فهرست مطالب

مجله مهندسی آبیاری و آب ایران
پیاپی 21 (پاییز 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/09/30
  • تعداد عناوین: 12
|
  • نازیلا کاردان صفحه 1
    به کارگیری نیروگاه های برق آبی، یکی از راهکارهای مقابله با کمبود آب در جهان به شمار می رود. از سویی دیگر افزایش نیروی الکتریسته تولیدی با استفاده از انرژی آب بسیار حائز اهمیت می باشد. با توجه به هزینه بالای احداث سد و تامین بار آبی مورد نیاز نیروگاه های برقآبی، طراحی بهینه این تاسیسات در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. در میان اجزای تشکیل دهنده این تاسیسات، پنستاک از جایگاه ویژهای برخوردار است. اهمیت پنستاک به دلیل هزینه ی بالای ساخت، نصب و نگهداری آن میباشد طوری که بالغ بر سی درصد هزینه های نیروگاه به ساخت این سازه هیدرولیکی اختصاص می یابد. از این رو طراحی بهینه آن نقش بسزایی در کاهش هزینه احداث نیروگاه های برق آبی ایفا خواهد نمود. استفاده از روش های بهینه یابی فرا کاوشی برای بهینه سازی سازه های مختلف، یکی از مهمترین مباحث مطرح شده در طراحی این سازه ها بوده است. در میان الگوریتمهای فرا کاوشی، روش بهینه یابی اجتماع ذرات به عنوان یک ابزار قوی و مناسب در بسیاری از زمینه ها مورد توجه بوده است. موضوع این پژوهش ارائه طرح بهینه برای بیشینه نمودن توان جریان برخوردی به توربینهای نیروگاه و کاهش افت فشار با هدف کنترل جریان های میرا در مسیر پنستاک بوده که در این راستا الگوریتم اجتماع ذرات به عنوان مطالعه موردی انتخاب و به منظور اطمینان از صحت نتایج حاصله، جریان خروجی از پنستاکهای سد شهریار به عنوان مطالعه موردی بررسی شده است. نتایج نشان می دهد میزان افت انرژی در مجموع از مقدار 11/29 متر به 92/11 متر کاهش یافته که این امر خود موجب افزایش راندمان و کارایی لوله های فشار قوی انتقال میگردد. میزان افت فشار ناشی از تغییرات ناگهانی جریان در سیستم انتقال، قبل از بهینه یابی 9/315 کیلوپاسکال است که با تغییر در ابعاد پنستاک، مقدار آن به 7/116 کیلوپاسکال کاهش یافته است. این امر نشان میدهد با کاهش افت فشار، از آسیب های ناشی از ایجاد جریانهای میرا در سیستم انتقال به شدت کاسته میشود. همچنین توان جریان نیز از 25 مگاوات به 28 مگاوات افزایش یافته است که در مجموع معادل 11% درصد افزایش توان جریان خروجی است.
    کلیدواژگان: الگوریتم اجتماع ذرات، بهینه یابی، پنستاک، توان جریان، نیروگاه برقآبی
  • محمد میرناصری، علیرضا عمادی، رامین فضلاولی، قاسم آقاجانی صفحه 16
    سرریز و دریچه به علت داشتن روابط ساده و نسبتا دقیق از کاربرد وسیعی در کنترل، انحراف و اندازه گیری جریان در پروژه های آبیاری برخوردار میباشند. آب جاری در مسیر کانالها، دارای ذرات رسوب و مواد شناور می باشند. که تجمع رسوبات و مواد شناور پشت سرریز و دریچه سبب تغییر شکل کانال و کاهش دقت اندازه گیری جریان میشود. مدل ترکیبی سرریز- دریچه با داشتن قابلیت عبور همزمان مواد قابل ته نشین شدن از قسمت زیر دریچه و مواد معلق از روی سرریز، از انباشته شدن رسوب و مواد معلق در پشت سیستم سرریز جلوگیری کرده و به افزایش دقت اندازه گیری و عبور جریان کمک زیادی میکند. در پژوهش حاضر اثر تغییر شکل پلان و ارتفاع دریچه بر ضریب دبی ده مدل ترکیبی سرریز کنگرهای- دریچه در قالب مطالعه آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که وجود دریچه و همچنین افزایش ارتفاع بازشدگی آن، موجب افزایش ضریب دبی در مدل های ترکیبی سرریز کنگرهای- دریچه می شود. از طرفی وجود دریچه در مدل های ترکیبی سرریز کنگرهای مستطیلی- دریچه در (Ht/P) نسبتهای کم ارتفاع کل آب بالادست به ارتفاع سرریز، تاثیر بیشتری بر افزایش ضریب دبی دارد. در حالیکه در مدلهای ترکیبی سرریز کنگرهای ذوزنقه ای- دریچه در همه نسبتهای ارتفاع کل آب بالادست به ارتفاع سرریز تاثیر یکنواختی بر افزایش ضریب دبی خواهد داشت. نتایج نشان داد که افزایش ارتفاع آب بالادست باعث تداخل جتهای آب (جریان های ریزشی) سیکل های سرریز کنگرهای و همچنین تداخل جریان آب هنگام عبور از زیر دریچه و جریان ریزشی از روی سرریز میشود، که این امر موجب کاهش ضریب دبی در اعماق زیادتر میشود. از طرفی در اعماق یکسان، سرریز کنگرهای ذوزنقه ای دارای تداخل جریان کمتری نسبت به سرریز کنگرهای مستطیلی است که موجب افزایش ضریب دبی در مدلهای ترکیبی سرریز کنگرهای ذوزنقه ای- دریچه نسبت به مدلهای ترکیبی سرریز مستطیلی- دریچه می شود.
    کلیدواژگان: آزمایشگاهی، ضریب دبی، سرریز دریچه، کنگرهای، مدل فیزیکی
  • محمد جواد زینلی، ام البنی محمدرضاپور، فرید فروغی صفحه 33
    مسائل بهینه سازی بهره برداری از مخازن سدها از جمله مسائل مهم در علوم آب می باشد که تا کنون با انواع روش های بهینه سازی مورد بررسی قرار گرفته است. استفاده از الگوریتم های فرا ابتکاری مانند، الگوریتم کرم شب تاب و مورچگان، یکی از این روش های بهینه سازی می باشد. در این تحقیق، بهینه سازی بهره برداری از مخزن سد درودزن در یک دوره 99 ماهه، با استفاده از الگوریتم کرم شب تاب مورد بررسی قرار گرفته است. در آنالیز حساسیت پارامترهای الگوریتم کرم شب تاب، حساس ترین پارامتر α است که به عنوان ضریب جهش شناخته می شود و انتخاب مقدار مناسب برای آن، باعث یافتن راه حل مناسبی به وسیله کرم های شب تاب می شود و به نحو چشم گیری کارایی الگوریتم کرم شب تاب بالا خواهد برد. برای تعیین میزان کارایی این الگوریتم در مسئله بهینه سازی بهره برداری از مخزن سد نتایج آن با نتایج الگوریتم های سیستم مورچگان پیوسته و سیستم مورچگان ترتیبی مقایسه شده است. نتایج نشان داد الگوریتم FACC با مقدار تابع هدف 196/4 کارایی خوبی را از خود نشان داده و پس از آن الگوریتم های ACOrCC و ACOrankCC به ترتیب با مقادیر 004/17 و 156/26 عملکرد مناسبی را داشته اند. همچنین الگوریتم FACC با مقدار 959/0 دارای بالاترین ضریب اعتمادپذیری می باشد. همچنین نتایج نشان داد با در نظر گرفتن قیود زنجیره ای تمامی اجراهای برنامه منجر به جواب های شدنی گردیده ولی بدون در نظر گرفتن قیود زنجیره ای در مواردی الگوریتم سیستم مورچگان پیوسته قادر به یافتن جواب شدنی نبوده است. لذا اعمال این قیود در بدنه این الگوریتم کارایی آن را به مراتب بالا می برد.
    کلیدواژگان: الگوریتم کرم شب تاب، بهره برداری بهینه، مورچگان پیوسته، مورچگان ترتیبی
  • نفیسه خرم شکوه، سید محمد علی زمردیان صفحه 46
    از دیرباز، سیلاب و روش های مهار آن جهت حداقل سازی خطرات و کاهش خسارات مالی و جانی وارده به بشر و طبیعت مورد توجه بوده است. سدهای تاخیری پاره سنگی از جمله روش های سازهای در راستای مهار سیلاب میباشند که با کاهش دبی پیک سیلاب و به تاخیر انداختن زمان آن، خسارات سیل را در پاییندست کمتر میکنند. به منظور طراحی رضایتبخش این سدها، لازم است که وضعیت عبور رسوب از بدنه و ضخامت بهینه آن مشخص باشد. ضخامتی از سد تاخیری پاره سنگی که از لحاظ اقتصادی به صرفه بوده و بیشترین مقدار کاهش را در دبی پیک سیلاب و کمترین میزان افزایش را در زمان تداوم آن ایجاد کند، ضخامت بهینه نامیده میشود. بدین منظور، آزمایشاتی بر روی یک محیط متخلخل شبیه سازی شده در آزمایشگاه هیدرولیک رسوب دانشگاه شیراز انجام گرفت. سپس با استفاده از برنامه احتمالی مونت کارلو در تحلیل نتایج آزمایشگاهی، درصد احتمال عبور رسوب از بدنه متخلخل نمونه سد در هر حالت از آزمایش حاصل گردید. بر اساس نتایج، هنگام استفاده از مخلوط رسوبات چسبنده و غیرچسبنده در جریان، ضخامت بهینه سد 7 تا 8 برابر قطر سنگدانه های 2 سانتی متری به کاررفته در بدنه بدست آمد که در این حالت، قطر متوسط رسوبات غیرچسبنده موجود در مخلوط رسوبات، 6/0 میلی متر بوده است؛ حالآنکه در زمان استفاده از رسوبات غیرچسبنده با قطر 2/0 میلی متر در جریان، ضخامت بهینه 7 برابر اندازه سنگدانه ها با قطر 5 سانتی متر در محیط متخلخل گردید.
    کلیدواژگان: برنامه احتمالی مونتکارلو، سد تاخیری پارهسنگی، ضخامت بهینه، مخلوط رسوبات چسبنده و غیرچسبنده
  • مهدی بهرامی، محمد توکل صدر آبادی، عبدالرسول زارعی صفحه 59
    خشکسالی یکی از پدیده های طبیعی است که به بارش کمتر از معمول اطلاق شده و در هر رژیم آب و هوایی امکان رخ دادن آن وجود دارد. در پژوهش حاضر از شاخص بارش استاندارد شده(SPI) در مقیاس زمانی 1، 3 و 12 ماهه به منظور تعیین شدت، مدت و فراوانی خشکسالی های اخیر در ایستگاه سینوپتیک شیراز استفاده شد و آزمون من کندال دنبال های به منظور تحلیل روند تغییرات بارش در مقیاس های سالانه و فصلی در بازه زمانی 1392-1363 بهکار گرفته شد. نتایج به دست آمده بیانگر افزایش شدت، دوام و فراوانی خشکسالی ها و تمایل سالهای نرمال به خشکی می باشد. بزرگترین خشکسالی مربوط به بازه زمانی 1387-1386 با مدت دوام 16 ماه و حداکثر شدت مشاهده شده 57/2- میباشد. از آنجا که روند منفی بارش در مقیاس سالانه و در فصول زمستان و بهار وجود داشته ولی در سطح خطای 5 درصد معنیدار نشدهاند و نیز میانگین بارش دهه اخیر در حدود 100 میلیمتر نسبت به دهه های قبل کاهش داشته است، از میانگین های متحرک 10 ساله آزمون روندیابی استفاده گردید. نتیجه آنکه به دلیل اثرپذیری کم میانگین های متحرک از یک سال تر یا خشک، روند تغییرات با دقت بالایی تعیین گردید و مشخص شد که در بارش زمستانه و سالانه با دقت 99/99 درصد در میانگینهای 10 ساله روند منفی وجود دارد. همچنین نتایج نشان داد شدت روند منفی بارش زمستانه، بیشتر از شدت کاهش بارش سالانه میباشد.
    کلیدواژگان: آزمون من کندال، ایستگاه شیراز دنباله ای، شاخص بارش استاندارد، میانگین متحرک
  • سعید اکبری فرد، کورش قادری، بهرام بختیاری صفحه 75
    در چند دهه اخیر روش های تکامل گرا کاربردهای موفقیت آمیز زیادی در مسائل مختلف مهندسی و مدیریتی منابع آب و به ویژه در بهره برداری بهینه از مخازن داشته اند. در این پژوهش از الگوریتم فراابتکاری جستجوی گرگ (WSA) برای یافتن استراتژی های تخصیص بهینه منابع آب در سیستم دو مخزنه سدهای گلستان و وشمگیر واقع در حوضه آبریز گرگان رود (شمال ایران)، برای یک دوره پنج ساله (از سال آبی 87-86 تا 91-90) استفاده شده است. پس از اطمینان از درستی عملکرد الگوریتم WSA با استفاده از چندین تابع محک استاندارد، مدلی برای تخصیص بهینه سیستم مخازن گلستان و وشمگیر توسعه داده شد. همچنین نتایج حاصل از الگوریتم مورد بررسی با نتایج روش شناخته شده الگوریتم ژنتیک (GA) مقایسه شده است. تابع هدف در مدل مورد استفاده به صورت کمینهسازی کل کمبود در طول دوره آماری تعریف شده است. برای بررسی عملکرد الگوریتم های مورد بررسی در تخصیص بهینه از سیستم مخازن، از شاخص های عملکرد قابلیت اعتماد زمانی، حجمی و آسیب پذیری استفاده شده است. الگوریتم های WSA و GA به ترتیب قادر به تامین 34/95 و 07/87 درصد از نیازهای پاییندست سد گلستان و همچنین 8/93 و 59/87 درصد از نیازهای سد وشمگیر بودند. قابلیت اعتماد زمانی (9/0= α) برای الگوریتم های WSA و GA به ترتیب برابر 67/81 و 67/26 درصد برای سد گلستان و 33/83 و 33/38 درصد برای سد وشمگیر به دست آمده است. نتایج به دست آمده حاکی از عملکرد بالای الگوریتم WSA در مقایسه با دیگر الگوریتم مورد بررسی در تخصیص بهینه سیستم مخازن می باشد.
    کلیدواژگان: الگوریتم جستجوی گرگ، الگوریتم ژنتیک، تخصیص بهینه، حوضه گرگان رود، سد گلستان، سد وشمگیر
  • محسن بنی اسدی، مهنوش علیزاده، محمدرضا کدوری صفحه 91
    به منظور بررسی تاثیر کودهای آلی و دورآبیاری بر روی آویشن این پژوهش در قالب طرح آماری کاملا تصادفی به صورت اسپلیت پلات در سه تکرار اجرا گردید. تیمار اصلی شامل دور آبیاری در دو سطح پنج و 10 روز و تیمار فرعی شامل مصرف انواع کودهای سبز در پنج سطح شاهد، شبدر، ماشک، یونجه و کود دامی 30 تن در هکتار بود. ویژگی های مورد مطالعه شامل وزن تر و خشک بوته، وزن تر و خشک ساقه، وزن تر و خشک برگ و ارتفاع بوته بود. نتایج حاصل از سال های آزمایش با استفاده از تجزیه مرکب آزمون شد و میانگین صفات با استفاده از آزمون چند دامنه ای دانکن مورد مقایسه قرار گرفتند. طبق نتایج بدست آمده مشخص گردید تاثیر سال، بر تمامی صفات مورد مطالعه در سطح یک درصد معنی دار گردیده و با افزایش سن گیاه بر وزن تر و خشک در واحد سطح افزوده شد. بیشترین وزن تر و خشک از سال سوم و به ترتیب معادل 48و 101 گرم در متر مربع بدست آمد. تیمار آبیاری بر تمامی صفات اثر بسیار معنی داری داشت. با کاهش دور آبیاری بر وزن خشک و تر افزوده شد. بیشترین وزن تر و خشک به ترتیب معادل 316 و 90 گرم در متر مربع از آبیاری 5 روز مشاهده شد. اثر کود سبز نسبت به شاهد نیز بر تمامی صفات معنی دار گردید. بیشترین وزن تر بوته به ترتیب مربوط به تیمارهای 30 تن کود دامی در هکتار (424 گرم در مترمربع)، شبدر (291 گرم در مترمربع)، یونجه (267 گرم در مترمربع)، ماشک (245 گرم در مترمربع)، شاهد (عدم استفاده از کود دامی) (225 گرم در مترمربع) بدست آمده است. طبق نتایج بدست آمده مشخص گردید بیش ترین وزن تر آویشن دنایی از سال سوم و با دور آبیاری 5 روزه و با استفاده از 30 تن کود دامی در هکتار، معادل 581 گرم در مترمربع مشاهده گردید. هرچند بیشترین وزن تر مربوط به تیمار کود دامی 30 تن در هکتار بوده اما استفاده از کودهای سبز نسبت به شاهد باعث افزایش وزن تر گردید.
    کلیدواژگان: آبیاری، آویشن، کود آلی، کود سبز، گیاهان دارویی
  • مریم احمدی آخورمه، احمد نوحه گر، مهدی سلیمانی مطلق، مجید طایی سمیرمی صفحه 105
    خشکسالی آب زیرزمینی زمانی اتفاق میافتدکه در آن آبهای زیرزمینی به عنوان یک منبع مهم تامین آب، تحت تاثیر خشکسالی طولانی مدت قرار می گیرند، در این نوع خشکسالی ابتدا تغذیه، سپس سطح ایستابی و نهایتا میزان تخلیه سیستم های آبهای زیرزمینی تحت تاثیر خشکسالی کاهش یابد. در این شرایط مدیریت جامع منابع آب بر اساس آگاهی از گسترش زمانی و مکانی این نوع خشکسالی امری ضروری است. در این تحقیق به منظور بررسی مکانی و زمانی دقیق خشکسالی آب زیرزمینی در آبخوان محدوده مطالعاتی مرودشت خرامه، از دو شاخص منبع آب زیرزمینی GRI و سطح آب استاندارد شده SWI استفاده شد که ورودی هریک از آن ها به ترتیب؛ سطح و عمق آبزیرزمینی است. بدین منظور از داده های سطح آبزیرزمینی 67 چاه پیزومتری منطقه با طول دورهی آماری 11 ساله (1390-1380) استفاده شد. نقشه های خشکسالی نیز با استفاده از روش IDW در محیط Arc GIS تهیه شد. نتایج هر دو شاخص از نظر زمانی شروع خشکسالی آبزیرزمینی را از سال 1386 نشان دادند که با افزایش مقیاس های زمانی تداوم، شدت و فراوانی آن نیز افزایش یافت؛ طوری که شدیدترین خشکسالی در مقیاس زمانی 48 ماهه در شاخص GRI در مهر ماه 1390 با مقادیر 94/1- و در شاخص SWI در شهریور 1390 با مقدار 08/2 رخ داده است. از نظر مکانی نیز شروع وقوع خشکسالی آبزیرزمینی از بخش های شمالی بوده و با گذشت زمان به بخشهای مرکزی و جنوبی تغییر مکان داده است که هم زمان بر شدت آن نیز افزوده شده است. بر این اساس خشکسالی آبزیرزمینی در منطقه رخ داده است که در صورت ادامه این روند، منطقه با بحران جدی کاهش سطح آب زیرزمینی و عواقب ناشی از آن مواجه خواهد شد در این شرایط اعمال مدیریت صحیح منابع آبهای زیرزمینی امری ضروری است.
    کلیدواژگان: آبخوان مرودشت خرامه، خشکسالی آب زیرزمینی، شاخص GRI، شاخص SWI
  • حسن خسروی، احسان مرادی، حمید دارابی صفحه 119
    به دلیل کمبود بارندگی در مناطق خشک و نیمه خشک و در نتیجه محدود بودن منابع آب های سطحی در این مناطق، مصرف آب در بخش کشاورزی، صنعت و شرب بشدت به آب زیرزمینی متکی است. لذا مطالعه و ارزیابی کیفیت این منابع بیش از پیش اهمیت پیدا می کند. از این رو تحقیق حاضر با هدف طبقه بندی کیفیت آب زیرزمینی دشت قیر واقع در استان فارس با استفاده از تکنیک های آماری شامل تحلیل عاملی (FA) و تحلیل خوشه بندی سلسله مراتبی (HCA) (بر اساس روش چند میانگینی/ میانه ای (KCA))، بر روی داده های کیفی (14پارامتر) در یک دوره 10 ساله (1391-1381) و نرم افزارهای SYSTAT13، SPSS 18 و PcOrd انجام شد. نتایج تحلیل عاملی نشان داد متغیرهای SAR، Cl، Na، PH، SO4 و HCO3 به ترتیب با بالاترین بارعاملی مهم ترین پارامترها جهت انجام آنالیزهای خوشه ایمی باشند. به منظور تعیین تعداد خوشه های بهینه از شاخص دیویس- بولدین استفاده شد و با توجه به این شاخص تعداد 5 خوشه جهت طبقه بندی نهایی چاه ها تعیین گردید. نتایج نشان داد که روش های KCA و HCA به منظور انجام طبقه بندی دارای هم پوشانی 100% میباشند، باتوجه نتایج طبقه بندی، مقدار پارامترهای مورد مطالعه در آب زیرزمینی از گروه اول به سمت گروه پنجم افزایش می یابد. بطوری که که چاه هایی که در گروه 1 قرار می گیرند از نظر کیفیت مناسب ترین آب را دارند.
    کلیدواژگان: تحلیل خوشه ای، تحلیل عاملی، دشت قیر استان فارس، کیفیت آب زیرزمینی
  • نوذر قهرمان، خلیل قربانی، محمد حیدرزاده صفحه 134
    تدقیق برآوردهای موجود از تبخیرتعرق یکی از مسائل بنیادی در برنامه ریزی آبیاری و مدیریت منابع آب است. در این پژوهش دو روش در برآورد تبخیرتعرق گیاه نیشکر در واحد امیرکبیر اهواز مورد استفاده قرار گرفت. در رهیافت اول دو جزء تبخیراز خاک و تعرق از گیاه به صورت تفکیک شده با استفاده از روابطی مبتنی بر شاخص گیاهی NDVI مستخرج از تصاویرسنجنده MODIS محاسبه شده و سپس جهت محاسبه تبخیرتعرق گیاه، مورد استفاده قرار گرفت. در رهیافت دوم، تبخیرتعرق نیشکر با استفاده از رهیافت منفرد (نشریه فائو 56) محاسبه شد. همچنین با استفاده از نرم افزار SimDualKc مقادیر ضریب گیاهی برای ماه های دوره رشد بدست آمده و در معادله فائو- پنمن مانتیث استفاده شد. جهت مقایسه مقادیر بدست آمده از 2 رهیافت فوق، با مقادیر گزارش شده تبخیرتعرق لایسیمتری، مورد مقایسه قرار گرفت. همبستگی روش های رهیافت دوگانه و رهیافت منفرد فائو با روش لایسیمتری به ترتیب، 954/0 و 885/0 بدست آمد. از طرفی خطای استاندارد برای رهیافت منفرد فائو 29/67 و برای رهیافت دوگانه فائو نیز 34/29 می باشد. ضریب همبستگی روش های رهیافت دوگانه و رهیافت منفرد فائو با روش فائو پنمن مانتیث به ترتیب، 982/0 و 903/0 بدست آمد. از طرفی خطای استاندارد برای رهیافت منفرد فائو 32/51 و برای رهیافت دوگانه فائو نیز 69/10 می باشد. نتایج نشان داد که رهیافت دوگانه فائو مبتنی برسنجش از دور نتایج قابل قبولی در محاسبه تبخیر تعرق گیاه نیشکر بدست می دهد و می توان از این رهیافت در محاسبه تبخیر تعرق گیاه نیشکر و برنامه ریزی آبیاری استفاده کرد.
    کلیدواژگان: تبخیرتعرق، رهیافت دوگانه، شاخص NDVI، نیشکر
  • محبوبه سربازی، محبوبه حاجیبیگلو، زهرا گوهری صفحه 150
    خصوصیات مورفولوژی رودخانه ها به واسطه ویژگی پویای آن، همواره دچار تغییرات هستند و این تغییرات میتواند بر سازه های بنا شده در حاشیه رودخانه ها، زمینه ای کشاورزی و غیره آثار منفی بگذارد. چم ها از شاخصه های مهم تغییرات محیطی به شمار می آیند. تحقیق حاضر بررسی تغییرات درجه میان بری و شکل چم ها در رودخانه کشف رود با استفاده از عکس های هوایی سال 1345، تصاویر سنجنده TM ماهواره لندست سال 1366، تصویر گوگل ارث سال 1392 می باشد. در این تحقیق پارامترهای مورفولوژیکی 16 چم در بازه ای به طول 11 کیلومتر از رودخانه کشف رود برای هر دوره تعیین شد. نتایج حاصل از مقایسه میانگین t جفتی نشان داد که تغییرات در مقدار درجه میان بری در طی سال های 1345 تا 1392 دارای اختلاف معنی داری در سطح یک درصد است. برای تعیین تاثیر تغییرات برخی از پارامترهای چم بر تغییرات درجه میان بری از مدل رگرسیون خطی چند متغیره استفاده شد. نتایج مدل نشان داد که در صورت تغییر در درجه میان بری تغییرات دامنه پیچ و خم در کناره نیز به صورت کاهشی است. همچنین نتایج همبستگی اسپیرمن نشان داد که تغییرات در پارامترهای درجه میان بری و حالت شکل چم به شدت به یکدیگر وابسته هستند. به طوری که همبستگی معنی داری بین تغییرات درجه میان بری و شکل چم در سطح معنی داری یک درصد وجود دارد. با افزایش درجه آب بندی اشکال چم نیز به صورت U و Ω شکل در می آیند و چم تمایل به بسته شدن پیدا می کند. در چم هایی که کاهش درجه میان بری وجود دارد مانند چم های شماره 2، 3، 11 و 12 عمدتا مسیر به صورت مستقیم در آمده و قسمتی از رودخانه به صورت برکه های شاخ گاوی جدا شده است.
    کلیدواژگان: پیچان رود، درجه آب بندی، رودخانه کشف رود، رگرسیون خطی، مورفولوژی رودخانه
  • مجتبی خوش روش، علی قدمی فیروزآبادی، پویا شیرازی، محمدحسین نجفی مود صفحه 166

    در حال حاضر کشاورزی تکیه گاه مهم امنیت غذایی و حیات اقتصادی در کشور می باشد. در این میان آب به عنوان مهمترین و محدودترین عامل تولید محصولات کشاورزی از اهمیت زیادی برخوردار میباشد. مدل هایی که اثرات مقادیر مختلف آب و شوری آب آبیاری بر روی عملکرد محصول را به صورت کمی شبیه سازی می کنند، ابزارهایی مفید در مدیریت آب در سطح مزرعه و بهینه سازی کارایی مصرف آب می باشند. مدل AquaCrop یک ابزار قدرتمند و با ارزش برای بهبود مدیریت آب در مزرعه و محاسبه بهره وری آب میباشد. در این پژوهش با استفاده از مدل AquaCrop به شبیه سازی درصد پوشش گیاهی، عملکرد، بیوماس و تبخیر و تعرق گیاه پنبه تحت تنش های مختلف خشکی و شوری آب آبیاری پرداخته شده است. تیمارها شامل سه سطح شوری آب آبیاری و سه سطح عمق آب آبیاری بودند. طرح آزمایشی به صورت کرت دو بار خرد شده در قالب فاکتوریل و با سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که مدل میتواند پارامترهای مختلف را با دقت بالایی (95/0d>) شبیه سازی کند. با کاهش مقدار آب آبیاری و افزایش شوری آب آبیاری، خطای شبیه سازی مدل افزایش یافت ولی نتایج شبیه سازی در محدوده قابل قبولی بود. برای سطوح پایین تنش خشکی و شوری آب آبیاری، خطای زیادی در شبیه سازی وجود نداشت. با توجه به نتایج این پژوهش، میتوان از مدل AquaCrop به عنوان یک ابزار مناسب جهت بهبود مدیریت آب و شوری استفاده نمود.

    کلیدواژگان: بهره وری آب، بیوماس، پوشش گیاهی، عملکرد، مدل AquaCrop
|
  • Nazila Kardan Page 1
    Employment of hydroelectric power plants is considered as one of the strategies to overcome the water shortages in the world. On the other hand, increasing the generated electricity by using of water energy is of importance. Regarding to the high cost of construction of dam and supplying the required hydraulic head of hydro power stations, the optimum design of these stations has been considered. Penstock, among the components of these stations, has a special place. The importance of penstock is due to its high manufacturing, installation and maintenance costs which assign nearly thirty percent of the plant’s expenditures to itself. Therefore, optimal design of this hydraulic structure will play a significant role in lowering the construction costs of hydro power stations. The use of meta-heuristic optimization algorithms for optimization of different structures has been one of the most important issues in designing of these structures. Among the meta-heuristic algorithms Particle Swarm Optimization has been considered as a powerful method in many fields. The purpose of this research is to present an optima sketch to maximize the power of jet streams reaching the turbines and also reduction the pressure losses through penstocks for controlling the transient flows. The results show that the energy losses have totally been decreased from 29.11meters to 11.92meters. This reduction lead to increasing the efficiency and performance of high pressure pipes. The pressure losses due to sudden changes in flow condition (before optimization) are 315.9kpa which by optimization of the penstocks decreased to 116.7kpa. This reveals that by reduction in pressure losses, the damages caused by transient flows are greatly decreased. Also, the power of flow increased from 25MW to 28MW, which equals 11%.
    Keywords: Flow Power, Particle Swarm Optimization, Penstock, Power Station, Optimization
  • M. Mirnaseri, A. Emadi, R. Fazloula, Q. Aqajani Page 16
    Weir and Gate are widely used in control, diversion and measurement of flow in irrigation projects due to their simpler and relatively exact relationship. There are sediment and suspended materials in the direction of channels. The accumulation of sediments and suspended materials in the back side of weir and gate caused change of canal shape and reduction of water measurement accuracy. The combined model of weir- gate have the capability of passing settling down from under the gate and suspended materials over weir simultaneously and prevents from accumulation of sediment and suspended materials in the back side of the weir and helps to the accuracy of water measurement and passing flow. The present research investigated ten combined model of labyrinth weir- gate on the effects of plan shape change and gate height on discharge coefficient in the laboratory. The results showed that the existence of gate and increasing of opening height, increased discharge coefficient in combined model of labyrinth weir- gate. On the other hand, existence of gate in combined model of rectangular labyrinth weir- gate in low total upstream water height to weir height have higher effect on the increasing of discharge coefficient. Whereas in combined model of trapezoidal labyrinth weir- gate, with the same of total upstream water height to weir height, had uniform effect on the increasing of discharge coefficient. The results showed that increasing of upstream water height caused interference of water jets of cycles of labyrinth weir and also interference of water flow passing under the gate and flowing water over the weir. Therefore discharge coefficient was lower in deeper depths. On the other hand, in the same depth, the trapezoidal labyrinth weir had less flow interference with respect to rectangular labyrinth weir, which caused higher increase in discharge coefficient in combined model of trapezoidal labyrinth weir-gate with respect to combined model of rectangular labyrinth weir- gate.
    Keywords: Discharge Coefficient, Laboratory, Labyrinth weir, Physical model, Weir, Gate
  • M.J. Zeynali, O. Mohammad Reza Pour, F. Frooghi Page 33
    As a crucial issue in aqua sciences, optimizing dam reservoirs exploitation has been studied with a variety of optimization techniques. One of these methods is using Meta-Heuristic algorithms such as Firefly and Ants Algorithms. Using the firefly algorithm, this study studies the exploitation optimization of Doroudzan reservoir in a 99-month period. The most sensitive parameter in sensitivity analysis of Firefly Algorithm, α, is known as the mutation rate. Selecting its appropriate value by Firefly worms leads to an appropriate solution and increases the efficiency of the Firefly Algorithm dramatically. To determine the efficiency of this algorithm in optimizing the utilization of the dam reservoir, the obtained results were compared with the results of Continuous Ant System and Ranking Ant System. The findings indicated that FACC algorithm with objective function rate of 4.196 had a satisfactory performance. ACOrCC and ACOrankCC algorithms with the values of 17.004 and 26.156 followed it respectively. In addition, FACC algorithm with a value of 0.959 had the highest reliability coefficient. The results indicated that regarding Chain constraints, all program performances led to feasible solutions; however, ignoring chain constraints, the Continuous Ant System algorithm was unable to find a feasible solution. Hence, applying these constraints in the main structure of this algorithm would enhance its efficiency significantly.
    Keywords: Continuous Ants, Firefly Algorithm, Optimal Operation, Ranking Ants
  • Nafise Khorramshokouh, Seyed Mohammad Ali Zomorodian Page 46
    From ancient times, flood and its mitigation methods have been important to human in order to reduce damages threatening people and nature. Detention rockfill dams which are from the structural methods can control the flood risks in downstream by decreasing the maximum discharge of the flood and increasing the total time of its hydrograph. In order to have an efficient design of these dams, the important conditions of sediment transportation through dam body and also the optimum thickness of the dam should be known. The optimum thickness of detention rockfill dam leads into the maximum reduction in flood peak discharge and also causes the increment of flood duration to get minimized. To find this optimum thickness, some experiments were done on a simulated porous media in a lab. Then, the experimental results were utilized in Monte Carlo probabilistic method in order to find the percentage of sediment transportation probability. Results depict that by using mixed sediment with non-cohesive mean diameter of 0.6 mm within the water flow, optimum thickness would be 7 to 8 times greater than the rockfills with mean diameter of 2 cm in the dam body; while using non cohesive sediment with mean diameter of 0.2 mm in the flow causes the optimum thickness of the detention rockfill dam to be 7 times greater than body rockfills with diameter of 5 cm.
    Keywords: detention rockfill dam, mixed cohesive, non, cohesive sediments, Monte Carlo probabilistic method, optimum thickness
  • Mehdi Bahrami, Mohammad Tavakol Sadrabadi, Abdol Rassoul Zarei* Page 59
    Drought is a phenomenon refers to precipitation less than normal value which is possible in any climate and geographic location. In this study, the Standardized Precipitation Index on a scale of 1, 3 and 12 months used to determine the intensity, duration and frequencies of Shiraz droughts and the graphical mann-kendall test used to analyze the shifts or possible trends in both annual and seasonal time scales. The data used was monthly precipitation data of Shiraz synoptic station ranged from 1984 to 2013. Results indicated the increase in the intensity, duration and the frequency of droughts and trend of normal years to drought. Also the drought of 1386-1387 was the biggest with the duration of 16 months and the maximum intensity of -2.57. Since the negative trend of annual and seasonal precipitation scales is not statistically significant at 5% level, the trend of decadal moving averages was applied to examine the whole trend. Due to the low variability of decadal moving average from fluctuations, the trends were determined in high confidence level. Results indicated that precipitation averages decreased by 100 mm in the last ten years and negative trends were identified with high confidence of 99.99% in annual scale and winter. Also, results showed that negative slope of winter precipitation trend line is steeper than reduction of annual precipitation.
    Keywords: mann, kendall test, moving average, Shiraz Station, standardized precipitation index
  • Saeed Akbarifard, Kourosh Qaderi, Bahram Bakhtiari Page 75
    In recent decades, Evolutionary algorithms have been applied successfully in various water resource engineering and management issue especially in optimal operation of reservoirs. In this research, a metaheuristic algorithm called Wolf Search Algorithm (WSA), has been developed in MATLAB software, with the purpose of optimal allocation strategies of a Multi-reservoirs system (Golestan and Voshmgir dams) located at Gorganrood Basin (North of Iran), for a five year period (from 2007-2008 to 2011-2012). At first, the performance of the developed model was investigated through several standard test functions. Next, the developed model is applied for monthly allocation of Golestan and Voshmgir reservoirs system. The results of the developed model were compared with Genetic Algorithm (GA). The objective function was defined as the “minimization of the total deficit for the study period”. In order to performance evaluation of the investigated Algorithms, two criteria of reliability (temporal and volume) and vulnerability have been used. The WSA and GA were capable to supply 95.37 and 87.07 percent of Golestan dam water demand, respectively. For the Voshmgir dam, the mentioned models could supply 93.8 and 87.59 percent of water demand, in same order. The temporal reliability (α=0.9) for WSA and GA models, was obtained 81.67 and 26.67 percent for Golestan dam and 83.33 and 38.33 percent for Voshmgir dam, respectively, revealed that the WSA was superior in optimal allocation of Multi-reservoirs system.
    Keywords: Genetic Algorithm, Golestan Dam, Gorganrood basin, Optimal allocation, Voshmgir Dam, Wolf Search Algorithm
  • Maryam Ahmadi Akhoorme*, Ahmad Nohegar, Mahdi Soleimani Motlagh, Majid Taie Semiromi Page 105
    Groundwater drought occurs when groundwater as a source of water supply, are affected by prolonged Meteorological drought. In groundwater drought process, at first groundwater recharge, later groundwater levels and finally groundwater discharge are decreased by other Droughts effects. In this Condition, An integrated water resource management based on awareness of spatial and temporal distribution of this type of drought will be essential. in this research, standardized water level index (SWI) and Groundwater Resource Index (GRI) have been used to assess detail of spatial and temporal of groundwater drought occurrence in Marvdasht Kharameh study areas aquifer. Thus, Groundwater level data of 67 Piezometric wells has been used for 2001 to 2011. Drought Index maps generated in Geographic Information Systems (GIS) environment with Inverse Distance Weight (IDW) method. Analysis and interpretation maps and result of calculations of two indexes reveal that the Groundwater Drought began from 2007. And three characteristics of drought include: Duration, Severity and Frerequency are increasing with increasing time scales. The spatial coverage of this type of drought gradually shifts from northern of case study to middle and finally shifts to southern part during the time study.
    Keywords: GRI Index, Groundwater Drought, Marvdasht Kharameh Aquifer, SWI Index
  • Hassan Khosravi*, Ehsan Moradi, Hamid Darabi Page 119
    Because the lack of precipitation in arid and semi-arid regions and therefore limitation of surface water resources in theirs, water usage in agriculture, industry and drinking heavily dependent on groundwater. For this reason, the study and evaluation of the quality of these resources is more important. The present study was done in order to classify groundwater quality of Ghir plain using statistical techniques, including factor analysis (FA) and Hierarchical clustering techniques (HCA) (Based on K-means/K-medians cluster analysis (KCA) method), on qualitative data (14 parameters) in a 10-years period (1391-1381) and SYSTAT13, SPSS 18 and PcOrd softwares. Factor analysis results showed that the variables of SAR, Cl, Na, PH, SO4 and HCO3 with the highest factor loading respectively are the most important parameters to performing clustering analysis. In order to determine the optimum number of clusters used from Davis- Boldin index and according to this index, five clusters were determined for classification of wells. The Results revealed that the KCA and HCA methods have jointed 100% in order to classification. According to the classification results, amount of the parameters of groundwater samples increasing from first to fifth groups. However the wells are placed in Group 1, have the best water quality.
    Keywords: Cluster analysis, Factor analysis, Ghir Plain, Groundwater quality
  • Nozar Ghahreman, Khalil Ghorbani, Mohammad Heydarzade Page 134
    The accuracy of the classical methods to calculate evapotranspiration of plants for use in large areas may not be sufficient and therefore less useful. Thus, the choice of high-precision approaches, despite of restrictions ahead seems necessary. The purpose of this study is calculation of sugarcane evapotranspiration in Ahvaz, Khuzestan province using two methods. In method one, soil evaporation and crop transpiration were separately calculated using NDVI index extracted from MODIS images in. In the second approach, evapotranspiration was estimated using single crop coefficient approach known as FAO 56 method using available coefficients. Besides, crop coefficient values were calculated using SimDualKc software during entire growing season and FAO Penman-Monteith equation was worked out accordingly.The results were also compared to a lysimetric dataset. Correlation coefficient of ET estimations using single and dual crop coefficient approaches with lysimetric measurements were 0.954 and 0.885, respectively. A. On the other hand, the standard error for single coefficient approach was 67.29 and 29.34 dual approach. The results showed that the remote sensing-based dual coefficient approach provides acceptable estimations of sugar cane in the region. More studies are recommended for further scrutiny.
    Keywords: Evapotranspiration, dual crop coefficient, NDVI, sugarcane
  • M. Sarbazi, M. Hajibigloo, M. Gohari Page 150
    Morphology of rivers constantly changes due to their dynamic features, and these changes can negatively affect the structures in riversides, agricultural lands, etc. Meanders are considered as important indicators of environmental change. This study examines the changes of the sealing degree and meander shapes of the Kashafroud river using 1966 aerial photography, 1987 Landsat TM sensing images, and 2013 Google Earth images. In this study, morphological parameters of 16 meanders in a range of 11 kilometers along the Kashafroud river was determined for each period. The results of the paired t mean comparison showed that changes in the sealing degree ranging from 1966 to 2013 have a significant difference at level of one percent. To determine the effects of changes in some meanders parameters on sealing degree, multivariate linear regression model was used. The results showed that in case of change in the sealing degree, meanders reduce along the river. In addition, Spearman correlation analysis showed that changes in the parameters of sealing level and meander shape are strongly interdependent, so that there is a significant correlation between changes in sealing degree and meander shape at level of one percent. With increasing degree of sealing, meander shapes convert into U and Ω shapes, and meanders tend to close. In meanders with reduced sealing degree, such as meanders number 2, 3, 11, and 12, the path will mainly change into a strait one, and a part of the river will be separated as bovine horn ponds.
    Keywords: linear regression, meander, river morphology, sealing degree, the Kashafroud River
  • Mojtaba Khoshravesh, Ali Ghadami Firouzabadi, Pooya Shirazi, Mohammad Hossein Najafi Mood Page 166

    Currently, agriculture is a crucial support for the national food security as well as economic sustainability. Among all factors, water is the most important and limited production factor. The simulation models of yield response to the water and irrigation water salinity are expected to play an increasingly important role in the optimization of water productivity (WP) in agriculture. AquaCrop model is a powerful and valuable tool for improvement of water management in the field and calculating water productivity. In this study, canopy cover, yield, biomass and evapotranspiration of cotton were simulated by using AquaCrop model under different levels of water salinity and deficit irrigation condition. The treatments included three levels of irrigation water salinity and three levels of irrigation depth. The experiment design was laid out with split-split plot in a factorial design with three replications. Results showed that the model can simulate different parameters with high accuracy (d>0.95). By reducing the amount of irrigation water and increasing of irrigation water salinity, simulation error was increased, but simulation results were in the acceptable range. For low levels of water and salinity stress, there was no very difference in the simulation results. AquaCrop model can be valuable tool in water and salinity management.

    Keywords: AquaCrop model, Biomass, Canopy cover, Water productivity, Yield