به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

mohammad javad khanjani

  • امین حاجی احمدی، مهناز قائینی حصاروئیه*، محمدجواد خانجانی

    سازه ی ریزشی گردابی به منظور انتقال جریان از رقوم بالاتر به رقوم پایین تر به کار می رود. استهلاک انرژی جریان از وظایف عمده ی این سازه ها می باشد. در تحقیق حاضر مدل فیزیکی سازه ریزشی گردابی فاضلاب شرق تهران (ایران) مورد بررسی قرار گرفت و میزان تاثیر پارامترهای عدد فرود جریان ورودی، شیب کف سازه ورودی و نسبت عمق چاهک به قطر شفت قایم در میزان استهلاک انرژی جریان بررسی گردید. این مطالعه با عدد فرود جریان ورودی برابر 79/1، 01/2، 18/2 و 31/2  و شیب کف سازه ورودی 251/0، 4/0 و 571/0 و نسبت عمق چاهک به قطر شفت قایم برابر 0، 1 و 2 انجام شد. به همین منظور 36 حالت آزمایش طراحی گردید. برای افزایش دقت و آنالیز نتایج، هر آزمایش 3 بار تکرار شد. در نتیجه تعداد کل آزمایش ها، 108 آزمایش می باشد. نتایج نشان داد با تغییر پارامترها، انرژی جریان بین 7/93 تا 5/98 درصد مستهلک می گردد. با افزایش عدد فرود جریان ورودی و نسبت عمق چاهک به قطر شفت قایم میزان استهلاک انرژی به ترتیب 2/2 و 3 درصد کاهش می یابد. همچنین با افزایش شیب کف سازه ورودی میزان استهلاک انرژی جریان 4/2 درصد افزایش می یابد. با بررسی اثر متقابل استهلاک انرژی جریان و عدد فرود جریان خروجی، نسبت عمق چاهک به قطر شفت قایم مناسب بین 3/0 تا 2/1 پیشنهاد گردید. علاوه براین با استفاده از تحلیل واریانس رابطه ای غیر خطی برای تخمین میزان استهلاک انرژی جریان ارایه گردید.

    کلید واژگان: سازه ریزشی، جریان گردابی، استهلاک انرژی جریان، آنالیز واریانس
    Amin Hajiahmadi, Mahnaz Ghaeini-Hessaroeyeh *, Mohammad-Javad Khanjani

    Vortex drop shafts, with a primary function of dissipating flow energy, are used to transfer flow from higher to lower elevations. In the present research, the physical model of the vortex drop shaft of the eastern Tehran sewage system in Iran are studied and the effects of the inflow Froude number, inlet bottom slope, and the ratio of sump depth to vertical shaft diameter on the flow energy dissipation rate are surveyed. This study was performed with Froude numbers of 1.79, 2.01, 2.18 and 2.31, the inlet bottom slopes of 0.251, 0.4, and 0.571, and the sump depth to vertical shaft diameter ratios of 0, 1, and 2. Accordingly, 36 experiments were designed. For the purpose of increasing accuracy and analysis of results, each experiment is repeated 3 times. Consequently, 108 experiments were done. The results showed that the flow energy is dissipated  in the range of 93.7% to 98.5% by changing the parameters. In addition, increasing the inflow Froude number and the sump depth to vertical shaft diameter ratio cause the reduction of the flow energy dissipation rate in the vortex drop shaft by 2.2% and 3%, respectively. Also, increasing the inlet bottom slope increases the flow energy dissipation rate by 2.4%. According to the interaction between the flow energy dissipation and the outflow Froude number, the appropriate sump depth to vertical shaft diameter ratio proposed 0.3-1.2. Furthermore, a nonlinear relationship using the variance analysis was presented to estimate the flow energy dissipation rate.

    Keywords: Drop Shaft, Vortex Flow, energy dissipation, Variance analysis
  • محمد محمودی راد*، محمدجواد خانجانی

    شفت ریزشی گردابی (سازه ورتکس) در سیستم های جمع آوری فاضلاب و زهکشی شهری به منظور انتقال سیال از مجاری سطحی به تونل های زیرزمینی عمیق به کار می رود. در طول ریزش، مقدار زیادی هوا به داخل آب نفوذ می کند و در پایین دست شفت ریزشی آزاد می شود. در این پژوهش، با ساخت مدل فیزیکی سازه از قطعات پلکسی گلاس، جریان هوا در سازه مطالعه شد. با استفاده از آنالیز ابعادی نشان داده شد که عدد فرود جریان (Fr)، نسبت ارتفاع کل ریزش به قطر شفت (L/D) و نسبت عمق چاهک به قطر شفت (Hs/D)، عوامل موثر بر دبی نسبی هوا (b=Qa/Q) در سازه هستند. دقت و توانایی روش فاکتوریل کامل برای توصیف عملکرد سازه در میزان هوای خروجی از آن با استفاده از داده های آزمایشگاهی تایید شد. نتایج نشان داد که دبی نسبی هوا در سازه بین 048/0 تا 278/0 تغییر می کند و با افزایش عواملFr ، L/D و Hs/D افزایش می یابد. همچنین با توجه به این که بیشترین سرعت خروج هوا از سازه مربوط به لوله های هواگیری (با قطر یکسان Da) است که در فاصله بین Da4 تا Da9 از محور شفت قایم قرار دارند، لذا محل مناسب استقرار مجرای هواگیری برای سازه در این محدوده تعیین شد. علاوه بر این معادله ای غیر خطی به صورت تابعی از Fr، L/D و Hs/D برای تخمین دبی نسبی هوا در سازه ورتکس با استفاده از آنالیز رگرسیون ارایه شد.

    کلید واژگان: سازه ورتکس، دبی نسبی هوا، روش فاکتوریل کامل، تحلیل رگرسیون
    Mohammad Mahmoudi Rad *, Mohammad Javad Khanjani

    Vortex drop shaft (Vortex structure) is used in sewage and drainage systems to transfer fluid from surface conduit to deep underground tunnels. During the plunge, large volume of air is entrained into the water and then released of the drop shaft downstream. In the current research, an experimental model, made of Plexiglas segments, was set up to investigate hydraulic performance of vortex structure. Dimensional analysis results illustrated that ratio of sump depth to shaft diameter (Hs/D), ratio of drop total height to shaft diameter (L/D), and Froude number (Fr) were considered effective variables on relative air discharge (β=Qa/Q). The ability of the full factorial method (FFM), to describe this structure’s hydraulic characteristics, was validated using experimental data. The results indicated that the relative air discharge changed from 0.048 to 0.278 and increased with an increase in Fr, L/D and Hs/D factors. With respect to the maximum velocity of air outflow from the structure of the air vent pipes (with the same diameter Da), located between the 4Da and 9Da from the axis of the vertical shaft, this range is recommended for installation of air vent pipes. Furthermore, a regression-based-equation in the form of a quadratic polynomial as a function of Hs/D, L/D and Fr was proposed to estimate relative air discharge (β).

    Keywords: Vortex Structure, Relative Air Discharge, Full Factorial Method, regression analysis
  • سید رضا هاشمی نژاد، محمدجواد خانجانی*، غلامعباس بارانی

    منهول های ریزشی در شبکه های فاضلاب و جمع آوری روان آب سطحی واقع در منطقه های شیب دار شهری از سرعت زیاد سیال جلوگیری می کنند و موجب استهلاک انرژی می شوند. عملکرد ضعیف هیدرولیکی آن ها در رژیم جریان R2 توسط صفحه شکست جت بهبود داده شده است. با این وجود هنوز لازم است مشخصات هندسی صفحه شکست جت به طور دقیق تعیین شوند. در این تحقیق تاثیر طول، عرض، انحناء، و زاویه صفحه و همچنین نسبت پرشدگی لوله ورودی، بر کارایی هیدرولیکی منهول ریزشی به طور آزمایشگاهی مطالعه شده است. آزمایش ها با استفاده از روش های آنالیز ابعادی و طرح فاکتوریل دو-سطحی طرح شدند و جریان هوا در منهول مورد بررسی قرار گرفت. تجزیه و تحلیل آماری نتایج نشان داد که پرشدگی لوله ورودی برابر 80%، انحناء صفحه شکست جت برابر صفر و زاویه آن با راستای قایم به میزان 70 موجب کاهش میانگین نیاز نسبی هوا و بهبود عملکرد هیدرولیکی منهول می شوند. همچنین نتایج گویای این بودند که طول و عرض صفحه شکست جت اثر معنی داری بر جریان هوا در این سازه نداشتند.

    کلید واژگان: استهلاک انرژی، جریان هوا، صفحه شکست جت، طرح آماری آزمایش ها، طرح فاکتوریل، منهول ریزشی
    Seyedreza Hasheminejad, MohammadJavad Khanjani *, GholamAbbas Barani

    Drop manholes prevent excessive flow velocity and provide energy dissipation in steep urban sewer and drainage systems. Poor hydraulic performance of them under Regime R2 was improved by jet-breakers. However, they should be still properly sized to efficiently enhance drop manhole operation. In this study, effects of jet-breaker length, width, sagitta, and angel, as well as inlet pipe filling ratio on drop manhole performance, were investigated experimentally. Dimensional analysis and two-level factorial design were utilized to design experiments and analyze drop manhole air demand. Statistical analysis of the results revealed both significant design factors and regression models. Analysis of result determined the proper levels of significant design factors as 80% filling ratio of the inlet pipe, the jet-breaker angel of 70˚, and the jet-breaker sagitta equal to zero. Nevertheless, neither length nor width of jet-breaker had significant effects.

    Keywords: Air demand, drop manhole, Energy dissipation, Factorial design, jet-breaker, statistical design of experiments
  • سید رضا هاشمی نژاد*، محمدجواد خانجانی، غلامعباس بارانی

    چاهک های ریزشی به منظور استهلاک انرژی در مسیر خطوط شبکه های جمع آوری روان آب سطحی و یا فاضلاب در مناطقی که اختلاف شیب زیاد هست استفاده می شوند. یکی از روش های افزایش استهلاک انرژی و بهبود عملکرد سیستم در رژیم جریان R2 استفاده از صفحه شکست جت می باشد که تاثیر طول، عرض، انحناء، زاویه قرارگیری صفحه، و نسبت پر شدگی لوله ورودی بر استهلاک انرژی از اهداف این مطالعه می باشد. در این پژوهش آزمایش ها براساس طرح 5^2 فاکتوریل کامل، با استفاده از روش های طرح نوین آزمایش ها و آنالیز ابعادی، طرح شدند. هفده صفحه شکست جت مورد آزمایش قرار گرفت و حدود 350 تست انجام شد. آنالیز آماری نتایج نشان داد که نسبت پرشدگی لوله ورودی برابر 80%، انحناء صفحه شکست جت برابر 0 و زاویه آن نسبت به راستای قایم برابر 70، موجب بهبود شاخص استهلاک انرژی در این شده اند. همچنین، آنالیز نتایج حاکی از آن بود که تاثیر طول و عرض صفحه بر متغیر پاسخ در حدود مورد بررسی معنی دار نبوده است. بعلاوه، این پژوهش نشان داد که استفاده از روش طرح آزمایش ها، انجام، تحلیل، و نتیجه گیری از مدل سازی را می تواند به ترتیب آسان، کمی، و بی اغماض نماید.

    کلید واژگان: استهلاک انرژی، بهینه سازی، صفحه شکست جت، طرح فاکتوریل، منهول ریزشی
    Seyed reza Hasheminejad *, MohammadJavad Khanjani, Gholamabbas Barani

    Drop manholes are employed to dissipate energy in steep routes of sewer and drainage systems. The jet-breaker could be used to increase energy dissipation and hydraulic performance of them under Regime R2 and studying the effects of the jet-breaker length, width, sagitta, angle, as well as the inlet pipe filling ratio on drop energy dissipation were among the aims of this research. The modern statistical Design of Experiment (DoE) methodology and dimensional analysis were utilized to design the experiments according to the 2^5 full factorial design. Seventeen jet-breakers were examined and about 350 tests were performed. The statistical analysis of the results revealed that the response variable was significantly improved when the inlet pipe filling ratio was 80% and jet-breaker sagitta was equal to zero, and its angle was at 70˚. Also, effects of jet-breaker length and width ratios were insignificant. Moreover, The use of DoE resulted in straightforward data analysis and unbiased concluding.

    Keywords: drop manhole, Energy dissipation, Factorial design, jet-breaker, optimization
  • سید رضا هاشمی نژاد*، عاطفه مقبلی، سعیده حبیبی، محمدجواد خانجانی

    از شیب شکن ورتکس برای انتقال فاضلاب به تراز پایین تر در نواحی پرشیب استفاده می گردد. این سازه معمولا در اختلاف ترازهای بیش از پنج متر بکار برده می شود. از آنجا که اختلاط آب و هوا در سازه ورتکس نسبتا زیاد است، وجود مواد شوینده کف زا در جریان فاضلاب می تواند موجب تشکیل کف در بخش هایی از این سازه شود. این پدیده می تواند بر بده هوای عبوری از سازه اثرگذار باشد و موجب اختلال در کارکرد هیدرولیکی آن شود. در این پژوهش با استفاده از روش طرح آماری آزمایش ها تاثیر جریان کف زا بر بده هوای خروجی از این سازه، توسط مدل فیزیکی مطالعه شده است. تاثیر عدد غلظت، نوع ماده کف زا و عدد فرود بر متغیر پاسخ، نسبت دبی هوا به دبی جریان، در قالب طرح 33 فاکتوریل کامل و با انجام 63 آزمایش بررسی شد. آنالیز آماری نتایج نشان داد که تاثیر هر سه عامل مورد بررسی بر بده هوا از نظر آماری معنی دار است و با افزایش عدد غلظت و عدد فرود، بده نسبی هوای خروجی کاهش می یابد. همچنین مشاهده شد که تشکیل کف در سازه موجب افزایش دبی هوا تا 82% و در شرایطی موجب کاهش آن تا 64% شده است.

    کلید واژگان: جریان کف زاجریان هواشیب شکن ورتکسطرح آزمایش ها (DoE)مدل فیزیکی
    Seyedreza Hasheminejad*, Atefeh Moghbeli, Saideh Habibi, MohammadJavad Khanjani

    Drop vortex is utilized to convey sewage across elevation change in steep catchments. This structure is generally used when the elevation difference is more than 5 m. Since the air and water flow are extensively combined in these structures and the sewage flow might contain detergent and foam producing materials, foam could produce in some parts of drop vortex. This phenomenon could affect vortex airflow and reduce drop vortex hydraulic performance. In this investigation, the effects of Foam Producing Flow (FPF) on vortex air discharge were studied by a scaled model and statistical Design of Experiment (DoE) methodology. Effects of Concentration Number, detergent type, and Froude Number on the dependent variable, air discharge to water discharge ratio, were studied by 33 full-factorial design and 63 runs. Analysis of the results revealed that all design factors had meaningful effects on vortex air discharge and it decreases by the increase of Concentration and Froude Number. Moreover, it was illuminated that foam formation could boost air discharge by 82% and in some conditions could reduce it more than 64%.

    Keywords: foam producing flow (FPF)air dischargedrop vortexdesign of experiments (DoE)experimental model
  • محمد محمودی راد*، محمد جواد خان جانی

    سازه ی ورتکس در سیستم های جمع آوری فاضلاب و زهکشی شهری به منظور انتقال سیال به مجاری زیرزمینی با رقوم پایین تر به کار می رود. در تحقیق حاضر، با ساخت مدل فیزیکی سازه از قطعات پلکسی گلاس، بازدهی اتلاف انرژی جریان در سازه مورد مطالعه قرار گرفته است. با استفاده از آنالیز ابعادی نشان داده شده است که عدد فرود جریان (Fr)، نسبت ارتفاع کل ریزش به قطر شفت (L/D) و نسبت عمق چاهک به قطر شفت (Hs/D) عوامل موثر بر بازدهی اتلاف انرژی جریان در سازه می باشند. در این تحقیق با در نظر گرفتن چهار سطح برای عامل Fr (1/77، 2/01، 2/18 و 2/32)، سه سطح برای عامل L/D (10، 13 و 16)، سه سطح برای عامل Hs/D (0، 1 و 2) و چهار تکرار برای تمام ترکیبات ممکن بین عوامل، 144 (3*3*4*4) آزمایش در قالب روش فاکتوریل کامل طراحی و آنالیز شده است. نتایج نشان داد که بازدهی اتلاف انرژی جریان با افزایش عدد فرود، 8 درصد کاهش و با افزایش نسبت ارتفاع کل ریزش به قطر شفت و نسبت عمق چاهک به قطر شفت به ترتیب 5 و 2 درصد افزایش می یابد. همچنین نشان داده شد که تاثیر متقابل عدد فرود جریان و نسبت عمق چاهک به قطر شفت بر بازدهی اتلاف انرژی جریان در سازه معنی دار نمی باشد. علاوه بر این، معادله ای غیر خطی به صورت تابعی از عدد فرود جریان، نسبت ارتفاع کل ریزش به قطر شفت و نسبت عمق چاهک به قطر شفت  برای تخمین بازدهی اتلاف انرژی جریان با استفاده از آنالیز رگرسیون ارائه شده است. همچنین نشان داده شد که در صورت استفاده از چاهک در پایه شفت ریزشی با عمق 1 تا 1/6 برابر قطر شفت، عملکرد هیدرولیکی سازه افزایش می یابد.

    کلید واژگان: سازه ی ورتکس، اتلاف انرژی، طرح آزمایشات، تحلیل رگرسیون
    Mohammad Mahmoudi Rad*, Mohammad Javad Khanjani

    With rapid rise in development of urban districts, a ferocious demand for water-collecting urban sewer systems is inevitable. In fact, flexible sewer collecting systems and drainage systems should be developed for controlling sewage and runoff, respectively. In the case of underground, conducting water flow properly through high vertical distances needs reliable criteria design for dissipating flow energy. Vortex structure is taken into account as one of the economical infrastructures which can be used to eradicate destructive impacts of inflow over a drop with invert elevation. In the current investigation, a physical model, made of Plexiglas segments, was set up to study hydraulic performance of vortex drop structure in terms of flow energy dissipation efficiency (FEDE). 144 experiments were conducted and analyzed by means of full factorial method (FFM). Results of dimensional analysis demonstrated that Froude number (Fr), ratio of drop total height to shaft diameter (L/D), and ratio of sump depth to shaft diameter (Hs/D) were considered effective variables on the FEDE. Hence, a regression based equation in form of a quadratic polynomial was proposed to estimate FEDE variable. Experiments aims were to investigate simultaneous effects of approach flow Fr, L/D, Hs/D on the FEDE. Results of experiments indicated that FEDE variable had downward trends with an increase in Fr variable and additionally, FEDE has gone through upward trends with an increase of L/D and Hs/D ratios. Increase in , which causes remarkable effect of wall friction on vortex flow, leads to increase in FEDE in the structure. Moreover, observations showed that decrease in inlet discharge for smaller Froude number results in more rotations of vortex flow in vertical shaft than flow with larger discharges for larger Froude number. This causes reduction of FEDE due to increase in inlet discharge. In addition, shown that in the structures with smaller L/D (L/D=10), the reduction effect of  on the FEDE is more. With respect to positive effects of sump depth range (Hs/D=1-1.6) on FEDE and flow patterns observed in the entrance outlet tunnel, range (Hs/D=1-1.6) can be replaced by Hs/D range (0.7-1) proposed Zhao et al. [11]. In addition, the results showed that the interaction of  and Hs/D on the FEDE in the structure is not significant.
    For Q between 9.7 and 27.1 l/s, formation of hydraulic jump in tangential inlet was not occurred and flow was drained freely to drop shaft. Additionally, water surface in tangential inlet was lower than that of approach channel. In the outlet part of vortex structure, flow hitting the baffle leads to relatively significant increase in flow elevation top of the baffle in comparisons with other parts. Moreover, for constant values of Q and Hs/D ratio, flow elevation over the baffle has increased with an increase in L/D ratio, while for constant values of Q and L/D ratio, flow elevation has plummeted with an increase in Hs/D. Observations of experiments indicated that baffle-hitting flow accelerated without existence of sump at the base of drop shaft. Then caused to detaching flow and consequently occurrence of cavitation increased.

    Keywords: Vortex structure, Energy dissipation, Experimental design, Regression analysis
  • سمیه صالحی*، محمد جواد خانجانی
    بحران آب آشامیدنی در بسیاری از نقاط جهان وجود دارد. تکنولوژی های نمک زدایی تا حد زیادی مشکلات کمبود آب را کاهش می دهند و کیفیت زندگی و وضعیت اقتصادی را بهبود می بخشند. با توجه به اینکه فرایندهای نمک زدایی مختلفی وجود دارد؛ اما اسمز معکوس از فرایندهای غشایی است که اخیرا پیشرفت ها و کاربردهای زیادی داشته است. همواره فاکتورهای زیادی بر عملکرد یک سیستم نمک زدایی تاثیر دارد؛ از جمله این موارد، می توان به تغییرات دما، فشار، غلظت آب ورودی، میزان آب ورودی، نحوه طراحی و چیدمان ممبرین ها اشاره کرد. در این پژوهش، تغییرات هر یک از این پارامترها و تاثیرش بر عملکرد سیستم با معادلات ریاضی، پکیج نرم افزاری و تجربیات میدانی به دست آمد. طبق یافته ها، فشار و دما همواره به عنوان فاکتوری با کارکرد متناقص در حفظ کیفیت و کمیت آب تصفیه شده عمل می کنند. افزایش غلظت و میزان آب ورودی باعث کاهش کیفیت آب تصفیه شده می شود. برای افزایش 10% راندمان می توان سیستم دو مرحله ای یا سیستم با بازگشت آب را طراحی کرد. همچنین، آرایش سری ممبرین ها، عملکرد بهتری نسبت به آرایش موازی آنها داشت؛ به طوری که باعث بهبود 12% در راندمان شد.
    کلید واژگان: آرایش ممبرین ها، اسمز معکوس، پارامترهای طراحی، نمک زدایی
    somaye salehi*, mohammad javad khanjani
    Reverse osmosis (RO) is a type of pressurized filtration in which the filter is a semi-permeable membrane. The system is a complete technology and commonly uses as a practical desalination method. Nowadays, RO is a developing technology with53% world share in fresh water production. In previous studies parametric analysis was carried out based on mathematical or software modeling. In this study, field data was used to determine the impact of each of the parameters, considering environmental factors and operating conditions. In this model, according to the widely used solution-diffusion model, the water flux through the membrane is given by: (1) Where C1 is a conversion factor, Kw the water permeability, A the membrane area, ∆P the difference between the feed and permeate sides of the membrane pressure and ∆π the osmotic pressure difference across the membrane. By extending the proposed equation, mathematical modeling of reverse osmosis desalination system was developed. In this modeling, the permeate flux was assigned as the dependent variable and other parameters (such as temperature, pressure and feed concentration) as the independent variable. Finally diagrams of pressure, temperature and feed concentration in relationship with permeate flux were drawn using MATLAB 2012. The Reverse Osmosis Systems Analysis (ROSA) was supplied by Dow-Filmtec Company. This software was designed to evaluate the efficacy of RO system with RO membranes and Nanofilteration. So, after mathematical modeling, software modeling with ROSA was performed with the same conditions and assumptions. According to the modeling, results were more consistent in temperature of 15 to 30 degrees. Raising and decreasing the temperature increased the difference between the results. These differences may be due to the distance from the standard conditions and low impact of raising and decreasing the temperature in mathematical equations. Because in software modeling assigning the pressure as constant was not possible, the influence of pressure on other parameters was unknown. The empirical and field studies have shown that inlet pressure increased by increasing the rate of efficiency and leads to a linear increase of permeate flux and specific energy rate. With increasing the temperature, permeate flux had a non-linear increase. However, with constant flux, increase in temperature caused a decrease in brine. While, the lower feed water temperature resulted in the better quality of permeate. In addition, the operation of reverse osmosis systems requires large amounts of energy at low temperatures to reduce water permeability. Quality of feed water has a direct impact on the permeate quality. As the amount of dissolved solids in the feed water is higher, the amount of salt in the permeate water will increase. The arrangement of membranes was also evaluated. Water quality in series was better than parallel mode; however, more pressure was needed. Finally, as a case study, the desalination system with 20 cubic meters per hour capacity in Nina oil plan was intended. According to the desired permeate water quality and to achieve maximum efficiency, the single-stage device was designed with four parallel pressure vessels. Six membranes were placed in a pressure vessel. Life of each membrane according to feed pressure and recovery was assumed as 5 years, approximately. Also to the design, the efficiency of 65% was expected for this system. One of the main challenges for desalination system is the brine which has a high volume and concentration. Due to the analysis of the brine, it can be used for green space of factory. The pre-treatment system included different filters such as sand, carbon, 20 micron and 5 micron filters as well as UV lamp and antiscalant injection. Also, caustic soda in the post-treatment was used to adjust the pH. The results of this study are extracted as fallowing: (1) The pressure and temperature are always inconsistent factors in maintaining water quality and quantity of permeate. Rising feed pressure increases permeate quality, but on the other hand, needs stronger pump and increases costs. Increasing temperature increases the efficiency while reduces the quality of permeate. Hence, the pressure and temperature should be optimized. (2) Feed concentrate has a direct impact on permeate quality. The important factor in reducing the salt in the feed water, and eventually increasing water quality, is using a suitable pretreatment system. (3) Designing as an important factor in the efficiency, cost and water consumption, requires engineering experience and vision. To increase the efficiency, two-stage or water-returning system can be designed. Also, the membrane arrangement affects the efficiency and quality of permeate water.
    Keywords: Arrangement of membranes, Desalination, Design parameters, Reverse osmosis
  • سودابه اعزی پاشاکلایی *، محمد جواد خانجانی، محمد ذونعمت کرمانی
    آبشکن ها یکی از سازه های مهم ساماندهی رودخانه به شمار می آیند، که برای حفاظت و شکل دادن به سواحل و آبراهه ها مورد استفاده قرار می گیرند. این سازه ها با طول و زاویه مناسب نسبت به راستای جریان از دیواره طبیعی رودخانه توسعه یافته، سبب انحراف جریان از کناره ها و هدایت آن به سمت محور مرکزی رودخانه می گردند. در این تحقیق، با استفاده از مدل عددی هیدرودینامیکی و انتقال رسوب CCHE2D به شبیه سازی الگوی جریان و تغییرات بستر آبراهه در اطراف سازه آبشکن پرداخته شد. برای ارزیابی درستی خروجی های این مدل عددی، نتایج آن با مقادیر مشاهداتی دو تحقیق آزمایشگاهی جداگانه که در این خصوص صورت گرفته بود مقایسه گردید. دقت نتایج به دست آمده از مدل در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی، با استفاده از پارامتر های آماری RMSE، MARE، maxRE و 2R ارزیابی گردید. مقایسه نتایج آزمایشگاهی با نتایج حاصل از مدل عددی CCHE2D نشان می دهد که این مدل می تواند با دقت مناسبی (ضریب تعیین بین 755/0 تا 955/0) الگوی جریان را در اطراف آبشکن های منفرد و سری آبشکن ها شبیه سازی نماید. همچنین تغییرات بستر آبراهه، حول سری آبشکن با دقت قابل قبولی شبیه سازی شد، که نشان داد مدل CCHE2D با دقت بالایی (ضریب تعیین 99/0) عمق آبشستگی بیشینه را پیش بینی می نماید، اما عرض چاله آبشستگی را در اطراف آبشکن، خیلی بیشتر از مقادیر مشاهده شده آزمایشگاهی نشان می دهد. علاوه بر این، نتایج مدل عددی نشان داد که عمق فرسایش کانال اصلی با طول آبشکن در سری آبشکن ها رابطه مستقیم دارد که مشاهدات آزمایشگاهی نیز این مسئله را تایید کردند.
    کلید واژگان: آبشکن، الگوی جریان، پیچانرود، تغییرات بستر، مدل CCHE2D
    soudabeh aezzi*, Mohammad javad khanjani, Mohammad Zounemat, Kermani
    Spur dikes as one of the main structures in river restoration practices are used for protecting and shaping the river banks and main channels. These structures growing from the river natural banks, having suitable length and angle relative to the flow direction and cause deviation of the flow from the riversides and driving it to the central axis of the river. In this study, the numerical hydrodynamic and sediment transport model “CCHE2D” was used to simulate the flow pattern and streambed changes around the spur dikes. Two separate series of experimental data were used to assess the numerical model outputs. The accuracy of the model outputs were evaluated through common statistical parameters including RMSE, MARE, REmax and R2. Comparison of the experimental results with the simulated values revealed that the CCHE2D was reasonably capable to simulate the flow pattern around the both of single and series of spur dikes with high accuracy (correlation coefficient=0.755-0.955). The bed changes around the series of spur dikes were simulated with acceptable accuracy, revealed that the CCHE2D model could precisely predict the maximum scouring depth with correlation coefficient of 0.990, but overestimated the width of scour hole around the spur dike in comparison with experimental observations. Furthermore, both the numerical results and experimental observations showed that the erosion depth of main channel had a direct relation with the length of spur dike.
    Keywords: Bed change, CCHE2D, Flow pattern, Meandering channel, Spur dike
  • فرزانه قادری نسب گروهی، محمد جواد خانجانی *
    بند تاریخی هلاکو با عمر بیش از 700 سال در 16 کلیومتری شمال شهر کرمان و در منطقه سیدی شهرستان کرمان قرار دارد. این بند به منظور تامین آب کشاورزی مزارع پایین دست و کنترل جریان‏های سیلابی بر روی رودخانه سیدی احداث شده است. ارتفاع بند در بالادست بین 9. 6 تا 10 متر و در پایین‏دست به 8 متر کاهش پیدا می‏کند. طول تاج بند در بالادست 43 متر و در پایین دست 32 می‏باشد. در این مطالعه با مرور منابع، بازدیدهای میدانی، اندازه‏گیری و انجام محاسبات تئوری پایداری بند هلاکو بررسی شد. نتایج مطالعه نشان داد در طراحی این بند ملزومات تکنیکی، شرایط محیطی، مکان‏یابی مناسب و سازه‏های جانبی لازم در نظر گرفته شده‏اند. سازه‏های جانبی قابل ملاحظه در بند شامل سرریز اضطراری از نوع تنداب، برج آبگیر و دهانه‏های آبگیر می‏باشند. همچنین نتایج محاسبات تئوری نشان داد که معیارهای پایداری بند از لحاظ لغزش و واژگونی به ترتیب 1. 36 و 1. 86 بوده که در دامنه قابل پذیرش قرار دارد
    کلید واژگان: بند هلاکو، تاریخ آب و آبیاری در کرمان، سازه تاریخی، ذخیره آب
    Farzaneh Qaderi, Mohammad Javad Khanjani *
    Historical Helakoo dam with more than 700 years age is located in Seyedi district that is 16km far from north of Kerman city .This dam was constructed for supplying the Agricultural water and Flood Control on Seyedi river. The dam height in upstream is varied between 9.6m-10m and in downstream is decreased to 8m. The length of dam crest in upstream is 43 meter and in downstream is 32. In this study the dam stability was investigated with review of the literature, Field visits, measurement and theoretical calculation. The results of this study were shown that the technical instruments, environmental condition, Site Suitable Location, necessary lateral structures were considered. The dam remarkable lateral structures are Include emergency weir, intake tower and intake mouths. In addition the result showed that the dam stability criteria’s include of Overturning and Sliding stability are 1.86 and 1.36 respectively that is in the acceptable domain
    Keywords: Helachoo dam, historical structure, Water reserve, History of Water, Irrigation in Kerman
  • فرنوش فرزانه زردشتی، بهرام بختیاری*، کورش قادری، محمد جواد خانجانی، محمد بنایان
    با توجه به افزایش تبخیر-تعرق و کمبود منابع آب، برآورد دقیق نیاز آبی گیاهان ضرورت می یابد. پیشرفت های موجود و توسعه فناوری ساخت دستگاه های خودکار و هوشمند در زمینه کشاورزی، کمک بسیاری به بررسی این متغیر نموده است. در این پژوهش به طراحی، ساخت و واسنجی لایسیمتر کوچک وزنی هوشمند قابل حمل به عنوان ابزاری دقیق در برآورد پارامترهایی نظیر تبخیر-تعرق گیاه، ضرایب گیاهی و همچنین بررسی رفتار ترکیبات شیمیایی در آب و اعماق خاک پرداخته شده است. این مطالعه در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهید باهنر کرمان طی سال های 1395 و 1396 به انجام رسیده است. به منظور طراحی میکرولایسیمتر مورد نظر، ابتدا سیلندر داخلی آن با ابعادی به قطر و ارتفاع 30×27 سانتی متر از جنس استیل ضد زنگ و جدار خارجی به قطر 40 سانتی متر انتخاب گردید. با توجه به این موضوع که میکرولایسیمتر ساخته شده از نوع وزنی الکترونیکی می باشد لذا از یک لودسل تک نقطه از جنس آلومینیوم، با نرخ بارگذاری 60 کیلوگرم برای سیستم توزین استفاده گردید. به منظور برداشت داده های هواشناسی نظیر بارش، دمای هوا، رطوبت نسبی، فشار هوا، تعداد ساعات آفتابی و شدت تابش، از یک ایستگاه هواشناسی خودکار در مجاورت میکرولایسیمتر و جهت تامین آب مورد نیاز گیاه، یک سیستم آبیاری خودکار نیز طراحی گردید که قادر است در فواصل زمانی معین، آب گیاه را با توجه به مقادیر ثبت شده توسط سنسور رطوبت موجود در خاک تامین نماید. مقدار آب مازاد خروجی نیز به واسطه پیمانه های خودکار طراحی شده مستقر در زیر سیلندر میکرولایسیمتر به دست می آید. اندازه گیری رطوبت و دمای خاک در عمق موردنظر و توسط دو سنسور رطوبت سنج و دماسنج خاک انجام می پذیرد. کلیه ی سنسورها مورد واسنجی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که ضریب تبیین بین مقادیر مشخص و وزن میکرولایسیمتر برابر با 9998/0 می باشد. در مرحله ی آخر میکرولایسیمتر آماده نصب و کشت، در محیط مزرعه گردید.
    کلید واژگان: لایسیمتر کوچک، تبخیر- تعرق، نیاز آبی واقعی، ایستگاه هواشناسی خودکار
    Farnoosh Farzaneh Zardoshti, Bahram Bakhtiari *, Koroush Qaderi, Mohammad Javad Khanjani, Mohammad Banayan
    Due to increasing evapotranspiration and water resources scarcity, accurate estimation of crop water requirement is quite necessary. The existing improvements and the development of smart and automated devices in the field of agriculture have made lots of progress in agricultural required plant-environment measurements. In this study, design, construction and calibration of a portable small weighing smart lysimeter has been introduced. This device is capable of direct measurement for determination of crop evapotranspiration, crop coefficient and also to find the behavior of chemical compounds at desired soil depth and water. This study was conducted in an experimental farm located in Shahid Bahonar University of Kerman during years 2016-2017. In order to design the device the inner tank dimension was considered as 27 cm in diameter and 30 cm in height with stainless steel cover and outer cylinder with 40 cm diameter. Because of this weighing system, an aluminum alloy single point load cell has been used where it has 60 kg rated capacity. An automatic weather station installed near small lysimeter and recorded weather data such as rainfall, temperature, relative humidity, air pressure, sunshine hours and intensity of radiation. On the other hand for supplying crop water use, an automatic irrigation system with known time distances was installed near lysimeter’s setup. An automatic drainage sensor at the bottom of lysimeter’s cylinder determines excess water amount. Measuring soil moisture and soil temperature at desired depth are possible by their sensors. Load cell calibration was done by applied known weights to the small lysimeter. Then correlation diagram between known weights and lysimeter weight changes resulted in R2=0.9998. Other sensors also were calibrated. Finally, lysimeter gets ready for cultivation surrounding a farm.
    Keywords: Small lysimeter, Evapotranspiration, Actual water requirement, Automatic weather station
  • حبیبه قدسی، محمد جواد خانجانی
    در این مطالعه، آبشستگی موضعی اطراف پایه مرکب پل بررسی شده است. پایه مرکب معمولا از پایه، سرشمع و گروه شمع تشکیل می شود. این آزمایش ها تحت شرایط آب صاف انجام شدند. برای بررسی تاثیر هندسه پارامترها بر عمق آبشستگی، شش مدل آزمایشگاهی شامل ترکیبات مختلف هندسه پارامترها بکار گرفته شد. این پارامترها شامل ادامه بالادست سرشمع، تعداد شمع ها در راستای جریان، ادامه بالادست شمع های ردیف اول و ضخامت سرشمع می باشند. ارزیابی عمق آبشستگی اطراف پایه مرکب با روش های معمول موجود انجام شد. نتایج نشان می دهد بعضی از مدل های موجود با این نتایج تطبیق داشته و برآورد مناسبی ارائه نمودند، اما بعضی دیگر از مدل ها همراه با خطا هستند و مقادیر قابل قبولی ارائه نمی دهند. نتایح آزمایش ها نشان می دهد با افزایش ضخامت سرشمع، ارتفاع سرشمع که در آن بستر اطراف سرشمع شسته شده و گروه شمع در معرض جریان قرار می گیرند، کاهش می یابد. همچنین با افزایش تعداد شمع های در راستای، حداکثر عمق آبشستگی کاهش می یابد. همین طور افزایش ادامه بالادست گروه شمع ها موجب کاهش عمق آبشستگی می شود.
    کلید واژگان: آبشستگی، پایه مرکب، سرشمع، ضخامت سرشمع، گروه شمع
    Habibeh Ghodsi, Mohammad Javad Khanjani
    In this study, local scour around complex pier experimentally investigated. Complex pier consisted of a column, a pile cap which is rested on array of piles. Experiments were conducted on clear-water condition. To see the geometric parameters (pile cap upstream extension, pile group arrangement, pile group upstream extension, and pile cap thickness) effect on scour depth, six physical models of complex pier were built and applied in this study. These experimental results were compared with theoretical equations. The results showed that some of the existing theoretical existing equations provide an appropriate estimation for scour depth. On the other hand, others did not provide acceptable values. The result showed that, by increasing pile cap thickness, the pile cap undercutting elevation was decreased. When the number of piles in line with flow increased the maximum scour depth was also decreased.
    Keywords: Scour, Complex pier, Pile cap, Pile group, Pile cap thickness
  • سحر شاه ولی کوه شوری*، محمد صادق غضنفری مقدم، محمد جواد خانجانی
    آب به عنوان یک نهاده با ارزش، می بایست مورد استفاده بهینه قرار گیرد. مدیریت صحیح و بهینه آب، نیاز به تخصیص بهینه و اولویت بندی آن بین بخش ها، مناطق و مصارف مختلف دارد. هدف این تحقیق، ارائه الگویی برای بهینه کردن تخصیص و مصارف آب در دشت دز با استفاده از مدل WEAPاست. برای این منظور اطلاعات سامانه های آب حوضه آبریز دز طی سال های آبی 88-87 تا 93-92 جمع آوری و مدل مفهومی حوضه تعریف گردید. سپس سیاست های بهره برداری از منابع آب تحت سناریو های مختلف مدل WEAPاجرا گردید. در این تحقیق دو سناریو مورد ارزیابی قرار گرفت که شامل سناریو های تغییر الگوی کشت و تغییر درصد کشت آبی و دیم بود که دو سناریو با سناریو مرجع مقایسه گردید. در سناریوهای مطرح شده تابع هدف؛ بهینه سازی سود به هزینه مبنا قرار گرفت. نتایج نشان داد اجرای سناریو تغییر الگوی کشت، مقدار درصد عدم تامین نیاز محصولات، 15 درصد کاهش یافت. . در سناریو تغییر درصد کشت آبی و دیم آب مصرفی، 48 درصد کاهش یافت.
    کلید واژگان: تخصیص، حوضه آبریز دز، سناریو، ویپ، بهینه سازی
    Sahar Shahvali Kohshori *, Mohammad Sadegh Ghazanfari Moghadam, Mohammad Javad Khanjani
    Introduction Water allocation in arid and semi-arid regions is considered a human challenge all around the world. The need for optimum utilization of water resources, especially in agricultural use, is very important. Agriculture, which uses the greatest percentage of most water resources, has also penetrated in human life and culture. The aim of this study is to provide an approach to allocate and optimize water use in Dez basin using WEAP model.
    Methodology The date regarding the users of water resources in Dez basin including the agricultural, domestic and industrial water demands, the precipitation, and the flow of rivers were collected from 2009 to 2014. All data were averaged monthly. The conceptual model was defined in WEAP. In term of model calibration, 60 percent of runoff data were used. The other 30 percent of remaining data were employed for the validation part. The optimum utilization policy of water resources in various scenarios were defined in WEAP. The scenarios were tested based on cropping pattern changes, reducing agricultural area, and the changes in irrigated and rain-fed ratio. All scenarios were compared by the reference scenario. In this scenario, the lowest percentage of need was related to the Western Dose. In this scenario, the course was 100 percent selected for drinking and industrial purposes in cities (Dezful, Andimeshk, Shoosh, Safi Abad, Dezab, Mardrood, Hor, Hamza and Saleh Shahr) and the entire villages of the region and some small industries due to the priority of providing higher, water use efficiency. On the other hand, due to the water withdrawal, regardless of the needs of the downstream and the transition to Karkheh, the percentage of providing low consumption needs as well as the percentage of the environmental need was not satisfactory. In order to improve the status of the reference scenario and the basin, two scenarios were defined. Considering that the agricultural sector is the largest water consumer in the region, it would be possible to significantly balance the supply-demand balance between water supply and demand by reducing the consumption in this sector. The scenarios were designed to reduce water consumption in agriculture and increase its economic efficiency in the basin. In all scenarios, the objective function was to optimize the benefit by cost ratio. In the scenarios implemented, the confidence level of other water uses, including the needs of the plain, downstream, environmental requirements, and energy requirements, was calculated to be 100%. In the second scenario, the water consumption of each product was studied in each plain. Regarding the diversity of products, in each plain, the products with high crop yields were considered and given the amount of water consumed by each plant. Moreover, the performance and the guaranteed price of purchasing those high-value products were identified and replaced with low-cost products. Finally, in the third scenario, by varying the percentage of irrigated and rain-fed products, the study of the amount of water saved versus the decline in the production of products was studied. Then, by evaluating the price of water versus crop products, the efficiency of this scenario was examined. Also, for each plain, the optimal percentage of irrigated and rain-fed area was determined. The optimal water and dry crop percentage was estimated based on the performance of these products and the amount of water consumed.
    Keywords: Allocation, Dez basin, WEAP, Optimization
  • Bahram Bakhtiari *, Mohammad Javad Khanjani, Ehsan Fadaei, Kermani
    Electronic weather stations have increased the availability of weather data for computing hourly and daily reference evapotranspiration (ETo). There is a rational question applied for different climate conditions whether the sum of hourly ETo computation may differ from direct computed daily ETo. In this study for the Kerman area, daily and hourly reference crop water consumption were estimated by the Penman-Monteith equation, using meteorological data collected in one hour intervals by an automatic weather station at Iranian Academic Center for Education, Culture and Research (ACECR), Kerman city, Iran. The direct computed daily evapotranspiration values were compared with the sum of hourly computed evapotranspiration values. Results indicated that there is a distinctive difference between the values as calculated for this experimental station. Based on two tail 95% level t-test, the direct computed daily ETo was greater than the sum of hourly computed ETo. Finally, the relationship of daily and sum of hourly ETo for the study area were presented which can be utilized to compare and convert the computed values.
    Keywords: Crop water consumption, Evapotranspiration, Penman- Monteith, Weather data
  • مجتبی معصومی، محمد جواد خانجانی، کورش قادری
    کیسونهای مکشی، سازههای بزرگی هستند که بخش مهمی از سیستم مهاربندی و یا فونداسیون تاسیسات دریایی از قبیل اسکله ها، پل ها و نیروگاه ها را تشکیل میدهند. ظرفیت بالابرندگی کیسون ها پارامتر مهمی در پایداری آنها می باشند. پنانچه این پارامتر به درستی پیش بینی نشود به شکست کل سازه منجر می گردد. اخیرا استفاده از روشهای هوشمند در پیش بینی ظرفیت بالابرندگی کیسونهای مکشی متداول شده است. یکی از این روش ها، دسته بندی گروهی داده ها[1] (GMDH) می باشد. در مقاله حاضر مدلی مبتنی بر روش هوشمند داده محور GMDH و روش هوشمند مختلط GMDH – ANN برای پیش بینی ظرفیت بالابرندگی کیسون ها در قسمت برنامه نویسی نرم افزار MATLAB توسعه داده شده است. به منظور ارزیابی پیش بینی، نتایج مدلهای توسعه داده شده با چندین شاخص آماری و همچنین با نتایج دیگر روش ها مانند، شبکه عصبی مصنوعی و المان محدود مقایسه شده است. بررسی مقادیر شاخصهای آماری محاسبه شده و هم چنین مقایسه نتایج بدست آمده با دیگرروشها بیانگر عملکرد مناسب مدلهای توسعه داده شده در پیش بینی ظرفیت بالابرندگی کیسونها میباشند.
    [1] Group Method of Data Handling
    کلید واژگان: کیسون های مکشی، شبکه عصبی مصنوعی، ظرفیت بالابرندگی، نیروگاه برقابی
    Mojtaba Masoumi, Dr. Mohammad Javad Khanjani, Dr. Kourosh Qaderi
    Suction caissons generally used as anchor for large offshore structures. Uplift capacity is the main issue in their stabilities. If this issue doesn’t calculate correctly, suction caisson may be collapsed. During recent years, many Artificial Intelligence (AI) has been used for suction caisson uplift capacity prediction. One of this method is Group Method of Data Handling (GMDH). In this study, a model based on GMDH and a hybrid model GMDH-ANN were developed using programing code in MATLAB software. For validating developed methods, several statistical indices are calculated. Also the results of Finite Element Method (FEM) and Artificial Neural Network (ANN) were compared with developed methods. Comparison of these results showed that these developed methods had good performance in suction caisson uplift capacity.
    Keywords: Suction caisson, GMDH, ANN, uplift capacity, power planet
  • علی پریزاده قوشخانه، محمد جواد خانجانی
    یکی از روش های کاهش اختلاف خیز در سازه شناور استفاده از سلول های گیل است. در زیر این سلول ها نیروی شناوری حذف می شود. در این مطالعه با ساخت مدل آزمایشگاهی، رفتار سلول های گیل بررسی شده است. نتایج آزمایش استاتیکی نشان می دهد، استفاده از 10 درصد سلول گیل در دو انتهای مدل، باعث بهترین عملکرد را در کاهش اختلاف خیز شده است. مدل دارای 5 درصد سلول گیل با چینش مثلثی در گوشه ها بیشترین کاهش لنگر خمشی داشته است. همچنین از نتایج آزمایش دینامیکی می توان دریافت؛ این راهکار در کاهش جابجایی در برابر امواج چندان موثر نیست.
    کلید واژگان: سلول گیل، سازه شناور بسیار بزرگ، مدل سازی آزمایشگاهی، اختلاف خیز، بارگذاری نامتقارن
    Ali Parizadeh, Mohammad Javad Khanjani
    When very large floating structure) VLFS (is heavily loaded in the central portion, the difference deflection between its central section and its corners would increase. One cost effective solution for reducing the differential deflection is gill cell. Gill cells are compartments in the VLFS that the buoyancy forces are eliminated at their locations. In this study, for examine the gill cells behavior, an experimental model was fabricated. Results showed that model with 10% of gill cells had best performance in difference deflection reduction. Also, model with 5% of gill cells and triangular arrangement in its corners had highest degree of bending moment reduction. Dynamic experiments results showed that the use of gill cells against the waves isn’t effective.
    Keywords: Very Large Floating Structure, Gill Cell, Differential Deflection, Experimental Modeling, Uneven Loading
  • مهدی محمودی، محمد جواد خانجانی، غلامعباس بارانی
    این مقاله به ارزیابی پایداری در سیستم زراعی دشت بجستان در استان خراسان رضوی و تعیین مناسب ترین الگوی کشت متناسب با آن می پردازد. برای تلفیق ابعاد سه گانه محیطی،‏ اقتصادی و اجتماعی،‏ دو معیار نسبی به عنوان شاخص های بررسی پایداری سیستم تعریف شدند. این دو معیار شامل حصول بیشترین عایدی اقتصادی و ایجاد بیشترین فرصت های اشتغال به ازای هر واحد مصرف آب،‏ هستند. بهینه سازی نسبت های «سود خالص به مصرف آب» و «ایجاد اشتغال به مصرف آب»،‏ با بهره گیری از مدل های برنامه ریزی ریاضی یک هدفه و چندهدفه کسری انجام شد. با هدف حداکثرسازی سود،‏ شاخص های پایداری سود به مصرف آب و اشتغال به مصرف آب در مدل کسری به ترتیب 3 /17 و 0 /19 درصد نسبت به مدل خطی افزایش داشت. با هدف حداکثرسازی اشتغال شاخص های پایداری بالا به ترتیب 2 /25 و 1 /22 درصد افزایش داشت. در رویکرد چندهدفه برنامه ریزی آرمانی،‏ شاخص اشتغال به مصرف آب در مدل کسری،‏ 4 /32 درصد بیشتر از مدل خطی بود،‏ ولی نسبت اشتغال به مصرف آب 5 /42 درصد افزایش نشان داد. در ادامه با مقایسه کارایی اقتصادی و اجتماعی هر واحد مصرف آب در سناریوهای مختلف،‏ مناسب ترین الگوهای کشت منطقه با توجه به منابع موجود آب و خاک و نیروی انسانی مشخص شد.
    کلید واژگان: فرصت اشتغال، مصرف آب، سود خالص، بهینه سازی
    Mahdi Mahmoodi, Mohammad Javad Khanjani, Gholam-Abbas Barani
    Stability of soil and water resources in agriculture, above all depends on the type of resource utilization and cropping pattern. Nowadays, Maximization of factors such as income, job opportunities and minimization costs as the economic and social aspects along with the limitations of arable land and water is considered. One of the most important questions is the issue of sustainability, how to evaluate, measure and analyze sustainability. One of the methods and models to assess the stability is mathematical programming approaches. Application of these models for agricultural planning has a long history and a wide range. But using a particular type of this models to assess the sustainability, means fractional models is a new topic. Lara and Stancu-Minasian (1999) examined the theoretical aspects of this model in a research titled as “Fractional programming: A tool for the assessment of sustainability”. As mentioned above, there are three main objectives for sustainable crop pattern, maximization income and job opportunities and minimization costs (In this case water consumption). Using fractional programming provides the possibility to make three goals in two goals which include maximization of “the net profit/water consumption” and “making job opportunity/water consumption”. In this way, the number of solutions is lower and therefore the decision-making process is easier. Fractional programming for planning and optimization cropping pattern has not been done yet. This paper is being studied to evaluate the stability in the agricultural systems of Bajestan plain in the Razavi Khorasan province; and also determine the best cropping pattern according to that. There are about 10,000 hectares of agricultural lands in the plains Bajestan. These lands are cultivated in seven major crops which include barley, saffron, wheat, pistachios, cotton, pomegranate and melon. Now the area under cultivation of these crops is 2250, 1630, 1500, 1400, 1200, 1350 and 670 hectares, respectively. In this region, about 70% of the working population are employed in agriculture.To verify the effectiveness of the fractional models first of all, three mono goal linear models were prepared. The goal of each of these three models was maximization income and maximization job opportunities and minimization water consumption. By solving those models, three cropping patterns A1, B1 and C1 was obtained. For combination the triple dimensions of social, economic, and environmental, two relative criteria have been explained as the indications to evaluate system stability. Thus, In the next step, by dividing each of the two functions (maximization income and maximization job opportunities) to water consumption, two new objective function were obtained in the form of fractional model. In fact, this two models represent two sustainability index. By solving those models, two cropping patterns A2 and B2 was obtained. Finally, an ideal fractional/mathematical programing model was prepared in which the last two functions were optimized. Optimization in relationships “the net profit/water consumption” and “making job opportunity/water consumption” leads to new copping pattern (C2).In optimized cropping pattern the area of barley, saffron, wheat, pistachios, cotton, pomegranate and melon obtained 111.4, 1608, 110.8, 7202.3, 103.1, 404.8 and 159.5 hectares, respectively. With the aim of maximizing the net profit, two relative criteria (“the net profit/water consumption” and “making job opportunity/water consumption”) in fractional model to the linear increase 17.3% and 19.0%, respectively. With the aim of maximizing “making job opportunity”, two relative criteria in fractional model to the linear increase 25.2% and 22.1%, respectively. In multi-goals programing approach, two relative criteria in fractional model to the linear increase 32.4% and 42.5%, respectively. Overall, the ratio of income to water consumption in three cropping pattern of linear programming (A1, B1 and C1) is lower than three cropping pattern of fractional programming (A2, B2 and C2). The values are respectively 17.8%, 26.7% and 33.3%. Also, the ratio of making job opportunity to water consumption in three cropping pattern of linear programming (A1, B1 and C1) is lower than three cropping pattern of fractional programming (A2, B2 and C2). The values are respectively 18.9%, 22.1% and 42.5%. It can be concluded that fractional models in terms of both sustainability index are superior to the linear models. These results are consistent with previous results and confirm it, such as Castrodeza et al. (2005), Maros et al. (2009), Hu et al. (2010) and Sabaghi et al.
    Keywords: Net Profit, Water Consumption, Job Opportunity, Optimization
  • حبیبه قدسی، محمد جواد خانجانی، علی اصغر بهشتی
    یکی از دلایل اصلی فروپاشی پل ها، آبشستگی بستر پایه پل می باشد. پیچیدگی مکانیسم آبشستگی در اطراف پایه های پل باعث شده است که علی رغم پژوهش های گسترده ای که انجام شده، هنوز معادله مناسبی برای پیش بینی عمق آبشستگی در دست نباشد. این مکانیسم در پایه های مرکب پیچیده تر است. در این تحقیق از مدل فیزیکی برای مطالعه آبشستگی در اطراف پایه های مرکب در شرایط آب زلال استفاده شده است. کانال آزمایشگاهی استفاده شده به طول 85/21 متر، عرض 77/0 متر و عمق 6/0 متر بوده است. بستر کانال از رسوبات یکنواخت با اندازه متوسط 71/0 میلیمتر پوشیده شد. پایه های مرکب معمولا از پایه، سرشمع و گروه شمع تشکیل می شوند. برای بررسی تاثیر پارامترهای هندسی بر عمق آبشستگی، شش مدل آزمایشگاهی شامل ترکیبات مختلف پارامترهای هندسی بکار گرفته شد. این پارامترها شامل گسترش بالادست سرشمع، تعداد شمع ها در راستای جریان، گسترش بالادست شمع های ردیف اول و ضخامت سرشمع می باشند. در مجموع 82 آزمایش انجام شد. ارزیابی عمق آبشستگی اطراف پایه های مرکب با روش های معمول مانند HEC-18، کلمن، شیپارد و همکاران و عطایی آشتیانی و همکاران انجام شد روند تغییرات حداکثر عمق آبشستگی با مهمترین پارامترهای هندسی پایه های مرکب که در این مطالعه بررسی شده است می تواند در ارائه روابط تجربی جهت تخمین عمق آبشستگی مفید باشد.
    کلید واژگان: آبشستگی، پایه مرکب، سرشمع، گروه شمع، ضخامت سرشمع
    Habibeh Ghodsi, Mohammadjavad Khanjani, Ali Asghar Beheshti
    One of the main reason for bridge collapses may be flood flow scour. This interesting subject attracted many researchers، resulting in improvement of many theoretical and experimental works. In this study، local scour around complex pier was experimentally investigated. The experiments were carried out in a concrete rectangular flume. The flume was 0. 77 m wide، 0. 6 m deep and 21. 85 m long. The flume was filled by uniform sand with median size of d50=0. 71 mm and geometric standard deviation of σg= 1. 135. Complex pier consisted of a column، a pile cap that was rested on array of piles. The experiments were conducted using clear-water condition. To observe the geometric parameters effect (pile cap upstream extension، pile group arrangement، pile group upstream extension، and pile cap thickness) on scour depth، six models of complex pier were performed. A total of 82 experiments were carried out to study local scour. To evaluate the complex pier scour depth commonly procedures such as HEC-18، Coleman (2005)، Sheppard et al. (2004)، and Ataie-Ashtiani et al. (2010) were applied. The results show that، there is a good agreement between measured data and theoretical estimation and also there was no harmony between a measured and estimated data. The collected data were used to evaluate some leading existing theoretical and experimental methods for calculation the maximum scour depth around the complex piers.
    Keywords: Scour, Complex Pier, Pile Cap, Pile Group, Pile Cap Thickness
  • Ehsan Fadaei Kermani *, Gholam Abbas Barani, Mohammad Javad Khanjani
    In this paper, a new framework has been developed for compatibility analysis of predictive climatic variables distribution with reference evapotranspiration (ETo) in probabilistic analysis of water requirement. Initially, measured monthly meteorological data of four cities of Iran including Kerman, Shiraz, Ramsar and Babolsar synoptic weather station recorded from 1961 to 2003 were considered based on De Martonne climate classification. Then monthly ETo was calculated using FAO-Penman-Moentith (FAO-PM), and optimum Probability distribution function (PDF) was determined. The Chow method has been used for frequency analysis, and compatibility analysis was implemented on results. Based on the results, the Generalized Pareto (GP) was selected as optimum PDF for ETo. Results showed that the optimum PDF for minimum and maximum temperature, solar radiation and relative humidity is GP which had compatibility with EToPDF. Eventually, obtained results in compatibility analysis framework were confirmed using Correlation analysis. The proposed methodology developed in this research has application capability in probability scheduling of design water requirement, and can be utilized to optimize probability estimate of water requirement.
    Keywords: Compatibility analysis, Reference evapotranspiration, Chaw analysis, Probability distribution function
  • احسان فدایی کرمانی*، محمد جواد خانجانی، غلامعباس بارانی
    خشک سالی یک پدیده آب و هوایی است که احتمال وقوع آن در هر نقطه از کره زمین و با هر شرایط اقلیمی وجود دارد. مدیریت موثر خشک سالی وابسته به استفاده از شاخص های مناسب خشک سالی است. شاخص های خشک سالی در واقع متغیرهایی کمی برای شناسایی و بیان خصوصیات و حالات مختلف خشک سالی می باشد. در این مطالعه بر مبنای شاخص بارش استاندارد (SPI) و با بهره گیری از مدل نزدیک ترین همسایگی، روشی برای پیش بینی خشک سالی ارائه گردیده است. مدل حاضر با استفاده از اطلاعات بارش مربوط به شهرستان بم در استان کرمان مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل پیش بینی های قابل قبولی از وضعیت خشک سالی منطقه ارائه کرده است. در نهایت میزان دقت و کارایی نتاج حاصل از مدل با شاخص های آماری مورد ارزیابی قرار گرفت. مقادیر مناسب و قابل قبول ضریب همبستگی پیرسون، میانگین خطای مطلق، جذر میانگین مربعات خطا، کارایی مدل و جرم باقی مانده نشان داد که مدل حاضر قابل قبول و توانمند است.
    کلید واژگان: پایش خشک سالی، شاخص بارش استاندارد، مدل نزدیک ترین همسایگی، ارزیابی مدل
    Ehsan Fadaei Kermani*, Mohammad Javad Khanjani, Gholam Abbas Barani
    Drought is a climate phenomenon which might occur in any climate condition and all regions on the earth. Effective drought management depends on the application of appropriate drought indices. Drought indices are variables which are used to detect and characterize drought conditions. In this study, it was tried to predict drought occurrence,based on the standard precipitation index (SPI), using k-nearest neighbor modeling. The model was tested by using data of precipitation stations in Bam, Kerman Province. The results showed that the model gives reasonable predictions of drought situation in the region. Finally, the efficiency and precision of the model was quantified by some statistical coefficients. Appropriate values of the correlation coefficient, mean absolute error, root mean square error, efficiency of model and coefficient of residual mass indicated that the present model is suitable and efficient.
    Keywords: Drought Monitoring, Standard Precipitation Index, Nearest Neighbor Model, Model Evaluation
  • امین علیزاده، محمد جواد خانجانی، حمید تراز، محمدرضا رهنورد
    یکی از روش های بهبود مدیریت آب در مزرعه، برآورد دقیق آب مصرفی گیاه از طریق محاسبه ی تبخیر- تعرق است. بیشتر معادلات تبخیر- تعرق بر اساس داده های هواشناسی ایستگاه های مرجع به دست آمده اند، حال آن که داده های هواشناسی غالبا از ایستگاه های غیر مرجع به دست می آیند. استفاده از این داده ها برای برآورد تبخیر- تعرق، به منظور برنامه ریزی های توسعه ای، ممکن است موجب بروز خطاهای قابل ملاحظه ای شود. هم زمان با اندازه گیری تبخیر- تعرق لایسیمتروزنی، با استفاده از روش های مختلف مقادیر تبخیر- تعرق قبل و بعد از اصلاح دما، محاسبه گردید. اصلاح دما روی روش هارگریوز- سامانی تاثیری نداشت. سه روش تابشی: فائو 24، پریستلی- تایلور، جنسن- هیزپس، از اصلاح دما و استفاده از معادلات اصلاحی برای محاسبه ی تبخیر- تعرق روزانه مناسب تشخیص داده شدند.
    Amin Dr.Alizadeh, Mohammad Javad Khanjani, Hamid Taraz, Mohammad Reza Rahnavard
    The exact estimation of the amount of water consumed by a plant through the calculation of evaporation and perspiration is a method of improving agricultural water management. Most of the calculations of evaporation and perspiration are done according to the data collected from the reference stations, but aerological data are mostly taken from non reference stations. To consult these kinds of data for the calculation of evaporation and perspiration in development planning, may cause great mistakes. To overcome these mistakes, data should be corrected. In this research the effect of temperature data correction is investigated and the effect of correction is compared with the results from weighting lysimeter. Temperature correction did not affect the Hargreavs - Samani method, but Fao 24, priestly-tylore and Jensen- Haisepass were the most appropriate methods for the calculations of evaporation and perspiration.
بدانید!
  • 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.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال