عباس روزبهانی
-
یکی از مهمترین منابع تامین آب بخصوص در مناطق خشک منابع آب زیرزمینی است. بحران های مختلف اقلیمی و انسانی سبب پیچیدگی در سیستم های منابع آب بخصوص آب زیرزمینی شده است. ارزیابی کارایی فنی مناسب این سیستم ها با درنظرگرفتن مدیریت یکپارچه قابلیت بهره برداری دارد. رویکرد یکپارچه DPSIR در سیستم آبخوان با توجه به وضعیت بحرانی منابع آب زیرزمینی می تواند کارایی طرح تعادل بخشی را ارتقاء بخشد. این رویکرد با درنظرگیری چهار بخش نیروی محرک، فشار، حالت و اثرات می تواند جهت تدوین سیاست بهره برداری مناسب با در نظرگیری سازگاری با وضعیت آبخوان بکار گرفته شود. اثرات متعدد زیست محیطی بر آبخوان های کشور لزوم ایجاد یک چارچوب و برنامه مناسب را برای احیاء و تعادل بخشی منابع آب زیرزمینی حایز اهمیت کرده است. در این پژوهش ضمن پیشنهاد رویکرد یکپارچه DPSIR برای مدیریت آبخوان ها، سیاست سازگاری مناسب جهت بهره برداری بهینه با درنظرگیری تصمیم گیری در 4 سطح عملیاتی تدوین و پیشنهاد شد. این رویکرد یکپارچه برای سیستم منابع آب زیرزمینی جهت تصمیم گیری می تواند ابزار مناسبی را با حداقل تنش برای بهره برداران و دولت در برداشته باشد.کلید واژگان: مدیریت آب زیرزمینی, DPSIR, تعادل بخشی, تصمیم گیری چندمعیارهOne of the most important sources of water supply, especially in arid areas, is groundwater resources. The various climate and human crises have caused complexity in water resources systems, particularly groundwater. The evaluation of the technical efficiency of these systems is based on the integrated management of operational capability. The integrated approach of the DPSIR in the aquifer system can improve the efficiency of the equilibrium plan due to the critical state of groundwater resources. This approach can be applied by considering the four parts of the actuator, pressure, mode and effects to formulate proper utilization policy with consideration of compatibility with aquifer status. In this research, while proposing a unified DPSIR approach for managing aquifers, an appropriate compatibility policy was developed for optimal utilization with consideration of decision making at four operational levels. This integrated approach to the groundwater resources system for decision making can provide the right tools with minimal stress for the users and the government.Keywords: Groundwater management, DPSIR, balancing groundwater, multi-criteria decision
-
هدف
در این پژوهش به شناسایی و تبیین عوامل موثر بر طراحی سازه های امن هواپیماهای شکاری نهاجا با رویکرد پدافند کالبدی پرداخته شده است.
روشپژوهش حاضر به لحاظ هدف، کاربردی و از نظر روش اجرا توصیفی- موردی زمینه ای و با رویکرد آمیخته می باشد. جامعه آماری تحقیق شامل همه خبرگان و صاحب نظران دستگاه های لشکری که آشنا به مباحث پدافند غیرعامل می باشند بوده که با استفاده از روش نمونه گیری هدفمند، تعداد 30 نفر به عنوان افراد نمونه انتخاب شدند. ابزار گردآوری داده ها شامل مصاحبه، پرسشنامه و اسناد و مدارک استانداردی بود که روایی آن ها از طریق روایی محتوا و پایایی آن ها از طریق آلفای کرونباخ تایید شد
یافته هابر اساس تحلیل داده ها، بیشترین تاثیر مولفه های متغیر مستقل مکان یابی؛ مربوط به آمایش سرزمینی با میانگین 533/4 و واریانس 315/0و کم ترین تاثیر مربوط به عوامل فنی و مهندسی با میانگین 1/4 و واریانس 83/0، بیشترین تاثیر مولفه های متغیر مستقل اصول و تکنیک های معماری مربوط به طراحی معماری داخلی با میانگین 47/4 و واریانس 38/0 و کم ترین تاثیر مربوط به چند منظوره بودن کاربری با میانگین 13/3 و واریانس 18/1، بیشترین تاثیر مولفه در زمینه ی بهره گیری از تاسیسات برقی با میانگین 43/4 و واریانس 57/0 و کم ترین تاثیر مربوط به بهره گیری از سامانه اعلام و اطفاء حریق با میانگین 33/4 و واریانس 56/0 می باشد
نتیجه گیریعدم رعایت عوامل موثر بر طراحی سازه های امن هواپیماهای شکاری نهاجا با رویکرد پدافند کالبدی علاوه بر آسیب پذیری این اماکن در حین تهدید به بروز خسارات جبران ناپذیر منجر می شود.
کلید واژگان: پدافند غیرعامل, پدافند کالبدی, سازه امن, نیروی هواییObjectiveBy using effective factors in the design of safe structures, it is possible to create a suitable level of protection for Nahaja fighter planes in the environment of future battles; in such a way that they are hidden and safe from detection and damage sensors and advanced weapons of the enemy. Therefore, in this research, the factors affecting the design of the safe structures of Nahaja fighter planes have been identified and explained with the approach of physical defense.
MethodThe type of applied-developmental research is a descriptive-case study method with a mixed approach. The statistical population of the study included all experts and experts of the military apparatus who are familiar with the topics of passive defense. Using purposive sampling method, 30 people were selected as the sample. Data collection tools included interviews, questionnaires, and standard documents whose validity was confirmed by content validity and their reliability by Cronbach's alpha.
FindingsBased on the data analysis, the most influential components of the independent variable are location; Related to territorial planning with an average of 4/533 and a variance of 0/315, and the lowest impact related to technical and engineering factors with an average of 4/1 and a variance of 0.83, the highest impact of independent variable components of architectural principles and techniques related to interior architecture design with an average of 47 4.4 and variance 0.38 and the lowest effect related to multi-purpose use with an average of 3.13 and variance 1.18, the highest effect of the component in the field of using electrical facilities with an average of 4.43 and variance 0.57 and the lowest effect related to using the fire alarm system with a mean of 4.33 and a variance of 0.56.
ConclusionFailure to observe the factors affecting the design of safe structures of Nahaja fighter jets with the physical defense approach, in addition to the vulnerability of these places during the threat, leads to irreparable damage.
Keywords: Passive defense, Physical Defense, Safe structure, Air Force -
یکی از مصرف کنندگان عمده دو منبع آب و انرژی، بخش کشاورزی بوده و ارزیابی عملکرد سامانه های آبیاری با هدف تعیین میزان استفاده کارآمد این دو منبع از اولویت های کشاورزی پایدار است. در این راستا، پژوهش حاضر اقدام به تحلیل میزان مصرف آب و انرژی در سطح شبکه آبیاری قزوین نموده است. برای این منظور، ابتدا الگوی کشت غالب منطقه موردمطالعه استخراج و سپس برای محصولات موجود در الگوی کشت با استفاده از نرم افزار CropWat 8.0، نیاز آبی برآورد شد. برای برآورد انرژی مصرفی، میزان مصرف انرژی در سامانه های آبیاری بارانی و قطره ای، پمپاژ آب زیرزمینی، سوخت دیزل، نیروی کارگر، بذر، ماشین آلات (تراکتور و کمباین)، کودهای شیمیایی و سموم برای هر محدوده زراعی درجه دو موجود در شبکه آبیاری محاسبه شد. نتایج نشان داد که بیش ترین انرژی مصرفی در تمامی محدوده های زراعی درجه دو در مصرف مستقیم انرژی مربوط به سوخت دیزل با 40 درصد از کل انرژی مصرفی و در مصرف غیر مستقیم انرژی متعلق به کود نیتروژن با 20 درصد از کل انرژی مصرفی است. هم چنین، در انرژی مصرفی برای پمپاژ آب در سامانه های آبیاری در ارتفاعات مختلف لازم برای پمپاژ برای محصولات موجود در الگوی کشت غالب، یونجه بیش ترین انرژی با مقدار 4/4811 کیلووات ساعت در هکتار و ذرت کم ترین انرژی را با مقدار 19/1194 کیلووات ساعت در هکتار مصرف کرده است. باتوجه به نتایج، میزان تاثیر سوخت دیزل، کودهای شیمیایی و پمپاژ آب در مصرف انرژی بالا بوده و کنترل میزان مصرف این نهاده ها باعث کاهش به سزایی در مصرف انرژی خواهد شد.کلید واژگان: ارزیابی عملکرد, انرژی, سامانه های آبیاری, محدوده زراعیOne of the major consumers of water and energy sources is agriculture and evaluating the performance of irrigation systems to determine the efficient use of these two sources is one of the priorities of sustainable agriculture. In this regard, the present study has conducted a spatial analysis of water and energy consumption in Qazvin irrigation network. For this purpose, first, the dominant cropping pattern of the study area was extracted and then the water requirement was estimated for the products in the cropping pattern using CropWat 8.0 software. To estimate energy consumption, energy consumption in the sprinkler and drip irrigation systems, groundwater pumping, diesel fuel, labor, seeds, machinery (tractors and combines), chemical fertilizers, and pesticides for each available secondary field in the irrigation network was calculated. The results showed that the highest energy consumption in all secondary farms indirect energy consumption is related to diesel fuel with 40% of total energy consumption and in indirect energy consumption belongs to nitrogen fertilizer with 20% of total energy consumption. Also, in the energy used to pump water in irrigation systems at different heads required for pumping for crops in the dominant cropping pattern, alfalfa consumed the most energy with a value of 4811.44 Kwh / ha and corn consumed the least energy with a value of 1194.19 Kwh / ha. According to the results, the impact of diesel fuel, chemical fertilizers, and water pumping on energy consumption are high, thus controlling the consumption of these inputs would significantly reduce energy consumption.Keywords: Performance Evaluation, Energy, irrigation systems, Crop area
-
تقاضا برای آب شیرین به طور فزاینده ای در حال افزایش است، درحالی که منابع محدود آب، در معرض اضافه برداشت، آلودگی و تغییرات اقلیمی هستند که این موارد نیاز به بهبود مدیریت منابع آب را به منظور توزیع عادلانه و دست یابی به اهداف توسعه پایدار برجسته می کند. یک گزینه کم هزینه برای حمایت از استراتژی های مدیریت بهتر آب، توسعه مدل هایی با قابلیت پیش بینی مقادیر آب دردسترس، به ویژه مقادیر مربوط به بارش و جریان رودخانه هاست. تنوع اقلیمی و تغییرات آب و هوایی، یک فرض اساسی برای پیش بینی های هیدروکلیماتولوژیکی است. یکی از جنبه های قابل توجه این موضوع، همبستگی بین پدیده های بزرگ مقیاس جوی-اقیانوسی یا الگوهای دورپیوند با فرایندهای هیدرولوژیکی در مقیاس محلی است که این الگوها می توانند بر جریان ورودی به سدها نیز اثرگذار باشند. در این مطالعه از سه مدل یادگیری ماشین شبکه عصبی مصنوعی، شبکه عصبی بیزین و سیستم استنتاج عصبی-فازی سازگار برای پیش بینی جریان ورودی به سدها بهره گرفته شده است تا کارایی آن ها مورد ارزیابی قرار بگیرد. بدین منظور 12 سناریو متشکل از متغیرهای بارش، جریان ورودی به سد و نه شاخص اقلیمی با تاخیر تا شش گام زمانی، طراحی شد تا تاثیر استفاده از الگوهای دورپیوند به عنوان متغیرهای پیش بینی کننده جریان یک ماه بعد سد امیرکبیر، موردبررسی قرار بگیرد. تحلیل نتایج این پژوهش نشان داد که استفاده از شاخص Nino3.4 با یک گام زمانی تاخیر و هم چنین شاخص PDO با دو گام زمانی تاخیر، می توانند باعث افزایش دقت مدل نسبت به سناریوهای که در آن ها تنها از متغیرهای ایستگاهی استفاده شده است، شوند. طبق نتایج، شاخص Nino3.4 موثرترین شاخص بر جریان ورودی به سد امیرکبیر شناخته شد و سناریویی که در آن از شاخص نام برده به همراه داده های بارش و جریان یک و دوماه قبل به عنوان ورودی استفاده شده بود، در هر سه مدل، بالاترین دقت را به ثبت رساند. هم چنین عملکرد مدل ANFIS برای سناریوی نام برده (سناریوی 9)، با مقادیر RMSE و R2، به ترتیب معادل با 69/5 مترمکعب بر ثانیه و 79/0، نسبت به دو مدل ANN و BNN بهتر بود، به طوری که مقدار شاخص R2 برای بهترین سناریوی متشکل از متغیرهای ایستگاهی (سناریوی 5)، به میزان 15/0 افزایش یافته و مقدار شاخص RMSE نیز به میزان 78/0 مترمکعب کاهش یافته است.
کلید واژگان: الگوهای دورپیوند, پیش بینی جریان, شبکه عصبی مصنوعی, شبکه عصبی بیزین, ANFISThe demand for freshwater is increasing, while the limited water resources are subject to over-harvesting, pollution, and climate change, which require improving water resource management to distribute it equitably and achieve It highlights the goals of sustainable development. A low-cost option to support better water management strategies is to develop models capable of predicting available water amounts, especially amounts related to precipitation and river flow. Climatic diversity and climate changes are basic assumptions for hydro climatological predictions. One of the remarkable aspects of this issue is the correlation between large-scale atmospheric-oceanic phenomena or Teleconnection patterns with hydrological processes on a local scale, and these patterns can also affect the inflow to the dams. This study uses three machine learning models, an artificial neural network, a Bayesian neural network, and an adaptive neuro-fuzzy inference system to predict dam inflow and evaluate their efficiency. For this purpose, 12 scenarios consisting of rainfall variables, inflow to the dam, and nine climatic indicators with a delay of up to six-time steps were designed to investigate the effect of using long-term models as predictive variables of the flow one month later in Amirkabir Dam. to be placed The analysis of the results of this research showed that the use of the Nino3.4 index with one-time step delay as well as the PDO index with two-time step delays can increase the accuracy of the model compared to the scenarios in which only station variables are used. to be According to the results, the Nino 3.4 index was found to be the most effective index on the inflow to Amirkabir Dam, and the scenario in which the mentioned index along with the rainfall and flow data of one and two months before was used as input, in all three The model recorded the highest accuracy. Also, the performance of the ANFIS model for the mentioned scenario (scenario 9), with RMSE and R2 values, equal to 5.69 and 0.79 cubic meters per second, respectively, was better than the ANN and BNN models, so the value of the R2 index for the best scenario consisting of station variables (scenario 5), it increased by 0.15 and the value of RMSE index decreased by 0.78 cubic meters.
Keywords: ANFIS, ANN, BNN, Inflow Prediction, Teleconnection Patterns -
در اقتصاد جهانی بی مرز امروز، مکان ها در نقش بازیگران جدید، در صحنه بین المللی عمل می کنند. جهانی شدن اقتصاد و تشدید سرعت تغییرات فن آوری دو نیروی مهم در رقابت های مکانی بسترهای جغرافیایی بوده که برای مواجه با چالش های رقابتی و محیطی حاصل از آن، وجود افرادی خلاق، ریسک پذیر و آگاه به فرصت های محیطی در عرصه های اقتصادی سرزمینی، ضروری می نماید. از سوی دیگر، افزایش اهمیت کسب و کارهای گردشگری در تنوع بخشی اقتصادی و پایداری معیشتی بویژه در جوامع محلی سبب شکل گیری فرصت های مختلف اقتصادی برای پاسخگویی به این نیازها شده است، توجه به فعالیت های گردشگری نوآورانه در چارچوب توسعه کارآفرینی نواحی روستایی یکی از مهمترین این فرصت هاست. از این رو، مقاله حاضر به بررسی فضای کارآفرینی گردشگری بخش سامن شهرستان ملایر با هدف تحلیل قابلیت بازساخت فضایی کارآفرینی گردشگری در توسعه نواحی روستایی پرداخت؛ روش پژوهش توصیفی تحلیلی با فن پیمایشی و از نوع کاربردی بود. صاحبان کسب و کار مبل و منبت، به تعداد 100 نفر جامعه آماری این پژوهش را تشکیل دادند و به دلیل محدود بودن تعداد آنان از روش نمونه گیری سرشماری استفاده شد. ابزار اندازه-گیری پرسشنامه ای بود که پایایی آن با استفاده از آزمون آلفای کرونباخ برای متغیر کارآفرینی گردشگری 98/0 محاسبه شد، که بیانگر مناسب بودن ابزار پژوهش بود. تحلیل داده ها در محیط نرم افزار SPSS20 انجام گرفت. یافته ها نشان داد کارآفرینی گردشگری (مبل و منبت) در 90 درصد از نواحی روستایی دارای وضعیتی نسبتا مطلوب بوده و سطح رشد فعالیت های اقتصادی کارآفرینی گردشگری را در منطقه منجر شده است. طبق نتایج روستاهای دهنو و دهنوآورزمان دارای قابلیت بازساخت فضایی کارآفرینی و تبدیل شدن به مکان های تجاری بزرگتر هستند. همچنین، نتایج آزمون مقایسه میانگین ها نشان داد بین ادراک کارآفرینان با سطح تحصیلات مختلف از نظر عوامل موثر بر بازساخت فضایی کارآفرینی گردشگری مبل و منبت تفاوت معنی داری در سطح یک درصد خطا (99 درصد اطمینان) وجود دارد
کلید واژگان: بازساخت فضایی, کارآفرینی گردشگری, گردشگری روستایی, کسب و کارهای کوچک و متوسط, بخش سامن شهرستان ملایرIn today's borderless global economy, on the international stage, places act as new actors. Globalization of the economy and increasing the technological changes pace are two important forces in geographic location competition which is essential to have people with the following characteristics: creativity, risk-taking and awareness of environmental opportunities in the field of land economy. On the other hand, the increasing importance of tourism businesses in economic diversification and livelihood sustainability, especially in local communities, has created various economic opportunities to meet these needs. Consideration of innovative tourism activities in the context of rural entrepreneurship development is one of the most important opportunities. Therefore, the present article investigates the tourism entrepreneurship space in the Saman District of Malayer County with the aim of analyzing the spatial reconstruction capability of tourism entrepreneurship in rural areas development. The method of this study was descriptive-analytical and applied. The statistical population of the study consisted of 100 furniture and carpentry business owners. A questionnaire was used to measure the reliability of the questionnaire ، using Cronbach's alpha test for tourism entrepreneurship variable (0.98). Data analysis was performed in SPSS 20 software. Findings showed that tourism entrepreneurship (sofa and inlay) was relatively favorable in 90% of rural areas and led to the growth of tourism entrepreneurship economic activities in the region. According to the results, the villages of Dehno and Dehnoavarzaman are capable of entrepreneurship spatial reconstruction and become larger business locations. Also, the results of the means comparison test showed that there is a significant difference (p <0.01) between the perception of entrepreneurs with different educational levels in terms of factors affecting the spatial reconstruction of entrepreneurship.
Keywords: Spatial Reconstruction, Tourism Entrepreneurship, Rural tourism, Small, Medium-sized Enterprises (SME), Samen district of Malayer county -
نهاجا به عنوان یک نیروی تجهیزات محور برای آن که بتواند در بالاترین سطح آمادگی رزمی جهت پاسخ به هرگونه تهدید باشد نیازمند مراکز ثقل و زیرساخت های تاب آور و ایمن می باشد. هدف اصلی پژوهش تدوین راهبردهای پدافند کالبدی نهاجا و پاسخ به سوالات تحقیق است. نوع تحقیق کاربردی-توسعه ای با استفاده از روش آمیخته و موردی - زمینه ای می باشد. جامعه آماری کلی به تعداد 65 نفرکه تعداد 20 نفر از این جامعه به عنوان جامعه خبره می باشد. جمع آوری داده ها به روش میدانی با استفاده از ابزارهای مصاحبه با خبرگان، پرسشنامه و روش کتابخانه ای می باشد و میزان پایایی پرسشنامه از آزمون آلفای کرونباخ 889/0 محاسبه شد. با استفاده از روش خبرگی عوامل محیطی (قوت ها، ضعف ها، تهدیدها و فرصت ها) احصاء و سپس با استفاده از روش دیوید نسبت به تفکیک عوامل محیط داخلی و خارجی، تعیین عوامل موثر و وضع موجود پرداخته شد و با اعمال وزن های استاندارد منتج از بخش تعیین اهمیت عوامل پرسشنامه، ماتریس های IFE و EFE تعیین و مبتنی بر آن ها وضعیت موجود نسبت به وضعیت مطلوب تعیین و با تشکیل ماتریس SWOT، راهبردهای پدافند کالبدی نهاجا تدوین و با استفاده از ماتریس QSPM اولویت ها تعیین که نهایتا راهبرد "ارتقاء کیفیت کالبدی از طریق توسعه ظرفیت های بومی با بهره گیری از مدیریت دانش فنی هوشمند و منسجم با هدف کاهش آسیب پذیری کالبدی نهاجا" با مقدار مطلوبیت 90/7 در اولویت اول قرار گرفت.
کلید واژگان: پدافند غیرعامل, پدافند کالبدی, راهبرد, نیروی هواییNahaja, as an equipment-oriented force, needs centers of gravity and Resistant and safe infrastructure in order to be at the highest level of combat readiness to respond to any threat.The main purpose of the research is to develop physical defense strategies in Nahaja and answer the raised research questions using a mixed method and case study. The total statistical population is 65 people, of whom twenty people were known as experts of the community. Data collection was by field method using interview with experts, questionnaire and library method, and the reliability of the questionnaire, Cronbach's alpha, was 0.889. To do so, expertise approach was run to extract the environmental factors namely strengths, weaknesses, threats and opportunities. Drawing upon the David method, following that, the environmental internal and external factors were separated, and the effective variables and cyrrent status were determined Accordingly, based on the determined IFE and EFE, the current status compared to the desired one was defined, and by forming a SWOT matrix, physical defense strategies in Nahaja were developed. Ultimately, using the QSPM matrix and consideirng the priorities, "upgarding the physical quality through the development of local capacities using intelligent and integrative technical knowledge management with the aim of reducing the physical vulnerability of Nahaja" with a value of 7.90 was rated first.
Keywords: Passive defense, Physical Defense, Strategy, Air Force -
شبیه سازی تبادلات آب سطحی و زیرزمینی با استفاده از مدل MODFLOW-OWHM (منطقه مورد مطالعه: دشت شازند)مجله اکو هیدرولوژی، سال نهم شماره 1 (بهار 1401)، صص 199 -210
افزایش بیرویه جمعیت در کشور، محدودیت منابع آبهای سطحی و بهره برداری بیش از اندازه از آبخوانها باعث وارد آمدن خسار ت های جبران ناپذیری به منابع طبیعی کشور در سالهای گذشته شده که توجه به مدیریت یکپارچه منابع آب را ضروری کرده است. امروزه، مدلهای هیدرولوژیکی یکپارچه با امکان تجزیه وتحلیل آبهای زیرزمینی و سطحی با وضوح زمانی و مکانی بالا اجرای بهتر و دقیقتر این مدیریت را امکان پذیر ساخته اند. این مطالعه با هدف درک تعاملات آبهای زیرزمینی با آبهای سطحی در آبخوان دشت شازند در استان مرکزی با استفاده از مدل MODFLOW-OWHM تحت رابط کاربری گرافیکی ModelMuse شبیه سازی شده است. در این مطالعه از بسته SFR برای شبیه سازی جریان رودخانه و تبادلات آن با آبخوان استفاده شد. واسنجی مدل به صورت دستی برای مهرماه 1389 تا شهریور 1390 انجام گرفت. نتایج شبیه سازی مدل نشان داد رودخانه های دشت شازند سهم بسیار اندکی در تغذیه و تخلیه آبخوان دارند و بیشترین نفوذ از رودخانه به آبخوان در ماه فروردین با 1982 مترمکعب بر روز و کمترین میزان در شهریورماه با 373 مترمکعب بر روز اتفاق میافتد. بیشترین سهم در تغذیه آبخوان در بیشتر ماههای سال نفوذ ناشی از بارش است و بیشترین سهم تخلیه نیز در ماههای خشک سال مربوط به تخلیه از چاه ها و در باقی ماهها شار وابسته به هد است. از این رو، این مطالعه میتواند یک پایه قوی برای مطالعات بیشتر برای ارزیابی تغییرات اقلیم بر منابع آب سطحی و زیرزمینی و استراتژی های مدیریت منابع آب در کشور باشد.
کلید واژگان: مدل یکپارچه هیدرولوژیکی, تبادل آبهای سطحی و زیرزمینی, مدل عددی, MODFLOW-OWHMThe uncontrolled increase of population in the country, the limitation of surface water resources and the overexploitation of aquifers have caused irreparable damage to the country's natural resources in recent years. Integrated hydrological models have made it possible to analyze groundwater and surface water with high temporal and spatial resolution. The aim of this study is to understand the interactions of groundwater with surface water in the Shazand plain aquifer in Markazi province using the MODFLOW-OWHM model under the ModelMuse graphical user interface. In this study, SFR package is used to simulate river flow and its exchanges with the aquifer. The model is calibrated manually for September 2010 to September 2011. The simulation results of the model showed that Shazand plain rivers have a very small portion in feeding the aquifer and its discharge and the highest portion in feeding the aquifer in most months of the year is due to infiltration from rainfall. The highest discharge in the dry months of the year is due to wells exploitation and in the other months is due to the head dependent flux. Therefore, this study can be a strong basis for further studies to assess climate change on surface water and groundwater resources and water resources management strategies in the country.
Keywords: Integrated hydrological model, Surface water, groundwater interaction, Shazand basin, MODFLOW-OWHM -
مجله اکو هیدرولوژی، سال هشتم شماره 4 (زمستان 1400)، صص 1081 -1097
مدلسازی آب زیرزمینی مبنایی برای تجزیه و تحلیل کمی و کیفی منابع آب زیرزمینی است که ارزیابی موفقیت آمیز این منابع به شبیهسازی پایدار و قابل اعتماد آن بستگی دارد. چون مدلهای آب زیرزمینی تقریبی از واقعیت هستند. بنابراین، نمیتوان از طریق مدلسازی خصوصیات یک سیستم را به طور کامل تعیین کرد. از این رو، ذاتا همه مدلها درجهای از عدم قطعیت دارند و در نتیجه، وجود عدم قطعیت در مدل آب زیرزمینی، تصمیمگیریهای مدیریتی در رابطه با آن را با خطر شکست مواجه میکند. هدف از این تحقیق، توضیح شیوهای برای شناخت کمی عدم قطعیت در مدلسازی آب زیرزمینی است و اینکه چگونه عدم قطعیت مدل میتواند به عنوان یک ابزاری برای فهم بهتر سیستم مدل شده به کار رفته و اطلاعات لازم را برای کمک به تصمیم گیری آگاهانه تر در اختیار گذارد. بررسی کمی عدم قطعیت در مدلسازی آب زیرزمینی در محدوده مطالعاتی نجف آباد واقع در استان اصفهان انجام شد سه مدل مفهومی، به وسیله موقعیت های مختلف زمین شناسی، تغذیه و مرزهای مدل برای آبخوان نجف آباد تهیه شد. مدلهای مفهومی در حالت پایدار و برای سال آبی 1397 1398 توسعه داده و با استفاده از دادههای مشاهداتی سطح آب واسنجی شدند. همه مدلها، با استفاده از دادههای سطح آب موجود سال 1397 1398، صحت سنجی شدند. مدلها به طور قابل قبولی سطح آب در آبخوان را شبیه سازی کردند. برای انتخاب بهترین مدل از روش معیار انتخاب مدل (AIC، AICC، BIC و KIC) استفاده شد. نتایج نشان داد مدل 1 با بیشترین وزن و کمترین عدم قطعیت به عنوان بهترین مدل معرفی شد.
کلید واژگان: مدلسازی آب زیرزمینی, عدم قطعیت مدل مفهومی, روش معیار انتخاب مدل, نجفآبادGroundwater modeling is the foundation for quantitative analysis of groundwater resources, the successful assessment of which depends on its stable and reliable simulation. Because groundwater models are an approximation of reality, it is impossible to quite determine a system's properties through modeling or to mathematically describe the complex properties of a hydrogeological system. Therefore, inherently, all models have a degree of uncertainty, and as a result, the existence of uncertainty in the groundwater model sets managerial decisions in relation to it at risk of failure. The purpose of this study is to explain a method for quantitative recognition of groundwater uncertainty and how model uncertainty can be used as a tool to better realize the modeled system and provide the information needed to help make more informed decisions. A quantitative investigation of groundwater modeling was performed in Najafabad located in Isfahan province. Three conceptual models were created for Najafabad aquifer by different geological settings, recharging, and model boundaries. Conceptual models were developed in steady-state for 2018-2019 and calibrated using observational data. All models were validated using available water level data of 2018-2019. The models reliably simulated the water level in the aquifer. To select the best model, the model selection criteria (AIC, AICC, BIC, and KIC) was used. The results showed that model number 1 with the highest weight and the least uncertainty was introduced as the best model.
Keywords: Groundwater Modeling, Conceptual Model Uncertainty, Model selection criteria, Najafabad -
مجله اکو هیدرولوژی، سال هشتم شماره 4 (زمستان 1400)، صص 1189 -1197
با توجه به اینکه گرمایش زمین عامل تهدیدکنندهای برای زندگی بشر در کره زمین است، پیشبینی تغییرات اقلیمی در آینده امری ضروری به حساب میآید. از اهداف این مطالعه، پیشبینی دما و بارش روزانه آینده نزدیک (2021-2040)، با استفاده از مدلهای گردش عمومی جو- اقیانوس (AOGCM) و نیز کاهش عدم قطعیتها آنها است. بنابراین، در این تحقیق ابتدا، از میان مدلهای بررسیشده، 5 مدل مناسب شامل HADGEM2-ES،MICRO IPSL-CM5A-LR،NOERESM1-M ESM2M-GFDEL انتخاب و به روش LARS-WG ریزمقیاسنمایی شد. سپس، با استفاده از دو رویکرد وزندهی Raisanen و میانگین مشاهداتی دما و بارش (MOTP) جهت وزندهی و همادی کردن مدلهای چندگانه (Ensemble Multi-Model) استفاده شد. نتایج نشان میدهد دمای حداکثر در تمامی ماهها افزایش مییابد که بیشترین افزایش دما در مدل Raisanen، در ماه فوریه و کمترین افزایش در ماه اکتبر است. در مدل وزندهی MOTP، بیشترین افزایش دما در ماه ژانویه و کمترین افزایش دما، ماه آگوست است. تغییرات بارندگی در ماههای ژوین، جولای و آگوست کاهش چشمگیری را به دلیل بارش مشاهداتی جزیی داشته است. در این تحقیق روش وزندهی MOTP برای پیشبینی متغیرهای اقلیمی در دورههای آینده به دلیل داشتن R2 بالاتر و کمترین RMSE به عنوان روش بهتر در پیشبینی دادههای اقلیمی انتخاب شد. طبق نتایج بهدستآمده انتظار میرود بازخورد بارزی در بیلان آبی منطقه به دلیل اثر افزایش دما و افزایش تبخیر به وجود آید و همچنین، پتانسیلی برای تغییر در وقایع جوی و هیدرولوژی حوزه به وجود آید.
کلید واژگان: تغییر اقلیم, مدلهای گردش عمومی اقیانوس اتمسفر (AOGCM), روشهای وزندهی, مدلهای چندگانه گروهیGiven that global warming is a threat to human life on Earth, predicting future climate change is essential. One of the objectives of this study is to predict daily temperature and precipitation in the near future (2021-2040), using general atmosphere-ocean circulation (AOGCM) models and reduce their uncertainties. Therefore, in this study, first, among the studied models, 5 suitable models including HADGEM2-ES, MICRO IPSL-CM5A-LR, NOERESM1-M ESM2M-GFDEL were selected and downscale by LARS-WG method. Then, using two approaches of Raisanen weighting and observational mean temperature and precipitation (MOTP) were used to weight and ensemble multiple models. The results show that the maximum temperature increases in all months, with the highest temperature increase in the Riesen model in February and the lowest increase in October. In the MOTP weighting model, the highest temperature increase is in January and the lowest temperature increase is in August. The percentage of rainfall changes in June, July and August decreased significantly due to slight observational rainfall. In this study, the MOTP weighting method was chosen to predict climate variables in future periods due to having a higher R2 and the lowest RMSE as a better method in predicting climate data. Therefore, according to the results, it is expected that significant feedback in the water balance of the region will be due to the effect of increasing temperature and increased evaporation, as well as the potential for changes in atmospheric events and hydrology of the basin.
Keywords: Climate change, Ocean-atmosphere general circulation models (AOGCM), Weighting methods, Multiple group models -
از جمله عواملی که منجر به ایجاد عدم قطعیت در مدل ریاضی جریان آب زیرزمینی می شود، عدم قطعیت ناشی از پیچیدگی مدل مفهومی است که از افزایش پارامترهای مدل ناشی می شود.در نظر گرفتن پیچیدگی در مدل سازی آب های زیرزمینی می تواند به انتخاب یک مدل بهینه کمک کرده و از ایجاد این نوع عدم قطعیت و نتیجه گیری های گمراه کننده جلوگیری کند. هدف این پژوهش، بررسی عدم قطعیت پیچیدگی مدل ریاضی آبخوان نجف آباد است . در این راستا شش مدل مفهومی با پنج درجه متفاوت از پیچیدگی با تعداد پارامترهای مدل واسنجی شده (4 ، 16 ، 20 ، 22 ، 26 و 26 پارامتر) با داده های مشاهداتی یکسان در آبخوان نجف آباد واقع در استان اصفهان در حالت پایدار و برای سال 98-97 توسعه یافتند و برای ارزیابی احتمال مدل ها از روش معیارهای انتخاب مدل (AIC ، AICC ، BIC و KIC) استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل شماره یک با چهار پارامتر که ساده ترین مدل است به عنوان بهترین مدل انتخاب شد و کمترین عدم قطعیت را دارد. اما مدل های 5 و 6 که پیچیده ترین مدل ها هستند، بیشترین عدم قطعیت و کمترین میزان اعتماد را دارند. بنابراین می توان بیان نمود که در تعریف مدل مفهومی یک آبخوان، تعیین تعداد بهینه پارامتر منجر به کاهش عدم قطعیت مدل ریاضی خواهد شد.کلید واژگان: آبخوان نجف آباد, احتمال مدل, عدم قطعیت پیچیدگی, معیارهای انتخاب مدلOne of the factors that lead to uncertainty in the mathematical model of groundwater flow is the uncertainty due to the complexity of the conceptual model that results from the increase of model parameters. Considering complexity in groundwater modeling can aid in selecting an optimal model, and can avoidmodel uncertainty and misleading conclusions. The purpose of this study is to investigate the uncertainty of the complexity of the mathematical model of the Najafabad aquifer. In this regard, six conceptual models with five different degrees of complexity with the number of calibrated model parameters (4, 16, 20, 22, 26, and 26 parameters) with the same observational data in Najafabad aquifer located in Isfahan province in a steady-state and for the year 2018-2019 were developed and model selection criteria (AIC, AICC, BIC, and KIC) were used to evaluate the probability of models. The results showed that model#1 with four parameters, which is the simplest model, was selected as the best model and has the least uncertainty. But models 5 and 6, which are the most complex models, have the most uncertainty and the least level of confidence. Therefore, it can be said that in defining the conceptual model of an aquifer, determining the optimal number of parameters will decrease the uncertainty of the mathematical model.Keywords: model selection criteria, Najafabad aquifer, probability of Model, Uncertainty of complexity
-
اطلاع از تغییرات افت و خیز بارش در سال های پیش رو در یک حوضه آبریز یکی از مهم ترین چالش های مطالعات هیدرولوژیکی است. تغییرات این پارامتر به وسیله مدل های گردش کلی بررسی می شود. نسخه های گوناگونی از این مدل ها منتشر شده است که یکی از نسخه های آن مدل های سری CMIP5 است که دارای حدودا 40 مدل دینامیکی در دسترس است. در این مطالعه از مدل اقلیمی CCSM4 استفاده شده است. خروجی داده های این مدل 1×1 درجه می باشد که جهت ریزمقیاس کردن داده های بارش این مدل، از پیوند (Hybrid) دو روش دینامیکی (WRF1) و آماری استفاده شده است. منطقه موردمطالعه، حوضه آبریز پلدختر از زیر حوضه های کرخه می باشد و از داده های بارش بین سال های 2005-1996 استفاده شده است. ابتدا داده های بارش توسط مدل WRF از دامنه 1×1 درجه به 9×9 کیلومتر ریزمقیاس شد و سپس این داده ها توسط دو روش الف) هیبرید و ب) WRF به طور جداگانه به دامنه 3×3 کیلومتر تبدیل گردید. نتایج مشخص کرد که ریزمقیاس نمایی هیبرید (که هزینه زمانی و محاسباتی کمتری نسبت به روش WRF دارد) افت و خیزهای بارش را بهتر از روش WRF در مقیاس 3×3 کیلومتر برآورد کرده است. در کل ریزمقیاس نمایی بارش در این حوضه با استفاده از هر دو روش با کم برآوردی همراه است و می بایست با یک روش تصحیح خطا تصحیح گردد. نهایتا با کاهش هزینه های ریزمقیاس نمایی دینامیکی مدل های اقلیمی ب وسیله روش هیبرید، یافته های این تحقیق می تواند کمک شایانی به تصمیم گیری در خصوص مدیریت منابع آب در سال های تر و خشک در دهه های آینده نماید.
کلید واژگان: CMIP5, ریزمقیاس نمایی هیبریدی, WRF, پلدخترOne of the most important challenges of hydrological studies is the projection of precipitation variability in a basin in future periods. Atmospheric Ocean General Circulation Models (AOGCMs) can project this variability but in large-scale regions. Various versions of these models have been released, one of which is the CMIP5 series with about 40 dynamic models. In this study, the CCSM4 climate model has been used. The data output of this model is in 1 × 1 (Latitude× longitude) degree. To downscale the precipitation data of this model, the hybrid of two dynamic (WRF1) and statistical methods has been proposed. The study area is the Poldokhtar subbasin in the Karkheh basin and rainfall data between 1996-2005 have been used. First, the precipitation data were downscaled by the WRF model from the range of 1 × 1 degree to 9 × 9 km, and then these data were converted to the range of 3 × 3 km separately by two methods a) hybrid and b) WRF. The results showed that the dynamic downscaling by the WRF model in the range of 9 × 9 km quite shows the precipitation fluctuations during the statistical period. In the 3 × 3 km range, the hybrid method performed better than the WRF method. Finally the results showed that downscaling of precipitation in this basin using both methods is associated with underestimation and should be accompanied by an bias correction method. As a result, by reducing the time and cost of dynamical downscaling of climate models, the findings of this paper can be of great help in making decisions about water resources management in the wet and dry years of the coming decades of a basin.
Keywords: CMIP5, Hybrid Downscaling, WRF, Poldokhtar -
بهبود کارایی سامانه های توزیع آب در بخش کشاورزی به منظور افزایش نسبی تولید محصولات زراعی با توجه به حجم آب سطحی و انرژی مصرفی، امری ضروری است. از اینرو هدف اصلی تحقیق حاضر، ارزیابی عملکرد گزینه های کاربردی در طرح های مدرن سازی به منظور بهبود عملکرد سامانه های توزیع آب سطحی در شبکه های آبیاری و انجام ارزیابی کمی عملکرد آنها مبتنی بر رویکرد پیوند آب-غذا-انرژی است. در این مطالعه، علاوه بر شبیه سازی وضعیت موجود توزیع آب در کانال اصلی شبکه آبیاری رودشت اصفهان تحت دو سناریوی بهره برداری نرمال و کم آبی؛ دو سامانه بهره برداری دستی بهبود یافته و روش کنترل خودکار پیش بین (MPC) توسعه داده شد و بهبود توزیع آب سطحی بررسی گردید. به منظور بررسی روش های بهره برداری، از هشت شاخص تحویل آب سطحی، انرژی مصرفی، بهره وری آب سطحی، بهره وری غذا، بهره وری انرژی، بهره وری اقتصادی آب سطحی، بهره وری اقتصادی انرژی و بهره وری اقتصادی غذا استفاده شد. در وضعیت موجود (روش بهره برداری دستی) تحت سناریو نرمال مقدار میانگین شاخص پیوند آب-غذا-انرژی برابر با 041 و در سناریو کم آبی برابر با 0.07 برآورد گردید. با ارتقا روش بهره برداری به دستی بهبود یافته نیز، مقدار میانگین شاخص پیوند آب-غذا-انرژی در سناریو نرمال برابر با 0.46 و در سناریو کم آبی برابر با 0.09 برآورد گردید. هم چنین نتایج MPC نشان داد که این روش در سناریو نرمال و کم آبی به ترتیب با مقدار میانگین 0.94 و 0.38 دارای بهترین عملکرد است. رویکرد ارزیابی پیشنهادی می تواند به عنوان یک ابزار مناسب برای ارزیابی و اولویت بندی گزینه های مدرن سازی سامانه های توزیع آب کشاورزی مورد استفاده قرار گیرد.
کلید واژگان: بهره وری اقتصادی, بهره وری انرژی, شبکه آبیاری رودشت, مدرن سازیImproving the performance of water distribution systems in the agricultural sector is essential to increase arable crops production by considering surface water volume and energy consumption. Therefore, the main objective of the current research is to evaluate performance of practical alternatives in modernization projects in order to improve the performance of surface water distribution systems and to quantitatively evaluate their performance based on the water-food-energy nexus. The current operational management of the Rudasht Irrigation Network located in Isfahan, was simulated under normal and water shortage scenarios. Then the impact of two modernization methods including an improved manual operation and an automatic control system by using the Model Predictive Control (MPC) on the improvement of surface water distribution was investigated. In order to investigate the operational methods, eight indicators of surface water delivery, energy consumption, surface water productivity, food productivity, energy productivity, surface water economic productivity, energy economic productivity and food economic productivity were used. In the current status (Manual Method) under normal and water shortage scenarios, the values of water-food-energy nexus index were estimated 0.41 and 0.07, respectively. By improving the operational method to improved manual operation method, under normal and water shortage scenarios, the values of water-food-energy nexus index were estimated 0.46 and 0.09, respectively. The results of MPC method showed that this method has the best performance with 0.94 and 0.38 in normal and water shortage scenarios, respectively. The proposed evaluation approach can be used as an appropriate evaluation method to evaluate and prioritize modernization options of agricultural water distribution systems.
Keywords: economic productivity, Energy productivity, modernization, Rudasht Irrigation Network -
استفاده از فاضلاب تصفیه شده شهری یا همان پساب های شهری به عنوان یکی از منابع آب نامتعارف می تواند منبعی مستمر و قابل کنترل برای استفاده در کاربری های مختلف باشد. اما در عینحال پساب خروجی تصفیه خانه فاضلاب می تواند حامل آلودگی های شیمیایی و بیوشیمیایی باشد و متعاقبا محدوده تاثیرپذیر را با مخاطرات و ریسک هایی مواجه کند. مفهوم تحلیل ریسک به پژوهشگران و مدیران پروژه های استفاده از پساب کمک کرده تا به ارزیابی مخاطرات استفاده از آن در کاربری های مختلف پرداخته تا پیش از وقوع اثرات جبران ناپذیر بر محیط زیست و سلامت انسان، اقدام مقتضی برای کاهش و یا مدیریت آن انجام دهند. در این تحقیق ساختارهای ریسک استفاده از پساب در کشاورزی، آبیاری فضای سبز، تغذیه مصنوعی با هدف تعادل بخشی آبخوان و صنعت با درنظر گرفتن معیارهای محیط زیستی، اجتماعی، اقتصادی و فنی ایجاد شده و همچنین کیفیت پساب 27 تصفیه خانه کشور مورد ارزیابی قرارگرفته است. برای محاسبه ریسک ها، مخاطرات مختلف استفاده از پساب گردآوری و به صورت سلسله مراتبی بر روی معیارهای اصلی و ریسک کلی تاثیر می گذارند. نتایج میانگین ریسک های نهایی استفاده از پساب در ساختار کشاورزی، آبیاری فضای سبز، تغذیه مصنوعی با هدف تعادل بخشی آبخوان و صنعت به ترتیب برابر با 7/29 %، 24 %، 3/24 % و 26 % ارزیابی شده است. همچنین شایان ذکر است علیرغم آن که ریسک محیط زیستی استفاده از پساب در بیشتر تصفیه خانه ها پایین است، اما ریسک اجتماعی آن بالا ارزیابی شده که می توان دلیل آنرا عدم اطمینان به کیفیت پساب و آگاهی پایین مردم منطقه عنوان کرد.
کلید واژگان: ارزیابی ریسک, استفاده از پساب شهری, فاضلاب تصفیه شده, مخاطراتUrban treated wastewater or urban effluents as one unconventional water resource can be a continuous and controllable source for various uses. Simultaneously, the effluent from the wastewater treatment plant can carry chemical and biochemical contaminants and consequently expose the affected area to hazards and risks. The concept of risk analysis has helped researchers and project managers to assess the risks of treated wastewater applications in various uses to take appropriate action to reduce or manage irreversible effects on the environment and human health in advance. In this study, risk structures are created for use of treated wastewater in agriculture, landscape irrigation, artificial recharge for aquifer balance, and industry by considering environmental, social, economic, and technical criteria. Further, the effluent quality of 27 treatment plants has been evaluated. To calculate the risks, different hazards of treated wastewater applications are listed and hierarchically affect main and overall risk criteria to calculate the risks. The average overall risks of treated wastewater use in agriculture, landscape irrigation, artificial recharge, and industry are evaluated to be 29.7, 24.0, 24.3, and 26.0 percent, respectively. It is also worth mentioning that although the environmental risk of using treated wastewater in most treatment plants is low, but its social risk is high, which can be attributed to a lack of confidence in the quality of wastewater and low awareness of communities.
Keywords: hazards, Municipal Treated Wastewater, Risk Assessment, Use of Effluent -
بهره برداری از منابع آب زیرزمینی در مناطق خشک به عنوان یک عامل اساسی در توسعه و چشمانداز منطقه حایز اهمیت است. این موضوع سبب شده تا استفاده از رویکردهای مختلف جهت ارزیابی و تعیین میزان حجم منابع آب زیرزمینی بکار گرفته شود. در این مطالعه از شبکه بیزین که یک شبکه احتمالاتی براساس داده های ثبت شده است به منظور کاهش عدم قطعیت ها استفاده شد. استفاده از دو حالت منفرد پیزومترها و ترکیبی پیزومترها در برآورد هیدروگراف آبخوان با استفاده از شبکه بیزین با استفاده از نرم افزار HUGIN v8.3 مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور پیاده سازی دو رویکرد شبیه سازی با شبکه بیزین، شبیه سازی حالت منفرد برای هر چاه مشاهده ای و شبیه سازی برای حالت یکپارچه برای پنج چاه مشاهده ای در سطح آبخوان انجام گرفت. نتایج دو حالت شبیه سازی برای دو سال پیش بینی روند آتی آبخوان حاکی از بالابودن میزان شاخص های آماری بین داده های مشاهداتی و شبیه سازی است. نتایج نهایی در روش منفرد حاکی از متوسط ضریب تبیین 85/0 با میانگین مجذور خطای 42/0 و در روش یکپارچه با متوسط ضریب تبیین 8/0 با میانگین مجذور خطای 25/0 است. همچنین نتایج نشان داد که استفاده از روش بیزین جهت پیش بینی سطح آب زیرزمینی و حجم آبخوان دقت بالایی داشته و استفاده از رویکرد منفرد برای پیش بینی سطح آب زیرزمینی در هر چاه مشاهده ای و روش یکپارچه در پیش بینی هیدروگراف آبخوان دارای دقت مناسبی است.کلید واژگان: آب زیرزمینی, شبکه های بیزین, شبکه منفرد, شبکه یکپارچهUtilization of groundwater resources in arid areas is an important factor in the development and landscape of the region. This has led to the use of different approaches to assess and determine the volume of groundwater resources. In this study, Bayesian network, which is a probabilistic network based on recorded data, was used to reduce uncertainties. The use of two single states of piezometers and a combination of piezometers in the estimation of aquifer hydrographs using Bayesian network was evaluated using HUGIN v8.3 software. In order to implement two simulation approaches with Bayesian network, single state simulation for each observation well and integrated mode simulation for five observation wells at the aquifer level were performed. The results of two simulation models for two years predicting the future trend of the aquifer indicate a high level of statistical indicators between observational data and simulation. The final results in the single method indicate an average explanation coefficient of 0.85 with an average error square of 0.42 and in the integrated method with an average explanation coefficient of 0.8 with an average error square of 0.25. The results also showed that the use of Bayesian method to predict groundwater level and aquifer volume is highly accurate and the use of a single approach to predict groundwater level in each observation well and integrated method in predicting aquifer hydrograph has good accuracy.Keywords: Bayesian networks, Groundwater, Integrate network, Single network
-
مجله آب و فاضلاب، پیاپی 135 (مهر و آبان 1400)، صص 136 -151
توسعه سریع و ناپایدار شهر ها منجر به تغییر خصوصیات هیدرولوژیکی حوضه ها شده و ریسک وقوع آب گرفتگی ناشی از رواناب های شهری را افزایش داده است. یکی از راه حل های به کار گرفته شده برای کنترل کمی و کیفی رواناب های شهری، رویکرد های مبتنی بر زیرساخت های سبز و روش های توسعه کم اثر است که توجه پژوهشگران زیادی را به خود جلب کرده است. در این پژوهش، از مدل SWMM به منظور شبیه سازی فرایند بارش رواناب در ناحیه یک منطقه 11 شهرداری تهران استفاده شد. 6 سناریو شامل ترکیبات مختلفی از انواع LID شامل بام سبز، مخزن باران، سلول نگهداشت زیستی، معابر نفوذپذیر، جوی باغچه و حوضچه نفوذ در نظر گرفته شد. سپس مدل SUSTAIN به منظور ارزیابی عملکرد هر سناریو به کار گرفته شد. در گام بعد پاسخ های بهینه از طریق الگوریتم بهینه سازی NSGA-II به دست آمد و برای هر سناریو یک منحنی پارتوی هزینه-عملکرد ارایه شد. نتایج نشان داد پاسخ های منتخب پیاده سازی سناریوهای 1 تا 6 به ترتیب حجم رواناب را به میزان 53، 4، 66، 72، 31 و 34 درصد کاهش دادند. سناریوی 4 با ترکیبی از مخازن باران، معابر نفوذپذیر و جوی باغچه با 72 درصد و هزینه 2/12 میلیون دلار، بهینه ترین عملکرد را نسبت به پاسخ های متناظر از سناریو های دیگر نشان داد و سناریوی 6 نیز با 34 درصد کاهش حجم رواناب و هزینه 1/7 میلیون دلار در رتبه بعدی قرار گرفت. به کارگیری تلفیقی مدل های SUSTAIN و SWMM کمک کرد تا علاوه بر عملکرد فنی، هزینه و عملکرد هر سناریو ارزیابی و امکان بهینه سازی آن فراهم شد. نتایج به دست آمده از این پژوهش می تواند مدیران شهری و تصمیم گیرندگان را در طراحی، تخمین عملکرد و هزینه های اجرایی سناریو های LID یاری کند.
کلید واژگان: مدیریت رواناب شهری, روش های توسعه کم اثر, SUSTAIN, زیرساخت سبز, الگوریتم NSGA-IIUnsustainable development and rapid urbanization have led to changes in the hydrological characteristics of watersheds, and the risk of flooding has been increased consequently. One of the solutions used for quantitative and qualitative control of urban runoff is green infrastructure and low impact development (LID) based approaches that have attracted the attention of many researchers. In this study, SWMM was used to simulate the rainfall-runoff process in region 1, district 11, Tehran. Six scenarios, including different combinations of several LID types such as Green Roof, Rain Barrel, Bioretention Cell, Porous Pavement, Vegetated Swale, and Dry Pond were developed. Then the SUSTAIN model was utilized to assess each scenario's performance. Optimal solutions were then obtained using non-dominated sorting genetic algorithm-II (NSGA-II), and a cost-effectiveness Pareto frontier curve was performed for all scenarios. Results showed that the selected solutions of scenarios one to six reduced the runoff volume by 53%, 4%, 66%, 72%, 31%, 34%, respectively. Scenario 4, with a combination of rain barrels, porous pavements, and vegetated swales with a runoff volume reduction of 72% and an implementation cost of $ 12.2 million, showed the best performance, comparing the other scenarios' corresponding optimal solutions. Scenario 6 also came in next with a 34% effectiveness and a cost of $ 7.1 million. The combined use of SUSTAIN and SWMM, in addition to the technical evaluation, helped to attain optimized, cost-effective solutions for developed scenarios as well. The results of this study can also help relevant organizations and decision-makers to design, evaluate performance, and implement costs of different LID scenarios.
Keywords: Urban Stormwater Management, LID, SUSTAIN, Green infrastructure, NSGA-II algorithm -
بحران آبی از مهم ترین مناقشات روز جهان محسوب می شود و ایران نیز در زمینه منابع آبی جزء کشورهای دارای شرایط تنش است. درپی افت سطح آب زیرزمینی آبخوان ها، اکثر دشت های کشور شرایط بحران منابع آبی و افت سطح آب زیرزمینی را تجربه کرده است و برداشت از سفره های آب زیرزمینی آن ها محدود گردیده است. از جمله دشت های دارای تنش آبی، دشت هشتگرد است که در این پژوهش به عنوان منطقه مورد مطالعه انتخاب شده است. برای خروج این دشت از وضعیت مذکور، می بایست در زمینه مصارف آبی اقدامات مدیریتی اساسی صورت بگیرد که این امر نیازمند ابزارهای پیش بینی وضعیت منابع آبی در اثر اعمال این اقدامات است، یکی از این ابزارها، شبکه بیزین می باشد؛ که برای ایجاد مدل بیزین پیش بینی کننده وضعیت منابع آبی، متغیر پیش بینی شونده، پارامتر سطح آب زیرزمینی در ماه آتی و متغیرهای پیش بینی کننده، پارامترهای دما، بارش، تبخیر، میزان تغذیه آبخوان، میزان تخلیه آبخوان و سطح آب زیرزمینی در ماه فعلی درنظر گرفته شد. برای کاهش عدم قطعیت اطلاعاتی، از دو رویکرد پیش بینی با داده های دسته بندی شده (داده های گسسته) و پیش بینی با داده های صریح (داده های پیوسته) استفاده شد و با بررسی دقت پیش بینی آبخوان توسط دو رویکرد مورد اشاره، رویکرد صریح پیش بینی دقیقی از هیدروگراف مشاهداتی ارایه داد که درنتیجه، این رویکرد به عنوان رویکرد برتر برای پیش بینی سطح آب زیرزمینی در اثر اعمال سناریوهای مدیریتی انتخاب گردید که در آن مقادیر ضریب تبیین 0/9452 و میانگین مجذور مربعات خطا 0/2207 می باشد. رویکرد مورد استفاده در این پژوهش را می توان در دیگر دشت های دارای تنش منابع آبی نیز به کار برد.
کلید واژگان: شبکه های بیزین, پیش بینی سطح آبخوان, مدیریت آب های زیرزمینی, دشت هشتگردThe water crisis is one of the most important conflicts of the day, and Iran is also in the field of water resources from countries with tension. Following the drop in groundwater levels in aquifers, most of the country's plains have experienced water crisis and water scarcity and their groundwater aquifers have been limited. Among the water stresses, Hashtgerd Plain, which has been selected as the study area. In order to exit the plain from the aforementioned situation, water management should be undertaken with basic management measures, which requires the provision of water resources predictive tools through these measures, one of which is the Bayesian network; In this study, to create a water-borne water prediction model, the predicted variable, groundwater surface parameter in the following month and predictive variables, temperature, precipitation, evaporation, aquifer feeding, The discharge level of the aquifer and the groundwater level were considered in the current month. To reduce information uncertainty, two predictive approaches were used with categorized data (discrete data) and prediction with explicit data (continuous data), and by examining the precision of the pre- The aquifer nose by the two approaches referred to provides explicit precision approach to observational hydrographs. As a result, this approach has been selected as a superior approach for predicting groundwater level due to the application of management scenarios in which the values of the coefficient of explanation 0.94 and the RMSE is 0.207. The approach used in this study can be used in other water resources stresses.
Keywords: Bayesian networks, water level prediction, Groundwater management, Hashtgerd Plain -
وقوع دوره های کم آبی مستمر به عنوان مخاطره طبیعی، در کاهش عملکرد سامانه های توزیع آب کشاورزی کشور تاثیر زیادی داشته است. در این پژوهش به تحلیل ریسک خشکسالی در سامانه توزیع آب سطحی در شبکه آبیاری رودشت پرداخته شده است. بدین منظور، با استفاده از شاخص خشکسالی جریان (SDI) به ارزیابی و احتمال وقوع پدیده خشکسالی در منطقه پرداخته شده و شدت اثر خشکسالی از ترکیب شاخص های ارزیابی عملکرد توزیع آب، راندمان، کفایت و عدالت، با روش مجموع وزین ساده (SAW) در قالب پنج سناریو وزنی بر اساس دیدگاه های مدیریتی متفاوت، محاسبه شد. در نهایت با ترکیب دو مولفه احتمال وقوع و شدت اثر خشکسالی، ریسک این پدیده در سامانه توزیع آب کشاورزی محاسبه و تحلیل شد. نتایج نشان داد که بر اساس شاخص SDI، خشکسالی در بازه زمانی ماهانه با بزرگی (42/2- تا 47/2) و در بازه زمانی سالانه با بزرگی (54/2- تا 65/1) رخ داده است. محدوده مقادیر ریسک سالانه خشکسالی با احتساب دیدگاه های مختف از طریق اعمال سناریوهای وزنی به این ترتیب بدست آمد: دیدگاه ارزیابی با تاکید بر نظر مدیر شبکه (668/0 تا 804/0)، با تاکید بر نظر بهره بردار (636/0 تا 803/0)، تاکید توامان مدیر و بهره بردار (647/0 تا 802/0)، تاکید بر نظر آب منطقه ای و مدیران استانی (684/0 تا 804/0)، و با تاکید بر ملاحظات زیست محیطی در محدوده شبکه آبیاری (692/0 تا 804/0). نتایج به دست آمده از به کارگیری ساختار تحلیل ریسک در هر دو بازه زمانی ماهانه و سالانه، مدیران شبکه را قادر می سازد تا مناسب ترین راهکارهای بهبود عملکرد را متناسب با بزرگی و زمان وقوع ریسک شکست سامانه ارایه دهند.
کلید واژگان: خشکسالی, احتمال وقوع, شدت اثر, ریسک, شبکه آبیاریThe occurrence of continuous water shortage as a natural hazard has dramatically impacted the country's performance of surface water delivery systems. In this research, drought risk analysis in surface water delivery systems in Roodasht irrigation network has been investigated. For this purpose, the streamflow Drought Index (SDI) has been used to assess the region's probability of drought. The consequence of drought was calculated by combining water distribution performance evaluation indicators, efficiency, adequacy, and justice with a simple additive weighting method (SAW) in five weight scenarios based on different management perspectives. Finally, by combining the probability and consequence of drought, the risk of this phenomenon in the agricultural water distribution system was calculated and analyzed. According to the SDI index, the results showed drought occurred in the monthly period with magnitude of -2.42 to 2.47, and in the annual period with magnitude of -2.54 to 1.65. The range of monthly drought risk values of the system in five weighted scenarios is as follows: evaluation perspective with emphasis on the opinion of the network administrator (0.668 to 0.804), With the emphasis on the beneficiary's opinion (0.636 to 0.803), the simultaneous emphasis of manager and beneficiary (0.647 to 0.802), emphasis on regional water opinion and provincial managers (0.684 to 0.804), and with emphasis on environmental considerations within the irrigation network (0.692 to 0.804). The obtained results of employing the risk analysis framework in both annual and monthly periods make the authorities present appropriate alternatives considering the magnitude and timing of the system's failure risk.
Keywords: Drought, probability, consequence, risk, Irrigation District -
امروزه یکی از راهکارها جهت تامین نیازهای روزافزون منابع آب و رسیدن به تعادل منطقه ای، طرح های انتقال آب بین حوضه ای است. این مطالعه، به بررسی هشت سناریو به منظور ارزیابی ریسک سناریوهای انتقال آب بین حوضه ای از حوضه کارون بزرگ به فلات مرکزی ایران با هدف تامین آب شرب می پردازد. اولویت بندی این سناریوها با استفاده از چهار معیار مهم و تاثیرگذار ریسک اجتماعی- سیاسی، ریسک زیست محیطی و منابع آبی، ریسک فنی و ریسک اقتصادی با توجه به معیارهای یونسکو انجام شده است. به کمک این معیارها، ده رویداد پایه موثر در طرح های انتقال آب بین حوضه ای شناخته شد. سپس به کمک مدل های درخت خطای صریح(FTA) و درخت خطای فازی (FFTA)، احتمال شکست رویداد نامطلوب نهایی راس «شکست طرح های انتقال آب» برای سناریوها محاسبه شد. نتایج نشان داد انتقال آب از حوضه بهشت آباد از طریق پمپاژ و تونل کوتاه از دبی پایه بهشت آباد برای استان اصفهان و حوضه خرسان- سد خرسان3 برای استان های یزد و کرمان با احتمال شکست محاسبه شده صریح و فازی به میزان 0.65 و 0.61 سناریوی برتر می باشد. به دلیل میزان بالای احتمال شکست برآورد شده و به منظور شناسایی عوامل موثر بر وقوع این شکست، رویدادهای پایه براساس سهم وقوع خود در شکست رویداد راس به کمک دو شاخص BI و FIM، رتبه بندی شدند که نتایج حاکی از اهمیت بیشتر معیارهای اجتماعی- سیاسی و زیست محیطی در شکست طرح های انتقال آب بین حوضه ای بود.
کلید واژگان: انتقال آب بین حوضه ای, تحلیل درخت خطا, تحلیل درخت خطای فازی, حوضه فلات مرکزی ایرانNowadays, one of the solutions to meet the growing water needs and achieve regional balance is inter-basin water transfer projects. This study examines eight scenarios in order to evaluate eight scenarios of inter-basin water transfer from great Karun watersheds to the central plateau of Iran with the aim of supplying drinking water. Prioritization and evaluation of these scenarios were performed using four important and effective criteria (social and political risk, environmental and water resources risk, technical risk and economic risk) in inter-basin water transfer according to UNESCO criteria. Then, with the help of these criteria, ten effective basic events in inter-basin water transfer projects. Then, using the Fault Tree Analysis (FTA) and Fuzzy Fault Tree Analysis (FFTA) models, the failure probability of top event "failure of water transfer projects" for all eight scenarios were calculated. The results showed that water transfer from Behesht-Abad basin through Pumping and short tunnel from Behesht-Abad base flow for Isfahan province and khersaan basin - khersaan dam to Yazd and Kerman provinces with crisp and fuzzy failure probability of 0.65 and 0.61 as the eighth scenario, is the superior scenario. Due to the high probability of failure and in order to identify the factors affecting the occurrence of this failure, the basic events were ranked based on their effect in the failure of the top event using two indicators of BI and FIM. The results indicate the greater importance of socio-political and Environment criteria in the failure of inter-basin water transfer projects.
Keywords: Central plateau basin of Iran, Fault Tree Analysis, Fuzzy fault tree analysis, Inter-basin water transfer -
به خطر افتادن کیفیت و کمیت منابع آب در سال های اخیر، امنیت غذایی، سلامت و گسترش جوامع را به ویژه در مناطق خشک و نمیه خشک مورد تهدید قرارداده است. این مطالعه به بررسی توامان کمیت و کیفیت در منابع آب سطحی و زیرزمینی در بخش های کشاورزی و شرب حوضه آبریز زاینده رود، که علاوه بر مخاطرات مناطق خشک فلات مرکزی ایران با حساسیت های سیاسی و اجتماعی روبرو است، می پردازد. در این تحقیق به کمک شاخص ردپای یکپارچه آب های زیرزمینی و همچنین معرفی و توسعه شاخص ردپای یکپارچه آب های سطحی برای نخستین بار و با لحاظ کردن استانداردهای شولر و ویلکوکس برای آب های شرب و کشاورزی، وضعیت منابع آب در سال های آبی 85-1384 و 95-1394 ارزیابی شده است. میانگین شاخص ردپای یکپارچه آب زیرزمینی در سال 85-1384 برای مصارف شرب و کشاورزی به ترتیب از 8.9 و 1.3، به 7.3 و 1.1 در سال 95-1394 تقلیل پیدا کرده اند. همچنین میانگین شاخص ردپای یکپارچه آب سطحی در سال 85-1384 برای مصارف شرب و کشاورزی به ترتیب 3.8 و 2.4 بدست آمده و در سال 95-1394 به ترتیب به 3.3 و 2 رسیده و بهبود یافته اند. هرچند نتایج این دو سال بیانگر بهبود نسبی شرایط منابع آب در حوضه آبریز زاینده رود می باشند، اما فاصله زیادی به ویژه در بخش آب شرب از شرایط مطلوب دارند که نیازمند توجه جدی تصمیم گیرندگان و تدوین برنامه ای پویا برای توسعه پایدار این حوضه می باشد.
کلید واژگان: حوضه زاینده رود, شاخص یکپارچه ی ردپای آب های زیرزمینی, شاخص یکپارچه ردپای آب های سطحی, منابع آبDeclining the quality and quantity of water resources in recent years has threatened food security, health and the development of communities, especially in arid and semi-arid areas. The purpose of this study is to investigate the quantitative and qualitative conditions of surface and groundwater resources in the drinking and irrigation sections of Zayandeh Rood basin that faces political and social sensitivities in addition to the dangers of the arid regions of the Central Plateau of Iran. In this paper, using the integrated groundwater footprint (iGF) and for the first time integrated surface water footprint (iSF) indices as well as applying the Schoeller and Wilcox standards for checking quality of drinking and agricultural water, respectively, water resources status has been evaluated in 2006 and 2016. The average of integrated groundwater management index in Zayandehrud basin for drinking and irrigation purposes in 2006 is equal to 8.9 and 1.3, respectively and these values have decreased to 7.3 and 1.1 in 2016. Furthermore, in 2006 the average of integrated index of surface water footprint for whole basin in drinking and irrigation water were obtained 3.8 and 2.4, respectively and these values have improved to 3.3 and 2 in 2016. However, the results of these two years show a relative improvement in water resources in the Zayandeh Rood Basin, but they are far from acceptable conditions, especially in the drinking water sector, which requires serious attention of decision makers for developing of dynamic plans for sustainable development of this basin.
Keywords: Integrated ground water footprint, Integrated surface water footprint, water resources, Zayandeh Rood Basin -
از آن جاییکه سهم عمده ای از منابع آب برای مصارف کشاورزی استفاده می شود لذا شبکه های آبیاری و زهکشی اهمیت پیدا می کند. همچنین این شبکه ها تحت تهدید خطرات مختلف طبیعی و غیر طبیعی هستند که هرکدام از آن ها می توانند عملکرد شبکه را تحت تاثیر قرار دهد. این تحقیق به دنبال توسعه مدل تحلیل ریسک سامانه توزیع آب کشاورزی با کمک شبکه های بیزین هیبرید است. ساختار مدل بیزین هیبرید مقدار ریسک سامانه توزیع آب کشاورزی را با استفاده از اطلاعات آب ورودی به سامانه توزیع آب سطحی، تقاضای شبکه آبیاری و الگوی نوسان بخش بالادست شبکه به تفکیک جزءهای سامانه توزیع ارزیابی می کند. خطرات تهدید کننده سامانه مشخص شده و گره های مدل باتوجه به این خطرات و اجزای سامانه تعیین می شود. این مدل بر روی توزیع شبکه آبیاری رودشت واقع در اصفهان مورد بررسی قرار گرفت که تحت تهدید خطرات عملکرد نادرست اپراتور و تلفات بهره برداری است. مقادیر ریسک قسمت توزیع سامانه به طور میانگین به ترتیب برابر با 8/14 درصد و ریسک جزءها در بازه 01/0 تا 2/49 درصد محاسبه شد. نتایج نشان داد که مدل شبکه بیزین هیبرید ارزیابی ریسک سامانه توزیع آب کشاورزی، در دو بخش آموزش و آزمایش به ترتیب با مقدار جذر میانگین مربعات خطا 07/0 و 08/0 درصد و ضریب تبیین 65/0 و 63/0 دارای دقت و عملکرد مناسبی است. نتایج این تحقیق و مدل ارایه شده به بهره برداران و تصمیم گیران کمک می کند تا عوامل و میزان احتمالی شکست اجزای سامانه،اطلاع پیدا کنند و برنامه ریزی بهتری برای تخصیص آب آبیاری بر اساس ریسکهای پیشبینی شده در شرایط وقوع خطرات مختلف تدوین نمایند.کلید واژگان: تحلیل ریسک, سامانه آب کشاورزی, عملکرد نامناسب اپراتور, تلفات بهره برداری, شبکه آبیاری رودشتDevelopment of Hybrid Bayesian Network Model for Multi-Hazards Risk Assessment of Irrigation NetworkSince the majority of water resources is used for agricultural purposes, irrigation and drainage networks become important. Moreover, these networks are threatened by various natural and unnatural hazards that each one can affect the performance of the network. This research seeks to develop a risk analysis model of agricultural water distribution systems with the help of hybrid Bayesian networks. The proposed hybrid Bayesian model evaluates the risk of agricultural water distribution system and its components with the following inputs: inflow of water distribution system and its fluctuation, and the demand of water. The hazards which threat the system are identified and the model nodes are determined according to these risks and the system components. This model was investigated on the distribution of Roodasht irrigation network located in Isfahan, which is under the threat of improper performance of the ditch-riders and operational losses. The average risk value of the distribution system was 14.8% and the risk of components was calculated in the range of 0.01-49.2%. The hybrid Bayesian network model shows a good accuracy and performance in training and test sets with root mean square error of 0.07% and 0.08%, and coefficient of determination of 0.65 and 0.63, respectively. The proposed model helps operators and decision-makers to be aware of the causes and potential failures of the system’s components. This can lead to better planning for the allocation of irrigation water based on the anticipated risks in the occurrence of various hazards.Keywords: risk assessment, Agricultural Water System, Improper Performance of the Ditch-Riders, Operational Losses, Roodasht Irrigation Network
-
سابقه و هدف:
در شبکه های آبیاری، بخش قابل توجهی از آب در طی فرآیند توزیع به علت تلفات ناشی از نشت و بهره برداری هدر می رود. با توجه به محدودیت های منابع آب لازم است تا به منظور رفع این مشکل روش هایی برای کاهش تلفات از کانال ارایه گردند. از اینرو، در تحقیق پیشرو، با هدف ارتقاء بهره وری آب در سامانه های توزیع آب کشاورزی، روشی برای برآورد حداقل تلفات ناشی از نشت و بهره برداری در کانال های خاکی با استفاده از مدل بهینه ساز الگوریتم جامعه مورچگان ارایه شد.
مواد و روش هادر این پژوهش نوآوری و هدف، بهینه سازی تلفات نشت و بهره برداری در سامانه های توزیع آب با استفاده از الگوریتم جامعه مورچگان است و در نهایت نتایج حاصل از الگوریتم برای مدیریت منابع آب به ویژه در سامانه های توزیع آب کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد. برای دستیابی به هدف ذکر شده در بخش نخست، اطلاعات پایه مورد نیاز از کانال دشت مغان جمع آوری و با هدف شبیه سازی هیدرولیکی جریان در کانال های روباز از مدل ریاضی بهره برداری ساده شده انتگرالی- تاخیری استفاده شد. در ادامه، به منظور حداقل سازی تلفات نشت از رابطه استخراج شده از سابقه تحقیق استفاده و بر اساس مقدار نشت اندازه گیری شده در هربازه از 23 کیلومتر کانال مدنظر این تحقیق، واسنجی و صحت سنجی شد. به منظور بهینه سازی در این تحقیق، دو تابع تک هدفه، به ترتیب با هدف حداقل سازی تلفات نشت و حداقل سازی کمبود آب تحویلی به هر آبگیر در فرآیند توزیع آب در کانال اصلی، تعریف و در مدل بهینه ساز الگوریتم جامعه مورچگان، تنظیم و تدوین شدند. در ادامه با ایجاد لینک بین مدل شبیه ساز هیدرولیکی، رابطه برآورد نشت و مدل بهینه ساز الگوریتم جامعه مورچگان، امکان بهینه سازی توابع مذکور فراهم شد.
یافته هابا توجه به نتایج حاصل شده، در بهینه سازی تابع هدف اول، با هدف حداقل سازی تلفات نشت، مقدار تلفات نشت در طول 23 کیلومتر بازه ی انتخابی تحقیق، از مقدار 199/0 مترمکعب بر ثانیه (تلفات نشت در وضعیت حال حاضر بهره برداری کانال مورد مطالعه) به 187/0 مترمکعب برثانیه کاهش یافت. بنابراین، میزان کاهش تلفات نشت برای تابع هدف اول 6 درصد می باشد. اما اعمال تابع هدف اول منجر به افزایش مقدار تلفات بهره برداری از 91/39 درصد، که مقدار تلفات بهره برداری حاضر در کانال می باشد، به 55/45 درصد شده است. به بیان دیگر، تلفات بهره برداری در طول بازه ی انتخابی نسبت به تلفات بهره برداری حاضر در کانال مذکور، 64/5 درصد افزایش یافته است. بنابراین، مقدار کل تلفات در تابع هدف اول در مقایسه با وضعیت حاضر کانال به میزان 39/0 درصد کاهش نمود. درتابع هدف دوم بهینه سازی، نتایج حاصل حاکی از کاهش تلفات بهره برداری از مقدار 91/39 درصد به مقدار 91/27 درصد می باشد که نشان دهنده ی کاهش 12 درصدی تلفات بهره برداری در مقایسه با وضع موجود این نوع تلفات است. همچنین با اعمال تابع هدف دوم تلفات نشت از مقدار 199/0 مترمکعب برثانیه به 2168/0 مترمکعب بر ثانیه افزایش یافته است، که نشان دهنده ی افزایش 9/8 درصدی تلفات نشت در مقایسه با شرایط موجود است. مقدار کل کاهش تلفات در تابع هدف دوم نسبت به وضعیت حاضر برابر 1/3 درصد می باشد.
نتیجه گیرینتایج توابع تک هدفه کاهش تلفات نشت و بهره برداری نشان دادند که بهینه سازی با هدف کاهش تلفات نشت، منجر به کاهش چشمگیری در کاهش کل تلفات در کانال های آبیاری نمی گردد. اما در سوی مقابل بهینه سازی با هدف کاهش تلفات بهره برداری، مدل بهینه ساز الگوریتم جامعه مورچگان با انتخاب اعماق بهینه توانست مقدار تلفات بهره برداری را تا مقدار قابل ملاحظه ای کاهش دهد. با توجه به نتایج، به طور کلی می توان اذعان نمود که پروژه های مدرن سازی، نوسازی و بهسازی شبکه های آبیاری، که با هدف کاهش تلفات و بهبود بهره وری آب انجام می گیرد، در صورتی که معطوف به بهبود فرآیند بهره برداری گردد، منجر به کاهش بیشتر تلفات در سامانه توزیع آب کشاورزی خواهد شد.
کلید واژگان: بهره برداری, کانال اصلی خاکی, بهینه سازی, تلفات توزیع, تلفات نشتBackground and objectivesa significant portion of water is wasted during the conveyance and distribution process due to seepage and operational losses. To deal with the limitation of water resources, it is necessary to provide methods for reducing losses from canals. Therefore, the current study aimed to represent a method for estimating the minimum seepage and operational losses in earthen canals in order to improve water efficiency in agricultural water distribution systems using ant colony optimization algorithm.
Material and methodsIn this research, the innovation and aim are to optimize seepage and operational losses in water distribution system using the ant colony optimization and the results of the algorithm are used to manage water resources, especially in agricultural water distribution systems. To achieve this goal, initially, basic information was collected from the Moghan plain canal and for the purpose of hydraulic flow simulation in the canal a simplified mathematical integrator-delay model was used. Then, in order to minimize seepage losses, a formula extracted from research history was applied. In addition, the seepage formula was calibrated and validated based on the measured seepage amount at each segment over the 23 km of the canal. Also, to optimize the purpose of this study, two single objectives, which they were minimizing seepage and water shortage delivered to each offtake in the main canal distribution process, respectively, were defined and adjusted in ant colony optimization algorithm model. Then, by linking the hydraulic simulator model, the estimation seepage formula and the Ant colony optimization model, it was possible to optimize the mentioned objective functions.
ResultsAccording to the results, optimizing the first objective function, in order to minimize seepage losses caused the reduction of total seepage amount during the 23 Km of selected research area, from 0.199 Cubic meter per second (seepage in the present condition of the studied canal) to 0.187 Cubic meter per second. Therefore, the reduction in seepage losses for the first objective function was 6 percent. However, the application of the first objective function has led to an increase in the amount of operational losses from 39.91%, which is the amount of current operational losses in the canal, to 45.55%. In other words, the operational losses from the first objective function compared to the current operational losses, increased by 5.64%. Accordingly, the total reduction of losses in the first objective function compared to the current losses in the canal was 0.39 percent. By applying the second objective function, the results show a reduction in operational losses from 39.91% to 27.91%, which indicates a 12% reduction in operational losses compared to the current situation of this type of losses. Also, seepage losses have increased from 0.199 cubic meter per second to 0.2168 cubic meter per second, which indicates an 8.9% increase in seepage losses compared to the current situation. Overall, the total losses reduction in the second objective function compared to the current situation is equal to 3.1 percent.
Conclusionsingle objective functions of seepage and operational losses reduction results showed that optimization with the purpose of reducing seepage losses did not lead to a significant reduction in total losses in irrigation canals. On the other hand, in order to reduce operational losses, Ant colony optimization algorithm model by choosing optimum water depths could reduce the amount of operational losses to a considerable amount. According to the results, it can be generally acknowledged that modernization, renovation and rehabilitation projects of irrigation networks with the target of reducing losses and improving water use efficiency, if more focused on improving the operating process, more reduction of losses would result in agricultural water distribution system.
Keywords: operational, main earthen canal, Optimization, distribution losses, seepage losses -
مجله آب و فاضلاب، پیاپی 131 (بهمن و اسفند 1399)، صص 162 -179
پساب های شهری به دلیل آن که مقدار کمیت و کیفیت آنها توسط بشر کنترل می شود، منبع مناسبی برای تخصیص به کاربری های مختلف برای مصارف غیرخانگی است اما دارای محدودیت هایی نیز هستند. استفاده غیراصولی از این پساب ها بدون تصفیه کامل می تواند باعث بروز مخاطرات محیط زیستی و بهداشتی شده و در نتیجه باعث بروز نارضایتی های اجتماعی و گاهی مشکلات اقتصادی شود. این پژوهش به بررسی مخاطراتی که استفاده از پساب را محدود می کند، اختصاص داده شده است. برای این پژوهش اطلاعات کیفی 26 تصفیه خانه در کشور جمع آوری شد. با استفاده این اطلاعات و با ایجاد یک بانک اطلاعاتی مناسب، خطرپذیری استفاده از پساب در کشاورزی و صنعت با در نظر گرفتن شاخص های اصلی ریسک محیط زیستی، اجتماعی-فرهنگی، اقتصادی و فنی محاسبه شد. برای محاسبه ریسک ها، پژوهش ها و مدارک چاپ شده و نشده مختلف جمع آوری و مرور شد، مخاطرات گوناگونی در ارتباط با استفاده از پساب، شناسی و در نهایت در دسته های ریسک های چهارگانه بیان شده تقسیم شده اند. در ادامه شبکه های سلسله مراتبی ارایه شده تا ریسک های اصلی و در نهایت ریسک کلی محاسبه شود. شبکه های بیزین برای مدل سازی ساختارها استفاده شده است. روابط بیزین به صورت علت و معلولی بوده که کمک شایانی به بیان روابط بین گره ها به صورت احتمالاتی می کند. نتایج پژوهش نشان داد که ریسک استفاده از فاضلاب تصفیه شده شهری با توجه به تصفیه فعلی برای کشاورزی معمولا بیشتر از استفاده در صنعت است و بنابراین مقبولیت استفاده از پساب در صنعت ممکن است بیشتر از کشاورزی باشد. همچنین نتایج به دست آمده نشان داد که ساختارهای مخاطرات ریسکی در ارتباط با کشاورزی و صنعت در شبکه های بیزین با توجه به شاخص های R2، RMSE و MAPE به خوبی مدل شده اند. میانگین این شاخص ها برای شبکه های بیزین ریسک استفاده از پساب در کشاورزی به ترتیب 993/0، 202/0 و 637/0 و استفاده از پساب در صنعت به طور معمول 988/0، 980/0 و 731/2 است. بنابراین با توجه به نتایج می توان اذعان کرد که شبکه های بیزین قابلیت در مدل سازی ساختارهای ریسک استفاده از پساب در کشاورزی و صنعت دارد. مدیران و مجریان پروژه ها می توانند با به کارگیری روش ارایه شده در این پژوهش می توانند به ارزیابی ریسک های مرتبط به محیط زیستی، اجتماعی-فرهنگی، اقتصادی و فنی برای استفاده از پساب در کشاورزی و صنعت بپردازند.
کلید واژگان: تحلیل ریسک, پساب شهری, عدم قطعیت, شبکه های بیزینUrban treated wastewater is a useful resource for allocation to various non-potable reuses because its quantity and quality can be controlled and managed by humans, but it has its limitations. Improper use of these resources without treatment can lead to environmental and health risks and, as a result, can cause social dissatisfaction and sometimes economic problems. This paper examines the risks of limitations associated with the use of treated wastewater. Qualitative information of 26 wastewater treatment plants in the country was collected to create a proper database for risk assessment of using treated wastewater for agricultural and industrial application by taking into account the major factors such as environmental, socio-cultural, economic, and technical. For risks calculation, multiple risks associated with the use of treated wastewater were identified by reviewing various available publications and categorizing them according to the above four risk factors. Hierarchical networks were prepared to calculate the main and the overall risk. Bayesian networks were used to model risk-based structures. Bayesian relationships are causal and helpful in expressing the links of the nodes in a probabilistic way. Research results show that the risk of using treated urban wastewater in agricultural sector is generally higher than its application in industrial use, and hence it will make it more suitable and more acceptable for industrial use under current treatment. Bayesian risk-based agricultural and industrial structures were suitably modeled according to R2, RMSE, and MAPE indicators. The average values of the above indicators for the calibration of Bayesian model using treated wastewater in agricultural and industrial risked-based structure were 0.993, 0.202 and 0.637; 0.988, 0.980 and 2.731, respectively. From this study it can be concluded that Bayesian networks have a modeling capability in assessing the risk associated with the use of treated wastewater in agricultural and industrial sectors. The method presented in this paper can be used by the wastewater treatment plant managers and end users when assessing the potential risk of using treated effluent for agricultural and industrial applications.
Keywords: Risk Assessment, Urban Treated Wastewater, Uncertainty, Bayesian networks -
هدف
پژوهش حاضر با هدف بررسی رابطه استرس شغلی با ویژگیهای شخصیتی و همچنین تاثیر استرس شغلی بر ویژگیهای شخصیتی با میانجیگری حمایت اجتماعی انجام شده است.
روشجامعه آماری شامل پرسنل فراساحل شاغل در شرکت نفت فلات قاره ایران (IOOC) در جزیره خارگ بود. 234 شرکت کننده از طریق نمونه گیری در دسترس ، به سه پرسشنامه پاسخ دادند (استرس شغلی ، فرم بسیار کوتاهی NEO و حمایت اجتماعی ادراک شده از مقیاس خانواده). چهار فرضیه اصلی با استفاده از تحلیل معادلات ساختاری مورد بررسی قرار گرفت.
یافته هایافته ها نشان داد که بین ویژگی های شخصیتی و استرس شغلی به جز باز بودن به تجربه ، رابطه پیش بینی کننده وجود دارد به گونه ای که استرس شغلی بر نوروتیزم اثر فزاینده و بر برون گرایی ، توافق و وظیفه شناسی اثر کاهنده دارد. از طرف دیگر ، حمایت اجتماعی به عنوان یک تعدیل کننده می تواند اثرات استرس شغلی بر روی صفات شخصیتی بجز باز بودن در تجربه ، برونگرایی و توافق را کاهش دهد به گونه ای که می تواند نوروتیزم را کاهش داده و وظیفه شناسی را افزایش دهد.
نتیجه گیرینتایج به طور کلی تاثیر استرس شغلی بر ویژگیهای شخصیتی را نشان داد و نشان داد که حمایت خانواده به عنوان یک محافظ می تواند اثرات استرس شغلی بر ویژگیهای شخصیتی را کاهش دهد. نتایج بر اساس مدلهای موجود در زمینه تغییرات شخصیت مورد بحث قرار گرفت.
کلید واژگان: استرس شغلی, صفات شخصیتی, فرونشاندن استرس, حمایت اجتماعی, روانشناسی سلامت شغلیObjectivethe present study aimed at studying the relationship between job stress and personality traits and also if the effect of job stress on personality traits was moderated by social support.
MethodThe populations consisted of offshore personnel working in Iranian Offshore Oil Company (IOOC) in Kharg Island. 234 participants using convenience sampling answered three questionnaires (job stress, very brief NEO-form, and perceived social support of family-scale). Four main hypotheses using structural equation analysis were examined.
ResultsThe findings showed a predictive effect between the personality traits and job stress except for openness to experience such that job stress had an increasing effect on neuroticism and a decreasing effect on extraversion, agreeability, and conscientiousness. Social support, on the other hand, as a moderator decreased the effects of job stress on personality traits except for openness to experience, extraversion, and agreeability such that it decreased neuroticism and increased conscientiousness.
Conclusionthe results generally revealed the predictive effects of job stress on personality traits and showed that social support, as a buffer, can reduce the effects of job stress on personality traits. The results were discussed based on the existing models on personality changes.
Keywords: Job stress, personality traits, Stress Suppression, Social Support, occupational health psychology -
پیش بینی سیلاب واریزه ای جهت کاهش خسارات ناشی از آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هدف این تحقیق پیش بینی غلظت رسوبات سیلاب (واریزه ای و معمولی) توسط مدل های شبکه بیزین و شبکه عصبی در حوضه های امامه، ناورود و کسیلیان است که به ترتیب در استان های تهران، گیلان و مازندران واقع شده اند. بدین منظور، متوسط ارتفاع، شیب حوضه، مساحت حوضه، بارش فعلی، بارش پیشین (به مدت 3 روز قبل) و دبی 1 روز قبل به عنوان متغیرهای ورودی انتخاب شدند. سپس برای تعیین موثرترین عوامل بر غلظت رسوبات سیلاب، 32 سناریو ارزیابی شد. برای سناریو حاصل از کلیه عوامل منتخب، شاخص های R2</sup> و MAPE در مرحله آزمون، به ترتیب 97/0 و %55/8 برآورد گردید. ارزیابی اثر متغیرهای مختلف نشان داد موثرترین عوامل بر دقت پیش بینی شبکه بیزین به ترتیب ارتفاع حوضه، بارش فعلی، دبی روز قبل، مساحت حوضه و بارش پیشین یک روز قبل می باشند. شاخص های R2</sup> و MAPE برای این سناریو 91/0 و %01/11 است که به دلیل داشتن کمترین تعداد عوامل ورودی و بالاترین دقت به عنوان بهترین سناریو انتخاب گردید. مقایسه عملکرد مدل بیزین با مدل شبکه عصبی نشان داد مدل شبکه بیزین دقت پیش بینی بالاتری دارد. موثرترین عوامل شناسایی شده می تواند برای پیش بینی سیلاب واریزه ای در حوضه های مشابه استفاده گردد.
کلید واژگان: سیلاب واریزه ای, غلظت رسوب, مدل شبکه بیزین, شبکه عصبیIt is important to predict debris flood for reducing its damages. The aim of this study is the prediction of sediment concentration of debris floods and ordinary floods using bayesian network (BN) and artificial neural network (ANN) models in Ammameh, Navrood and Casilian basins which were located in Tehran, Gilan and Mazandaran provinces, respectively. Accordingly, average basin elevation (EL), average basin slope (S), watershed area (A), current day rainfall (R), antecedent rainfall (AR) of three-days ago and discharge of one-day ago were selected as input variables. Then, 32 scenarios were tested to determine the most effective factors on the sediment concentration of flood. For the scenario derived from all selected factors, indices R2 and MAPE in the test stage were obtained 0.97 and 8.55%, respectively. Assessment of the effect of different factors shows that the most effective factors on the BN model’s prediction accuracy are EL, R, PQ, A and AR one-day ago. Indices R2 and MAPE for this scenario were obtained 0.916 and 11.01%, respectively. It was selected as the best scenario because the least number of predictors and the highest accuracy. The most effective factors identified in this study can be used to predict debris flood in similar basins.
Keywords: Debris flood, Sediment Concentration, Bayesian network model, Artificial Neural Network -
هدف اصلی تحقیق حاضر شبیه سازی بهره برداری کانال اصلی آبیاری و ارزیابی نقطه ای، منطقه ای و کلی تحویل و توزیع آب با استفاده از شاخص های کفایت، راندمان و عدالت توزیع آب، و محاسبه شاخص کلی مطلوبیت تحویل و توزیع آب است. بدین منظور، مدل هیدرودینامیکی HEC-RAS در کانال اصلی شبکه آبیاری رودشت ایجاد شد. نتایج کالیبراسیون و صحت سنجی مدل هیدرودینامیکی حاکی از رضایت بخش بودن کارکرد مدل داشت. سناریوهای مختلف بهره برداری شامل نرمال، کم آبی و نوسانی به منظور ارزیابی تحویل و توزیع آب در همه شرایط ممکن درنظر گرفته شد. در ارزیابی نقطه ای کفایت تحویل و توزیع آب در محدوده 7 تا 85 درصد متغیر بوده و میزان راندمان در همه سناریوها 100 درصد محاسبه شد. مقادیر شاخص های کفایت، راندمان و عدالت در ارزیابی منطقه ای به ترتیب در محدوده های6 تا 89 ، 91 تا 100 و 13 تا 46 درصد متغیر هستند. ارزیابی کلی نشان داد که مطلوب ترین وضعیت، مربوط به سناریو شدید افزایشی است که مقادیر شاخص های کفایت، عدالت و راندمان به ترتیب برابر 82 ، 23 و 91 درصد هستند. محاسبه شاخص مطلوبیت تحویل و توزیع آب نشان از عملکرد ضعیف در همه سناریوهای بهره برداری داشت و تنها در سناریو نوسانی شدید افزایشی با میزان 82 درصد، عملکرد کانال متوسط برآورد محاسبه شاخص مطلوبیت تحویل و توزیع آب نشان از عملکرد ضعیف تحویل و توزیع آب در همه سناریوهای بهره برداری داشت و تنها در سناریوی نوسانی شدید افزایشی با میزان 82 درصدی شاخص مطلوبیت تحویل و توزیع آب ، عملکرد کانال متوسط برآورد شد. نتایج ارزیابی تحویل و توزیع آب نشان داد که تحویل و توزیع آب در کانال مورد مطالعه در ارزیابی های نقطه ای، منطقه ای و کلی مطلوب نبوده و نیازمند ارایه راهکارهایی به منظور بهبود عملکرد کانال است.
کلید واژگان: ارزیابی توزیع آب, شبیه سازی بهره برداری, کانال آبیاری, مدیریت بهره برداریThe main purpose of the study is the operational simulation of main irrigation canal and evaluation of water delivery and distribution locally, regionally and overall using adequacy, efficiency, and equity indicators and “Desirability of water delivery and distribution” indicator. To achieve this goal, the hydrodynamic model of Roodasht irrigation network’s main canal was developed. The results of the calibration and validation of the hydrodynamic model showed that the two processes were satisfactory. All available scenarios including normal, water shortages and fluctuations were considered for water delivery and distribution in different conditions. In the local assessment, the adequacy varied from 7 to 85%, and the efficiency in all scenarios was 100%. The adequacy, efficiency, and equity indicators in the regional evaluation varied from 6 to 89, 91 to 100, and 13 to 46%, respectively. The overall evaluation of the canal showed that the most desirable situation is related to a harsh fluctuation increasing with the adequacy, equity and efficiency indicators equal to 82, 23 and 91%, respectively. Calculation of the “Desirability of water delivery and distribution” indicator showed poor performance in all operational scenarios except harsh fluctuation scenario with 82% of which, the canal performance was estimated in fair level.
Keywords: Water distribution evaluation, Operational simulation, Irrigation canal, Operational management
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.