فهرست مطالب

مجله مهندسی آبیاری و آب ایران
پیاپی 27 (بهار 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/03/05
  • تعداد عناوین: 12
|
  • صمد امامقلی زاده، ابراهیم نوحانی*، فروغ فرهادی، خلیل اژدری صفحه 1
    پایه ها و تکیه گاه های جانبی پل در عرض رودخانه باعث تغییر الگوی جریان آب و در نتیجه موجب ایجاد آبشستگی موضعی در اطراف این سازه ها می شوند. این امر یکی از دلیل اصلی شکست پل ها می باشد. سازه های مختلفی را میتوان برای تغییر الگوی جریان در اطراف تکیه گاه پل استفاده نمود که از جمله آن استفاده از پره های مستغرق می باشد. در این تحقیق، به بررسی اثر این سازه در کاهش آبشستگی موضعی اطراف تکیه گاه پل با دماغه ی گرد پرداخته شد. آزمایش ها در یک فلوم با مقطع مرکب و با استفاده از رسوبات غیر چسبنده با قطر متوسط (50d) 1 میلی متر انجام شدند. آزمایش ها در دو مرحله انجام شد: در مرحله اول بدون حضور پره های مستغرق (5 آزمایش) و در مرحله دوم با حضور پره های مستغرق (45 آزمایش). پره ها با طول 10 سانتیمتر و ارتفاع 33/3 سانتیمتر (3L/H=) و با زاویه 20 درجه نسبت به جریان در سه آرایش یک ردیفه، دو ردیفه موازی و دو ردیفه زیگزاکی قرار گرفتند. نتایج پژوهش نشان میدهد که خصوصیات هندسی توسعه حفره آبشستگی در دماغه تکیه گاه همانند مطالعات سایر محققین میباشد. همچنین پره های مستغرق موجب کاهش آبشستگی اطراف تکیه گاه شده و موجب حرکت حفره آبشستگی و دور کردن آن از دماغه ی تکیه گاه به سمت مرکز کانال شده است. در نهایت نتایج بدست آمده نشان داد آرایش دو ردیفه موازی که در آن ردیف اول پره با فاصله 5 سانتیمتر (نصف قطر تکیه گاه) و ردیف دوم با فاصله 10 سانتیمتر (برابر با قطر تکیه گاه) از تکیه گاه قرار داده شدند، موجب کاهش 81/87 درصدی حداکثر عمق آبشستگی شده اند.
    کلیدواژگان: آبشستگی موضعی، رسوب، رودخانه، مقطع مرکب
  • حجت کرمی، سمیه انجمروز، محمدرضا نیکپور، سعید فرزین*، خسرو حسینی صفحه 16
    در تحقیق حاضر، شبیه سازی سه بعدی جریان در یک کانال مستطیلی شامل یک تکیه گاه عمودی، با به کارگیری مدل Flow-3D، انجام گرفت. جهت صحت سنجی نتایج عددی، از مولفه های سهبعدی سرعت جریان پیرامون تکیهگاه حاصل از یک مطالعه آزمایشگاهی استفاده گردید. پس از مقایسه بین مقادیر اندازه گیری شده و عددی، نشان داده شد که مدل RNG با داشتن ضریب تعیین (963/0 = R2)، ریشه میانگین مربعات خطا (02/0 RMSE =) و میانگین قدر مطلق خطا (03/0 MAE =) نسبت به دو مدل آشفتگی K-ε و LES از عملکرد بهتری برخوردار بود و مش بهینه نیز بر اساس این مدل تعیین گردید. نتایج نشان داد که توجه به گردابه های بازگشتی و نوسانات سرعت در حوالی تکیه گاه، به خصوص در پایین دست آن، در طراحی مناسب هندسه و محل جایگیری تکیه گاه ضروری میباشد. ویسکوزیته و انرژی آشفتگی جریان در پایین دست تکیه گاه مستطیلی به بیشینه مقدار رسیده و تاثیر حضور مانع را مشخصتر نمود. بررسی ها همچنین نشان داد که در مقطع بعد از تکیه گاه، همزمان با منفی شدن سرعت و کاهش بزرگی آن، ویسکوزیته سیر افزایشی داشت و تا مقدار 67/0 پاسکال ثانیه رسید. مقطع میانی تکیه گاه، کمترین (00245/0 ژول بر کیلوگرم) و مقطع بعد از آن، بیشترین انرژی آشفتگی (برابر با 59/3 ژول بر کیلوگرم) را داراست. تغییرات فشار حول تکیه گاه نیز حاکی از آن بود که فشار بیشینه (برابر با 933 پاسکال) در مقطع قبل از تکیه گاه و فشار کمینه (برابر با 860 پاسکال) در مقطع بعد از تکیه گاه اتفاق میافتد.
    کلیدواژگان: پارامترهای هیدرولیکی جریان، تکیه گاه مستطیلی، مدل های آشفتگی، RNG، Flow، 3D
  • صدیقه محمدی * صفحه 32
    این پژوهش با هدف مقایسه کارآیی برخی مدل های شبیه سازی میزان رسوب معلق شامل منحنی سنجه رسوب و شبکه عصبی مصنوعی و ارائه مدل بهینه بر اساس دبی جریان در حوزه آبخیز شاهرود و بر روی ایستگاه های هیدرومتری گلینک، باغکلایه، لوشان و رجائی دشت انجام شد. به منظور شبیه سازی میزان رسوب معلق از مدل منحنی سنجه رسوب یک خطی و مدل های شبکه عصبی پرسپترون چند لایه و تابع پایه شعاعی بهره گرفته و سپس ارزیابی این مدل ها با استفاده از ضریب NASH و RMSE انجام شد. نتایج حاصل از این پژوهش حاکی از آن است که در کلیه ایستگاه های هیدرومتری مورد بررسی، مدل شبکه عصبی مصنوعی در مقایسه با مدل منحنی سنجه رسوب نتایج بهتری ارائه کرد. به طوری که مدل شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چند لایه با تابع تحریک سیگموئید در ایستگاه های گلینک و رجاییدشت به ترتیب با RMSE، 033/1 و 825/0 تن در روز و ضریب NASH، 84/0و 839/0 و این مدل با تابع تحریک تانژانت سیگموئید در ایستگاه های باغکلایه و لوشان به ترتیب با RMSE، 799/0 و 883/0 تن در روز و ضریب NASH، 772/0 و 895/0 کارآیی بهتری در شبیه سازی میزان رسوب معلق دارد. همچنین مقایسه نتایج حاصل از دو مدل شبکه عصبی مصنوعی نشان داد که شبکه های MLPدر مقایسه با شبکه های RBF از دقت بیشتری در شبیه سازی میزان رسوب معلق برخوردارند و تنها مزیت شبکه های RBF زمان کمتر مورد نیاز برای آموزش است.
    کلیدواژگان: پرسپترون چندلایه، تابع پایه شعاعی، شاهرود، ضریب NASH، منحنی سنجه رسوب
  • جواد مظفری *، محمد کبارفرد صفحه 47
    مخروط افکنه ها مکان هایی می باشند که با نفوذپذیری بالا، بیشترین سهم را در تغذیه آبخوان ها دارا می باشند. اما با گسترش شهرنشینی و ساخت و ساز بر روی مخروط افکنه ها، علاوه بر کاهش نفوذپذیری و کاهش سهم آبخوان ها از بارش، سیلاب های متعددی در سطح رخ می دهد. در این پژوهش به بررسی مدیریت کمی و کیفی رواناب شهری در بخشی از منطقه 22 تهران پرداخته شده است. انتخاب بهترین راهکارهای مدیریتی، که یکی از راهکارهای نوین و موثر مدیریت کمی و کیفی رواناب شهری است، می باشد. با استفاده از نرم افزار EPA-SWMM دو راهکار جوی- باغچه و سیستم ماند بیولوژیکی یا پشت بام سبز، درکنترل دبی جریان، بارآلودگی و غلظت کل جامدات معلق مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که راهکار مدیریتی پشت بام سبز با متوسط کاهش 2/18 درصد نسبت به جوی باغچه با متوسط کاهش7/9 درصد، ازعملکرد بهتری در کاهش پیک رواناب اوج خروجی ازحوضه برخورداراست. همچنین راهکار مدیریتی پشت بام سبز بطور متوسط 7/18درصد و جوی باغچه 12درصد غلظت کل جامدات معلق را کاهش داده اند. لذا راهکار مدیریتی پشت بام سبز به عنوان بهترین راهکارهای مدیریتی برای محدوده مورد مطالعه انتخاب گردید.
    کلیدواژگان: بهترین راهکارهای مدیریتی، پشت بام سبز، جوی باغچه، سیلاب شهری، رواناب سطحی
  • زهرا تحویلی، آرش ملکیان، حسن خسروی *، شهرام خلقی سیگارودی صفحه 60
    استحصال آب باران یکی از مهمترین روش های مدیریت بهره برداری از آب برای مقابله با کم آبی می باشد که با توجه به نیاز روزافزون کشور به آب، امری اجتنابناپذیر است. اولین مرحله در راستای مدیریت منابع آب باران، شناخت پتانسیل آب باران است. تحلیل تصمیم گیری چندمعیاره (MCDA) نیز به عنوان یک ابزار مهم در تصمیم گیری های مدیریت منابع طبیعی و به طور ویژه مدیریت منابع آب شناخته شده است. در این پژوهش به منظور شناسایی شاخص های موثر در مکانیابی پتانسیل استحصال آب باران از روش تصمیم گیری چندمعیاره استفاده شد. معیارهای موردنظر ازجمله تناسب باهدف، دقت و سهولت دسترسی، میزان پذیرش در جوامع محلی، هزینه و زمان برای تصمیم گیری انتخاب شدند و وزن هریک از معیارها با بهره گیری از روش آنتروپیشانون به دست آمد. 31شاخص برای تصمیم گیری انتخاب شدند و وزن هریک از آن ها با بهره گیری از روش تاپسیس(TOPSIS) محاسبه و اولویت بندی شدند. نتایج پژوهش نشان می دهد در میان شاخص های رتبه بندی شده، شاخص های نفوذپذیری خاک با وزن 820/0، بافت خاک با وزن 810/0، هدایت الکتریکی خاک با وزن 806/0، عمق خاک با وزن 710/0، کیفیت آب با وزن 650/0، درصد پوشش با وزن 616/0، متوسط بارش سالانه با وزن 615/0 و افت سطح آب زیرزمینی با وزن 517/0 به عنوان موثرترین شاخص ها برای استحصال آب باران در اولویت قرار گرفتند.
    کلیدواژگان: استحصال آب باران، آنتروپی شانون، تصمیم گیری چند معیارهTOPSIS، دشت انارک، مکان یابی پتانسیل
  • ارزیابی سیاست های توسعه و بهبود سامانه های آبیاری تحت فشار و سطحی با استفاده از مدل سازی پویایی سیستم؛ مطالعه موردی حوضه آبریز ارس
    حسین مولوی، عبدالمجید لیاقت*، بیژن نظری صفحه 76
    با توجه به رشد جمعیت و محدودیت بیشتر منابع آب حوضه های مرزی در آینده، برنامه ریزی و اقدامات مدیریتی برای مقابله با ایجاد بحران آب از ضروریات مهم می باشد. هدف از این پژوهش بررسی اثر سیاست های توسعه و بهبود سامانه های آبیاری تحت فشار و اصلاح مدیریت سیستم های آبیاری سطحی بر پایداری کشاورزی و منابع آب حوضه آبریز ارس بود. بدین منظور با استفاده از روش پویایی سیستم، مدل مدیریت یکپارچه منابع آب حوضه آبریز ارس با لحاظ جنبه های اقتصادی و زیست محیطی تدوین شد و سیاستهای مذکور در قالب چند سناریو مورد بررسی و تحلیل قرار گرفتند. نتایج حاصل از ارزیابی سیاستهای مذکور نشان داد، توسعه سالانه 4000 هکتار سامانه های آبیاری تحت فشار بدون توجه به بحث بهبود راندمان کاربرد آب در این سیستم ها، تنها 5/2 درصد می تواند سبب ارتقای راندمان حوضه ارس تا افق 1420 گردد. تاثیر سناریوهای اصلاح مدیریت آبیاری سطحی بر منابع آب حوضه ارس بیشتر از سناریوهای توسعه آبیاری تحت فشار بود به طوری که اگر بتوان راندمان کاربرد آبیاری سطحی در حوضه ارس را به میزان یک درصد افزایش داد، این امر کارایی معادل توسعه 22 هزار هکتار آبیاری تحت فشار با راندمان کاربرد آب 67 درصد را خواهد داشت. بطورکلی برای جلوگیری از بروز بحران آبی و مدیریت پایدار منابع آب حوضه ارس، بایستی پیشبرد هر دو سیاست مذکور بصورت موازی مد نظر مسئولان امر قرار گیرد. اما در این راه بایستی راهکار اصلی را، ارتقای مدیریت سیستم های آبیاری سطحی دانست و به توسعه و بهبود سامانه های آبیاری تحت فشار صرفا به عنوان یک راهکار کمکی نگریست.
    کلیدواژگان: بحران آب، راهکارهای مدیریتی، سامانه های آبیاری تحتفشار، کشاورزی پایدار، مدل سازی پویا، منابع آب
  • فاطمه شکریان، کریم سلیمانی*، قربانعلی نعمت زاده، پوریا بی پروا صفحه 93
    در پژوهش حاضر، ظرفیت جذب ترکیبات زیستی پوسته برنج و پوسته صدف مورد بررسی قرار گرفت. ذرات در 5 اندازه841 ، 400، 177، 125 و 74 میکرومتر، با الکهای استاندارد ASTM دانه بندی شدند. محلولهای آب نمک با غلظتهای در گستره (25، 50، 100، 200،300،500، 750، 1000، 3000، 5000، 7000 و 10000 میلی گرم بر لیتر) تهیه گردیدند. تاثیر پارامترهای اندازه ذرات، مقدار جاذب، زمان تماس و سرعت بهم خوردن محلول بر حذف نمک سدیم کلراید، آزمایش های ایستا در دمای25 درجه سانتی گراد مورد بررسی قرار گرفتند. در این روش محلول سدیم کلراید با مقادیر مشخصی از جاذب ها روی دستگاه شیکر با سرعت ثابت rpm 200 و در فواصل زمانی 10، 15، 25، 35، 45، 60 و 120 دقیقه مخلوط شدند. سپس نمونه ها در دستگاه سانتریفیوژ با سرعت rpm 10000 به مدت 10 دقیقه سانتریفیوژ شده و محلول بالایی برای تیتراسیون کلر سنجی مورد استفاده قرار گرفت. تاثیر مقادیر مختلف جاذب ها بر میزان جذب نمک نشان می دهند که برای تمامی نمونه ها در مقدار 2 گرم بیشترین جذب صورت گرفته است. با افزایش مقدار جاذب پوسته برنج و پوسته صدف از 5/0 گرم به 2 گرم، درصد جذب به ترتیب از 51 به 58 و 27 به 42 درصد رسید. بررسی اثر اندازه ذرات جاذب بر میزان نمک جذب شده، نشان داد اندازه 74 میکرون بیشترین کارایی را در جذب نمک دارد. پارامتر زمان تماس برای پوسته برنج 25 دقیقه و صدف 15 دقیقه به طور تقریبی ثابت و به تعادل رسیده است. طبق مدل های ایزوترمی، پوسته برنج از مدل لانگمویر و پوسته صدف از مدل فروندلیچ تبعیت می کند.
    کلیدواژگان: آب شور، جاذب های زیستی، ظرفیت جذب، مدل های ایزوترمی
  • مهدی صالحی هیکویی، عبدالله درزی نفت چالی*، علی شاهنظری، مهدی جعفری تلوکلایی صفحه 107
    در این تحقیق، اثر آبیاری و زهکشی متناوب بر عملکرد و روند تغییرات ارتفاع بوته و تعداد پنجه برنج رقم طارم هاشمی در شالیزارهای دارای زهکشی زیرزمینی بررسی شد. آزمایش ها در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با چهار تیمار زهکشی زیرزمینی و یک تیمار زهکشی سطحی متداول (شاهد) انجام شد. در طول فصل کشت برنج، تیمارهای مختلف در معرض دو دوره زهکشی 10 و 5 روزه (به ترتیب 26 و 43 روز پس از نشاکاری) به عنوان زهکشی میانفصل و یک دوره زهکشی پایانفصل (64 روز پس از نشاکاری تا زمان برداشت) قرار گرفتند. آبیاری و زهکشی متناوب سبب افزایش تعداد پنجه و کاهش ارتفاع بوته در تیمارهای زهکشی زیرزمینی در مقایسه با تیمار شاهد به ترتیب به تعداد 2 تا 3 پنجه و 1 تا 6 سانتیمتر شد. عملکرد دانه و شاخص برداشت در تیمارهای زهکشی زیرزمینی بهترتیب 38-10 و 40-21 درصد بیشتر از مقدار متناظر در تیمار شاهد بودند. براساس نتایج، آبیاری و زهکشی متناوب سبب افزایش تولید برنج در شالیزارهای مجهز به زهکش زیرزمینی می شود.
    کلیدواژگان: شاخص برداشت، شالیزار، زهکشی میان فصل، مدیریت آب
  • حسین جعفری، پیمان افراسیاب*، معصومه دلبری، مهدی طاهری صفحه 120
    در گیاهان باغی تعیین تبخیر- تعرق به دلیل مشکلات موجود در اندازه گیری مستقیم مثل نصب لایسمتر یا ادوات دقیق و طول دوره رشد درخت، اغلب به طور غیرمستقیم و بر اساس داده های هواشناسی انجام میشود. با توجه به تغییرات مکانی پارامترهای هواشناسی و بعضا توزیع نامناسب ایستگاه های هواشناسی برآورد تبخیر- تعرق با دقت کافی امکانپذیر نمیباشد. بنابراین استفاده از روش هایی از جمله روش های مبتنی بر سنجش از دور که این تغییرات را در نظر می گیرند مطلوبتر است. در این تحقیق نسبت به اندازه گیری و تعیین تبخیر- تعرق درخت زیتون با روش های مستقیم و غیرمستقیم برای منطقه طارم زنجان در مراحل مختلف فنولوژیک در دو فصل زراعی 1393 و 1394 اقدام گردید. در روش مستقیم از روش اندازهگیری اجزائ بیلان رطوبتی و در روش غیر مستقیم با کمک گرفتن از تصاویر ماهوارهای لندست 8، تبخیر- تعرق واقعی درختان با الگوریتم سبال تعیین گردید. سپس ضریب گیاهی بر اساس تبخیر- تعرق به دست آمده از دو روش و تعیین تبخیر- تعرق طح مرجع بر مبنای داده-های هواشناسی روز دریافت تصویر، تعیین و نتایج به دست آمده مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. نشان داد که میزان تبخیر- تعرق و ضریب گیاهی به دست آمده در روش دورسنجی در مراحل مختلف رشد زیتون تطابق مناسبی با داده های بیلان رطوبتی داشت به طوری که ضریب همبستگی در تبخیر- تعرق برای سال اول و دوم به ترتیب 73/0 و 87/0 و در مجموع دو سال 82/0و برای ضریب گیاهی این ضریب به ترتیب 95/0 و 62/0 و در مجموع دو سال 86/0بود و این نتایج حاکی از آن است که روش دورسنجی با مزایایی که دارد میتواند در برآورد تبخیر و تعرق زیتون به کار برده شود.
    کلیدواژگان: الگوریتم سبال، دورسنجی، زیتون، کارایی مصرف آب و نیاز آبی
  • ام البنی محمدرضاپور * صفحه 135
    علیرغم اهمیت تبخیر-تعرق در برنامه ریزی و مدیریت منابع آبی، وابستگی آن به مولفه های اقلیمی از یکسو و تاثیرپذیری این مولفه ها از یکدیگر از سویی دیگر تخمین تبخیر-تعرق را دشوار ساخته است. به همین منظور، در این پژوهش، به بررسی امکان پیش بینی این مولفه ی مهم در استان سیستان و بلوچستان با استفاده از مدل های فراابتکاری از قبیل سیستم استنتاج عصبی – فازی، برنامه ریزی بیان ژن و ماشین بردار پشتیبان پرداخته شد. در این راستا، ابتدا بر اساس رابطه ی فائو پنمن-مانتیث، میزان تبخیر-تعرق پتانسیل ماهانه در چهار ایستگاه سینوپتیک زاهدان، زابل، ایرانشهر و چابهار با استفاده از داده های هواشناسی ماهانه برای یک دوره 30 ساله محاسبه گردید که این مقادیر به عنوان مرجع برای مقایسه نتایج مدل های مورد مطالعه در تحقیق استفاده گردید. در این تحقیق با توجه به تعداد پارامترهای در نظر گرفته شده برای مدلسازی از 5 الگو استفاده شده است . الگوی 1 شامل ورودی های متوسط دمای هوا، ساعات آفتابی و رطوبت نسبی در یک ماه مشخص، الگوی 2 شامل متوسط دمای هوا، رطوبت نسبی و سرعت باد در همان ماه، الگوی 3 شامل متوسط دمای هوا، رطوبت نسبی و سرعت باد در همان ماه، الگوی 4 شامل متوسط دمای هوا، رطوبت نسبی، سرعت باد و ساعات آفتابی در همان ماه و الگوی 5 شامل متوسط دمای هوا، رطوبت نسبی، سرعت باد و ساعات آفتابی در همان ماه و یک ماه قبل میباشد. مقایسه ی نتایج در مدلهای مختلف بر اساس آماره های ضریب تبیین و جذر میانگین مربعات خطا صورت گرفت. با توجه به نتایج مشاهده می شود در مدل نروفازی در ایستگاه زاهدان الگوی 2، در ایستگاه زابل و چابهار الگوی 3 و در ایستگاه ایرانشهر الگوی 5 با مقادیر ضریب تبیین به ترتیب 945/0، 982/0، 26/0 و 443/0 از دقت بیشتری برخوردار هستند. همچنین بررسی نتایج در مدل برنامه ریزی بیان ژن نشان دهنده این است که در بخش آزمون الگوی 4 از بقیه الگوها با ضریب تبیین 974/0، 9811/0، 982/0 و 815/0 در ایستگاه های زاهدان، زابل، ایرانشهر و چابهار دارای دقت بالاتری میباشد. در مدل ماشین بردار پشتیبان نیز با توجه به مقادیر ضریب تبیین ایستگاه های زاهدان، زابل، ایرانشهر و چابهار با مقادیر 997/0، 998/0، 998/0 و 979/0 در بخش آزمون در همه ایستگاه ها الگوی 5 از دقت بهتری برخوردار می باشد. مقایسه بین 3 مدل در این تحقیق نیز نشان داد که در همه ایستگاه ها مدل ماشین بردار پشتیبان در مرتبه اول و سپس مدل برنامه ریزی بیان ژن و در آخر مدل نروفازی برای تخمین مقادیر تبخیر-تعرق پتانسیل ماهانه قرار دارند.
    کلیدواژگان: پارامترهای اقلیمی، مدل سازی، روش پنمن، مانتیث، سیستان و بلوچستان
  • عارف صابری، سمیه سلطانی گردفرامرزی* صفحه 151
    خشکسالی بعنوان یک حادثه پیچیده که از وقوع یک یا چند دوره خشک بوجود می آید، اثرات زیان بار اقتصادی، اجتماعی و محیطی زیادی را در یک بازه کوتاه مدت بجا میگذارد. بررسی تغییرات مکانی خشکسالی با استفاده از شاخصهای مناسب می تواند به مدیریت صحیح خشکسالی در کشور کمک کند. در این پژوهش با استفاده از داده های شدت خشکسالی حاصل شده از شاخص های کوتاه مدت سه ماهه SPI، ZSI و PNI نقشه پهنه بندی شدت خشک سالی با روش های زمین آمار در محیط نرم افزار GIS برای استان آذربایجان غربی بدست آمد. نتایج نشان داد که از روش های درون یابی زمین آماری و قطعی، روش عکس فاصله وزنی با توان دو برای شاخص ZSI و SPI دارای کمترین مقدار خطاهای RMSE، MAPE و MBE نسبت به سایر روش های پهنه بندی می باشد. کمترین مقدار برآورد RMSE برای هریک از شاخص ها به ترتیب برابر با 22/0، 3/0 و 36/0 محاسبه شد. نقشه های پهنه بندی نشان داد که در جنوب و جنوب غرب استان بدلیل متمرکز شدن جنگلها و بارش مناسب در این مناطق، خشکسالیکمتری وجود دارد در حالیکه در مناطق شمال و شمال شرق استان مقدار خشکسالی بیشتر از سایر مناطق است. بر اساس شاخصSPI ، 12/48 % از کل استان دارای خشکسالی شدید و 25/32 % دارای شرایط خشکسالی نرمال است.
    کلیدواژگان: پهنه بندی، روش عکس فاصله وزن، زمین آمار، شاخص، خشکسالی
  • فاطمه مقصود، ام البنین بذرافشان* صفحه 166
    بهره برداری بهینه از سیستم های منابع آب درکشور، مستلزم ارتقاء دقت پیش بینی و برآورد زمان وقوع خشکسالی است. یکی از مهم ترین مسائل در پایش و پیش بینی خشکسالی انتخاب شاخص متناسب با منطقه است. در این تحقیق ضمن محاسبه دو شاخص SPI و CZI در دو مقیاس زمانی کوتاه مدت و میان مدت با استفاده از مقادیر بارندگی دو ایستگاه بارانسجی با طول دوره آماری 43 ساله (1351-1394) در شهرستان آبیک، اقدام به پیش بینی خشکسالی با استفاده از شبکه عصبی چندگامه مستقیم در شش ماه بعد گردید. جهت بررسی میزان توافق طبقات کیفی بین مقادیر پیش بینی شده با مقادیر مشاهده شده از آماره کاپا- کوهن استفاده گردید. نتایج حاصل از استفاده ی این شبکه، نشان از کارایی قابل قبول آن در پیش بینی چند ماه بعد خشکسالی هواشناسی داشت. همچنین آماره کاپا-کوهن نشان داد، با افزایش گام پیش بینی از میزان تشابه بین مقادیر پیش بینی و مشاهده ای در طبقات کیفی خشکسالی در دو شاخص مذکور کاسته شده و با افزایش مقیاس زمانی از 3 به 9 ماهه، میزان تشابه افزایش می یابد. نتایج حاصل از پیش بینی نشان داد که ایستگاه زیاران بواسطه قرارگیری در مرکزثقل حوزه، کارایی مناسبی دارد، لذا انتخاب مناسب ایستگاه در مباحث مربوط به پیش بینی کمک شایانی به بهبود عملکرد مدل ها می نماید. در نهایت نتایج این تحقیق می تواند در پیش بینی زمان وقوع خشکسالی حداقل برای 6 ماه آینده مفید بوده و کمک شایانی به مدیران در بخش برنامه ریزی کلان آب و منابع آبی در کشور نماید.
    کلیدواژگان: پیش بینی، خشکسالی، آماره کاپا، SPI، CZI
|
  • Samad Emamgholizadeh, Forugh Farhadi, Ebrahim Nohani *, Khalil Ajdari Page 1
    Local scour involves removal of material from around piers and abutments as the flow accelerates around the obstructed flow area. This phenomenon is sometimes the main reason for the bridge failure. Different structures such as submerged vanes can be used to change the flow pattern and prevent scouring around the piers and abutments. In this study¡ the effect of submerged vanes on the reduction of the local scour around the bridge abutment was studied. Experiments were conducted in a compound cross section flume with non-cohesive sediments having diameter (d50) of 1 mm. Experiments were performed for two cases of with and without the presence of submerged vanes. Vanes with a length of 10 cm and height of 3.33 cm (L/H =3) were installed in front of the bridge abutment with an angle of 20 ° to the flow direction. They were used in three layouts of one row¡ two parallel rows¡ and two zigzag rows. The results showed that the geometric property of the scour hole developed in the nose of abutment was similar to those previous related studies. For all flow conditions¡ the results showed that the submerged vanes reduced the scour hole around the bridge abutment and moved the scouring away from the abutment to the center of channel. Furthermore¡ the performance of the layout of two parallel rows was better than the layouts of one row and two zigzag rows¡ and it reduced the maximum scour depth up to 87.81 %.
    Keywords: River, Sediment, local scour, compound cross section
  • Hojat Karami, Khosrow Hosseini, Saeed Farzin*, Mohamadreza Nikpour, Somayeh Anjomrooz Page 16
    In the present research¡ three-dimensional flow in a rectangular channel¡ containing a bridge abutment¡ was simulated by using flow-3D software. For validation of the numerical results¡ three-dimensional components of flow velocity in the vicinity of the abutment were obtained from an experimental test. After comparison of the measured and numerical results¡ it was shown that RNG performed better (R2= 0.963¡ RMSE=0.02 and MAE= 0.03) than the other two turbulence models (LES and k-ε). The optimum mesh size was chosen based on the above results. Results revealed that it is necessary to consider return vortices and fluctuations in flow velocity in the vicinity of the abutment¡ especially in the downstream¡ for proper design and location of abutment geometry. Viscosity and energy of flow turbulence in the downstream of the rectangular abutment reached their maximum value and existence of the obstacle was more pronounced. It was shown that in the section after the abutment¡ simultaneous reduction of velocity and becoming negative¡ the viscosity had an increasing trend and reached up to 0.67 Pa sec. The section located in the middle of the abutment had minimum turbulence energy (0.00245 J/kg) and the next section had maximum turbulence energy (3.59 J/kg). Pressure variations around the abutment showed that maximum pressure (933 Pa) occurred in the previous section and minimum pressure (860 Pa) was seen after the abutment.
    Keywords: Flow hydraulic parameters, Rectangular abutment, Turbulent models, Flow3D, RNG
  • S. Mohamadi * Page 32
    This research was conducted to compare the efficiency of some simulation models including sediment rating curves and artificial neural networks for simulating the suspended sediment load amount. Optimized model basis of flow discharge in Shahrood watershed upon the hydrometric stations including Glinak¡ Baghkalaye¡ Loshan and Rajayi dasht was represented. In order to simulate the suspended sediment load we compared one linear rating curve and artificial neural network with multi-layer perceptron and radial base function models. Then performance evaluation these models was carried out by NASH and RMSE criteria..The results showed that artificial neural network with multi-layer perceptron method in comparison on sediment rating curve model in all of these stations simulated better models . So that artificial neural network with sigmoid triggering function in Glinak and Rajayi dasht stations with RMSE as 1.033 and 0.825 ton/day and NASH as 0.84 and 0.839 and this model with tansigmoid triggering function in Baghkalaye and Loshan stations with RMSE as 0.799 and 0.883 ton/day and NASH as 0.772 and 0.895¡ respectively¡ have the better efficiency for simulating of suspended sediment load amount. Also comparison of two neural network models showed that MLP model is better than RBF model for simulating of suspended sediment load amount. The only benefit of RBF networks is less time needed for training.
    Keywords: Multi, Layer Perceptron, Radial Base Function, Shahrood, NASH coefficient, Sediment rating curve
  • Javad Mozaffari *, Mohammad Kobarfard Page 47
    Fans are places with high permeability and have the highest share in recharge of aquifers. But with the development of urbanization and loss of permeable surfaces¡ occurs a lot of floods. In this study¡ quantitative and qualitative management of urban runoff on the part of district 22 in Tehran is investigated. The research-based best management practices BMP¡ which is one of the most modern and effective methods of quantitative and qualitative urban runoff is high. In these studies¡ EPA-SWMM software uses two strategies swale and Bio retention. System (green roofs) to control the flow and pollution¡ the concentration of total suspended solids (TSS) of the basin located in District 22 of Tehran Municipality was evaluated. The results showed an average decrease of 18.2% compared to the management solution of green roof garden with an average reduction of climate 9.7 percent better performance in reducing the height of the peak runoff is discharged from the basin. The results showed an average decrease of 18.2% compared with the green roof management solution with an average reduction of 9.7 percent to swale¡ the better the height of the peak runoff is discharged from the basin. The green roof management solution on average 18.7% of the total pleasure of suspended solids (TSS) and swale decreased 12 percent. The green roof more efficient management solution enjoys TSS removal. The green roof is the best and most efficient management solution BMP was chosen for the study area.
    Keywords: management best practices (BMP), urban floods, runoff, swale, green roof
  • Z. Tahvili, A. Malekian, H. Khosravi *, S. Khalighi Sigaroudi Page 60
    Rain water harvesting is one of the most significant water utilization management techniques to cope with water scarcity. Recognizing the potential of rain water is the first step in rain water management. The multi criteria decision analysis (MCDA) is known as an important tool in natural resources management decision particularly in water management. In this research¡ multi-criteria decision-making approach and geographic information system (GIS) were used to identify the areas with rainwater harvesting potential. The criteria including suitability for purpose¡ accuracy and ease of access¡ acceptance in the local communities¡ the cost and time were selected¡ and the weight of each criterion was calculated by using the Shannon entropy method. Totally¡ 31 indicators were selected for decision making and the weight each index was calculated and prioritized using TOPSIS. The results show that among the ranked indices¡ soil permeability has the highest weight (0.820) and the soil texture show the second order with the weight of 0.810¡ while the average annual rainfall and groundwater levels with the weights of 0.615 and 0.517 indicate the lower priority for rain water harvesting.
    Keywords: Shannon entropy, Identification, Potential, Rain water harvesting, Decision Making, TOPSIS, Anarak plain
  • Assessment of Development and Improvement Policies of Pressurized and Surface Irrigation Systems Using System Dynamics; Case Study Aras Basin
    Hossein Molavi, Abdol Majid Liaghat *, Bijan Nazari Page 76
    In the future¡ planning and management practices for preventing water crisis are essential¡ because of population growth and more restrictions of water resources in frontier basins. The objectives of this study were to evaluate the effect of water resources management policies¡ including development and improvement of pressurized irrigation systems and improving management of surface irrigation systems¡ on the sustainability of agricultural and water resources in Aras basin. For this purpose¡ an integrated water resources management using system dynamics model was developed for Aras basin by considering economic and environmental aspects. These Policies were analyzed in the form of several scenarios. The results showed that 4000-ha annual development of pressurized irrigation systems would cause to increase basin efficiency only 2.5 percent until the year of 1420¡ regardless of improvement in water application efficiency. The effect of management improvement scenarios of surface irrigation systems was more than combined scenarios of development and improvement of pressurized irrigation systems in terms of water saving in Aras basin. So that the saving water by increasing one percent surface irrigation application efficiency is equal to water saving through development of 22000 hectare pressurized irrigation systems with application efficiency of 67 percent. In general¡ both the abovementioned policies should be performed together in order to prevent water crisis and sustainable management of water resources in Aras basin. In this regard¡ the improvement of surface irrigation systems should be considered as the main strategy and development and improvement of pressurized irrigation systems should be followed as an auxiliary strategy.
    Keywords: Dynamic modeling, Management strategies, Pressurized Irrigation systems, Sustainable agriculture, Water crisis, Water resources
  • F. Shokrian, K. Solaimani *, Gh. Nematzadeh, P. Biparva Page 93
    This study investigated the adsorption capacity of rice husk and seashell compounds. Particles were classified in five different sizes of 841¡ 400¡ 177¡ 125 and 74 µm which based on ASTM sieves. Sodium chloride solution was prepared in different concentration of 25¡ 50¡ 100¡ 200¡ 300¡ 500¡ 750¡ 1000¡ 3000¡ 5000¡ 7000 and 10000 ppm. The effects of the sizes¡ dosage¡ contact time¡ rate of mixing with duration of 10¡ 15¡ 25¡ 35¡ 45¡ 60 and 120 minutes for the salt removal done with batch experiments in 25oC. in this method the sodium chloride solution with certain amounts of adsorbent put on a shaker device with constant speed of 200 rpm and were mixed at intervals of 10¡ 15¡ 25¡ 35¡ 45¡ 60 and 120 minutes. Then the samples in centrifuged with 10000 rpm in 10 minute and the upper solution used for chloride titration. The effects of different amount of absorbent on salt absorbance showed that for all samples the highest absorbance is related to the range of 2 gram. Due to increasing of absorbents quantity from 0.5 to 2 gr¡ the absorbance percentage of rice husk and sea shell from 51 to 58 and 27 to 42 respectively. Among the used sizes of particles the most efficiency was related to the size of 74 µm in salt absorption. The optimum time of used samples was identified as 25 and 10 min for rice husk and sea shell respectively. Based on isotherm model¡ rice husk followed langmouir model¡ while seashell followed Freundlich
    Keywords: Salt water, Biological materials, Isotherm models, Adsorbent capacity
  • Mehdi Salehi Hiquee, Abdullah Darzi-Naftchali *, Ali Shahnazari, Mehdi Jafari Talukolaee Page 107
    In this research¡ the effect of alternate irrigation and drainage on yield and the change trend of plant height and tiller number of Hashemi rice cultivar was investigated in subsurface- drained paddy fields. The experiments were done under a randomized complete block design with four subsurface drainage treatments and a conventional surface drainage treatment (control). During rice growing season¡ the treatments were subjected to two drainage periods of 10 and 5 days (26 and 43 days after transplanting) as midseason drainage and one drainage period as endseason drainage (63 days after transplanting until harvest). Alternate irrigation and drainage increased tiller number and decreased plant height in subsurface drainage treatments compared with control¡ 2-3 tiller and 1-6 cm¡ respectively. Subsurface drainage resulted in 10- 38 % and 21- 40 % more grain yield and harvest index¡ respectively¡ than control. Based on the results¡ alternate irrigation and drainage will increase the productivity of subsurface- drained paddy fields.
    Keywords: Paddy field, Midseason drainage, Harvest index, Water management
  • Hossein Jafari, Peyman Afrasiab*, Masumeh Delbari, Mehdi Taheri Page 120
    In horticultural plants¡ determining of evapotranspiration because of The existing problems in the direct measurement such as installing large lysimeter or the exact equipment and length during tree growth¡ often estimated indirectly and on the basis of meteorological data. With regard to the spatial variability of meteorological parameters and sometimes inappropriate distribution of meteorological stations estimating evapotranspiration is not possible with sufficient accuracy. Therefore use of procedures such as the remote sensing methods that consider these changes is best. In this study¡ evapotranspiration of olive trees were measured and determined with direct and indirect methods in two growing seasons 1393 and 1394 in Tarom district of Zanjan at different development stages. The actual evapotranspiration were determined by direct method¡ By measuring the moisture balance components and in the indirect method with help from the satellite imagery of landsat 8. Then by determining of the reference crop evapotranspiration¡ olive crop coefficient were calculated and were compared and evaluated. The results showed that calculated evapotranspiration and plant coeffiecient of remote sensing mehod in various olive growth stages matched with moisture balance data. So that¡ evapotranspiration correlation coefficient was 0.73¡ 0.87 and 0.82 for first¡ second and cumultative year¡ respectively. Moreover¡ correlation coefficients of plant coefficient was 0.95¡ 0.62 and 0.86¡ respectively. It is concluded that remote sensing method can be useful to estimate evapotranspiration of olive tree.
    Keywords: Algorithm SEBAL, Remote Sensing, Olive, Water use Efficiency, Water Requirement
  • Omolbanin Mohamadrezapour * Page 135
    Despite the importance of evapotranspiration in the planning and management of water resources¡ its dependence on climatic factors on the one hand and influence of each of these components on the other hand has made it difficult to estimate evapotranspiration. Therefore¡ in this study¡ attempts to explore the possibility of predicting these important component in Sistan and Baluchestan using meta-heuristic models such as neuro-fuzzy inference system¡ GEP and SVM. In this regard¡ according to the FAO Penman-Monteith equation¡ the monthly potential evapotranspiration in four synoptic stations- Zahedan¡ Zabol¡ Iranshahr¡ and Chabahar- was calculated using the monthly weather data. These values as a reference to compare the results of the Neuro-fuzzy inference models¡ genetic programming¡ and SVM methods were studied. The five models applied in this study were: Model 1 includes input of average air temperature¡ shiny hours and relative humidity in the same month. Model 2 includes average air temperature¡ relative humidity¡ and wind speed in the same month. Model 3 includes average air temperature¡ relative humidity¡ and wind speed in the same month. Model 4 includes average air temperature¡ relative humidity¡ wind speed¡ and average shiny hours in the same month¡ and model 5 includes average air temperature¡ relative humidity¡ wind speed¡ and shiny hours in the same month and the earlier month. The results of different models were compared based on the statistical coefficient of determination and root mean square error. These findings show that in the neuro-fuzzy model¡ the models 2 (r2= 0.945)¡ 3 (r2= 0.982(¡ 4(r2= 0.26)¡ and 5 (r2= 0.423)¡ respectively in Zahedan¡ Zabul and Chabahar¡ and Iranshahr Chabahar stations own greater accuracy. Analysis of results in the gene- expression planning model also indicates that in the test section¡ the model no. 4¡ with the coefficients of 0.974¡ 0.9811¡ 0.982¡ and 0.815¡ respectively for the stations of Zahedan¡ Zabol¡ Iranshahr¡ and Chabahar¡ has higher accuracy. Likewise¡ in the SVM model¡ due to the coefficients of determination¡ 0.997¡ 0.998¡ 0.998¡ and 0.979¡ respectively in the stations of Zahedan¡ Zabol¡ Iranshahr¡ and Chabahar¡ the model 5 had the highest accuracy. Comparison of 3 models in this study also showed that in all stations¡ the Support Vector Machine¡ the programming model of gene expression¡ and the neuro-fuzzy model were paced in the first¡ the second¡ and the third levels of importance for estimating the monthly potential evapotranspiration.
    Keywords: Climate Parameters_Modeling_Penman – Monteith (P_M)_Sistan_Baluchistan
  • Aref Saberi *, Somayeh Soltani-Gerdefaramarzi * Page 151
    Drought as a complex event that caused by the occurrence of one or more of the dry period¡ has the adverse effects of economic¡ social and environmental in a short period of time. Investigation of the drought spatial variability using appropriate indicators can help to the correct management of drought. In this study¡ using data obtained from the drought indicators of short-term (3-months) SPI¡ ZSI and PNI¡ drought severity zoning map was obtained using the geostatistical methods in GIS software for West Azerbaijan Province. The results showed that among the geostatistical interpolation and definitive methods¡ the method of inverse distance weighting (IDW) with 2 power for ZSI and SPI index has the lowest error of RMSE¡ MAPE and MBE compared to other interpolation methods. The least estimated amount of RMSE for each indicator was calculated respectively 0.22¡ 0.3 and 0.36. The zoning maps showed that the south and southwest of West Azerbaijan Province have less drought due to the focus of forests and the good rainfall in these areas whereas was observed more drought in the north and northeast of province than other regions in West Azerbaijan Province. According to SPI index¡ 48.12 % of the province consist of the severe drought and 32.25 % has normal drought conditions.
    Keywords: Zoning, IDW, Geostatistical, Drought, Indicator, GIS
  • F.Maghsoud, O.Bazrafshan * Page 166
    Optimum utilization of water resources in the country requires improving the accuracy of forecasting and estimation time of drought. One of the most important issues in monitoring and predicting drought is choosing an appropriate index for the area. In the present study¡ besides determining two indices of SPI and CZI in two scales of short-term and medium-term using the precipitation of two rain gauge stations in a period of 43 years (1972-2015) located in Abiyek City¡ the drought forecasting was performed using the Direct Multi-Step Neural Network in six time ahead. The Kappa- Cohen statistic used in order to review the consistency of quality classes between the predicted and observed values. The results of using this network in this study indicated an acceptable performance and capability of this network to estimate the drought using the two scales of SPI and CZI and predict some earlier steps of weather drought. Based on results of the weighted Kappa statistic showed that with increasing the prediction step¡ the similarity between the prediction amounts and the observed amounts in quality classes of drought decrease in two indices of SPI and CZI. So¡ by increasing the time scales (from 3 to 9 month)¡ the similarity increases. The results of the prediction with the two mentioned indices and in different scales showed that Ziaran station seems more appropriate because it is located in the center of the area. Therefore¡ choosing an appropriate station in prediction issues helps improve the models significantly. Finally¡ this research can be useful in predicting the time of drought at least for the next six months¡ and help water planning and water resources managers in macro level in the country.
    Keywords: Forecasting, Drought, Kappa, CZI, SPI