سازی مجموع آبدهی ماهانه قابل رهاسازی از سدهای مخزنی در یک دوره درازمدت، برای تامین نیازهای مختلف است. با پیاده سازی مدل آبدهی، بهبود قابل ملاحظه ای در شاخص اصلاح شده کمبود در سیستم منابع آب مورد بررسی در مقایسه با سیاست شبیه سازی استاندارد به برآورد شده است. نتایج نشان داد که در شرایط توسعه آتی، اعتماد پذیری تامین نیازهای سیستم منابع آب زهره معادل با 83 درصد است و آبدهی مطمئن سیستم زهره معادل با 65 درصد نیازها خواهد بود.

یکی از پارامترهای مهم در برنامه ریزی و بهره برداری از مخازن و طراحی سامانه های آبیاری، تبخیر و تعرق می باشد. اهمیت کاربردی تخمین هرچه دقیق تبخیر از یک سو و پیچیدگی رابطه علت و معلولی پدیده از سوی دیگر، ضرورت استفاده از روش های جدید داده کاوی را نشان می دهد. در این مطالعه امکان شبیه سازی تبخیر از تشت در ایستگاه تبریز با استفاده از مدل های رگرسیون چندمتغیره بررسی شد. داده های هواشناسی شامل حداکثر و حداقل دمای هوا، نقطه شبنم، حداکثر و حداقل رطوبت نسبی، تعداد ساعات آفتابی و سرعت روزانه باد سال های 91-1371 ایستگاه سینوپتیک تبریز استفاده شدند. مدل های مختلف رگرسیونی چندگانه خطی و غیر خطی برای ایستگاه تبریز بسط داده شدند. مدل منتخب رگرسیون چندگانه خطی توسط روش رگرسیون تیغه ای مورد آزمون قرار گرفت تا چند هم خطی بین ورودی ها در مدل لحاظ شود. مقادیر ضریب تورم واریانس برای یکایک متغیرها محاسبه شد. نتایج نشان داد که همه ضریب تورم واریانس ها دارای مقدار کمتر از 10 بودند. افزون بر این، نسبت برای مدل منتخب با دو متغیر حداقل دمای هوا و تعداد ساعات آفتابی، برابر با 34/3 به دست آمد. بنابراین چند هم خطی در مدل رگرسیون چندگانه خطی، منتخب مشاهده نشد. آماره دوربین واتسون نیز برای مدل منتخب برابر 45/1 به دست آمد که نشانگر قابل اعتماد بودن مدل رگرسیونی چندگانه خطی منتخب می باشد. مقادیر RMSE و R2 برای مدل های منتخب به ترتیب برابر 45/2 میلی متر بر روز و 67/0 برای رگرسیون چندگانه خطی و 58/2 میلی متر بر روز و 65/0 برای رگرسیون چندگانه غیرخطی به دست آمد که این نتیجه نشانگر توانایی روش های رگرسیونی در تخمین تبخیر از تشت در ایستگاه تبریز می باشند.

برای شبیه سازی دقیق تر انتقال آلاینده در رودخانه های طبیعی باید اصلاحاتی در معادله کلاسیک جا به جایی-پراکندگی انجام و عبارت هایی برای لحاظ تاثیر نواحی نگهداشت موقت به آن اضافه شوند. در این تحقیق مدلی جدید و جامع با تلفیق الگوهای عددی با درجه دقت بالاتر (روش کوئیک) برای حل معادله جابه جایی – پراکندگی با لحاظ نواحی نگهداشت موقت در رودخانه ها با مقطع نامنظم تحت رژیم جریان غیر ماندگار ارائه گردیده است. مدل با استفاده از راه حل تحلیلی، مثال فرضی و داده های واقعی مورد صحت سنجی قرار گرفت و نتایج حاکی از دقت مطلوب مدل در شبیه سازی انتقال آلاینده در شرایط مذکور بود. با اجرای مدل برای حالت جابه جایی خالص و مقایسه نتایج حاصل با نتایج دو الگوی عددی دیگر که از روش مشتق گیری مرکزی برای گسسته سازی مکانی معادله ها استفاده می کردند، توانایی مدل در شبیه سازی دقیق تر این حالت هم نشان داده شد. نتایج نشان داد که مدل ارائه شده، مدلی جامع و کاربردی است و می تواند در بسیاری از مطالعات انتقال ماده حل شده در نهرها و رودخانه های طبیعی جایگزین مدل های فعلی شود.

تابش خورشیدی یکی از عوامل ضروری در برنامه ریزی آبیاری، چرخه هیدرولوژیکی، مدل های شبیه ساز عملکرد گیاه و برآورد تبخیر-تعرق مرجع می باشد. هدف تحقیق حاضر، بررسی دقت مدل های برآورد تابش خورشیدی و تاثیر آنها بر تبخیر-تعرق مرجع می باشد. برای این منظور از داده های هواشناسی چهار ایستگاه سینوپتیک ارومیه، تکاب، سلماس و مهاباد در غرب حوضه آبریز دریاچه ارومیه در مقیاس روزانه استفاده گردید. تابش خورشیدی توسط هفت مدل هارگریوز-سامانی، آلن، خودکالیبراسیون، سامانی ، آناندال ، بریستف-کمپبل و آنگستروم-پرسکات برآورد گردید. سپس مقادیر به دست آمده در معادله فائو-پنمن-مانتیث، برای تخمین تبخیر-تعرق مرجع مورد استفاده قرار گرفت. به منظور ارزیابی دقت مدل ها، از شاخص های آماری ریشه میانگین مربعات خطا، متوسط خطای بایاس و ضریب تبیین استفاده شد. نتایج ارزیابی مدل ها نشان داد که مدل آنگستروم-پرسکات دارای بهترین عملکرد و مدل سامانی ضعیف ترین روش در ایستگاه های منطقه مورد مطالعه بود. متوسط مقادیر ریشه میانگین مربعات خطا برای مدل های آنگستروم-پرسکات و سامانی در منطقه مطالعاتی به ترتیب برابر 48/0 و 43/1 میلی متر بر روز به دست آمد.

جریان غلیظ جریانی دو فازی است که ذاتا در اثر اختلاف چگالی روی شتاب ثقل به وجود می آید. در زمینه شناخت ویژگی های جریان غلیظ تا کنون تحقیقات بسیاری انجام شده است که بسیاری از آن ها به بررسی مسائل مختلف مربوط به جریان غلیظ در مسیرهای مستقیم اختصاص دارد.آزمایش های این تحقیق در آزمایشگاه مدل های فیزیکی و هیدرولیکی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز انجام شد.در این تحقیق رفتار جریان غلیظ نمکی در یک فلوم با سه خم متوالی با شعاع انحنای 40، 80 و 120 سانتی متر ، طول کلی 5/8 متر، عمق 70 سانتی متر وعرض 20 سانتی متر مورد مطالعه قرار گرفت.آزمایش ها در چهار دبی 5/0 ، 7/0، 9/0و 1/1 لیتر در ثانیه و چهار غلظت 8، 12، 16، 20 گرم در لیتر صورت پذیرفت. برای اندازه گیری سرعت از سرعت سنج داپلر اکوستیک (ADV) مدل Vectrino+ استفاده گردید. Vectrino+ سرعت آب را بر اساس پدیده داپلر اندازه گیری می کند. نتایج نشان می دهد در تمامی آزمایش ها، ارتفاع جریان غلیظ در جداره بیرونی قوس بیشتر از جداره داخلی است. با افزایش شعاع انحنای قوس ضخامت جریان غلیظ کاهش یافت و از شیب سطح جریان غلیظ در سطح مشترک جریان غلیظ و سیال ساکن نیز کاسته شد. بیشترین اختلاف ارتفاع جداره داخلی و بیرونی در قوس اول باشعاع انحنای نسبی 2 و کمترین مقدار آن در قوس سوم با شعاع انحنای نسبی 6 روی داد.

به منظور بهره برداری بهتر از منابع آب موجود و کاهش بحران آب، پیش بینی تغییرات منابع آب با استفاده از روش های مختلف از اهمیت فراوانی برخوردار است. در این تحقیق از داده های ماهانه ی ارتفاع سطح ایستابی، مصارف و بارش طی دوره ی آماری 1380 لغایت 1390 دشت عجب شیر و از دو روش برای پیش بینی ارتفاع سطح ایستابی استفاده شد. روش اول حل معادله ی دیفرانسیل جزئی برای گام های زمانی متوالی و روش دوم مدل رگرسیون پیشنهادی است. روش تفاضل های محدود برای حل عددی معادله دیفرانسیلی استفاده شد، مقدار ضریب همبستگی و خطای به دست آمده از این روش بین مقادیر مشاهداتی و محاسباتی به ترتیب 9/0 و 41/0 به دست آمد. برای تعیین دوره زمانی تاثیر بارش و مصرف روی سطح ایستابی سفره، از نمودار همبستگی متقاطع استفاده شد. بر طبق این نمودار (نمودار همبستگی متقاطع) مشخص شد که بارندگی ها با تاخیر یک ماهه و مصارف با تاخیر دو ماهه بیشترین تاثیر را بر ارتفاع سطح ایستابی دارند. سپس رابطه ی عمومی بین این سه متغیر با لحاظ نمودن دوره زمانی تاثیر از طریق یک معادله ی رگرسیونی غیرخطی چندمتغیره با ضریب همبستگی 93/0 و خطای 35/0 به دست آمد. با توجه به معیارهای ارزیابی به دست آمده از دو روش، مدل رگرسیون غیرخطی چندمتغیره انتخاب شد.

ضریب تخلیه مجاز رطوبتی از خاک با اثر گذاری بر تعداد آبیاری در دوره رشد به عنوان یک ابزار مدیریتی برای صرفه جویی مصرف آب قابل استفاده است. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر مقدار ضریب تخلیه مجاز رطوبتی بر دور آبیاری، میزان آب کاربردی و شاخص های رشدی و ریشه گیاه چمن در آبیاری قطره ای زیرسطحی می باشد. سه تیمار مدیریت آبیاری شامل حداکثر تخلیه مجاز رطوبت ازخاک برابر 40 درصد (W1) ، 60 درصد (W2) و 80 درصد (W3) در قالب طرح آماری بلوک های کاملا تصادفی در سه تکرار در سال های92-1391 در دانشگاه صنعتی اصفهان اجرا شد. برای اعمال دقیق مدیریت آبیاری رطوبت خاک به طور روزانه با استفادهاز دستگاه رطوبت سنج GMK-770S در عمق توسعه ریشه چمن اندازه گیری شد. شاخص های ظاهری چمن شامل رنگ، شدت رشد ارتفاعی، وزن تر، وزن خشک سبزینه و شاخص های رشد ریشه شامل تراکم حجمی،تراکم وزنی ریشه تازه و تراکم وزنی ریشه خشک، به صورت دوره ای برداشت شدند. این شاخص ها با آزمون چند دامنه ای دانکن مورد تحلیل قرار گرفت و نتایج حاصله نشان داد که تیمارهای آبیاری تاثیر معنی دار روی شاخص های رشد ریشه و اندام هوایی مورد بررسی نداشت. در عمق 13-0 سانتی متری بیشترین مقدار تراکم حجمی ریشه، تراکم وزنی ریشه تر و خشک به ترتیب در تیمار آبیاریW1، W2 وW3 مشاهده شد و به طور متوسط 14/80 درصد این سه شاخص در عمق 5-0 سانتی متر و 86/19 درصد آن در عمق 13-5 سانتی متر بود. بیشترین وزن خشک سبزینه با متوسط 93/3 گرم بر روز در تیمار آبیاری W1و کمترین وزن خشک سبزینه با متوسط 21/3 گرم بر روز در تیمار آبیاری W3 مشاهده شد. به طور کلی نتایج دلالت بر آن داشت که افزایش مقدار ضریب تخلیه مجاز رطوبتی تا حدود 80 درصد در بافت لوم رس سیلتی در سیستم آبیاری قطره ای زیر سطحی چمن موجب کاهش کمی در رشد اندام هوایی و ریشه چمن میکس اسپورت می شود. بنابراین افزایش ضریب تخلیه مجاز رطوبتی به عنوان یک راهکار مدیریتی در صرفه جویی مصرف آب در شرایط بحران آب با کمترین اثر منفی بر شاخص های ظاهری گیاه چمن می تواند مورد قبول قرار گیرد.

معادله حاکم بر جریان متغیر تدریجی، تغییرات عمق را در امتداد جریان بیان می کند. روش های مختلفی برای حل عددی نیم رخ سطح آب در جریان متغیر تدریجی ارائه شده است و یکی از مشکلات انتگرال گیری عددی مشخص کردن اندازه مناسب گام مکانی انتگرال گیری می باشد. در این مقاله روش جدید نیوتن رافسون وفقی برای حل عددی معادله حاکم بر جریان متغیر تدریجی توسعه داده شده است. در این روش گام های محاسباتی براساس میزان خطای عددی برآورد شده در حین محاسبات تعیین می شوند، چنین روندی به صورت هوشمندانه بوده و لذا موجب افزایش دقت و سرعت در محاسبه نیم رخ سطح آب در جریان متغیر تدریجی می گردد. مثال های متعددی با استفاده از روش پیشنهادی تحلیل گردید و با نتایج حاصل از تحقیقات قبلی مقایسه و دقت و صحت روش پیشنهادی بررسی و همچنین مقایسه ای با روش رانگ کوتای وفقی انجام شد. نتایج بدست آمده نشان دهنده دقت بسیار مناسب روش پیشنهادی در مقایسه با روش های گام مستقیم و رانگ کوتای وفقی می باشد بطوریکه در یکی از مثال های ارائه شده در مقاله ، نتایج حاصل از10 گام محاسباتی روش نیوتن رافسون وفقی توسعه داده شده تقریبا« مساوی 90 گام محاسباتی روش گام مستقیم گردید.

اکثر مدل های غیرخطی بر پایه مدل سازی میانگین خطا توسعه یافته اند اما مدل های غیرخطی خودهمبسته با واریانس شرطی، بر پایه مدل سازی واریانس داده های سری باقی مانده استوار هستند. این مدل ها با ترکیب شدن با مدل های خطی، تا حدودی دقت مدل سازی و پیش بینی ها را افزایش می دهند. در این مطالعه با استفاده از داده های تراز سطح آب دریاچه ارومیه در دوره آماری 91-1352، مدل های خودهمبسته با میانگین متحرک و دو خطی و دو مدل ترکیبی (خودهمبسته با میانگین متحرک با واریانس شرطی) و (دو خطی با واریانس شرطی) مورد ارزیابی قرار گرفتند. برای انتخاب مدل های خانواده آرما از معیار آکائیکه و برای صحت سنجی مدل ها از دو آزمون همبستگی و میانگین جذر واریانس خطا استفاده شد. نتایج صحت سنجی مدل های ARMA، BL، ARMA-ARCHو BL-ARCHبه ترتیب ضریب همبستگی 707/0، 618/0، 792/0 و 704/0 بین داده های محاسباتی و مشاهداتی و میانگین جذر واریانس خطا 836/2، 309/4، 031/2 و 411/4 را نشان داد. هم چنین نتایج نشان داد در مورد مدل آرما، تلفیق مدل خطی و غیرخطی، دقت مدل افزایش پیدا کرد ولی در مورد مدل دو خطی دوخطی، تلفیق دو مدل غیرخطی باعث کاهش نسبتا کم دقت مدل شد. به طور کلی نتایج نشان داد که با تلفیق دو مدل ARMAو ARCH، میزان خطای مدل حدود 28 درصد کاهش و با تلفیق دو مدل غیرخطی، میزان خطای مدل حدود 2 درصد افزایش یافت.

ایجاد گردابه ها در دهانه ی ورودی سرریزهای نیلوفری می تواند باعث کاهش ضریب دبی و کارایی نامناسب سرریز گردد. بنابراین استفاده از تیغه های گرداب شکن باعث کاهش این گردابه ها شده و کارایی سرریز را افزایش می دهد. در این تحقیق هدف، مدل سازی عددی جریان عبوری از سرریز نیلوفری و بررسی تاثیر تیغه های گرداب شکن در جریان سرریز نیلوفری به کمک مدل ریاضی FLOW-3D می باشد. بنابراین در این تحقیق مدل سازی سرریز در حالت با و بدون تیغه ها ( 3، 4 و 6 تیغه با زاویه 45 درجه) انجام شد. کلیه مدل ها در دبی های مختلف با استفاده از مدل آشفتگی اصلاح شده ی k-e تحت عنوان k-e RNGاجرا و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شدند. نتایج نشان داد که در سرریز نیلوفری به طور کلی با کاهش ارتفاع آب روی سرریز در حدود 25 درصد، ضریب دبی به میزان 42 درصد افزایش می یابد. در بین سه آرایش تیغه های گرداب شکن، آرایش شش تایی دارای نتایج مطلوب تری نسبت به حالت های دیگر است و همچنین بیشترین تاثیر را در کاهش ارتفاع آب دارد. مقایسه نتایج با مدل شاهد نشان می دهد که با افزودن شش تیغه، در محدوده 1/0-0 ارتفاع نسبی آب، ضریب دبی به میزان حدود 40 درصد افزایش یافته استو در محدوده 1/0-2/0 ارتفاع نسبی آب، ضریب دبی به میزان حدود 57 درصد افزایش یافته است.

دانستن حرکت آب در حجم مرطوب شده خاک در اطراف قطره چکان، پیش شرطی برای طراحی سیستم های آبیاری و مدیریت دوگانه آب و مواد شیمیایی می باشد. در حقیقت برای نوع خاک مشخص، دانستن تکامل و سیر تدریجی تغییر شکل حجم مرطوب شده، می تواند در تعیین فاصله قطره چکان ها و مدت زمان آبیاری مفید واقع شود. اکثر مدل های عددی و تحلیلی پیش بینی جبهه رطوبتی برای حل نیازمندتعیین سطح تغذیه اشباع خاک از نتایج آزمایشگاهی می باشند که به دست آوردن دقیق آن نیازمند صرف زمان و هزینه است. همچنین این مدل ها در صورتی که شدت جریان قطره چکان ها بیشتر از نفوذ پذیری خاک باشد نتایج قابل اعتمادی را نمی دهند. در این تحقیق مدل جدید اتصال معادله های سطحی دو فاز (معادلات ناویر استوکس و مدل حجم سیال) و زیر سطحی(ریچاردز) برای شبیه سازی جریان سطحی آب –هوا و جبهه رطوبتی داخل خاک در آبیاری قطره ای سطحی ارائه شده است. برای این منظور ابتدا معادله ریچاردز با روش حجم محدود گسسته سازی شد و با معادله های ناویر استوکس دو فاز براساس الگوریتم ارائه شده در این تحقیق جفت گردید. برای صحت سنجی مدل، نتایج شبیه سازی در دو بافت خاک و در دبی های مختلف با نتایج آزمایشگاهی و شبیه سازی شده با نرم افزارهایدروس بر اساس سه شاخص آماری درصد خطای نسبی، مجذور میانگین مربعات خطا و کارایی مدل مقایسه گردید. نتایج نشان داد که مدل ارائه شده دارای توانایی بسیار بالایی در شبیه سازی جبهه رطوبتی داشته و از دقت بیشتری نسبت به نرم افزار هایدروس برخوردار است.

هدف از مطالعه ی حاضر بررسی اثر تغییرات کاربری اراضی ایجاد شده در طول سال های 88-1369 در حوضه ی آبریز ابوالعباس بر هیدروگراف سیل می باشد. برای دست یابی به این هدف از تلفیق روش های سنجش از دور، سامانه اطلاعات جغرافیایی و مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS استفاده شد. ابتدا نقشه های کاربری اراضی سال های 1369 و 1388 حوضه، با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست/TM و الگوریتم شبکه ی عصبی مصنوعی با دقت قابل قبولی در هشت کلاس کاربری تهیه شدند. سپس هر یک از این نقشه ها برای تهیه ی نقشه شماره منحنی سال های 1369 و 1388 منطقه، با نقشه گروه هیدرولوژیک خاک در محیط GIS تلفیق شدند. در نهایت مدل HEC-HMS با استفاده از روش شماره منحنی رواناب (SCS-CN)برای برآورد رواناب حوضه برای چهار واقعه ی بارش-رواناب مشاهده ای رخ داده در سال های 1388 و 1389 واسنجی و اعتبارسنجی شد. نتایج شبیه سازی نشان داد که به علت تغییرات کاربری اراضی که در جهت کاهش سطح جنگل و افزایش سطوح مراتع و مناطق مسکونی اتفاق افتاده است، میزان دبی اوج و حجم سیلاب در حوضه ی آبریز ابوالعباس طی دوره ی مورد مطالعه، به طور متوسط به ترتیب 5/5 و 1/5 درصد افزایش یافتند. از سویی دیگر نتایج نشان داد که تغییرات کاربری بر زمان رسیدن به دبی اوج هیدروگراف سیلاب اثری نداشته است.

یکی از مدل هایی که رطوبت خاک و عملکرد گیاه را تحت شرایط مختلف شبیه سازی می کند مدل SALTMED است. این تحقیق باهدف ارزیابی کارایی مدل SALTMED در شبیه سازی عملکرد و توزیع رطوبت اعماق خاک تحت کشت ذرت (رقم 704) و آبیاری با آب شور در مزرعه تحقیقاتی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز انجام شد. آزمایش های مزرعه ای این تحقیق از اسفندماه 1392 تا خردادماه 1393 انجام شد. آزمایش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار بود. پس از واسنجی و صحت سنجی مدل با داده های تیمار شاهد( آب کارون با شوری متوسط 5/2 دسی زیمنس بر متر)، رطوبت، عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیکی برای تیمار های S1، S2، S3وS4 (به ترتیب برابر با 5/3، 5/4، 5/5 و 5/6 دسی زیمنس بر متر) شبیه سازی گردید. مطابق محاسبات صورت گرفته در پیش بینی رطوبت خاک، مدل در عمق 90-60 سانتی متر تیمار ها بیشترین دقت و در عمق 120-90 سانتی متر کمترین دقت را داشت و با افزایش شوری آب آبیاری دقت مدل در شبیه سازی رطوبت خاک افزایش یافت. ضریب تعیین در شبیه سازی عملکرد بیولوژیکی و عملکرد دانه به ترتیب 93/0 و 82/0 به دست آمد که نشان می دهد مدل دقت بهتری در شبیه سازی عملکرد بیولوژیکی دارد. با توجه به نتایج به دست امده مدل رطوبت خاک، عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیکی را با دقت بالایی شبیه سازی می کند.

در این پژوهش به منظور بررسی اثر قطر و طول لوله تغذیه بر منحنی مشخصه پمپ های ضربه قوچی از مدل آزمایشگاهی استفاده شده است. برای این منظور پس از ساخت یک دستگاه پمپ ضربه قوچی با قطر داخلی 51 میلی متر و ساخت تجهیزات جانبی مربوطه، آزمایش ها در شش سناریو با تغییر در نسبت طول به قطر لوله تغذیه (L/D) معادل با مقادیر 100، 200، 300، 400، 500 و 600 به اجرا درآمد. در هرسناریو با تغییر در میزان بار ورودی به سیستم پمپاژ و خروجی از آن، نسبت به ارزیابی عملکرد پمپ و ثبت مقادیر دبی پمپاژ (q)، دبی هرزآب (Q) و فرکانس سوپاپ تکانه اقدام گردید. با تحلیل نتایج و ارزیابی پارامترهای وابسته در مقابل پارامترهای مستقل موثر بر عملکرد پمپ ضربه قوچی، منحنی های مشخصه پمپ شامل تغییرات دبی نسبی پمپاژ (q/QT)، دبی نسبی هرزآب (Q/QT) و پارامتر سوپاپ تکانه (nD/v0) در مقابل نسبت بار فشاری (h/hm) به ازای هر یک از نسبت های طول به قطر لوله تغذیه (L/D) ارائه و رابطه عمومی تعیین راندمان این دسته از پمپ ها تعیین گردید. نتایج نشان داد که درصورت افزایش طول لوله تغذیه تا 400 برابر قطر آن، پمپ ضربه قوچی ساخته شده قادر است تا با راندمان 48 درصد آب را به ارتفاعی معادل دو برابر بار ورودی سیستم، پمپاژ نماید.