فهرست مطالب

مهندسی آبیاری و آب ایران - پیاپی 33 (پاییز 1397)

مجله مهندسی آبیاری و آب ایران
پیاپی 33 (پاییز 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/11/10
  • تعداد عناوین: 15
|
  • احمدرضا کریمی پور، مهدی اسدی آقبلاغی صفحات 1-14
    سرریزهای جانبی در رودخانه ها و کانال ها، برای کنترل دبی در کانال اصلی مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از انواع سرریزهای جانبی، سرریزهای جانبی کنگره ای نیمه بیضوی هستند و به دلیل داشتن طول تاج سرریز بزرگتر ظرفیت انتقال دبی بیشتری نسبت به سرریزهای مستطیلی دارند. به همین منظور در این مطالعه جریان پیرامون یک سرریز جانبی نیمه بیضوی و مستطیلی با استفاده از روش حجم محدود به صورت سه بعدی مدل سازی و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شد. هم چنین اثر افزایش دبی در نهر اصلی، افزایش ارتفاع و طول سرریزهای نیمه بیضوی بر الگوی جریان در شرایط جریان زیربحرانی مورد مطالعه قرار گرفت و نهایتا نتایج حاصله با نتایج بدست آمده از شبیه سازی سرریز مستطیلی مقایسه شد. مقایسه نتایج نشان دهنده برازش خوب مدل عددی در شبیه سازی الگوی جریان از روی سرریز جانبی بود. با افزایش ارتفاع در سرریزهای جانبی مستطیلی و نیمه بیضوی اثر جریان های ثانویه در هر دو سرریز کاسته شده و در نتیجه پروفیل سطح آب یکنواخت تر شده و میزان خطا کاهش پیدا می کند. ماکزیمم سرعت در سرریز جانبی نیمه بیضوی در نزدیک سطح آزاد در محل انتهای سرریز ایجاد شده و ضریب دبی جریان سرریز جانبی نیمه بیضوی از ضریب دبی جریان سرریز جانبی مستطیلی بیشتر است. در این مقاله معادله ای نیز برای تعیین ضریب دبی دیمارچی برای سرریز جانبی نیمه بیضوی ارائه گردید در شرایط جریان زیر بحرانی این ضریب به عدد فرود در کانال اصلی، نسبت عمق جریان بالادست به ارتفاع سرریز و نسبت عمق جریان بالادست به طول سرریز و نسبت شعاع کوچک به شعاع بزرگ بیضی وابسته است.

    کلیدواژگان: الگوی جریان، روش حجم محدود، سرریز جانبی، سرریز نیمه بیضوی، سرریز مستطیلی، ضریب دبی جریان، مدل سازی عددی
  • بابک مومنی، محسن مسعودیان صفحات 15-31
    برای تغییر روش سنتی آبیاری کرت به کرت، افزایش بهره وری از منابع محدود آب و استقلال در مدیریت آبیاری و زهکشی هر مزرعه، احداث شبکه کانال های بین مزارع یکی از بخش های اصلی طرح زیربنایی تجهیز و نوسازی اراضی شالیزاری شمال کشور محسوب می شود. اما برپایه نتایج حاصل از پژوهش های قبلی، بسیاری از کشاورزان با شرایط موجود بهره برداری از کانال های آبیاری و زهکشی طرح مشکلات اساسی دارند. در این پژوهش ابتدا جهت مقایسه وضع موجود عملکرد فنی سیستم با استانداردهای کمی و معتبر، شاخص های تحویل آب به آبگیر کرت های مسیر یک کانال خاکی آبرسان پروژه تجهیز و نوسازی اراضی شالیزاری اسماعیل کلا شهرستان جویبار در فصل آبیاری برنج سال 1394 محاسبه شد. در ادامه و پس از پوشش بتنی کانال، بر اساس شبیه سازی گزینه های مختلف تغییر در ساختار آبگیری و کنترل جریان آب در محیط نرم افزارHEC-RAS ، راهکارهای سازه ای ارتقای شاخص های عملکرد سیستم تحویل کانال های آبیاری ارزیابی شد. نتایج نشان داد به دلیل شرایط نامناسب بهره برداری و نگه داری از کانال های خاکی در سیستم آبگیری فعلی کرت ها، شاخص های تحویل (کفایت= 35/0، راندمان= 92/0، پایداری= 98/0 و عدالت= 18/1) به جز راندمان با شرایط مطلوب و حتی متوسط فاصله زیادی داشت. اما بر اساس نتایج شبیه سازی پس از پوشش بتنی انهار آبرسان مزرعه، با اجرای گزینه آبگیرهای لوله ای با قطر متغیر و استفاده از سرریزهای کنترل جریان، به شرط تامین آب کافی، علاوه بر ارتقای راندمان انتقال، شاخص های تحویل نیز به ویژه در کرت های انتهایی افزایش قابل توجهی خواهد یافت (کفایت= 93/0، راندمان= 92/0، پایداری= 14/0 و عدالت= 18/0). واسنجی و اعتبارسنجی مدل در سال زراعی 1395 نیز نتایج به دست آمده از شبیه سازی را تایید کرد. نهایتا ضمن تاکید بر ضرورت بررسی سایر گزینه ها برای انهار مزرعه نظیر کانال های پیش ساخته، پیشنهاد می شود احداث بند های سرریز کنترل و لوله های آبگیر با قطر متناسب با نیاز آبی کرت ها در برنامه پوشش کانال ها در برنامه آینده شبکه طرح قرار گیرد.

    کلیدواژگان: برنج، تجهیز و نوسازی، شاخص ارزیابی، سیستم آبگیری، مدل هیدرودینامیک
  • معصومه رستم ابادی، علی اکبر صالحی نیشابوری صفحات 32-45
    آبگیری از رودخانه به منظور کشاورزی، آبرسانی و… به کار می رود. آبگیری بدون بند انحرافی منجر به نشست رسوبات در پایین دست آبگیر در رودخانه اصلی می شود. فاصله خط تقسیم جریان انحرافی از دیواره آبگیر بر مقدار رسوب ورودی به آن تاثیرگذار است. هر عاملی که منجر به کاهش فاصله خط تقسیم جریان ورودی به آبگیر در کف آبراهه اصلی شود، باعث کاهش رسوب وارد شده به آبگیر خواهد شد. پارامترهای هندسی و هیدرولیکی آبگیر و آبراهه اصلی بر فاصله خط تقسیم جریان در آبگیری از قوس موثرند. در پژوهش حاضر تاثیر پارامترهای عرض و موقعیت آبگیر، زاویه آبگیری و ارتفاع آستانه (هر یک در چهار سطح تغییر) بر فاصله خط تقسیم جریان از دیواره خارجی آبراهه قوسی، با استفاده از مدل عددی SSIIM بررسی شده است. برای قوس سه زاویه مرکزی 50، 110 و 170 درجه و سه عدد فرود 288/0، 305/0 و 322/0 و برای آبگیر جانبی سه دبی آبگیری نسبی 10، 18 و 25 درصد درنظر گرفته شده است. روش تاگوچی در طراحی مطالعات به کار رفته است. نتایج نشان داد تغییر عرض و موقعیت آبگیر، زاویه آبگیری و ارتفاع آستانه تاثیر بسیار کمی بر تغییرات فاصله خط تقسیم جریان از دیواره خارجی دارد، اما تغییرات فاصله خط تقسیم جریان نسبت به دبی نسبی آبگیری صعودی و تقریبا خطی است. همچنین در قوس با زاویه مرکزی ثابت، تغییر عدد فرود تاثیر بسیار کمی بر نسبت فاصله خط تقسیم جریان دارد. همچنین عرض مجرای جریان در سطح 9/0 تا 25/1 برابر عرض مجرای جریان در کف تعیین شد.
    کلیدواژگان: آبگیر، خط تقسیم، قوس رودخانه، SSIIM2
  • سعید فرزین، حجت کرمی، مهدی ولیخان انارکی، محمد احترام صفحات 46-60
    در پژوهش حاضر برای نخستین بار، الگوریتم فراابتکاری خفاش به منظور طراحی مقطع کانال آبیاری با حداقل هزینه ساخت و لحاظ احتمال سیلاب به عنوان محدودیت و عدم قطعیت، معرفی شده است. بدین منظور، با در نظر گرفتن مقطع کانال با زبری های یکنواخت و مرکب و همچنین ارتفاع آزاد جریان در حالات ثابت و متغیر، سه مدل به صورت اول) زبری یکنواخت-ارتفاع ثابت، دوم) زیری مرکب- ارتفاع ثابت و سوم) زبری مرکب-ارتفاع متغیر تعریف شده است. الگوریتم پیشنهادی بر اساس نتایج آنالیز حساسیت برای مدل های اول تا سوم اجرا گردیده است. در ادامه، مقدار ضریب تغییرات و سرعت همگرایی حاصل از پانزده اجرای تصادفی الگوریتم مذکور، برای مدل های معرفی شده در مقدار احتمال سیلاب 36/0 مقایسه شده است. در نهایت، نتایج حاصل از الگوریتم مذکور برای مقادیر مختلف احتمال سیلاب، با نتایج نرم افزار لینگو، روش های ضرایب لاگرانژ و برنامه ریزی متوالی و الگوریتم ازدحام ذرات مقایسه شده است. نتایج حاصل از اجراهای تصادفی نشان داد که مقدار ضریب تغییرات برای مدل های اول تا سوم به ترتیب برابر با 00049/0، 00019/0 و 00023/0 می باشد که قابل قبول است. همچنین هر سه مدل ، در 500 تکرار، همگرا شده اند. دیگر نتایج، حاکی از آن است که استفاده از الگوریتم خفاش در مقایسه با روش های دیگر، موجب بهبود نتایج بهینه سازی تا 97/13 درصد شده است. از سوی دیگر، این الگوریتم مقدار بهینه مطلق را نسبت به نرم افزار لینگو تا 51/0 درصد کمتر تخمین می زند. در میان سه مدل معرفی شده، استفاده از مدل سوم در مقایسه با مدل های اول و دوم، موجب صرفه جویی هزینه ساخت تا 60/59 و 87/53 درصد می شود.

    کلیدواژگان: کانال آبیاری، بهینه سازی، الگوریتم خفاش، عدم قطعیت، احتمال سیلاب، نرم افزار لینگو
  • سجاد کیانی، منوچهر فتحی مقدم، احمد فتحی، علی حقیقی صفحات 61-75
    پژوهش حاضر به معرفی و مدل سازی اثرات ویسکوالاستیک در جریان های گذرا در لوله های پلیمری رایج در شبکه های آبرسانی می پردازد. خواص ویسکوالاستیک سبب بروز ترم های جدیدی در معادلات سازگاری حاکم بر جریان های گذرا می شود که مدل ها موجود فاقد آن هستند. بر این اساس معادلات سازگاری برای خواص ویسکوالاستیک بازنویسی شده و با به کارگیری روش خطوط مشخصه در ترکیب با تفاضل محدود تحلیل می شوند. به منظور واسنجی پارامترهای مجهول نظیر ضرایب افت و خزش و صحت سنجی مدل عددی توسعه یافته، یک مدل آزمایشگاهی از شبکه آبرسانی ویسکوالاستیک در آزمایشگاه هیدرولیک دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران ساخته شد. شبکه آزمایشگاهی از شش حلقه مربعی که هر حلقه به صورت یک مربع m3m X3 می باشد تشکیل شده است. لوله ها از نوع پلی اتیلن با قطر اسمی 50 میلی متر و ضخامت 5/5 میلی متر است. در مدت زمان عبور جریان گذرا از شبکه لوله، نوسانات فشار دینامیکی توسط ترانسدیوسرهای فشار جمع آوری می شدند. با به کارگیری روش تحلیل معکوس جریان گذرا و استفاده از روش الگوریتم ژنتیک، پارامترهای مجهول مسئله شامل ضرایب افت ناماندگار و ضرایب ویسکوالاستیک برای شرایط مختلف محاسبه می شوند. نتایج نشان می دهد که مدل کلاسیک ضربه قوچ به هیچ عنوان قادر به شبیه سازی نوسانات فشار در لوله های پلی اتیلن نمی باشد. در واقع مدل سازی دو اثر دینامیکی افت ناماندگار و ویسکوالاستیک برای این لوله ها بسیار ضروری است. همچنین نتیجه گرفته می شود که اثرات ویسکوالاستیک نقش بسیار پررنگ و مهم تری نسبت به افت ناماندگار در شکل گیری سیگنال های ضربه قوچ بازی می کنند تا جایی که در نظر گرفتن آن به تنهایی می تواند به پاسخ های قابل قبولی دست یافت

    کلیدواژگان: افت غیرماندگار، تابع خزش، تحلیل معکوس، لوله پلی اتیلن، مدل کلوین-ویت
  • ابوذر مرادی، مرتضی سیدیان، مهدی کاهه، علی حشمت پور صفحات 76-88
    همه ساله رودخانه ها در اثر جریان های سیلابی فرسایش یافته و موجب تخریب پل ها و زمین های کشاورزی و در برخی موارد منازل مسکونی می شوند. برای کنترل و مدیریت رودخانه ها لازم است رفتار هیدرولیکی آن ها مورد بررسی قرار گیرد تا در مواقع بحرانی تصمیم مناسب اتخاذ شود. یکی از مهم ترین عوامل به هم خوردن تعادل هیدرولیکی رودخانه برداشت بی رویه رسوبات از بستر رودخانه می باشد. این تحقیق به منظور بررسی میزان برداشت رسوبات در رودخانه ی قورچای در بازه 6 کیلومتری رودخانه در محل کارگاه های برداشت شن و ماسه صورت پذیرفت. بدین منظور بازدیدهای میدانی در محدوده مورد نظر انجام شد و اطلاعاتی مانند دبی، رسوب و نقشه1:1000 تهیه شد. پس از ورود اطلاعات به نرم افزار HEC-RAS هیدرولیک و رسوب مدل در بازه زمانی 2015-2005 اجرا گردید. در این رودخانه بهترین پیش بینی برای انتقال رسوب توسط رابطه یانگ انجام شد. بررسی تغییرات شیب بستر در مقاطع مختلف نشان داد نوسانات شیب در طول 6 کیلومتر مورد مطالعه در سال 2015 نسبت به 2005 کاهش یافته است. همچنین متوسط سرعت نیز در سال 2015 نیز کاهش نشان می دهد. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان داد میزان فرسایش و رسوبگذاری در 5 کیلومتر اول تقریبا در حالت تعادل می باشد و مصالح در این منطقه قابل برداشت نیست. بهترین منطقه برای برداشت مصالح 720 متر انتهایی رودخانه است که به دلیل شیب و شکل مقطع سرعت جریان کاهش پیدا می کند و رسوبگذاری با عمق متوسط 90 سانتیمتر صورت می گیرد. محاسبات نشان داد میزان رسوب قابل برداشت در این رودخانه تقریبا 4/0 میلیون تن در سال است.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، مصالح رودخانه، HEC-RAS، رودخانه قور چای
  • مجتبی خوش روش، اسماعیل نیکزاد طهرانی صفحات 89-101
    آب های زیرزمینی به عنوان یکی از منابع مهم و عمده تامین آب شرب و کشاورزی به ویژه در مناطق شمال کشور مطرح می باشد. همچنین افزایش فاصله بین عرضه و تقاضا، توجه جدی به مبانی تخصیص بهینه آب را اجتناب ناپذیر نموده و مدیریت عرضه و تقاضای آب را ضروری می‏نماید. بنابراین شناخت عوامل مهم تغذیه و تخلیه آب زیرزمینی از فاکتورهای اساسی در مدیریت صحیح جامع منابع آب از جمله بخش کشاورزی می باشد. در این پژوهش از مدل شبیه سازی و مدل مدیریت تخصیص در حوضه آبریز رودخانه تالار، واقع در استان مازندران استفاده شد. ابتدا آب زیرزمینی منطقه مورد مطالعه با استفاده از مدل MODFLOWشبیه سازی شد و سپس به منظور مدیریت تخصیص آب در منطقه مورد مطالعه، اطلاعات حاصل از مدل آب زیرزمینی به مدل شبیه سازی و تخصیص منابع آب (WEAP) انتقال یافت. برای برنامه ریزی و مدیریت منطقه تحت مطالعه در محیط مدل سازی، سناریوهای معرفی مختلفی اعمال شد و تاثیر آن بر وضعیت عرضه و تقاضا و تغییرات ذخیره آب زیرزمینی و افت سطح ایستابی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج واسنجی مدل MODFLOW نشان داد که انطباق خوبی بین سطح ایستابی مشاهده ای و شبیه سازی شده وجود دارد به طوری که میزان RMSE برای جریان های ماندگار و غیر ماندگار به ترتیب 336/0 و 49/0 به دست آمد. همچنین نتایج مدل WEAP براساس سناریوی بروز خشکسالی نشان داد که منطقه با 10 میلیون مترمکعب کاهش حجم مخزن روبه رو خواهد شد که در نتیجه وضعیت منابع آب به مراتب بحرانی تر خواهد بود. نتایج نشان داد که با تلفیق هم زمان مدل آب زیرزمینی و مدل یکپارچه مدیریت منابع آب، نتایج قابل اعتمادتری در دشت مورد مطالعه به دست خواهد آمد.


    کلیدواژگان: تخلیه، تغذیه، سطح ایستابی GMS، WEAP
  • سیدمحسن سیدان، علی قدمی فیروزآبادی صفحات 102-111
    امنیت غذایی، خشکسالی، حفظ محیط زیست و توسعه صنعتی، مدیریت کارآمد منابع آبی را ضروری کرده است. مشکل کمبود منابع آب و بارش یک واقعیت مهم و غیر قابل انکار در استان همدان محسوب می شود. مفهوم آب مجازی از پتانسیل قابل توجهی برای کمک به بهبود مدیریت آب، به خصوص در بخش کشاورزی برخوردار است. لذا تحلیل آب مجازی محصولات اساسی بخش کشاورزی می تواند ما را در سیاست گذاری و برنامه ریزی در مصرف بهینه از منابع آبی یاری دهد. برای نیل به این هدف میزان آب مجازی محصولات کشاورزی اساسی و حجم مبادلات آب مجازی استان همدان از طریق واردات و صادرات این محصولات در سال 1394 محاسبه شد. نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان دادکه محصولاتی نظیر گندم، جو، یونجه و ذرت دانه ای جزء محصولاتی با بهره وری پایین و آب مجازی بالا بوده و استان همدان در محصولاتی عمده نظیر گندم، سیب زمینی، جو، یونجه، چغندر قند، ذرت دانه ای و سیر به ترتیب به میزان 33، 395، 34، 8/33، 69, 60 و 5/18 میلیون متر مکعب صادر کننده آب مجازی است و حجم صادرات آب مجازی این محصولات در سال 1394 جمعا حدود 665 میلیون متر مکعب برآورد شد. بنابراین به دلیل کمبود آب در استان همدان لازم است که از کشت محصولاتی نظیر سیب زمینی، و چغندرقند کاسته و محصولاتی نظیر ذرت علوفه ای و سیر که به آب مجازی کمتری نیاز دارند و با شرایط آب و هوایی این استان نیز سازگاری بهتری دارند جایگزین شوند. همچنین انتظار می رود که اهمیت آب مجازی در امنیت غذایی، پیوسته افزایش یابد و برنامه ریزان برای کاهش فشار وارده بر منابع محدود آب ، بهره گیری بیش تر و مفید تری از استراتژی مبادله آب مجازی داشته باشند

    کلیدواژگان: امنیت غذایی، کم آبی، محصولات استراتژیک، منابع آب
  • زینب افضلی، محمدرضا زارع مهرجردی، صدیقه نبی ییان صفحات 112-124
    سد جیرفت یکی از مهمترین سدهای استان کرمان می باشد که وظیفه تامین نیاز بخش های مختلف را بر عهده دارد. خشکسالی اخیر سبب بروز پیچیدگی در امر مدیریت منابع آب در این منطقه گردیده است. از اینرو نیاز است، با توجه به شرایط بحرانی آب در منطقه، برنامه ایی جهت تخصیص بهینه منابع آب این سد عملیاتی شود. از اینرو هدف اصلی این پژوهش اولویت بندی تخصیص منابع آب سد جیرفت می باشد. جهت تحقق این هدف از تکنیک شباهت به گزینه ایده آل فازی (FTOPSIS) تحت 8 شاخص مدیریتی بهره گرفته شد. جمع آوری اطلاعات مورد نیاز، از مطالعات کتابخانه ایی و هم چنین نظرخواهی از کارشناسان و خبرگان بخش های مربوطه انجام پذیرفته است. نتایج مطالعه نشان می دهد بخش کشاورزی در رتبه اول با شاخص شباهت 51/0 از نظر تخصیص منابع آب قرار دارد. جایگاه دوم مربوط به بخش انرژی برقابی با شاخص شباهت 44/0 می باشد. در انتها با توجه به نتابج بدست آمده پیشنهادات کاربردی ارائه گردیده است.

    کلیدواژگان: اولویت بندی، تخصیص، خشکسالی، سد جیرفت، FTOPSIS
  • هادی دهقان صفحات 125-138
    برآورد دقیق جذب آب ریشه برای مدیریت آبیاری و پیش بینی عملکرد محصول ضروری است. در این پژوهش، اثر کم آبیاری بر میزان جذب آب در دو مدل کلان (مدل های فدس و ون گنوختن) و یک مدل خرد (ون لایر) با استفاده از داده های گلخانه ای نخود مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی با 5 سطح آبیاری (120، 100، 80، 60 و 40 درصد نیاز آبی) انجام شد. از تیمار 120 درصد نیاز آبی برای محاسبه جذب آب ریشه پتانسیل استفاده گردید. از تیمارهای 100 و 80 درصد نیاز آبی برای واسنجی مدل ها و از تیمارهای 60 و 40 درصد نیاز آبی برای صحت سنجی مدل ها بهره گرفته شد. پارامترهای هیدرولیکی خاک و جذب آب ریشه برای هر کدام از مدل ها با استفاده از روش GLUE برآورد گردید. نتایج مرحله واسنجی نشان داد مدل ون گنوختن به خوبی توانسته است جذب آب ریشه را شبیه سازی کند، به طوری که آماره های ضریب تبیین (R2) ، ضریب کارایی نش- ساتکلیف (N. S) ، میانگین مجذور مربعات خطای نرمال شده (NRMSE) ، میانگین مطلق خطا (MAE) ، کارایی مدل سازی (ME) و شاخص توافق (d) به ترتیب 935/0، 91/0، 51/5، 42/0، 92/0، 95/0 به دست آمد. مقادیر شاخص های مذکور در مرحله صحت سنجی به ترتیب 872/0، 82/0، 73/11، 6/0، 82/0، 9/0 محاسبه گردید. همچنین نتایج نشان داد مدل خرد ارائه شده توسط ون لایر پایین ترین عملکرد را داشت که به نظر می رسد به دلیل فرضیات ساده کننده (ثابت فرض کردن قطر ریشه و در نظر نگرفتن مقاومت ریشه) در این مدل باشد.

    کلیدواژگان: ریشه، فدس، نخود، ون گنوختن، ون لایر
  • لمیا نیسی، پروانه تیشه زن صفحات 139-150
    در تحلیل آماری متغیرهای کیفی آب، تعیین روابط بین متغیرهای مزبور، از مسائل مهم به شمار می آید. در این تحقیق جهت یافتن روابط بین متغیرها و تعیین متغیرهای اصلی تعیین کننده ی کیفیت آب به ترتیب از تحلیل همبستگی کانونی و تحلیل مولفه ی اصلی استفاده شد. همچنین برای دسته بندی ایستگاه های مورد مطالعه از روش تحلیل خوشه ایاستفاده شد. نتایج نشان داد بین دو دسته متغیرهای فیزیکی و شیمیایی رودخانه ی دز، رابطه ی معنی داری وجود دارد که بیشتر ناشی از منابع انسان ساخت (مانند کشت و صنعت هفت تپه و کارخانجات صنعتی) هستند. هم چنین نتایج تحلیل مولفه ی اصلی، نشان داد متغیرهای اصلی تعیین کننده ی کیفیت آب رودخانه ی دز EC، دما، SAR، SO4، pHو DO هستند که اغلب ناشی از آلاینده های صنعتی و انسانی می باشند. نتایج حاصل از تحلیل خوشه ایبرای دسته بندی ایستگاه ها نشان داد ایستگاه های بامدژ و حرمله (پایین دست شهر دزفول) از نظر تشابه متغیرهای کیفی آب در یک دسته قرار می گیرند و ایستگاه تله زنگ (بالادست شهر دزفول) با سایر ایستگاه ها شباهتی ندارد. بنابراین منطقه ی شهرنشین و آلاینده های انسانی در دسته بندی ایستگاه ها تاثیر به سزایی داشته اند.

    کلیدواژگان: تحلیل خوشه ای، رودخانه ی دز، کیفیت آب، مولفه ی اصلی، همبستگی کانونی
  • فرهاد قادری، احسان بابانژاد، سید صابر حسینی کریمی صفحات 151-166
    تعیین شرایط کیفی بلندمدت منابع آبی مختلف به خصوص در مناطق دارای اقلیم خشک، بسیار اهمیت دارد. با تعیین روند تغییرات کیفیت منابع آبی، بررسی پایداری کیفی منابع امکان پذیر شده و این نتیجه در برنامه ریزی های بلند مدت استفاده می گردد. ایران از جمله مناطق خشک و نیمه خشک به شمار می رود. ازاین رو در این مقاله پارامترهای کیفی منابع آبی سطحی و زیرزمینی دشت حاصلخیز موسیان در ایران مورد مطالعه قرار گرفت و برای نخستین مرتبه از طریق بررسی روند تغییرات پارامترهای کیفی منابع آبی سطحی و زیرزمینی، راهکاری برای تعیین احتمال ارتباط منابع آب سطحی و زیرزمینی بیان و از مدل سازی به روش المان محدود، برای تایید نتیجه حاصل استفاده شد. برای این منظور داده های آبریز و آبخوان طی دوره 10 ساله جمع آوری گردید. در بررسی های آماری صورت گرفته در توزیعتی-استودنت (t-student) در سطح احتمالی اطمینان 95%، بیشترین مقدار پارامتر های سختی، TDS، EC، Ca، NO3، HCO3، SO4، CL، Mg و Na در آب سطحی (رودخانه آبدانان) به ترتیب 5/70، 5/124، 201، 1/91، 5/7، 3/82، 2/15، 7/11، 8/3 و 14. 9 میلی گرم بر لیتر به دست آمد که بر اساس استاندارد 1053 ایران، آب رودخانه قابل شرب است. بر اساس بررسی آماری کیفیت منابع آب زیرزمینی نیز مناسب بود. همچنین در این مطالعه بر اساس داده های جمع آوری شده بلندمدت و آزمون من- کندال (Mann-kendall) ، روند تغییر کیفیت منابع آب سطحی و زیرزمینی منطقه مورد بررسی قرار گرفت. مطابق نتایج به دست آمده، روند کاهش کیفیت برای آب های سطحی در تمامی پارامتر های مورد بررسی (به غیراز سولفات و Mg) در سطح خطای 5% تایید گردید و در آب های زیرزمینی نیز کاهش کیفیت TDS در سطح خطای 5% گزارش شد. این نتایج هشداری برای برنامه ریزی بلندمدت برای منابع آبی است. در نهایت با توجه به تشابه تقریبی نتایج آبخوان و آبریز دشت فرضیه ارتباط این منابع مطرح گردید که با مدل سازی به روش المان محدود مشخص شد که آبخوان دشت تا ارتفاع 70 متر از رودخانه آبدانان تاثیر می پذیرد. بر اساس نتایج، با انجام مطالعاتی مشابه در مناطق دیگر و مشاهده یکسانی روند تغییرات پارامترهای کیفی منابع آب سطحی و زیرزمینی و تایید ارتباط هیدرولیکی این دو منبع، می توان با دقت بسیار بالا، تعیین روند تغییرات پارامترهای کیفی یک منبع را بر اساس منبع دیگر پیش بینی نمود.

    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، آب آشامیدنی، پارامتر های کیفی
  • عرفان بهرامی، ام البنی محمدرضاپور، مریم صفوی گردینی، مرتضی محمدی صدیق، میثم سالاری جزی صفحات 167-182
    در سال های اخیر استفاده بیش از حد از آب های زیرزمینی سبب افت سطح ایستابی و کاهش کیفیت آب های زیرزمینی شده است. بنابراین بررسی کیفی منابع آب زیرزمینی جهت مدیریت بهره برداری منابع آب و تعیین الگوهای کشت بهینه و اقتصادی ضروری است. روش های زمین آمار از ابزارهای مناسب و پرکاربرد برای پایش متغیرهای کیفی هستند. در این راستا تغییرات مکانی متغیرهای کیفیNa+ ،TH ،EC ،SAR ،Cl- ،SO42- ،Mg2+ ،PH ،TDS وK+ مربوط به 70 حلقه چاه آبخوان جنوب دشت قروه و دهگلان واقع در استان کردستان مورد بررسی قرار گرفت. دوره آماری داده های مورد استفاده در این پژوهش مربوط به سال های 1391-1363 می باشد. پس از تجزیه و تحلیل تغییرنما در نرم افزار GS+، درون یابی داده ها با استفاده از سه روش کریجینگ معمولی، کریجینگ ساده و وزن دهی عکس فاصله با توان های 1، 2 و 3 انجام شد. نتایج نشان داد که نیم تغییرنمای همه جهته برای کلیه متغیرها تقریبا همسان گرد می باشد. همچنین نتایج نشان داد که روش های کریجینگ معمولی و کریجینگ ساده در تخمین اکثر متغیرهای کیفی خطای کمتری داشته اند. مقادیر آماره میانگین خطا (ME) در روش های کریجینگ نزدیک به صفر بوده که نشان دهنده وجود حداقل اریب در تخمین ها است. همچنین طبقه بندی کیفیت آب از نظر شولر و ویل کاکس انجام شد که نتایج نشان داد، اکثر چاه ها در محدوده ی خوب و تعداد کمی در محدوده ی متوسط و بد قرار گرفتند. نتایج پهنه بندی نشان داد کیفیت آب زیرزمینی در قسمت های غربی، جنوب و جنوب شرقی بهتر از سایر بخش ها بوده است. بنابراین جهت بهبود وضعیت کیفی آبخوان در مناطق با کیفیت آب نامطلوب لازم است مدیریت کاهش مصرف و تغییر الگوی کشت اعمال گردد.

    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، پهنه بندی کیفیت، زمین آمار، قروه و دهگلان
  • سمیرا اخوان، فاطمه موسی بیگی، سید ابراهیم هاشمی گرم دره صفحات 183-197
    در دهه های اخیر مطالعات بسیاری با هدف ارزیابی روش های مختلف برآورد تبخیرتعرق، به عنوان یکی از پارامترهای مهم مدیریت منابع آب و آبیاری، انجام شده که در نتیجه این مطالعات، روش پنمن- مانتیث فائو (PM) به عنوان روش استاندارد محاسبه تبخیرتعرق گیاه مرجع شناخته شده است. این روش نیازمند داده های هواشناسی متعددی از جمله دمای هوا، تابش خورشیدی، کمبود فشار بخار و سرعت باد می باشد. از آنجا که در بسیاری از مناطق ایران ایستگاه هواشناسی موجود نیست و یا تمامی داده های هواشناسی مذکور اندازه گیری نمی شوند، بنابراین بررسی روش هایی جهت برآورد تبخیرتعرق در چنین شرایطی ضروری است. در این مطالعه، سناریوهای مختلف در زمان کمبود یک، دو و سه پارامتر هواشناسی (رطوبت نسبی، سرعت باد و ساعات آفتابی) مورد ارزیابی قرار گرفته اند. همچنین، روش های پیشنهادی فائو (PM-R) ، PM-CI (محاسبه- سپس- درونیابی) ، PM-IC (درونیابی- سپس- محاسبه) و هارگریوز سامانی (HS) با استفاده از پارامترهای آماری مختلف با روش PM به عنوان روش استاندارد محاسبه تبخیرتعرق گیاه مرجع مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که در شرایطی که سرعت باد در اختیار نباشد، روش PM-IC تبخیرتعرق را با دقت بیشتری برآورد می کند (R2>0. 96). در حالی که در شرایط کمبود سایر پارامترهای هواشناسی (ساعات آفتابی و رطوبت نسبی) ، دقت روش PM-R بیشتر می باشد (R2≈0. 99). همچنین، در شرایط استفاده از روش های مبتنی بر دما (کمبود سه پارامتر هواشناسی) ؛ روش HS (PBIAS=-3. 091، ME=-0. 156،MAE=0. 337) نتیجه قابل قبول تری نسبت به سایر روش ها ارائه می دهد.

    کلیدواژگان: تبخیرتعرق گیاه مرجع، کرمانشاه، کمبود داده، میانیابی مکانی
  • کاظم نصرتی، پریسا مالیان، خه بات درفشی صفحات 198-213
    جنس پشت بام و زمان استحصال آب دو عامل موثر بر کیفیت آب استحصال شده می باشد. هدف از این پژوهش بررسی پارامترهای کیفی و تعیین تفاوت اثر جنس پشت بام و زمان استحصال آب بر کیفیت آب استحصال شده در منطقه 8 تهران می باشد. به این منظور30 نمونه رواناب سطحی در سال 1391 و 1392 از دو پشت بام با جنس های ایزوگام و موزاییک برداشت شد. پارامترهای pH، هدایت الکتریکی، کربنات، بیکربنات، کلسیم کربنات، کل مواد محلول، کل مواد معلق، نیتروژن، نیترات، فسفات، فسفر و سولفات نمونه های رواناب اندازه گیری شد. به منظور بررسی اثر جنس پشت بام و زمان استحصال بر کیفیت آب از آزمون t و من ویتنی استفاده شد. جهت بررسی ارتباط متغیرها و گروه بندی آن ها به ترتیب از تحلیل همبستگی و تحلیل خوشه ایاستفاده شد. نتایج نشان داد که مهم ترین پارامترهای تاثیر گذار بر کیفیت آب، نیتروژن و نیترات می باشد. نتایج همچنین نشان داد جنس متفاوت پشت بام ها باعث تغییر در میزان برخی پارامترهای کیفی رواناب می شود. جنس ایزوگام در مقایسه با جنس موزاییک بر روی پارامترهای نیتروژن و نیترات تاثیر بیش تری دارد که می تواند به دلیل مواد اولیه تشکیل دهنده موزاییک و ایزوگام باشد. همچنین تمامی پارامترهای کیفیت آب به جز pH تحت تاثیر زمان استحصال آب (رواناب اولیه و نهایی) قرار دارند و بخش عمده بار آلودگی در رواناب اولیه وجود دارد. نتایج تحلیل خوشه اینشان داد که گروه بندی متغیرها بر اساس نوع آلاینده و ویژگی های موثر بر آن به 4 گروه تقسیم می گردد. نتایج این مطالعه پیشنهاد می نماید که بخش نخست رواناب تولیدی حاصل از بارش به دلیل کیفیت نامناسب ذخیره نگردد اما آب استحصال شده زمان های بعدی بارندگی می تواند راهکاری در تامین آب با کیفیت مناسب در مناطق خشک و کم آب کشور باشد.

    کلیدواژگان: استحصال آب باران، پشت بام، تحلیل خوشه ای، رواناب شهری، سیلاب
|
  • Ahmadreza karimipour , Mahdi Asadi Aghbolaghi Pages 1-14
    Side weirs are used to control the amount of discharge in main channels and rivers. One of the types of side weirs are labyrinth Semi-elliptical side weir and Due to the greater crest length in a certain range of transverse, have more the discharge capacity than rectangular weirs. For these reasons in this study, flow around a semi-elliptical and rectangular labyrinth side weir was simulated with three-dimensional modeling finite volumeand compared with laboratory measurment. The effects of increasing the flow in the main channel and the height and length semi-elliptical side weirs on flow pattern in subcritical flow conditions were studied and finally the experimental results were compared with the simulated results for rectangular side weir. Numerical results indicated that the model can predict the the flow pattern on the side weir with high accuracy .The results of the simulation showed that the effects of secondary flows in both weirs were reduced by increasing the height of the rectangular and semi-elliptical side weirs and then, the water surface profile would be more uniform and the error rate decreas. The maximum of velocity in semi-elliptical side weir is induced in the near of free surface at the end of the side weir and the discharge coefficient of semi-elliptical side weir is more than rectangular side weir.In this study an equation was offered in order to determine De-Marchi discharge coefficient for semi-elliptical side weir.This coefficient in subcritical flow conditions depends on the Froude number in the main channel, the ratio of upstream depth to the height of side weir, the ratio of upstream depth to the length of side weir and the ratio of small ellipse radius to large ellipse radius.
    Keywords: Numerical modeling, Finite volume method, semi-elliptical side weir, rectangularside weir, discharge coefficient
  • Babak. Moumeni , Mohsen. Masoudian Pages 15-31
    Construction of minor irrigation and drainage canals networks is vital in the infrastructure Project of Paddy Fields Development and Renovation in the North of Iran as it leads to change the conventional plot-to-plot irrigation, achieve higher productivity from limited water resources and introduce the independent irrigation and drainage management in each farm. However, according to previous studies, a great number of farmers have major problems with the existing operation of irrigation and drainage canals. Therefore, in this study, water delivery criteria were first calculated for all the farm intakes on an earth canal in Esmaelkola village of Jooybar city during irrigation season of 2015, in order to compare the existing technical performance of the system with the quantitative, reliable and valid standards. Then, after lining the canal, required structural changes to improve the performance criteria of delivery system were evaluated by simulating several alternatives of water intake andcontrol scenarios in HEC-RASmodel. The results showed that all the delivery criteria except the efficiency have considerable deviation from optimal and even moderate ones (Adequacy = 0.35, Efficiency = 0.92, Dependability = 0.98, Equity =1.18). It is dueto the poor operation and maintenance of earth canals of the distribution and intake systems of current basins. On the other hand, based on the simulation results, after lining the irrigation canals, if adequate amount of water supply is provided, when tubular intakes with variable diameter and flow control checks (weirs) are used,in addition to channel efficiency, there will be a noticeable increment in water delivery criteria especially in the last farms (Adequacy = 0.93, Efficiency = 0.92, Dependability= 0.14, Equity =0.18). The calibration and validation of the model in the cropping season of 2016 has confirmed the results of the simulation as well. Finally, construction of flow control checks (weirs) and tubular intakes, with suitable diameter depending on the water demand of the basins, is recommended for the future projects of lining canals in the current systems in addition to emphasize on studying the possibility of other options for water conveyance to the farm, such as pre-fabricated canals.
    Keywords: Evaluation Criteria, Hydrodynamic Model, Intake system, Land Development, Renovation, Rice
  • Massumeh Rostamabadi , Seyed Ali Akbar Salehi Neyshabouri Pages 32-45
    Direct dewatering of the river is used for irrigationand water supply and etc. Dewatering without diversion dam leads to a sediment settlement at the downstreamof intake in the main river. The distance of dividing stream line from the outer bank of the bend influences theamount ofsedimententering the intake.Anythingthat reduces the distance of dividingstream line from the outer wall of thebendat thebottomofthemain channel, willreduces sedimententering the intake. The geometricandhydraulicparameters of intake and main channelaffectthe distance of dividing stream line from the outer bank. Inthis study the effect ofparameterssuch aswidth and position of the intake, diversion angleandheightof the sill(Each one changes in four levels) on the distance of dividing stream line from the outer wall using the SSIIM numerical model is investigated. Also three angles(50, 110 and 170 degrees) and threedifferentFroude numbers (0.288, 0.305 and 0.322) forbendand three discharges ratio (10, 18 and 25 percent) for lateral intake areconsidered. Taguchi methodis usedin the design ofstudies. Theresults show that changing in width and position of the intake, diversion angleandheightof the sill have less influence on the distance of dividing stream line from the outer wall of the bend, but the variations of dividing stream line from the outer wall of the ben relative to the discharge ratio almost ascending and linear. Also, in a fixed-angle bend, changing the Froude number has a very small effect on the distance of dividing stream line.The Surface flow duct width is 0.9 to 1.25 times the width of the duct in the bed.
    Keywords: Intake, Dividing stream-line, Bend of river, SSIIM2.
  • Saeed Farzin *, Hojat Karami , Mahdi Valikhan Anaraki , Mohammad Ehteram Pages 46-60
    In the present study, for the first time, metaheuristic Bat Algorithm (BA) is proposed for design of irrigation-channel cross section with minimum construction costs and taking into account flood probability as a constraint and uncertain parameter. For this purpose, considering cross section of the channel with uniform and composite roughness and fixed and variable freeboard, three models are defined as: a) uniform roughness+ fixed freeboard, b) composite roughness+ fixed freeboard, and c) composite roughness+ variable freeboard. The proposed algorithm is implemented for the first to third models, based on the results of sensitivity analysis. Coefficient of variation and convergence speed of the 15 random runs of the mentioned algorithm is compared for 0.36flood probability. At last, results of the mentioned algorithm for different flood probabilities have been compared with the results of Lingo software, Lagrange multiplier, sequential minimal programming and Particle Swarm Optimization Algorithm. Results of the random runs showed that coefficient of variation for the first to third models is 0.00049, 0.00019 and 0.00023, respectively, which are acceptable. Also, all three models converged after 500 iterations. Other results showed that using BA, with respect to other methods, increased optimization results up to 13.97 %. Furthermore, this algorithm estimated the global optimum up to 0.51% less than Lingo software. Among the three proposed models, using the third model saved construction costs by 59.6 and 53.87 percent, as compared to the first and second models, respectively.
    Keywords: Irrigation channel, Optimization, Bat algorithm, Uncertainty, Flood probability, Lingo software
  • Sajad Kiani , Manoochehr Fathi Moghadam* , Ahmad Fathi , Ali Haghighi Pages 61-75
    The present research deals with the introduction and simulation of viscoelastic effects in transient flows in polymeric pipes widely used in pipe network. The viscoelastic properties result in appearing newterms in transient flow governing equations which are generally absent in available models. In this study, the governing equations are rewritten and manipulated for considering the viscoelastic properties. The equations are then solved using the method ofcharacteristics coupled with the finite difference method. In order to calibrate the unknown parameters including the unsteady friction and creep coefficients as well as to verify the model, a model of viscoelastic pipe network was made at the hydraulics laboratory of Water Sciences Engineering department of Shahid Chamran University. The configuration of the experimental set-up consists of a pipe network with six square loops, having each loop 3m×3m. The pipes are made of PE with 50 mm nominal diameter and 5.5 mm of wall thickness. The data of dynamic pressure oscillation during these transient events were collected by Pressure transducers. Appling the inverse transient analysis method and with the aid of a genetic algorithm, the friction and creep coefficients of the experimental pipe are determined. The results show that the classical water hammer solver cannot accurately analyze the transient flows in polyethylene pipes. In fact, modeling both dynamic effects of unsteady friction losses and viscoelasticity for such pipes is quite necessary. However, it is also found that the viscoelasticity is obviously more effective than the unsteady friction effects in formation and attenuation of transient signals so that, considering onlyviscoelastic effects would result in acceptable responses.
    Keywords: Creep Function, Inverse Analyses, Kelvin-Voigt Model, Polyethylene Pipe, Unsteady friction
  • Abouzar Moradi , Seyed Morteza Seyedian , Mehdi Kahe , Ali Heshmatpour Pages 76-88
    Rivers and streams was eroded by flood flows and destroy bridges, farmland, and in some cases homes every year. Study of rivers hydraulic pattern is necessary to control and manage rivers to make better decisions in critical situations. Irregular gravel mining is one of the most important factors to unbalance river hydraulic. The aim of this study is to evaluate the sand and gravel minig in river Qurchay that gravel mining operation was conducted in the range of 6 km. Therefore, collected of data contain sediment, discharge and map 1:1000. After entering data into the HEC-RAS model, hydraulic and sediment was simulate in period of 2005-2015. Yang relationship was predicted sediment transport very well. Bed slope changes in 6 km river in sections show that fluctuations of bed slope decreases in 2015 compared to 2005. It also shows the average speed is also reduced in 2015. The results of the simulation show that the rate of erosion and sedimentation at first 5 km is almost in equilibrium and does not cover gravel mining. The best area for gravel mining is final 720 meters of the river because flow velocity decreased due to slope and shape of cross section and sediment deposited with an average depth of 90 cm. Calculations show that the amount of gravel was mined almost 0.4 million tons per year.
    Keywords: River mine, Qurchay river, simulation, HEC-RAS
  • Mojtaba Khoshravesh , Esmaeil Nikzad, Tehrani Pages 89-101
    Groundwater is considered as one of the main sources of drinking water supply and agriculture, especially in the north of Iran.Also, increasing the distance of supply and demand will inevitably pay attention to the principles of optimal water allocation and this make necessary the management of water supply and demand.Therefore, recognizing the important factors of recharge and discharge of groundwater is one of the fundamental factors in the proper management of comprehensive water resources, including agricultural sector. In this research, the simulation model and allocation management model were used in the Talar basin basin, Mazandaran province. At first, the groundwater of study area was simulated using the MODFLOW, and then the information from the groundwater model was transferred to the WEAP model for water allocation in the study area. In order to plan and manage the study area in the modeling environment, different scenarios were applied and its impact was investigated on the supply and demand status and changes in groundwater storage and water table. The results of MODFLOW calibration showed that there is a good correlation between observed and simulated water level so that the RMSE for steady and non-steady flows was 0.336 and 0.49, respectively. Also, the results of the WEAP model based on the drought scenario showed that the area with will face to decrease of 10 million cubic meters in reservoir volume, which water resources condition will be more critical. The results showed that by combining the groundwater model and integrated water resource management model, more reliable results would be obtained in the studied plain.
    Keywords: Discharge, GMS, Recharge, Water table, WEAP
  • Seyed Mohsen Seyedan , Ali GhadamiFirouzabadi Pages 102-111
    Food security, drought, environmental protection and industrial development have made Efficient management of water resources.The deficiencyof water supplies and precipitation is a major and undeniable fact in Hamadan province. The concept of virtual water has significant potential to improve water management, particularly in the agricultural sector. Therefore, virtual analysis of the basic agricultural products can help us in policy making and planning for the optimal use of water resources. In order to achieve this goal, the virtual water volume of the basic agricultural products and the volume of virtual water exchanges were calculated in Hamedan province by importing and exporting these products in 2016. The results of this study showed that products such as wheat, barley, alfalfa and corn were Products with low productivity and high virtual water, and Hamedan provincein major products such as wheat, potato, barley, alfalfa, sugar beet, corn and garlicis a virtual water exporter respectively about 33, 395, 34, 33.8, 69, 60 and 18.5 million cubic meters. Virtual water export volume of these products was approximately 665 million cubic meters in 2016. Therefore, because of water scarcity in Hamedan province, it is necessary to reduce the cultivation of crops such as potato, and sugar beet, And Products such as corn fodder and garlic, which require less virtual water and are better adapted to the weather conditions in this province, be cultivated. It is also expected that the importance of virtual water in food security will continuously increase and planners will have more and more effective use of virtual water exchange strategies to reduce the pressure on water resources.
    Keywords: Food security, strategic products, Water scarcity, water resources
  • Zeynab Afzali , M.R. Zare Mehjerdi , Sedighe Nabiyan Pages 112-124
    Jiroft dam is one of the most important Kerman dams providing water for different sections. The recent shortfall makes difficulty in management of water resources in this area. Therefore, it is necessary to optimize a plan for water resources allocation considering critical conditions in the region. So, this research main purpose is to prioritize allocation of Jiroft dam water resources. We used a technique similar to fuzzy ideal (FTOPSIS) under 8 management indexes in order to achieve this goal. We also collect required information from library studies and survey the related experts’ ideas. The results showed that agricultural area is in the first grade with index of 0.51 in terms of water resources allocation. The second grade for hydropower with index of 0.44 . Finally, there are applied suggestions based on the results obtained..
    Keywords: Prioritize, allocation, shortfall, Jiroft dam, FTOPSIS
  • Hadi Dehghan Pages 125-138
    Accurate estimation of root water uptake is essential for irrigation management and yield prediction. In this study, impact of deficit irrigationon water uptake amount was studied in two macro models(Feddes; Van Genuchten) and one micro model (Van Lier) using greenhouse data of chickpea. Irrigation treatments included five irrigation levels of 120, 100, 80, 60, and 40 percent of water requirement. To estimate potential water uptake, 120% treatment was used. Also 100% and 80% treatments were used for calibration of the models and 60% and 40% treatments for validation of the models. Hydraulic parameters of soil and root water uptake for each of the models were estimated utilizing GLUE method. The results of calibration stage indicated Van Genuchten model is able to simulate root water uptake well, as the parameters of R2, NS, NRMSE, MAE, ME, and dare 0.935, 0.91, 5.51, 0.42, 0.92, 0.95, respectively. The values in validation stage are 0.872, 0.82, 11.73,0.6, 0.82, 0.9, respectively. The findings also showed the micro model presented by Van Lier has the weakest function due to very simplifying assumptions (considering fixed root diameter and disregarding root tolerance).
    Keywords: Root, Feddes, Chickpea, Van Genuchten, Van Lier
  • Lamya neissi , Parvaneh Tishehzan Pages 139-150
    In statistical analysis of water quality variables, determining the relationships between these variables isone of the most important issues. In this research, Canonical Correlation Analysis was used to find the relation between physical and chemical variables and Principal Component Analysis was used to determine the main variables of Dez water quality. Also for classification of stations Cluster Analysis was used. Results show that there was significant relation between physical and chemical variables of Dez River because of human activities like Haft-Tapeh sugarcane Agro-Industry Company and industrial companies. Also results of principal component analysis showed that Ec, Temprature, SAR, SO4 ,pH and DO were the main variables of Dez River water quality which were because of human activities and industrial pollutions. Results of cluster analysis for classification of stations showed that Bamdezh and Harmaleh stations (downstream of Dezful city) were in the same class and Tele-Zang station (upstream of Dezful city) was different from other stations then urban zone and human activities have the major impact on station classification.
    Keywords: Canonical Correlation, Cluster analysis, Dez River, Principle Component, Water quality
  • Farhad. Qaderi , Ehsan. Babanejad , Seyyad. Saber. Hosseini Karimi Pages 151-166
    Determining the long-term qualitative conditions for water resources is very important in areas facing water shortage. By determining the quality of water resources, it is possible to examine the sustainability of resources and its importancein long-term planning. Iran is also considered to have a shortage of water due to its geographical location, including arid and semi-arid regions. Therefore, in this paper, determination of the quality of water resources of fertile plains around Musan village in Iran was studied.For this purpose, the data of watershed and aquifer were collected during 10 years period and the outlyingdata was removed using the box diagram.Statistical analysis carried out in Student'st-distributionat confidence levelof 95% showed that the maximum amount of hardness, TDS, EC, Ca, NO3, HCO3, SO4, CL, Mg and Na in the Telezi River are 70.5, 124.5, 201, 91.1, 7.5, 82.3, 15.2, 11.7, 3.8 and 14.9 mg/liter, respectively. According toWHO and the drinkingwater standards of Iran (No.1053), it can be used for drinking. This analysis also demonstrated the appropriate quality of groundwater resources. Based on the long-term collected data, changes in quality trend of the catchment and aquifer were investigated, which based on the Mann-kendall test, the decline trend in quality for all parameters of the catchment (except SO4and Mg) was obvious at 5% significance level, while in the aquifer, just reduction in the TDS quality of the groundwater resources was observed. According to the similar results between the catchment and aquifer, the hypothesis based on the relationship between these resources was raised which investigated by the finite element method. It was found that the aquifer of the plain has been influenced up to the high of 70 meters from the watershed.
    Keywords: groundwater resources, quality conditions, drinking water
  • Erfan Bahrami , OmolbaniMohammadrezapour *, Maryam Safavi gerdini , Morteza Mohamadi sedigh , Meysam Salarijazi Pages 167-182
    In recent years, overuse of ground waters has led to a significant decrease in water levels and has also reduced groundwater quality. Therefore, qualitative analysis of ground water reservoirs is deemed necessary to manage exploitation of these resources and determine the most optimal and economic cropping patterns. Geostatistical methods are the most widely used and appropriate tools for monitoring qualitative variables. In this regard, the spatial variations of qualitative variables such as Na+, TH, EC, SAR, Cl-, SO42-, Mg2+, PH, TDS and K+driven from 70 wells on aquifers of Ghorveh and Dehgolan Plain located in Kurdistan province were studied. The statistical period of the data used in this study covers the years 1984-2012. After analyzing the variogram by GS+ software, data interpolation was performed using three methods of ordinary kriging, simple kriging, and inverse distance weighing with the powers of 1, 2 and 3, respectively. The results shows that the omni-directional semivariogram for all variables is nearly identical. The results also indicate that using ordinary kriging and simple kriging methodscause fewer errors in estimating most qualitative variables. The values of mean error (ME) statistics in the kriging method are close to zero, indicating the least bias in estimations. Also, water quality was classified in terms of Schuler and Will Cox terms methods, so that the results reveal that most of the wells are within an optimal range, yet a few are in medium and bad ranges. Zoning results demonstrated that groundwater quality in the western, southern, and southeastern zones is better than those of other sectors. Thus, it is necessary for management to reduce consumption and change cropping patterns to improve water quality in areas with poor water quality.
    Keywords: Groundwater, Quality Zoning, Qorveh, Dehgolan, Geostatistics
  • Samira Akhavan , Fatemeh Mousabeygi , Seyyed Ebrahim Hashemi Pages 183-197
    Many studies have evaluated different methods to estimate evapotranspiration as one of the most importantparameters of water resources and irrigation management in recent decades. The result of these studies confirmed that the FAO Penman-Monteith (PM) is the standard method for calculating reference evapotranspiration. This method requires numerous meteorological data such as air temperature, solar radiation, air humidity and wind speed. Since in most regions of Iran, the weather station is not available or all of the meteorological data is not measured, hence investigation of methods to estimate evapotranspiration is necessary in these situations. In this study, data scarcity scenarios, (when one, two and three meteorological variables are not available: relative humidity, wind speed and sunshine hours), have been evaluated. Also, the FAO-56 manual recommended methods (PM-R), PM-CI (computation-then-interpolation), PM-IC (interpolation-then-calculation) and Hargreaves–Samani (HS) were compared using different statistical parameters. The results showed that in absence of wind speed (when one or two meteorological parameters are not available), the PM-IC method estimated more accurately (R2> 0.96), while precision of the PM-R method is higher (R2≈ 0.99) in absence of other weather parameters (sunshine hoursand air humidity). Also, the HS method, temperature-based methods (absence of three meteorological data), provided a more acceptable result (PBIAS = -3.091, ME = -0.156, MAE = 0.337) than other methods.
    Keywords: Reference evapotranspiration, Kermanshah, Data scarcity, spatial interpolation
  • Kazem Nosrati , Parisa Malian , Khabat Derafshi Pages 198-213
    Over recent decades, fresh water resources have been exposed to pollution meaning that in some areas, available supplies are now scarce. It is necessary, therefore, to harvest precipitation water in order to help controland manage flood and supply waters in urban areas. Roof material type and the timing of water harvesting are two main controls on harvested water. The main objectives of this study were therefore to investigate rainwater quality and to identify the effectof roof material type and harvesting time (first flush and posterior roof runoff)on harvested water quality in district 8, Tehran city, Iran.To address these objectives, 12 water quality parameters (pH, electrical conductivity, carbonate, bicarbonate, calcium carbonate, total dissolved solid, total suspended solids, nitrogen, nitrate, phosphate, phosphorous and sulfate)were measured in 30 runoff samples collected from two mosaic tile and bitumen roofs during2013-14. T-tests and the Mann Whitney U-testwere used to assess the effect of roof material type and harvesting timeon the harvested water quality. Correlation and cluster analysis were used tothe relationships among, and clusters of, roof runoff water quality parameters, respectively.The most important parameters affecting water quality were nitrogen and nitrate.The results also showed that the roof material types change theroof runoff water quality parameters. The bitumen roof compared to the mosaic tile roof had the most substantial effect on water quality. All roof runoff water quality parameters, except pH, were affected by harvesting time for the runoff (first flush and posterior roof runoff). The results of cluster analysis showed that the roof runoff water quality controls classified into four clear clusters. The results of this case study suggest that first flush runoff cannot be stored for water supply because of its unsuitable quality, but that posterior roof runoffcan provide a means to supply water of acceptable quality in arid regions and in areas with water scarcity issues.
    Keywords: urban runoff, flood, rain water harvesting, roof, cluster analysis