دبی
در نشریات گروه آب و خاک-
بررسی روند زمانی و مکانی دبی و کیفیت آب، مطالعه موردی: بازه چمریز-پل خان رودخانه کرمقدمه
بررسی روند زمانی دبی جریان اطلاعات مفیدی جهت مدیریت بهتر منابع آب فراهم می آورد. تغییرات اقلیمی از چالش های مهم زیست محیطی عصر کنونی است. نوسانات متغیرهای هواشناسی از جمله بارندگی اثرات شدیدی بر منابع آب دارد. کنترل آلودگی رودخانه کر به عنوان یکی از شاهرگ های حیاتی آب کشاورزی، صنعت و شرب، نقش مهمی در کیفیت منابع آب منطقه ایفا می کند.
روشدر این مطالعه به منظور بررسی تغییرات کمیت آب رودخانه و میزان تاثیرپذیری آنها از فعالیت های انسانی و طبیعی، و شناخت بهتر عوامل آلاینده، روند تغییرات سری زمانی دبی و کیفیت آب رودخانه کر در بازه زمانی 46 ساله، در دو ایستگاه چمریز در بالادست، و پل خان در پایین دست رودخانه، توسط آنالیزهای من کندال و شیب سن بررسی گردید. توزیع های آماری بر داده های میانگین ماهانه دبی و پارامترهای کیفیت آب، برازش داده شد، و مقادیر در دوره بازگشت ها پیش بینی، و در بالادست و پایین دست مقایسه گردید. سپس کیفیت آب جهت مصارف شرب، دام و طیور و کشاورزی، با استانداردها مقایسه گردید.
یافته ها و نتیجه گیرینتایج نشان داد که میانگین دبی پل خان از چم ریز بیشتر است که به دلیل ورود رودهای دیگر مانند سیوند به رودخانه می باشد. در دوره بازگشت های 2، 5 و 10 سال مقادیر دبی پل خان بیشتر از چمریز است، اما در 20 و 50 در چمریز بیشتر است، که می تواند به دلیل کنترل جریان سیلاب در سد درودزن، مابین ایستگاه چمریز و پل خان، باشد. در چمریز میانگین کلیه پارامترهای کیفی در محدوده استاندارد مصارف قرار دارد. در پل خان TDS و EC بالاتر از استاندارد شرب، و سایر پارامترها در محدوده می باشد. به غیر از EC که در محدوده مصرف دام و طیور، و آبیاری قرار ندارد، سایرین در محدوده مصارف است. بجز PH، میانگین سایر پارامترها در پل خان از چمریز بیشتر است. تحلیل روند نشان داد که در پل خان و چمریز دبی روندی کاهشی داشته است. کاهش بارندگی و خشکسالی های اخیر، افزایش سطح زیر کشت و برداشت بی رویه آب رودخانه برای مصارف مختلف می تواند دلیل آن باشد. در چمریز Na و SAR بدون روند هستند. SO4 و PH روندی کاهشی، و سایر متغیرها روندی افزایشی داشته اند. در پل خان PH روند کاهشی و سایر متغیرها روند افزایشی دارند. بجز PH، مقادیر پیش بینی شده کلیه پارامترها، در همه دوره بازگشتها، در پل خان از چمریز بیشتر است. کاهش آلاینده های شیمیایی کشاورزی، جلوگیری از ورود فاضلابها به رودخانه و یا تصفیه آنها می تواند در کنترل روند نزولی کیفیت موثر باشد.
کلید واژگان: آزمون من کندال، روند زمانی و مکانی، دبی، کیفیت آب، توزیع آماریSpatial and temporal trend analysis of discharge and water quality, Case study: Chamriz-Pol Khan reach of Kor riverIntroductionTemporal analysis of discharge gives information for water resources management. Meteorological variables change like precipitation has important effects on water resources. Management of pollutions has significant influences on water quality of the region.
MethodsTemporal trend of discharge and water quality of Kor river, for a 46 year, in Chamriz and Pol Khan stations, analysed, using Man Kendall and Sen slope trend analysis. Statistical distributions fitted to the data, then the parameters forecasted for different return periods, and compared in the stations. Water quality parameters compared with standard values of different uses.
FindingsResults showed that Pol Khan monthly average discharge is greater than Chamriz, which could be resulted from the entry of other rivers such Sivand. For 2-, 5- and 10-year return periods, the forecasted discharge of Pol Khan is greater than Chamriz, but for 20 and 50 years Chamriz discharge is more, which could result from River water control in Doroudzan Dam. In Chamriz all of the parameter’s average are in standard limits. In Pol Khan the TDS and EC values are higher than domestic use standards, but other parameters are in the limits. Except for EC, other parameters are in the limits of livestock and poultry, and irrigation standards. All of the parameter in Pol Khan are higher than Chamriz except PH. Trend analysis showed decreasing of discharge in the both stations. In Chamriz Na and SAR showed no trend, SO4 and PH had a decreasing and others had increasing. In Pol Khan, PH showed decreasing, and the others increasing. Except PH, all of the forecasted values, for all return periods, in Pol Khan are higher than Chamriz. Reduction of agricultural pollution, prevention of wastewater entry and treatments could be effective for improvement of water quality.
Keywords: Man-Kendall, Temporal, Spatial Trend, Discharge, Water Quality, Statistical Distribution -
در پژوهش حاضر، منحنی دبی- اشل سرریز فیوزگیت استاندارد نوع WLH (عریض با بار کم) در حالت قبل و بعد از واژگونی به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور فیوزگیت WLH با ارتفاع 7/16 سانتی متر به صورت دو سیکلی با پنج ارتفاع متفاوت چاهک ساخته شد و بعد از قرار گرفتن در دو موقعیت میانه و انتهای کانال و در حالت قبل و بعد از واژگونی، مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد روند تغییرات منحنی دبی- اشل قبل و بعد از واژگونی فیوزگیت ارتباط قابل ملاحظه ای با ارتفاع چاهک ندارد. با استقرار سازه مورد مطالعه در میانه ی کانال، بعد از واژگونی یک واحد فیوزگیت مقدار عمق آب در کانال حدود 30 درصد کاهش و با واژگونی هر دو واحد فیوزگیت، عمق آب در کانال حدود 50 درصد کاهش یافت. در حالتی که فیوزگیت در انتهای کانال نصب شده باشد، روند تغییرات منحنی دبی-اشل قبل و بعد واژگونی مشابه حالت نصب در میانه کانال است منتها عمق آب در کانال در دبی معین، به طور متوسط حدود 7 تا 11 درصد کمتر از حالت قرارگیری سازه در میانه ی کانال می باشد. در حالتی که فیوزگیت از جنس آهن و لولا شده باشد، هزینه جایگزینی فیوزگیت که از معایب فیوزگیت ها است کاهش می یابد. هم چنین مقدار کاهش عمق بعد از واژگونی کم می شود (حدود 15 درصد). در نهایت روابطی برای تعیین ضریب دبی فیوزگیت در حالت قبل واژگونی ارائه شد که پارامترهای آماری نشان می-دهند که این روابط از دقت خوبی در تخمین مقادیر ضریب دبی برخوردار هستند.کلید واژگان: بعد واژگونی، دبی، فیوزگیت، کانال آزمایشگاهی، منحنی دبی-اشلThe stage-discharge curve of the standard WLH (Wide Low Head) fusegate was investigated in a laboratory flume before and after overturning. For this purpose, scale models of standard WLH fusegates were made in 16.7 cm height, two cycles, with five different inlet wells heights and located in the middle and end of the laboratory flume and they were tested before and after overturning. The results showed that the trend of changes in stage-discharge curve before and after the overturning of the fusegate has no significant relationship with the height of the well. By locating the studied structure in the middle of the flume, after overturning one fusegate unit, the water depth in the flume decreased about 30%, and by overturning both fusegates units, the water depth in the flume decreased about 50%. In the case where the fusegate is installed at the end of the flume, the process of changing the stage-discharge curve before and after overturning is similar to the case of installing it in the middle of the flume, but the water depth in the flume at a certain discharge is on average about 7 to 11% less than the position of the structure in the middle of the flume. In the case that the fusegate is made of iron and hinged, the amount of depth reduction after overturning is reduced (about 15%). Finally, relationships for estimating the discharge coefficient of the fusegate before overturning were presented, and the statistical parameters showed that these relationships have good accuracy.Keywords: After Overturning, Discharge, Fusegate, Laboratory Flume, Sate-Discharge Curve
-
مدیریت آب در حوضه های آبی مستلزم آگاهی از برخی داده ها و شناخت کامل از شرایط حوضه است که با توجه به کمبود ایستگاه های داده برداری در کشور به سختی امکان پذیر است. یکی از مناسب ترین روش ها جهت شبیه سازی جریان استفاده از مدل های هیدرولوژی است. عدم قطعیت در مدل ها حاصل از منابعی چون متغیر ورودی، پارامترها و ساختار مدل است. در این تحقیق به منظور شبیه سازی رواناب ناشی از بارش و بررسی مکانیسم تشکیل رواناب و جریان آن در خروجی حوضه سد شهیدرجایی واقع در شهرستان ساری، از مدل HBV استفاده شد. هدف پژوهش ارزیابی روش تصادفی در برآورد پارامترهای مدل و کاهش عدم قطعیت است. طول دوره آماری روزانه متغیرهای دما، بارش، رواناب و تبخیر از سال 1981 تا سال 2015 بوده است. جهت برآورد پارامترهای مناسب برای منطقه مورد مطالعه از روش تصادفی مونت کارلو استفاده شد. برای محدوده قابل اعتماد مقادیر پارامترها با ضریب تعیین نسبتا خوب در بخش صحت سنجی استفاده شد. درنهایت نتایج به دست آمده نشان دهنده توانایی خوب مدل در شبیه سازی رواناب در حوضه مورد مطالعه است. مقادیر ضریب تعیین 87/0، ضریب نش ساتکلیف (NS) برابر 66/0 در محدوده ارزیابی خوب و RMSE برابر 26/0 در دوره صحت سنجی مبین این موضوع هستند. در تحلیل عدم قطعیت ناشی از پارامترهای مدل، در ماژول های عکس العمل مدل پارامترهای K1، K2 و UZL به عنوان حساس ترین ها شناسایی شدند. لذا نتایج اهمیت تعیین دقیق پارامترهای آب وخاک موثر بر رواناب زیرسطحی را نشان داد. نتایج مطلوب حاصل از استفاده مدل موردنظر جهت پیش یابی جریان در سال های آتی می تواند در سیاست های برنامه ریزی و مدیریت صحیح منابع آبی استفاده شود.کلید واژگان: مدل مفهومی، رواناب، دبی، شبیه سازی، مونت کارلوWater management in water basins requires information of some facts and full acquaintance of basin conditions, which is problematic due to the deficiency of data collection stations in the country. One of the most suitable methods for flow simulation is the use of hydrological models. In this study, in order to simulate runoff caused by precipitation and to investigate the apparatus of runoff formation and outflow at the outlet of Shahid Rajaei Dam basin located in Sari, the HBV-Light model was used. The purpose of evaluating the stochastic method is to estimate the model parameters and reduce the uncertainty. The length of the daily statistical period was the variables of temperature, precipitation, runoff and evaporation from 1981 to 2015. The Monte Carlo random method was used to estimate the appropriate parameters for the study area. For a consistent assortment, the values of the parameters with a relatively good coefficient of determination were used in the validation section. Finally, the results show the good aptitude of the model in simulating runoff in the study basin. The values of coefficient of determination 0.87, Nash coefficient (NS) equal to 0.66 in the range of good evaluation and RMSE equal to 0.26 in the validation period indicate this issue. In the analysis of uncertainty caused by model parameters, K1, K2 and UZL parameters were identified as the most sensitive in the model reaction subroutine. Therefore, the results showed the importance of accurate determination of water and soil parameters affecting subsurface runoff.Keywords: Conceptual model, runoff, flow, Simulation, Monte Carlo
-
مقدمه
از جمله راهکارها برای مدیریت سیل، پهنه بندی سیلاب در دوره بازگشت های مختلف است که می تواند ابزاری اساسی در تعیین راهبردهای توسعه و کاهش خسارت سیلاب باشد. محاسبه خسارت سیلاب در کاربری های موجود اطلاعات مفیدی برای سازمان های مختلف همانند بیمه قرار می دهد تا از میزان خسارت در کاربری های مختلف در صورت وقوع سیلاب مطلع شوند.
روشروش مورد استفاده در این مقاله استفاده از نمودارهای جهانی است که تعیین خسارت بر اساس عمق سیل می باشد. منطقه مورد مطالعه واقع در حوضه رودک می باشد. در این راستا ابتدا نقشه ها، داده های هیدرولوژیکی مورد نیاز و DEM منطقه مورد مطالعه تهیه شد. در ادامه با توجه به داده های دبی حداکثر لحظه ای سالانه در ایستگاه هیدرومتری رودک با توزیع لوگ نرمال (به عنوان بهترین توزیع) برازش داده شده و میزان دبی در چهار دوره بازگشت به دست آمد سپس هیدروگراف واحد به روش SCS برای دوره بازگشت های مختلف حاصل شد. در ادامه با استفاده از مدل HEC-RAS2D پهنه سیل با دوره بازگشت های مذکور به دست آمده و در نهایت بر اساس توابع جهانی خسارت-عمق میزان شدت خسارت وارده در دوره بازگشت های مختلف بر اساس کاربری های مختلف اعم از مسکونی، تجاری، کشاورزی، حمل و نقل محاسبه شد.
یافته هابا مقایسه نتایج نقشه های پهنه بندی سیلاب و خسارت وارده که با افزایش دوره بازگشت سیلاب میزان خسارت وارده و مساحت پهنه پرخطر افزایش می یابد. میزان پهنه سیلاب در دوره بازگشت های 5، 25، 50 و 100 ساله به ترتیب تقریبا برابر با 9/17، 9/18، 4/19، 9/19 هکتار می باشد. بیشترین خسارت وارده مربوط به اراضی کشاورزی و سپس اراضی با کاربری تجاری می باشد. میزان افزایش خسارت وارده به منطقه بین سیلاب 5 و 25 حدود 47 درصد، بین سیلاب 25 و 50 ساله حدود 6 درصد، و بین سیلاب 50 و 100 ساله حدود 15 درصد می باشد.
نتیجه گیریبر اساس توجیهات اقتصادی و فنی می توان سیلاب 50 ساله برای تعیین طرحهای حفاظت سیلاب منطقه پیشنهاد نمود و حتما باید طرحهای حفاظت مورد توجه جدی قرار گیرد.
کلید واژگان: هیدرولیک، دبی، خسارت سیل، سیلاب، پهنه بندی سیلابIntroductionOne of the solutions for flood management is flood zoning in different return periods, which can be an essential tool in determining development strategies and reducing flood damage. Calculating flood damage in existing uses provides useful information for various organizations such as insurance to be aware of the amount of damage in different uses in the event of a flood.
MethodsThe study area is located in Rudak basin. In this regard, first maps, required hydrological data and DEM of the study area were prepared. Then, according to the flow data, the maximum annual moments in Rudak hydrometric station were fitted with normal log distribution (as the best distribution) and the flow rate was obtained in four return periods. Then, a single hydrograph was obtained by SCS method for different return periods. Then, using the HEC-RAS2D model, the flood zone with the mentioned return period is obtained and finally, based on the global damage-depth functions, the amount of damage in the return period is based on different uses, including residential, commercial, agricultural, roads was calculated.
FindingsBy comparing the results of flood zoning and damage maps, which with increasing flood return period, the amount of damage and the area of high-risk zone increases. The amount of flood zone in the return periods of 5, 25, 50 and 100 years is equal to 17.9, 18.9, 19.4, 19.9 hectares, respectively. Most of the damage is related to agricultural lands and then lands with commercial use. The rate of increase in damage to the area between floods 5 and 25 return period is about 47%, between floods 25 and 50 return period is about 6%, and between floods 50 and 100 years is about 15%. Therefore, a 50-year flood can be proposed to determine the flood protection plans of the region.
Keywords: Hydraulics, run off, Damage, flood, Inundation map -
نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، سال بیست و ششم شماره 4 (پیاپی 102، زمستان 1401)، صص 177 -201
تحلیل روند دبی جریان اطلاعات عملی برای مدیریت بهتر منابع آب در آستانه تغییر اقلیم فراهم می کند. بنابراین در این پژوهش تغییرات آورد حوزه آبخیز گرگانرود طی سه دهه اخیر مورد بررسی قرار گرفته است. از روش من- کندال برای آشکارسازی روند و روش های پتیت، نرمال استاندارد و بویشند برای شناسایی نقاط تغییر ناگهانی در سری های زمانی دبی در هشت ایستگاه آق قلا، گالیکش، گنبد، حاجی قوشان، نوده، رامیان، سدگرگان (وشمگیر) و تمر استفاده شده است. آزمون من- کندال وجود روند معنی دار (سطح 5 درصد) منفی (کاهش جریان) را در مقیاس روزانه و سالانه در همه ایستگاه ها نشان داد. در مقیاس ماهانه شدیدترین روند منفی در ایستگاه های آق قلا، گالیکش، گنبد، حاجی قوشان و رامیان مربوط به ماه تیر بود ولی در دو ایستگاه نوده و تمر به ترتیب مربوط به ماه های مرداد و بهمن بود. در مقیاس فصلی در همه ایستگاه ها روند کاهشی مشاهده شد ولی این روند در برخی فصل ها معنی دار نبود. از طرفی نتایج حاصل از تحلیل نقاط تغییر در دبی نشان داد که نقاط تغییر در داده های مورد استفاده در این مطالعه بیشتر از نوع کاهشی و در مواردی نیز افزایشی و در برخی از ایستگاه ها اصلا نقاط تغییری شناسایی نشده است. بنابراین تعداد تغییرات کاهشی در ایستگاه های هیدرومتری مورد مطالعه، به طور معنی دار بیشتر از تغییرات افزایشی بوده و بیشتر در بازه زمانی سال های 1997-1993 و 2007-2005 به ترتیب در سه و چهار ایستگاه نیز قابل مشاهده است. درصورتی که بیشترین تغییرات افزایشی در بین ایستگاه ها مربوط به ایستگاه آق قلا در سال 2017 با مقدار دبی 234 مترمکعب برثانیه است. بررسی جریان دهه های گذشته حوزه آبخیز گرگانرود تغییرات شدید جریان را چه به صورت تدریجی و چه ناگهانی نشان می دهد که این تغییرات بیشتر در جهت کاهش دبی رودخانه است. روند نزولی به دست آمده در مقادیر دبی در مقیاس های زمانی مختلف برای تمام ایستگاه های هیدرومتری حوزه آبخیز گرگانرود که در آینده به دلیل تغییرات جهانی اقلیم شدیدتر نیز خواهد شد از یک سو و افزایش نیاز آبی منطقه برای مصارف مختلف در آینده به دلیل رشد جمعیت و همچنین گسترش صنایع می تواند به عنوان هشدار جدی برای سیاستگزاران، برنامه ریزان و مدیران محلی قلمداد شود تا با برنامه ریزی های صحیح از بروز احتمالی بحران آب در منطقه در آینده جلوگیری کنند.
کلید واژگان: دبی، روش های ناپارامتری، تغییر اقلیم، رژیم جریان، حوزه آبخیز گرگانرودTrend analysis of stream flow provides practical information for better management of water resources on the eve of climate change. Therefore, the present study investigated river flow variations during three decades as well as projections of future discharge in the Gorganrood watershed. The Man-Kendall method has been used to detect the trend and methods of Pettitt, SNHT, and Buishand to identify points of a sudden change in discharge time series in 8 stations of Aq Qala, Galikesh, Gonbad, Haji Ghoshan, Nodeh, Ramyan, Sadgorgan, and Tamar. The Mann-Kendall trend test showed the existence of a significant negative trend (flow reduction) on a daily and annual scale in all stations. Monthly, the strongest negative trend in Aq Qala, Galikesh, Gonbad, Haji Ghoshan, and Ramyan stations was related to July, but in Nodeh and Tamar stations, it was related to August and February, respectively. A decreasing trend was observed in all stations on a seasonal scale, but this trend was not significant in some seasons. The results of the analysis of change points in discharge showed that the change points in the data used in this study are more of a decreasing and in some cases incremental type and some stations, no change points have been identified at all. Therefore, the number of decreasing changes in the studied hydrometric stations is significantly higher than the incremental changes and is more visible from 1993 to 1997 and 2005-2007 in three and four stations, respectively. Also, the most incremental changes among the stations are related to the Aq Qala station in 2017 with a flow rate of 234 cubic meters per second. Investigation of the flow of the basin in the past decades showed significant monotonic and abrupt changes which are mostly toward decreasing the basin’s discharge. The downward trend in discharge values at different time scales for all hydrometric stations of the Gorganrood watershed, which will be more severe in the future due to global climate change, and increasing the region's water needs for various future use due to population growth and the expansion of industries can also be considered as a serious warning for policymakers, planners, and local managers to prevent a possible water crisis in the region in the future with proper planning.
Keywords: Discharge, Nonparametric methods, Climate change, Flow regime, Gorganrood watershed -
مقدمه
مشکل اساسی که در پایین دست سازه های هیدرولیکی از جمله سرریزها وجود دارد، آبشستگی و حرکت مصالح بستر می باشد، یکی از انواع سرریزها، سرریزهای کلید پیانویی می باشد. با توجه به آنکه شکل هندسی سرریز بر وضعیت آبشستگی پایین دست تاثیرگذار است به همین منظور در این تحقیق، آبشستگی پایین دست سرریزهای کلید پیانو با شکل هندسی ذوزنقه ای مورد توجه بوده، مشخصات آبشستگی و نرخ تغییرات آن با تغییر زاویه دیواره جانبی سرریز مورد مقایسه قرار گرفت.
روشبدین منظور چهار مدل آزمایشگاهی از این نوع سرریزها ساخته و در یک فلوم آزمایشگاهی در شرایط دبی های مختلف مورد آزمایش قرار گرفت. همچنین جهت بررسی تاثیر عمق پایاب بر پروفیل آبشستگی، یکی از مدل ها در سه عمق پایاب متفاوت بررسی شد.
یافته هانتایج اندازه گیری مشخصه های آبشستگی نشان داد در سرریزهای کلید پیانو ذوزنقه ای، حداکثر عمق چاله زیر کلید خروجی ایجاد می شود و با افزایش دبی و کاهش عمق پایاب، ابعاد هندسی حفره آبشستگی در مدل های ذوزنقه ای افزایش می یابد. همچنین در سرریزهای کلید پیانویی ذوزنقه ای، با افزایش زاویه دیواره جانبی سرریز، ابعاد هندسی چاله آبشستگی کاهش می یابد. به نحوی که در تمام دبی ها با افزایش هر 3 درجه زاویه دیواره جانبی سرریز کلید پیانویی، حداکثر عمق چاله آبشستگی به طور میانگین، 5 درصد، فاصله موقعیت مکانی حداکثر عمق چاله آبشستگی و طول دهانه چاله آبشستگی به ترتیب و به طور میانگین 8 و 3 درصد کاهش می یابد. همچنین وقتی 65% گردد این اختلاف ناچیز می شود و تفاوت معنا داری در شکل حفره آبشستگی بین مدل های سرریز کلید پیانویی وجود ندارد.
کلید واژگان: آبشستگی، مدل ذوزنقه ای، دبی، سرریز کلید پیانویی، عمق پایابIntroductionThe main problem downstream of hydraulic structures, such as weirs, is scouring and movement of bed materials. The piano key weirs (PKW) is one the types of weirs. Due to the fact that the geometric shape of the weir affects the condition of the downstream scour, therefore in this study, the downstream scouring of the piano key weirs with a trapezoidal geometric shape is studied. In this paper, the scour profile and the rate of change were compared with the change in the lateral wall angle of the weir.
MethodsFor this purpose, four experimental models of this type of weirs were made and these models were tested in a laboratory flume at different flow rates. Also, to investigate the effect of tail water depth on scour profiles, one of the models was investigated at three different tail water depths.
FindingThe results of scouring characteristics showed that in trapezoidal piano key weirs, the maximum depth of the hole is created under the output key and by increasing the discharge and decreasing the tail water depth, the geometric dimensions of the scour hole increase in trapezoidal models. Also, in trapezoidal piano key weirs, by increasing the side wall angle of the weir, the geometric dimensions of the scour hole are reduced. In all flows, by increasing every 3 degrees of the side wall angle of the piano key weir, maximum scour hole depth on average, 5%, Spatial position distance, maximum scour hole depth and scour hole span length, respectively, and it decreases by 8% and 3% on average. Also, when Frd>65% is, this difference becomes insignificant and there is not a significant difference in the shape of the scour hole for PKW models.
Keywords: scouring, trapezoidal model, discharge, piano key weir, tail water depth -
نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، سال بیست و ششم شماره 1 (پیاپی 99، بهار 1401)، صص 195 -209
پژوهش حاضر با هدف محاسبه عدد کاویتاسیون دریچه تحتانی در آبگیر تحتانی سد نسا، به صورت مدل آزمایشگاهی و عددی طرح ریزی شده است. مقادیر فشار استاتیک در طول مدل دریچه تحتانی، توسط 22 پیزومتر تعبیه شده، اندازه گیری شد. برای مشخص کردن نقاط و مناطق با ریسک بالای کاویتاسیون، مقطع طولی دریچه تحتانی به سه بلوک تقسیم بندی شد. این تقسیم بندی براساس تاثیر پارامترهای هیدرولیکی موثر بر پدیده کاویتاسیون معرفی می شود. در بلوک شماره یک، نتایج محاسبه عدد کاویتاسیون نشان داد، این منطقه که در ابتدای جت خروجی سد را در بر می گیرد، سطح خطر، "امکان کاویتاسیون" را نشان می دهد. بررسی ها نشان داد، عدد کاویتاسیون در این منطقه وابسته به ارتفاع آب در کانال بالادست است. برای منطقه شماره دو، نتایج نشان داد، به ازای نسبت موقعیت درنظر گرفته شده به کل طول دریچه تحتانی و در محدود 0/44 و0/9 مقادیر کاویتاسیون، پارامتری از سرعت خروجی جت در دریچه تحتانی هستند. لازم به ذکر است، بررسی سطح خطر در مناطق دوم و سوم به ازای 0/44 = x/L، سطح خطر وابسته به فشار منفی در این مناطق است. همچنین مدل سازی عددی به ازای روش های مختلف مدل آشفتگی نشان داد که مدل آشفتگی K-ε RNG با مش ریز بهترین همخوانی را با نتایج مدل آزمایشگاهی دارد و مقادیر خطای آن به ازای مدل آزمایشگاهی و عددی محاسبه شد.
کلید واژگان: کاویتاسیون، فشار استاتیک، دبی، دریچه تحتانی، سرعتThe objective of the present research was to investigate the flow properties through the bottom outlet of the Nesa dam based on numerical and experimental studies. 22 piezometers were employed to measure the static pressure through the experimental model. The bottom outlet section was divided into three blocks to measure the endangered region. The graph of cavitation numbers was plotted for different flow discharge and cavitation damage levels to compare with a safe zone to find out the areas with a high risk of cavitation. The results illustrate that block No. 1 cavitation index is located at the “possible cavitation” damage. The studies showed that the cavitation index is the dependent parameter with the height of the water at the upstream reservoir. Furthermore, for block No. 2, the level of cavitation ranged from x/L = 0.44 to 0.90 and the cavitation level is related to the velocity, and by increasing the velocity to 16 m/s, the threat of the cavitation and its consequences is raised, dramatically. Regarding block No.2 and 3, the cavitation through this block depends on the negative pressure since the negative values of the cavitation index is related to the negative static pressure and it is assumed that the negative pressure can reach the threat of major damage. Also, a comparison between different numerical turbulence models illustrates that the k-ε RNG with fine mesh showed less error with experimental values which causing the numerical model with this condition to reach an appropriate agreement between numerical and experimental simulations.
Keywords: Cavitation Number, Static Pressure, Discharge, Bottom outlet, Velocity -
آگاهی از کیفیت منابع آب یکی از نیازمندی های مهم در برنامه ریزی و توسعه منابع آب و حفاظت آن هست. رودخانه ها به عنوان اصلی ترین منبع تامین کننده نیاز شرب، کشاورزی و صنعت از اهمیت خاصی برخوردار هستند. در این پژوهش به منظور بررسی اثرات بلندمدت دما و بارش رودخانه خرم رود در شهر کنگاور استان کرمانشاه از خروجی چهار مدل اقلیمی گزارش پنجم (AR5) IPCC، تحت سناریوهای RCP4.5، RCP6 برای دوره پایه (2015-1983) استخراج گردید و با داده های اقلیمی مشاهداتی مقایسه شد. مقادیر روزانه پارامترهای اقلیمی بارش و دمای مدل های برتر برای دوره های آتی 2052-2020 و 2085-2053 با روش ریزمقیاس سازی LARSWG6 در منطقه مطالعاتی تولید شد. به منظور پیش بینی رواناب از مدل شبکه عصبی مصنوعی در نرم افزار نروسلوشن استفاده گردید. پس از کالیبراسیون مدل در دوره پایه 2015 -1983، پیش بینی برای دوره های آتی انجام شد و در ادامه به منظور پیش بینی پارامترهای کیفیت آب رودخانه از مدل رگرسیون بردار پشتیبان در محیط برنامه نویسی پایتون استفاده گردید. نتایج حاکیست مقدار بارش در مدلهای CanESM2 وMIROC-ESM-CHEM افزایش و در بقیه کاهش را نشان می دهد. دما در کلیه مدل ها و سناریوهای اقلیمی افزایش می یابد که بیش ترین مقدار آن معادل32/3 درجه سانتیگراد در دوره دوم آتی در مدل GFDL-CM3 می باشد. مقدار کاهش آبدهی میانگین مدلها و سناریوهای اقلیمی حاصل از خروجی مدل نروسلوشن در دوره دوم نسبت به دوره اول 29/9 درصد می باشد. تغییرات میزان آبدهی بر پارامترهای کیفی رودخانه تاثیرگذاشته بنابراین مقادیر پارامترهای,TDS, EC, CL ,Mg Ca و مجموع آنیونها با توجه به تعداد داده های مشاهداتی مناسب آنها پیش بینی گردید و نتایج نشان داد پارامترهای کیفی در اکثر مدلها در سناریوی RCP6 بیشتر از سناریوی RCP4.5 است و مدل FIO پیش بینی های دقیق تری نسبت به سایر مدل ها داشته است. پیشنهاد می گردد تغییرات پارامترهای کیفی در دوره آتی با مدل های دو بعدی کیفیت آب نیز مدل سازی گردد و با نتایج حاصل از این پژوهش مقایسه گردد.کلید واژگان: پارامترهای کیفی، پیش بینی، دبی، نروسلوشن، LARSWG6، RCP، SVRAwareness of water resources quality is one of the most important requirements in planning and developing water resources and protecting it. Rivers are of particular importance as the main source of drinking, agriculture and industry needs. In this study, in order to investigate the long-term effects of temperature and precipitation from the output of the four climatic models of the fifth report (AR5) IPCC under RCP4.5, RCP6 scenarios for the base period was extracted and compared with the observational climatic data. Daily values of precipitation climatic parameters and temperature of superior models for future periods 2020-2052 and 2085-2053 were produced by LARSWG6 Downscaling method in the study area. In order to predict runoff, artificial neural network model was used in Neurosolution software. After calibration of the model in the base period of 1983-2015, the prediction was made for future periods and then in order to predict the water quality parameters of the river, the support vector regression model was used in the Python programming environment. The results showed that the amount of precipitation in CanESM2 and MIROC-ESM-CHEM models increased and decreased in the rest. Temperature increases in all models and climatic scenarios with the highest value of 3.32 °C in the next second period in the GFDL-CM3 model. The average reduction of models and climatic scenarios resulting from Neurosolution model output in the second period was 9.29% compared to the first period. Changes in the amount of discharge affected the quality parameters of the river, so the values of parameters, TDS, EC, CL, Mg Ca and the sum of anions were predicted according to the number of appropriate observational data.Keywords: Discharge, Neurosolution, prediction, Quality parameters, RCP, SVR
-
طی سال های اخیر جریانات خروجی از حوضه کارون بزرگ به خصوص در محدوه درون استان خوزستان با افت شدیدی رو به رو شده است. هدف از این مطالعه بررسی اثر عوامل اقلیمی و خشکسالی بر روی رواناب ورودی و خروجی حوضه کارون در دو بخش درون استان خوزستان و محدوده حوضه در خارج استان بود. نتایج نشان دهنده شروع تغییرات نامطلوب عوامل اقلیمی طی دو دهه آخر این مطالعه می باشد به طوری که طی این دوره به خصوص ده سال اخیر مطالعه شاهد کاهش زیادی در میزان بارش نسبت به دهه قبل آن در حوضه کارون رخ داده است.. تغییرات دماهای میانگین، حداقل و حداکثر، تبخیر و خشکسالی نیز طی دو دهه اخیر افزایشی بوده است. همچنین نتایج مربوط به میزان اثر پارامترهای اقلیمی بر دبی حوضه کارون بزرگ نشان داد در محدوده داخل استان خوزستان 83 درصد تغییرات دبی خروجی توسط پارامترهای اقلیمی (بهترتیب شامل بارش، خشکسالی و دمای حداکثر) تحت تاثیر قرار گرفته است و در محدوده حوضه در خارج استان خوزستان 82 درصد تغییرات دبی، ناشی از پارامترهای اقلیمی (به ترتیب شامل بارش، دمای حداکثر و خشکسالی) می باشد. این درحالی است که جریانات سطحی حوضه طی دهه اخیر نسبت به سایر دهه ها شرایط بحرانی تر داشته است و در خارج استان خوزستان (ورودی به استان) کاهش حدود 27 درصدی و در داخل استان و خروجی حوضه کاهش 44 درصدی داشته است. با توجه به اثر کم و بیش یکسان اقلیم بر هردو محدوده می توان این تغییرات و کاهش شدید را به وجود عامل دیگری از جمله مدیریت سرزمین و عوامل انسانی نسبت داد.
کلید واژگان: دبی، خوزستان، دما، شاخص خشکسالی پالمر، خروجی حوضهIn recent years, the outflows from the Karun Basin, especially in the interior of Khuzestan province, have decreased significantly. This study aimed to investigate the effect of climatic factors and drought on the inflow and outflow of the Karun basin in two parts (basin area inside Khuzestan plain and basin area outside Khuzestan plain). The results indicate the onset of adverse climate change during the last two decades. During this period, especially in the last ten years, the study has witnessed a large decrease in rainfall compared to the previous decade in the Karun Basin. Changes in average, minimum, and maximum temperatures, evaporation and drought have also increased during the last two decades. Also, the results related to the effect of climatic parameters on the output discharge of the Karun basin showed that in Khuzestan province 83% of the output discharge changes were affected by climatic parameters (including rainfall, drought, and maximum temperature, respectively) and outside Khuzestan, 82% of discharge changes are due to climatic parameters (including rainfall, maximum temperature, and drought, respectively). Meanwhile, the surface currents of the basin during the last decade have been more critical than other decades and the output discharge outside Khuzestan (input to the province) has decreased by about 27%, and inside the province and the output of the basin has decreased by 44%, which due to the almost identical effect of climate on both areas, these changes can be attributed to the existence of other factors, including land management and human factors.
Keywords: discharge, Khuzestan, temperature, Palmer Drought Index, Basin Output -
نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، سال بیست و چهارم شماره 1 (پیاپی 91، بهار 1399)، صص 213 -224
با توجه به افزایش روزافزون قطعات زراعی کوچک، سیستم کیت آبیاری قطره ای بدون پمپ، می تواند روش مقرون به صرفه ای باشد. از این رو در این پژوهش ویژگی های پخش آب (دبی، ضریب یکنواختی پخش (CU) و ضریب تغییرات دبی) در آبیاری کیت مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق با ایجاد فشار کارکردهای 1، 2، 3 و 4 متر و سه تکرار آبیاری، ویژگی های گسیلندگی چهار نوع قطره چکان کوزه ای 2 نازله، 8 نازله، آسان دریپر و نتافیم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد در فشار 1 متری، قطره چکان های کوزه ای 2 نازله و 8 نازله با ضرایب یکنواختی پخش برابر با 98/39 و 99/30 درصد و دبی خروجی 3/60 و 3/62 لیتر بر ساعت، در فشار 2 متر قطره چکان آسان دریپر با دبی پخش 3/85 لیتر بر ساعت و یکنواختی پخش 99/44 درصد و در ارتفاع 3 و 4 متر قطره چکان نتافیم با دبی خروجی به ترتیب برابر با 3/87 و 3/97 لیتر بر ساعت و ضرایب یکنواختی 99/32 و 99/47 درصد، بهترین شرایط پخش را داشتند. در فشار کارکردهای کمتر از 2 متر قطره چکان های کوزه ای و در فشارهای بیش از 3 متر انواع نتافیم و آسان دریپر به دلیل وجود تنظیم کننده های فشار، گسیلندگی بهتری داشتند. در حالت کلی هر چهار نوع قطره چکان یکنواختی پخش و دبی مطلوبی را در فشارهای مختلف ایجاد کردند.
کلید واژگان: کیت آبیاری، قطره چکان، دبی، ضریب یکنواختی پخشDue to the increasing number of small crops, the system of irrigation without a pump can be an economical way. Therefore, in this research, the effects of the type of droplet and the height of water supply system utilization on the characteristics of water distribution (discharge, dispersion uniformity coefficient (CU) and coefficients of variation of discharge) were investigated. In this research, the pressure functions of 1, 2, 3 and 4 meters and three irrigation repeats were investigated; also, the discharge characteristics of jet pots of 2 and 8 nozzles, easy dripper and netafim were addressed. The results indicated that at 1 m pressure, drippers of pots of 2 and 8 nozzles with the uniformity coefficients of distribution were equal to 89.39 and 99.30%, and the discharge rate was 3.60 and 3.62 liters per hour at a pressure of 2 m. An easy-drain drip with a discharge rate of 3.85 L / h and a uniform distribution of 99.44%, at a height of 3 and 4 m, the droplets of the netafim with an outlet discharge were 3.87 and 3.97 liters per hour and the uniformity coefficients of 99.32 and 99.47 percent had the best broadcast conditions. According to these significant differences (P <0.05), it can be concluded that at pressures less than 2 m of jar droplets and at more than 3 m, netafim and Easy Dipper types could have better leakage due to pressure regulators. In general, each of the four types of emitters produced a uniform dispersion and the optimum discharge at different pressures.
Keywords: Irrigation kit, Drip irrigation, Discharge, Uniformity factor -
در این پژوهش، تاثیر استغراق بر مقدار جریان گذری از سرریزهای لبه تیز دایره ای، با قوس در پلان و به سمت بالادست مورد مطالعه بوده است. این تحقیق به صورت آزمایشگاهی و با بیست نمونه مختلف از سرریزهای لبه تیز دایره ای و هم عرض کانال، شامل چهار طول قوس (یا زاویه کمان) و از هرکدام پنج ارتفاع مختلف محقق شده است. در این آزمایش ها، تحلیل جریان با شرایط استغراق سرریز همراه بوده است. چگونگی تاثیر استغراق بر مقدار دبی عبوری از سرریز دایره ای و یافتن رابطه ای برای تعیین این اثر، از تلاش های انجام شده در این تحقیق می باشد. بررسی شرایط استغراق برای این نوع سرریزها ثابت نمود کاربری معادله حاصل از تحقیقات قبلی، یعنی معادله (1947, Villemonte) که برای تعیین دبی در شرایط استغراق و برای انواع مختلف سرریزهای لبه تیز پیشنهاد شده است، برای سرریزهای دایره ای مورد بحث صدق نمی نماید. استفاده از این معادله خطایی بین صفر تا 50 درصد و به طور متوسط 14 درصد برای برداشت های مختلف آزمایشگاهی دارد. از این رو یک معادله اصلاح شده برای شرایط استغراق این نوع سرریز پیشنهاد گردید این معادله در آزمایش های متفاوت، خطایی بین صفر تا 17 درصد و بصورت میانگین 4 درصد به خود اختصاص می دهد.کلید واژگان: سرریزلبه تیز دایره ای، استغراق، عمق آب روی سرریز، عمق پایاب، دبیIn this research, the effect of submergence on the discharge of flow over the sharp-crested weir with an arc in the plan and toward upstream is investigated. This research was conducted on the physical model with twenty different samples of the sharp-crested circular weirs including four different arc lengths (or arc angle), each with five different heights. In these experiments, flow analysis has been carried out for the submergence conditions of the weir. The effect of submergence magnitude on discharge rate of circular weir to find a relationship for determination of this effect was the effort of this study. Examining the submergence conditions for these types of weirs proved that the general equation derived from previous research (Villemont equation, 1947), is not valid to the circular weir. Villemont Eq. produce an error between zero to 50% and an average of 14% for various laboratory experiments. Therefore, a modified equation for submergence conditions of this type of weir was proposed. This equation in different experiments yields an error between zero and 17% and an average of 4%.Keywords: sharp-crested circular weirs, submergence, water depth on weir, tailwater depth, discharge
-
حوضه دریاچه اورمیه به دلیل اهمیت اقلیمی، اقتصادی، اکولوژیک و زیست محیطی یکی حوضه های مهم در شمال غرب ایران به شمار می رود. در این مطالعه به منظور بررسی علل افت سطح آب دریاچه، روند دو عامل دخیل در تغذیه آن، شامل بارش و دبی رودخانه ها مورد مطالعه قرار گرفت. برای این منظور، داده های مربوط به ایستگاه های باران سنجی و هیدرومتری در سرتاسر حوضه در مقیاس فصلی و سالانه جمع آوری گردید. سری زمانی طولانی مدت متغیرها تهیه شد و روند زمانی آنها با استفاده از آزمون من کندال و کندال فصلی بررسی شد. نتایج نشان داد متغیر بارندگی سالانه در برخی نقاط روند افزایشی و در برخی روند کاهشی دارد اگرچه از نظر آماری روندهای مشاهده شده در اغلب ایستگاه ها معنی دار نیستند. علیرغم عدم وجود نشانه هایی از روند کاهشی یکنواخت بارندگی سالانه، در بیشتر ایستگاه های هیدرومتری متغیر دبی سالانه در سطح معنی داری 5 درصد روند کاهشی دارد. بنابراین، به طور آماری نمی توان افت چشمگیر آبدهی رودخانه های منتهی به دریاچه و در نتیجه افت سطح آب دریاچه را به کاهش مقدار بارندگی آن نسبت داد. در نتیجه عوامل دیگری از جمله افزایش روند تبخیر- تعرق ناشی از گرمایش اتمسفر، برداشت بی رویه از آب های زیرزمینی، تغییر کاربری اراضی و یا حتی ذخیره آب در مخازن سدها و کاهش جریان های ورودی به مخزن دریاچه ممکن است باعث افت سطح آب دریاچه شده اند که نیازمند تحقیقات بیشتر است
کلید واژگان: دبی، دریاچه اورمیه، من کندال، ناپارامتریک، هیدروکلیماThe Lake Urmia basin in North West of Iran is one of the important basins of this country due to its climatological, economical, ecological and environmental condition. In this study in order to discover the likely causes of the lake shrinkage, trends of the two effective factors on its inflows (precipitation and rivers discharge), were investigated. For this purpose, rain gauges and hydrometric stations data at seasonal and annual scale across the basin were collected. Long time-series of variables were prepared and their trends were analyzed using the Mann-Kendall and seasonal Kendall test. According to the results although annual precipitation indicated decreasing or increasing trends at some stations, but most of them were not significant at 0.05 probability level. Despite lack of significant, decreasing trend for annual precipitation across the basin, the majority of hydrometric stations showed significant decreasing trend in the annual stream flow data at 0.05 probability level. Therefore, from statistical point of view, the significant decline at annual discharge of the streams draining into the lake and the shrinkage of the lake cannot be attributed to decline at annual precipitation. Therefore, some other causes such as increase in evapotranspiration due to atmospheric warm-up. Over-extraction of aquifers, extensive landuse changes, impoundment of water behind numerous dams and decline at the lake inflows might be effective on the Lake Urmia shrinkage.
Keywords: Discharge, Hydro climate, Mann Kendall, Non-Parametric, Urmia lake -
بخش عمده تحقیقات پیشین مرتبط با دریچه های قطاعی، بر ارائه روش هایی برای تخمین دبی عبوری از این سازه ها متمرکز است و تعیین بازشدگی دریچه ها به عنوان سازه های تنظیم به منظور عبور دبی خاص، کمتر مورد توجه قرار گرفته است. مطالعه حاضر،معادلاتی نظری برای تعیین صریح دبی عبوری از دریچه های قطاعی (مسئله نوع اول) و نیز بازشدگی دریچه (مسئله نوع دوم) با مشخص بودن سایر پارامترها در هر مسئله و به تفکیک شرایط جریان آزاد و مستغرق بر پایه ترکیب معادلات انرژی و مومنتم ارائه می کند. در هر مسئله، معیارهایی برای تشخیص شرایط جریان معرفی شده است. به منظور واسنجی و صحت سنجی معادلات نظری پیشنهادی، از 2657 سری داده آزمایشگاهی روی سه نوع مختلف دریچه قطاعی استفاده شد. نتایج تحقیقات نشان می دهد که میانگین قدر مطلق خطای نسبی در تعیین دبی و بازشدگی دریچه های قطاعی از روش پیشنهادی به ترتیب 94/1 و 67/2 درصد است. همچنین، رویکرد پیشنهادی در تشخیص شرایط جریان، به طور متوسط در 6/99 و 8/98 درصد از موارد به ترتیب در تعیین دبی و بازشدگی، صحیح عمل شده است. نتایج بررسی ها همچنین نشان می دهد که با افزایش زاویه انحراف دریچه قطاعی و نیز افزایش نسبت محور به شعاع دریچه تمایل به استغراق، افزایش می یابد. همچنین دریچه لاستیکی سخت نیز نسبت به دو نوع دیگر در محدوده بیشتری به صورت آزاد عمل می کند.کلید واژگان: اندازه گیری، انرژی-مومنتم، تنظیم جریان، دبیMost of the previous studies related to radial gates are focused on the estimation of discharge from the gates as a flow measurement structure. However, determination of the gate opening for passing a certain value of the discharge is rarely considered in previous studies as a regulator structure. The present work presents some theoretical equations for explicit estimation of the outflow from the gate (first problem), and gate opening (second problem) for free and submerged flow conditions by combination of Energy and Momentum principles. For any problems, it was developed some criteria to identify flow conditions These equations were calibrated and validated by means of 2657 experimental records retrieved from research conducted on three types of radial gates. The paper would present an analytical approach to illustrate the reliability of proposed equations for estimation of discharge and the opening of the gate by taking benefits from the mean absolute relative errors which observed to be 1.94% and 2.67, respectively. It was noted that the used criteria conform with 99.6% and 98.8% of all observations at first and second problems, respectively. The results show that the tailwater depth under distinguishing limiting decreases by increasing in the gate lip angle and the ratio of turnnion pin height to the gate arm radius. Also, the hard rubber bar gate tends to operate under free flow condition in a wider range in comparison with two other gates.Keywords: Measurement, Energy-Momentum, Flow regulation, Discharge -
پیش بینی دقیق دبی جریان نکته کلیدی در برنامه ریزی و مدیریت بهینه منابع آب به شمار می آید. حوضه ی گرگانرود، یکی از حوضه های بخش شمالی کشور و واقع در استان گلستان است. تاثیر خشک سالی و ترسالی بر نوسانات پایه و جریان کل رودخانه، نقش عمده ای را در برنامه ریزی بهره برداری از منابع آب حوضه دارد. در این تحقیق از مدل KNN و درخت تصمیم M5 به عنوان یکی از شیوه های داده کاوی برای برآورد دبی جریان رودخانه گرگانرود واقع در ایستگاه سرمو بهره گرفته شد. بدین منظور از داده های بارندگی و دبی جریان ایستگاه سرمو واقع در محمدآباد تحت پنج سناریوی مختلف و با اعمال توابع انتقال بر روی داده ها، بهره گرفته شد. نتایج نشان داد که مدل درخت تصمیم M5 در اکثر مواقع بر مدل KNN برتری دارد و پیش بینی دقیق تری را حاصل می نماید. همچنین در میان سناریوهای تعریف شده، مدل b و c که به ترتیب شامل تمامی داده ها و داده های بارندگی روزانه، بارندگی روز قبل و بارندگی دو روز قبل می باشند، تحت تابع انتقال میانگین متحرک پنج روزه با داشتن معیار برابر 999/0 و معیار MAE و RMSE برابر 0/001 دقیق ترین برآورد را نتیجه می دهد.
کلید واژگان: توابع انتقال، دبی، درخت تصمیم، سناریو، داده کاویPrediction of the flow discharge accurately is a key point in the optimum planning and management of water resources. The Ghorghanrood watershed is one of the watersheds in the north of Iran that it is located in Gholestan Province. The impact of drought and rain on basic fluctuations and overall flow of the river plays a major role in planning of implementation of watershed resources. In this research, the KNN model and M5 decision tree were used as one of the methods of data-mining for estimating the flow discharge of Ghorghanrood River that it is located in Sarmo Station. In this regard, the raining and flow discharge data of Sarmo Station (in Mohammadabad) under five various scenarios by applying transfer functions on the data. The results showed that M5 decision tree has mostly superiority over KNN model and reaches more accurate prediction. Also, in the defined scenarios, the b and c models which respectively include all data and daily raining data, last day raining and two days before raining, result the most accurate estimation. These two scenarios are under the transfer function, the five-day moving mean and have R2 standard of 0.999 and MAE and RMSE standards of 0.001.
Keywords: transfer functions, data-mining, discharge, decision tree, scenario -
-
هدف از این تحقیق بررسی تاتیر دبی بر الگوی رطوبتی و شبیه سازی آن با مدل هایدروس دوبعدیمی باشد. پس از آماده سازی یک مدل فیزیکی از جنس پلاکسی گلاس با ابعاد مشخص، و پر شده با خاک لوم رسی سیلتی، به وسیله ی قطره چکان تنظیم شونده ی دستی چهار دبی 2، 4، 6 و 8 لیتر بر ساعت مورد آزمایش قرار گرفت. مدت زمان آبیاری برای هر دبی ثابت و برابر 2 ساعت بود. 24 ساعت پس از آبیاری توزیع مجدد رطوبت در خاک در نظر گرفته شد. شبیه سازی الگوی رطوبتی توسط مدل هایدروس دو بعدی صورت می گرفت. نتایج مقایسه ی مقادیر قطر و عمق خیس شده ی پیاز رطوبتی اندازه گیری شده و برآورد شده با مدل هایدروس دوبعدی نشان داد ضریب همبستگی در تمامی دبی ها بالای 90 درصد و مقدار خطاها بسیار کم بود که نشان از دقت بالای شبیه سازی الگوی رطوبتی مدل هایدروس دوبعدی داشت که این دقت در دبی های پایین تر بیشتر بود. نتایج مقایسه ی بین شبیه سازی های مدل هایدروس دو بعدی با استفاده از داده های مختلف ورودی مدل رزتا و داده های الگوی رطوبتی مشاهداتی نشان داد هرچه میزان داده های ورودی به مدل رزتا بیشتر باشد دقت شبیه سازی الگوی رطوبتی با مدل هایدروس دو بعدی افزایش خواهد یافت. با توجه به نتایج بدست آمده از این تحقیق، با افزایش دبی از گستردگی رطوبت در عمق کاسته و گستردگی در سطح افزایش می یابد. دقت مدل هایدروس دوبعدی در دبی های پایین تر بیشتر شد و هرچه میزان ورودی های داده شده به مدل رزتا بیشتر باشد دقت مدل هایدروس دوبعدی بیشتر خواهد شد.کلید واژگان: آبیاری قطره ای سطحی، الگوی توزیع رطوبت، دبی، شبیه سازی، هایدروس دوبعدیThe aim of this study was to investigate the influence of discharge on wetting pattern and simulation by HYDRUS-2D model. After preparing a physical model made of Plexiglas with specified dimensions, and filled with silty clay loam soils. By manually adjustable emitter, four discharges 2, 4, 6 and 8 liters per hour were tested. Irrigation time for each fixed discharge 2 hours and for moisture reparation distribution, 24hours is validated. Comparison of measured and calculated values with HYDRUS-2D model of the diameter and depth of the wetting front revealed that the correlation coefficient was above 90 percent of all discharges and was very low error rate which shows the ability of the HYDRUS-2D model to simulate the moisture but this ability was higher in the lower discharge. A comparison between the simulation with HYDRUS-2D model using data from various input Rosetta and data observations of wet pattern soil showed the input data of the model Rosetta is more will increase accurate simulation with HYDRUS-2D model. By increasing the discharge, the extent of depth decrease and extent of the surface moisture increases. The performance of HYDRUS-2D model in lower discharge is more. And by increases the amount of data inputs to the model Rosetta, HYDRUS-2D model will be having higher accuracyKeywords: : Surface drip irrigation, Water pattern distribution, Flow rate, Simulation, HYDRUS-2D
-
بازده یک سامانه آبیاری قطره ای به عملکرد هیدرولیکی قطره چکان ها و معیارهای طراحی بستگی دارد. بدون توجه به مشکلات قطره چکان ها ممکن است موجب عدم توزیع یکنواختی آب، افزایش مدت کار سامانه، تعویض پیوسته آن ها، افزایش هزینه های اقتصادی و حتی در برخی موارد منجر به شکست سامانه و برگشت به روش های آبیاری سنتی می شود. در این تحقیق عملکرد هیدرولیکی قطره چکان های موجود در سه مزرعه شامل عمان سامانی، فدک و امامیه در حاشیه زاینده رود در استان چهار محال و بختیاری می باشد، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که یکنواختی توزیع آب توسط قطره چکان ها در مزارع عمان سامانی، فدک و امامیه به ترتیب 8/56، 95 و 3/69 درصد است. تغییرات دبی در قطره چکان های مزارع عمان سامانی و امامیه بیشتر ناشی از عدم تامین فشار مناسب، گرفتگی قطره چکان ها و دست کاری آنها توسط کشاورزان غیر متخصص می باشد. ضریب تغییرات هیدرولیکی قطره چکان های مزارع عمان سامانی، امامیه و فدک به ترتیب دارای مقادیر 7/43، 2/28 و3/6 بودند که نشان دهنده طراحی نامناسب هیدرولیکی دو مزرعه اول و طراحی صحیح مزرعه آخر می باشد. در مجموع، عملکرد قطره چکان های میکرو فلاپر و دریپر مورد ارزیابی در مزارع عمان سامانی و امامیه، غیرقابل قبول و نتافیم در مزرعه فدک در حد عالی بود.کلید واژگان: آبیاری قطره ای، دبی، عملکرد، قطره چکان ها، یکنواختیEfficiency of a trickle irrigation system depends on the hydraulic performance of drippers and the design criteria. Lack of attention to drippers problems may cause reduction in water distribution uniformity, increasing time of system working, permanent drippers replacing, increasing the cost of system and even system failure and returning to traditional systems. So, in this study, the performances of drippers at three fields including Oman Samani, Fadak and Emamieh at the sides of Zayandehroud river in Chaharmahal and Bakhtiari Province were evaluated.The results showed that indices the of uniformity distribution ofthe Omman Samani, Fadak and Emamiehwere 56.8, 95 and 69.3 percents respectively. The discharge variations of drippers of Omman Samani, Emamieh fields were mainly due to undesirable pressure, clogging of drippers and replacing existing drippers by non-expertized farmers. The hydraulic coefficients of variations of drippers at Omman Samani, Emamieh andFadak fields were obtained with the values of 43.7, 28.2 and 6.3, respectively that showed an unsuitable hydraulic design of the first two fields and a proper design of the last one. overall, the performances of Micro Flapper and Dripper emitters at the Omman Samani and Emamieh fields were undesirable and the Netafim one at the Fadak field had an excellent performance.Keywords: Discharge variations of drippers, Drip irrigation, Performance, Uniformity
-
سرعت پیشروی آب از معیارهای مهم در تعیین زمان آبیاری است. در این راستا تحقیقی به منظور بررسی و مقایسه زمان پیشروی جریان آب در جویچه ها در دو روش مدیریت آبیاری معمول و یک در میان متناوب انجام شد. نتایج با اندازه گیری زمان و فاصله پیشروی جریان آب در جویچه ها، در دو مقطع زمانی اواسط و اواخر دوره رشد ذرت نشان داد بطور متوسط سرعت پیشروی آب در مدیریت آبیاری معمول در اواسط فصل با دبی های ورودی 15/0، 28/0، 35/0 و 46/0 لیتر بر ثانیه به ترتیب 8/1، 4/2، 6/1 و 6/1 برابر و در اواخر فصل رشد به ترتیب 3/1، 6/1، 4/1 و 5/1 برابر سریعتر از مدیریت آبیاری یک در میان متناوب بود. تغییرات رطوبت خاک نشان داد که میزان رطوبت سطحی خاک در آبیاری یک در میان متناوب 28 درصد نسبت به آبیاری تمامی جویچه ها کمتر می باشد. ضرایب معادله پیشروی آب در جویچه ها با افزایش دبی ورودی دارای روند افزایشی بود. با افزایش دبی جریان از 15/0 تا 46/0 لیتر بر ثانیه ضرایب توانی پیشروی r و p به ترتیب در آبیاری تمامی جویچه ها 4 و 56 درصد و در آبیاری یک در میان متناوب 12 و 26 درصد افزایش یافت.
کلید واژگان: آبیاری سطحی، دبی، ذرت، رطوبت خاک، کم آبیاریAdvance time is one of the most important factors, especially for determining irrigation timing. This project has been conducted for determining and evaluation of furrow advance time in two irrigation management including conventional and alternative furrow irrigation. Four different inflow rates within two periods of Maize growth stages for two furrow irrigation management were considered. Results showed, the water advance time in conventional furrow irrigation in two growth stages with inflow rate as 0.15, 0.28, 0.35 and 0.46 l/s were 1.8, 2.4, 1.6 and 1.6 times respectively comparative to alternative furrow irrigation. Also results in end of season revealed that with increasing inflow rate the advance time in conventional furrow irrigation were 1.3, 1.6, 1.4 and 1.5 times as comparatives to a conventional furrow irrigation. Soil surface moisture variation showed that the soil moisture content in alternative furrow irrigation decreased about 28% in comparison with the conventional furrow irrigation. With increasing furrow inflow rate the coefficients of advance power function (r & p) increased about 4 and 56% for conventional and 12 and 26% respectively alternative furrow irrigation.
Keywords: Deficit irrigation, Inflow rate, Maize, Soil moisture, Surface irrigation -
نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، سال بیست و یکم شماره 3 (پیاپی 81، پاییز 1396)، صص 169 -180یکنواختی توزیع آب در سیستم آبیاری قطره ای تحت تاثیر شیب لوله رابط بوده و به همین دلیل ارزیابی سیستم های آبیاری قطره ای در اراضی شیب دار مهم است. در این پژوهش برای بررسی اثر شیب روی پارامترهای یکنواختی در قطره چکان های معمولی و تنظیم شونده، شیب های 2/0، 6، 11، 16، 20 و 25 درصد برروی زمین اجرا شد و لوله های رابط به طول 70 متر و قطرهای 50، 63 و 75 میلی متر در جهت شیب و لوله های فرعی به طول 40 متر و قطر 16 میلی متر روی خطوط تراز قرار گرفتند. نتایج نشان داد که در قطره چکان های معمولی در شیب های فوق مقادیر qv(avg) به ترتیب 289، 6740، 46، 135، 38 و 27 درصد، qv(max) به ترتیب 222، 48، 53، 90، 27 و 9 درصد و CV به ترتیب 300، 114، 33، 140، 63 و25 درصد از قطره چکان های تنظیم شونده بیشتر بود. ولی مقادیرEU به ترتیب 33، 34، 12، 25، 17 و 9 درصد، EUa به ترتیب 26، 23، 6، 21، 15 و 13 درصد، UC به ترتیب 17، 16، 4، 13، 14 و 9 درصد و US به ترتیب 10، 8، 2، 8، 5 و 4 درصد از قطره چکان های تنظیم شونده کمتر بود. بنابراین حتی در شیب های زیاد (20 و 25 درصد) نیز راندمان های آبیاری در قطره چکان های تنظیم شونده بهتر بود. همچنین رابطه تعیین شده بین شیب و دبی قطره چکان ها بیانگر تغییرات اندک دبی قطره چکان های تنظیم شونده در اراضی شیب دار بود.کلید واژگان: شیب، دبی، فشار، یکنواختیThe uniformity parameters in drip irrigation system are influenced by the slope of manifold and therefore, the evaluation of drip irrigation systems is important in slopping lands. In this research, different slopes of 0.2, 6, 11, 16, 20 and 25% were applied on the ground surface and manifold of drip irrigation system with diameters of 50, 63 and 75 mm and length of 70 m were installed on these uniform slopes. The lateral pipes with 16 mm diameter and 40 m length were placed on the contour lines and connected to manifold bilaterally. The results showed that in the normal emitters in above slopes, the qv(avg) values were 289, 6740, 46, 135, 38 and 27 percent, respectively, qv(max) values were 222, 48, 53, 90, 27 and 9 percent, respectively, and the CV values were 300, 114, 33, 140, 63 and 25 percent, respectively, higher than compensating emitters. However, in the normal emitters in above slopes, the EU values were 33, 34, 12, 25, 17 and 9 percent, respectively, EUa values were 26, 23, 6, 21, 15 and 13%, respectively, UC values were 17, 16, 4, 13, 14 and 9%, respectively, and US values were 10, 8, 2, 8, 5 and 4 percent, respectively, less than compensating emitters. Therefore, even in high slopes (20 and 25%), the irrigation efficiency in compensating emitters were better than normal emitters. The relationship between slope and discharge of emitters represented small changes in discharge of compensating emitters in sloping lands.Keywords: slope, discharge, pressure, uniformity
-
سرریز های لبه تیز از سازه های متداول در اندازه گیری جریان در شبکه های آبیاری و دیگر سامانه های آبی هستند. نصب و بهره برداری این سازه ها نسبت به سایر انواع سازه ها و تجهیزات، ساده تر و هزینه های نگهداری آن ها هم کمتر است. اما وضعیت عملکرد سرریزهای لبه تیز و روابط دبی-اشل یا منحنی های سنجه آن ها در شرایط غیرماندگار به ندرت مورد بررسی قرار گرفته است. در تحقیق حاضر، جریان غیرماندگار عبوری از سرریز مثلثی 90 درجه که در انتهای یک مخزن قرار گرفته است در آزمایشگاه مورد بررسی قرار گرفت و تاثیر آن بر روی مقادیر دبی عبوری از سرریز سنجیده شد. در این تحقیق نشان داده شد که روش روندیابی پالس اصلاح شده در مقایسه با حل معادله مخزن دارای نتایج بهتری است و بر اساس نتایج حاصل از روش پالس اصلاح شده، اختلاف قابل توجهی بین مقادیر دبی محاسبه شده از روابط جریان ماندگار و غیرماندگار وجود دارد بطوریکه در برخی شرایط این اختلاف به حدود 40 درصد نیز می رسد. لذا استفاده از روابط دبی-اشل و منحنی های سنجه متداول ماندگار در شرایط غیرماندگار نیازمند بازنگری و توجه بیشتر است.کلید واژگان: جریان غیرماندگار، دبی، اشل، سرریز لبه تیز مثلثی، معادله دبی، اشل غیرماندگار، روندیابی مخزنSharp-crested weirs are common measuring devices in rivers and irrigation networks. Their installation and operation are simple yet very practical. The hydraulic performance of sharp-crested weirs and their head-discharge equations in unsteady flow condition are of great interest, however, very limited studies are available in the literature. In the present study, the hydraulic performance of 90° V-notch weir, located at the end of a storage, was investigated in unsteady flow condition and the differences between steady and unsteady overflow were observed and evaluated. The results indicate that the difference between steady and unsteady discharges are significant whereas the difference value of investigated scenarios arise up to 40 percent, sometimes. Therefore, the previous head-discharge equations are no longer valid.Keywords: Unsteady flow, Stage-discharge, V-Notch weir, Unsteady head-discharge equation, Storage routing
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.