فهرست مطالب

علوم و مهندسی آبخیزداری ایران - پیاپی 30 (پاییز 1394)

مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران
پیاپی 30 (پاییز 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/07/08
  • تعداد عناوین: 8
|
  • محمد دارند صفحات 1-14
    هدف این پژوهش شناسایی تغییر اقلیم در ایران زمین است. برای انجام این پژوهش از داده های روزانه ی بارش، دمای کیمنه(شبانه) و بیشینه(روزانه) 1437 ایستگاه همدید، اقلیمی و باران سنجی طی بازه ی زمانی 11/10/1340 تا 11/10/1383استفاده شد. داده-ها به کمک روش درون یابی کریگینگ در یاخته های 15×15 کیلومتر درون یابی شدند و ماتریسی در ابعاد 7187×15706 روز ایجاد شد که بر روی سطرها روز و بر روی ستونها یاخته ها قرار گرفتند. به کمک 27 نمایه ی تغییر اقلیم معرفی شده توسط تیم متخصصین شناسایی تغییر اقلیم و نمایه ها به واکاوی تغییر اقلیم در ایران زمین پرداخته شد. نتایج این پژوهش نشان داد که نمایه های فرین گرم روزهای تابستانی(SU25)، روزهای گرم(TX90p)، شب های گرم(TN90p) و شب های حاره-ای(TR20) طی دوره ی مورد مطالعه روبه افزایش است. درحالیکه روند نمایه های فرین سرد از جمله روزهای یخبندان(FD)، روزهای یخی(ID)، شب های سرد(TN10p) و روزهای سرد(TX10p) منفی است و روبه کاهش است. امواج گرمایی(WSDI) طولانی تر شده و برعکس امواج سرد(CSDI) کوتاهتر شده اند. افزایش بیشتر نرخ دمای شبانه نسبت به دمای روزانه منجر به کاهش دامنه ی دمای شبانه روزی(DTR) شده است. همچنین نتایج این پژوهش نشان داد که بسامد رخداد بارش های فرین روبه افزایش است.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، نمایه های فرین، روند، ایران
  • آرزو صفویان، عبدالرسول سلمان ماهینی، سید حامد میر کریمی صفحات 15-22
    امروزه ضرورت مدیریت منابع آب و استفاده بهینه از آن بیش از پیش روشن شده است. انسان ها بایست به کنترل روند منفی در کیفیت آب رودخانه بپردازند و یا حداقل شدت آن را کاهش دهند. در این پژوهش سناریوهای مختلف بهبود کیفیت آب حوضه آبخیز گرگانرود- استان گلستان مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا، 9 پارامتر کیفی آب به عنوان متغیر وابسته و 41 متغیر مستقل سیمای سرزمین انتخاب شدند و رابطه بین متغیرها از طریق تحلیل همبستگی و رگرسیون بررسی گردید. سپس، از آن میان با توجه به دیدگاه ها و اهداف مدیریتی مختلف در میان کارشناسان محیط زیست، 5 فعالیت مدیریتی ممکن پیشنهاد گردید. بر اساس رابطه رگرسیونی اثبات شده بین فعالیت های مدیریتی و پارامترهای کیفی آب مقادیر پارامترها در سناریوهای تدوین شده مورد ارزیابی قرار گرفت. پنج فعالیت مدیریتی عبارتند از: کاهش چین خوردگی پوشش درختی، افزایش مرتع به ازای کاهش مناطق بایر، کاهش سطح کشاورزی بر اساس روش MCE، کاهش جاده با الگوریتم COST و افزایش مرتع و افزایش تعداد لکه های درختی. به منظور موازنه نتایج حاصل از اجرای سناریوهای تدوین شده و نیز تعیین سناریو یا سناریوهای برتر، روش برنامه ریزی خطی، به کار گرفته شد. سپس، 32 سناریوی تدوین شده با استفاده از روش LP، جهت تعیین برترین سناریوها، اولویت بندی گشت. با توجه به نتایج برترین سناریو، یعنی سناریوی 10 شامل افزایش تعداد لکه های درختی و کاهش چین خوردگی انتخاب شد. این فعالیت های مدیریتی امکان بهبود کیفیت آب در آینده را نشان می دهد
    کلیدواژگان: فعالیت مدیریتی، سناریوسازی، برنامه ریزی خطی، گرگانرود، بهترین سناریو
  • جمال مصفایی، محمدرضا اختصاصی، محمدتقی دستورانی صفحات 23-30
    تغییر در اندازه مواد بستر رودخانه اطلاعات مهمی را برای علوم مرتبط با حوزه آبخیز فراهم می کند. یکی از باورهای اساسی در سیستم های رودخانه ای، ریز شدن اندازه رسوبات در جهت پایین دست می باشد که طی چند دهه اخیر مطالعات زیادی را نیز معطوف خود نموده است. هدف از انجام این پژوهش، تعیین و تحلیل روند تغییر اندازه ذرات رسوبات بستر در آبراهه های حوضه آبخیز ورتوان (4811 هکتار) قزوین می-باشد. بدین منظور تعداد 25 نمونه از رسوبات آبراهه های درجه 1 تا 6 و 30 نمونه، از خاک روی واحدهای مختلف سنگ-شناسی حوضه جمع آوری و پس از دانه بندی، شاخص های مختلف مورفومتری محاسبه گردید. نتایج نشان داد که مطابق با جورشدگی هیدرولیکی و بر اساس روند کاهشی شیب و افزایشی طول آبراهه اصلی و مساحت حوضه زهکشی، اندازه رسوبات به سمت پائین دست باید ریز شود ولی این روند تحت تاثیر سیلاب های اقلیم نیمه خشک و سنگ شناسی غیرهمگن حوضه قرار گرفته و اندازه رسوبات به سمت پائین دست درشت تر می شود. بنابراین روند تغییرات اندازه رسوبات حوضه ورتوان عمدتا توسط اقلیم و سنگ شناسی حوضه کنترل می شود و هیدرولیک جریان فقط تغییرات ثانویه ای را بر روی روند کلی ایجاد می نماید. انتظار می رود که نتایج این پژوهش در حوضه های مناطق نیمه خشک و بویژه دارای واحدهای سنگ شناسی غیرهمگن سبب درک بهتر روند ترکیب نهشته های رسوبی به سمت پایین دست شود.
    کلیدواژگان: جورشدگی هیدرولیکی، ریزشدن رسوبات، اقلیم نیمه خشک، سنگ شناسی غیرهمگن
  • حمیده افخمی، علی طالبی، مژده محمدی، فرزانه فتوحی صفحات 31-40
    پیش بینی مولفه های باد از جمله سرعت باد یکی از عوامل مهم به خصوص در بحث تبخیر در یک حوزه آبخیز محسوب می گردد. در این مقاله سعی گردید، جهت افزایش کارایی مدل های هوش مصنوعی، در پیش بینی سرعت باد، دو مدل شبکه عصبی و فازی-عصبی با تئوری موجک ترکیب شده و دو مدل هیبرید جدید ارائه گردید. در این تحقیق با استفاده از برخی پارامتر های اقلیمی ایستگاه همدیدی یزد از جمله سرعت باد، دمای متوسط، دمای بیشینه، رطوبت نسبی و تبخیر، سرعت باد در مقیاس ماهانه برآورد گردید و سپس کارایی دو مدل های هیبرید شبکه عصبی موجکی و شبکه فازی-عصبی موجکی با مدل های شبکه عصبی و فازی-عصبی در پیش بینی سرعت باد 12 ماه آینده مورد مقایسه قرار گرفت. در نهایت جهت تائید کارایی بهترین مدل، با استفاده از پارامتر های اقلیمی موثر سال 1383 سرعت باد در سال 1384 پیش بینی گردید. نتایج بدست آمده در مرحله ارزیابی مدل ها، تفاوت قابل ملاحظه عملکرد بهتر شبکه های عصبی موجکی و فازی-عصبی موجکی را نسبت به مدل های شبکه عصبی و فازی-عصبی نشان دادند. شایان ذکر است در مرحله ارزیابی، کارایی بالای شبکه های فازی-عصبی موجکی، برتری این مدل را نسبت به سایر مدل ها به اثبات رسانید.
    کلیدواژگان: پیش بینی، سرعت باد، موجک، شبکه عصبی موجکی، شبکه های فازی، عصبی موجکی
  • علی طالبی، احسان زاهدی صفحات 41-50
    سدهای زیرزمینی سازه هایی هستند که جریان طبیعی آب های یرزمینی را مسدود نموده و سبب ایجاد ذخایر آبی در زیرزمین می شوند. بنابراین در مناطق خشک که محدودیت منابع آب وجود دارد، می توان با احداث این سازه ها منابع آب را مدیریت نمود. هدف از انجام این تحقیق تعیین محل های مناسب جهت احداث سد زیرزمینی به روش منطق فازی و تحلیل سلسله مراتبی است. پارامترهای موثر که جهت مکان یابی سد زیرزمینی استفاده شده شامل شیب، زمین شناسی، نفوذپذیری، شماره منحنی، کاربری اراضی، EC، فاصله از جاده، فاصله از روستا، نیاز آبی مناطق مسکونی و ضخامت آبرفت است. لایه های مربوط به هر پارامتر توسط تئوری منطق فازی و تحلیل سلسله مراتبی وزن دهی شد و با عملگر حاصلضرب، حاصلضرب جبری عملیات تلفیق شاخص ها انجام گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد 4/24 درصد از کل مساحت حوزه جزو مناطق مستعد احداث سد زیرزمینی محسوب میشود. همچنین 4/41 درصد مساحت حوزه نیز جزو مناطق نسبتا مساعد به شمار می رود. همچنین با توجه به اینکه سد زیرزمینی روی بستر آبراهه ها و شیب کمتر از 5 درصد احداث می شود این دو لایه بعنوان فیلتر در نظر گرفته شد که در نهایت 17 منطقه مساعد بعنوان نقاط بهینه جهت احداث سد زیرزمینی تعیین گردید که 11 نقطه در منطقه مناسب و 6 نقطه در منطقه نسبتا مساعد احداث سد زیرزمینی قرار گرفت.
    کلیدواژگان: سد زیرزمینی، مکان یابی، منطق فازی، تحلیل سلسله مراتبی، مناطق مستعد
  • ضریب دبی سرریزهای جانبی لبه تیز مستطیلی شکل در کانالهای با بستر متحرک و ثابت
    محمد فرامرز، سیدعلی ایوب زاده، مهدی حبیبی، محمد رستمی، مجتبی صانعی صفحات 52-58
    در این تحقیق، ضریب دبی سرریزهای لبه تیز مستطیلی در کانالهای با بستر ثابت و متحرک بصورت آزمایشگاهی مطالعه و بررسی گردیده است. بخش اول مطالعات آزمایشگاهی در یک کانال با بستر متحرک با اندازه میانه رسوبات برابر با انجام گردید. در بخش دوم، بستر کانال ثابت گردید و آزمایشات مجددا انجام شد. مدل های رگرسیونی خطی و غیر خطی چند متغیره برای توسعه معادلات تجربی با استفاده از پارامترهای بدون بعد مورد بررسی، برای تعیین ضریب دبی سرریزهای جانبی مستطیلی شکل مورد استفاده قرار گرفت. تغییرات مورفولوژی بستر در امتداد سرریز جانبی برای کانال با بستر متحرک بر مقادیر ضریب دبی سرریز جانبی تاثیر داشته است. دقت مدلهای توسعه یافته با استفاده از خطای جذر میانگین مربعات (RMSE) و خطای نسبی مطلق (MAE) مورد ارزیابی قرار گرفت. در این تحقیق، همچنین دبی منحرف شده از کانال اصلی با استفاده از مدلهای پیشنهاد شده محاسبه و با داده های مشاهداتی مقایسه گردید. نتایج بدست آمده از مدلهای پیشنهادی دارای همبستگی خوبی با مقادیر مشاهداتی بوده و این مدلها قادر به پیش بینی مناسب ضریب دبی سرریزهای لبه تیز مستطیلی برای هر دو کانال با بستر متحرک و ثابت هستند. میانگین خطای نسبی ضریب دبی محاسبه شده با استفاده از مدلهای پیشنهادی برای کانال با بستر متحرک 4.63 درصد و 4.72 درصد و برای کانال با بستر ثابت 1.165 و 1.33 درصد بدست آمد.
    کلیدواژگان: سرریز لبه تیز مستطیلی، کانال با بستر متحرک، ضریب دبی، مورفولوژی بستر، انتقال رسوب
  • مهوش ندا ف سنگانی_سید رضا حسین زاده_مرتضی اکبری صفحات 59-66
    کاربران GIS معمولا از نقشه های خطوط تراز برای ساخت مدل های رقومی ارتفاع های DEM)) استفاده می کنند اما دقت و صحت این داده ها در تجزیه و تحلیل هیدرولوژیکی به طور کامل آشکار نیست. هدف از این مقاله تعیین کیفیت و دقت تجزیه و تحلیل شبکه زهکشی مستخرج از DEM حاصل از نقشه توپوگرافی با مقیاس 1:50000 است. منطقه مورد مطالعه با 443مساحت کیلومتر مربع در شمال شرقی ایران واقع شده و ترکیبی از کوهستان، تپه ماهور، دشت سر، مخروط افکنه ها و دشت سیلابی است. با استفاده از بسته نرم افزار ArcGIS خطوط تراز به صورت دستی رقومی و شبکه آبراهه ها استخراج شد. برای ارزیابی دقت DEM، شبکه های آبراهه ی مستخرج از مدل رقومی ارتفاع حاصل از نقشه توپوگرافی (لایه (DEM را با شبکه ی آبراهه مشتق شده از تصویر ماهواره ای با وضوح بالا به عنوان یک شبکه های جریان واقعی (IRSpan) مقایسه کرده ایم. این تا حدی به دلیل مقیاس دقیق تر تصاویر ماهواره ای است که به عنوان یک نقشه مرجع مناسب می تواند مبنایی جهت مقایسه شبکه آبراهه مستخرج از DEM را تضمین کند. فرایند مقایسه در دو فرمت های رستر و بردار انجام شد. این مقایسه ویژگی های مورفومتریک شامل فراوانی رودخانه، طول آبراهه، تراکم آبراهه و نسبت زهکشی به عنوان الگوی فضایی ازخطوط زهکشی است، که به صورت تجزیه و تحلیل بصری و محاسبه میزان تفاوت بین دوشبکه مورد بررسی قرار گرفت. مطالعه بصری و نتایج عددی نشان داد که آستانه 50 سلول، نتایج نزدیکتری با آبراهه های مستخرج از تصویر ماهواره ای دارد. رتبه رودخانه و فراوانی سلولی در مقادیر آستانه بالاتر کاهش می یابد. مقایسه درصد فراوانی سلولی و وکتوری برای همه رتبه های آبراهه تناسب قابل قبولی ارائه داده است. اما برای رتبه های چهارو پنج وشش آبراهه ها تفاوت زیادی وجود دارد این تفاوت بیش از 80 درصد برای آبراهه های رتبه چهار وپنج و شش در منطقه مورد مطالعه اندازه گیری شد. این بدان معنی است که توزیع رودخانه های رتبه اول یک تفاوت بزرگ با الگوهای زهکشی طبیعی ایجاد می کند که باعث می شود که ما تجزیه و تحلیل های اضافی در واحدهای ژئومورفولوژی جدا انجام دهیم. نتایج نشان داد که درمناطق کوهستانی و تپه ماهورها برای آبراهه های رتبه یک و دو تطابق مناسبی وجود دارد. میزان تفاوت برای مناطق فوق برای آبراهه های رتبه یک و دوبین 20 تا 40 درصد بوده است. بیشترین تفاوت درنواحی مخروط افکنه و دشت است که در رتبه های مختلف بین 60 تا بیش از 80 درصد بوده است. نتایج برای طول رودخانه شرایط قابل قبولی را برای واحد دشت سر و کوهستان، به ویژه برای آبراهه های رتبه دوم نشان داد. در مناطق مخروط افکنه ها ودشت درجه تناسب کمتری را پیدا کردیم. محاسبه تراکم زهکشی برای کل حوضه نشان داد تناسب مناسبی بین آبراهه های مستخرج به روش مختلف وجود دارد. به نظر می رسد که تفاوت های آشکارموجود در واحدهای ژئومورفولوژیکی جداگانه باعث می شود که ما نتایج کاملا نادرست برای واحد های مخروط افکنه و دشت برای رودخانه های مستخرج از از DEM را ببینیم. بهترین میزان تناسب تراکم زهکشی برای دشت سر در جایی است که شیب سطح متوسط است. در منطقه کوهستانی، تراکم زهکشی برای لایه استخراج شده از تصویر ماهواره ای بیشتر از لایه استخراج شده از لایه توپوگرافی است در حالی که نتایج به دست آمده برای مخروط افکنه ها و مناطق دشت معکوس است. بنابراین است که نتایج فقط برای واحدهای کوهستان ودشت سر استفاده شود. نتیجه ی تراکم زهکشی برای بخش های مخروط افکنه و دشت رودخانه ها شرایط قابل قبول تری تشخیص داده است و برای دشت سر جایی که در آن شیب سطح متوسط است.
    کلیدواژگان: هیدرولوژی، منطقه آبغه، GIS، مورفومتری، خواف، مدل رقومی ارتفاع
  • غلامرضا خسروی، محمود اعظمی راد، مهدی نجفی صفحات 67-72
    تحقیق حاضر سعی دارد قابلیت یک مدل هیدرودینامیک در پایش و پیش بینی فرآیندهای حاکم بر جریان و رسوب در رودخانه را ارزیابی نماید. با توجه به اهمیت سرعت جریان آب و نیروهای تنش برشی بر فرسایش کناره های رودخانه، از یک مدل عددی دو بعدی تحت عنوان CCHE2D برای شبیه سازی الگوی جریان و رسوب در بازه ای از پیچان رود طبیعی (حد فاصل سد استقلال تا پل شهرستان میناب- استان هرمزگان) استفاده شد. با این هدف، اقدام به شبیه سازی الگوی جریان آب و رسوب در یک کانال مئاندری با رژیم جریان پایدار گردید تا بتوان تغییرات الگوی جریان و رسوب و همچنین تغییرات ریخت شناسی را مورد ارزیابی قرار داد. در این بررسی پس از نقشه برداری دقیق، نقشه توپوگرافی با مقیاس مناسب از محدوده مورد مطالعه بدست آمد و سپس هندسه مدل و شبکه محاسباتی با ابعاد مختلف تهیه و در نهایت بر اساس مشخصات اندازه گیری شده جریان و رسوب رودخانه، مدل هیدرودینامیک دو بعدی متوسط عمق، اجرا و نتایجی همچون تغییرات عمق، سرعت جریان، بار معلق و تغییرات بستر در رودخانه استخراج گردید. در پایان، از دو معیار آماری R.M.S.E و M.A.P.E، برای ارزیابی کارایی مدل استفاده شد. نتایج بیانگر دقت مناسب و خطای ناچیز مدل در پیش بینی پارامترهای جریان و رسوب می باشد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، تنش برشی، مدل عددی CCHE2D، پیچان رود، ضریب زبری
|
  • Mohammad Darand Pages 1-14
    The aim of this study is assessment and detection of climate change in Iran during recent decade. Daily precipitation، minimum and maximum data from 1437 synoptic، climatology and rain gauge stations during 1/1/1962 to 31/12/2004 has been used. Daily data interpolated by Kriging geo-statistical method over 15×15 kilometer pixels. A matrix with 15706×7187 dimension has been created that on the rows located days and on the columns، pixels. In order to detect climate change، 27 climate change indices used that was recommended by Expert Team on climate Change and Indices (ETCCDI). The results of this study show that warm extreme indices، including Summer Days (SU25)، Warm Days (TX90p)، Warm nights (TN90p) and Tropical nights (TR20) are increasing during the study period. While extreme cold indices for example Frost days (FD)، Ice days (ID)، Cold nights (TN10p) and Cold Days (TX10p) are decreasing. Warm Spell Duration Index (WSDI) is being longer while Cold Spell Duration Index (CSDI) is being shorter. The increase of maximum daily temperature and minimum temperature result in a decrease in Diurnal Temperature Range (DTR). The results also show positive trends for the frequency of occurrence of extreme precipitation.
    Keywords: Climate Change, Extreme Indices, Trend, Iran
  • Arezoo Safavian, Abdol Rasol Salman Mahini, Seyed Hamed Mirkarimi Pages 15-22
    Water management and best use are among the topical issues today and for this human should reverse and mitigate the negative trends they have caused to water quality. We have tested various water quality improvement scenarios in this research. We selected nine water quality factors and generated an initial set of 41 independent variables relating to landform، physical and biological plus landscape metrics of the surrounding environment of the rivers. Regression and correlation analyses helped narrow down the independent variables and define equations between dependent and independent variables. Five management items were devised based on the regression relationships and expert opinions including: decreasing fractal dimension of remnant tree patches، pasture extension onto bare land، decreasing area under agriculture based on a special multi-criteria analysis (MCE)، decreasing road density based on a pattern suggested through least cost algorithm and increasing area under pasture management and the number of tree patches. To balance the results of the scenarios and select the optimum one، LP approach was adopted during which the analytical hierarchy process was applied and the 32 scenarios were analyzed through technique LP. The best scenario was found to be the one including incress NP onto bare land and decrease of fractal dimension of the remnant tree patches. These were the best in terms of the selected criteria for water quality improvement.
    Keywords: Management Scenarios, MCE, Gorganrud, Best scenario
  • Jamal Mosaffaie, Mohammad Reza Ekhtesasi, Mohammad Taghi Dastorani Pages 23-30
    Downstream trends in sediment size variation provide valuable information for related catchment sciences. Downstream sediment fining is one of basic beliefs in the river systems and numerous studies have also been conducted in this regard during recent decades. The main goal of this study was to determine and analyze downstream trend of sediment size in the streams of Vartavan catchment (4811 ha) in Qazvin province. For this purpose، 25 sediment samples from streams with rank 1 to 6 and 30 soil samples of various lithology units were collected. Various morphometric indices were determined after grain size analyses. The results showed according to hydraulic sorting rules and based on decreasing slope and increasing main channel length and drainage area، the particle size of channel-bed material must be fine downstream. But particle size of channel-bed material increases downstream، and downstream trend was affected by floods of semi-arid climate and heterogeneous lithology of catchment. Therefore downstream trends of sediment particle size is predominantly controlled by catchment climate and lithology، and hydraulic variations impose secondary role to the overall trend. Results of this study are expected to improve our understanding of downstream trends in the composition of alluvial deposits of semi-arid and geologically heterogeneous catchments.
    Keywords: Hydraulic sorting, downstream fining, Semi, arid climate, Heterogeneous lithology
  • Hamide Afkhami, Ali Talebi, Mojdeh Mohammadi, Farzane Fotouhi Pages 31-40
    Prediction of wind components (like wind speed) is considered one of the important factor، especially in relation to evaporation in a watershed. In this paper، in order to increase the efficiency of artificial intelligence models، for predicting wind speed، two neural network and neuro-fuzzy models combined with wavelet and two new hybrid models were presented. This research was carried out by some climatic parameters in Yazd synoptic station including wind speed، mean temperature، maximum temperature، relative humidity and evaporation. Then، efficiency of wavelet neural network and wavelet neural –fuzzy models were compared with the neural network and neuro-fuzzy to predict the wind speed for next 12 months. Finally، in order to confirm the efficiency of the best model، wind speed in 2005 was predicted using effective climatic parameters in 2004. The obtained results showed higher efficiency of the wavelet neural network and wavelet neural – fuzzy than the neural network and neuro-fuzzy. Verification of hybrid models confirmed the efficiency of wavelet neural – fuzzy in comparing to the other models.
    Keywords: prediction, wind speed, wavelet, wavelet neural network, wavelet neural –fuzzy networks
  • Ehsan Zahedi Pages 41-50
    Dam underground structures that block the natural flow of ground water and underground water resources are causing. The purpose of this study was to determine the suitable location for the construction of an underground dam method of fuzzy and boolean logic and the AHP. The parameters which are used to locate underground dam slope، geology، permeability، curve numbers، land use، EC، distance from roads، distance from the village، residential water demand and the thickness of the alluvium. Layers corresponding to each parameter is weighted by the theory of fuzzy logic and analyse hierarchy process and the operator product algebra multiplication factors were combined. Also because of the underground dam constructed on the bed of the stream and the slope is less than 5%، These two layers are considered as a filter، The underground dam was set to 17 fertile region of the 11 points in the underground dam was right And 6 points in the area of underground dams were relatively favorable
    Keywords: underground dam, location, fuzzy logic, Analytical Hierarchy Process, suitable region
  • Discharge coefficient of a rectangular sharp-crested side weir in movable and fixed bed channels
    Pages 52-58
    In this study، discharge coefficient in a rectangular sharp-crested side weir in movable and fixed bed channels was investigated experimentally. The first part of the experiments was carried out in a mobile bed channel with sediment median size of. In the second part، the channel bottom was fixed and experiments were performed. The multiple nonlinear and linear regression models are used to develop empirical equations based on the dimensionless parameters for calculating discharge coefficient of the rectangular side weirs. The bed morphology changes in mobile bed channel axis alongside the weir influenced on the flow over the weir and discharge coefficient. The accuracy of the proposed models was evaluated using Root Mean Square Errors (RMSE) and Mean Absolute Errors (MAE). The diverted discharges from the main channel were calculated using proposed models and compared with the observed data. In the conclusion، the results obtained from the models are in good agreement with the observed values and the developed models are capable of predicting discharge coefficient of rectangular sharp-crested weirs in a reasonable way in movable and fixed bed straight channels. The mean relative errors values for discharge coefficient calculated by proposed models are obtained 4. 63%، 4. 72%، 1. 16% and 1. 33% for both movable and fixed bed channels.
    Keywords: Rectangular sharp, crested side weir, Movable bed channel, Discharge coefficient, Bed morphology, Sediment Transport
  • Pages 59-66
    GIS users usually use the contour line maps for construction of Digital Elevation Models (DEMs) but the accuracy of these data is not completely obvious in terrain and hydrologic analysis. The aim of this paper is determination of quality and accuracy of drainage network analysis resulted from a DEM which is derived from contour lines map with 1:50000 scale. Study area with 443 squares Km is located in the northeastern of Iran and combined of mountain، hills، pediment، alluvial fans and floodplain. ArcGIS package have been used for manual digitizing of contours and extraction of stream network respectively. We have compared the Extracted networks from TOPODEM (DEM layer) with the one derived from high resolution satellite Images (IRSpan) for assessment the DEM accuracy. For determination of TOPODEM accuracy we took the extracted networks from satellite images as a real stream channels. This is partly because more detailed scale of the satellite images guarantees a good reference map with which to compare the network obtained from the DEM. The comparison process has been done in both raster and vector formats. These comparisons are included morph metric characteristics as river frequency، stream length، stream density and drainage ratio as well as the spatial pattern of the drainage lines، which was evaluated by visual analysis and calculating the differences rate between two networks. Visual study and numerical results showed only a network map which is derived in 50 threshold value is near to the network extracted from satellite images. River order and cell frequencies is been decreasing in higher threshold values. The comparison of the cell and line frequencies presented good agreement for all stream orders but there are large differences for 4، 5 and sixth- order streams. The differences were measured more than 80 percents for 4، 5 and sixth-order Rivers in the study area. it means the distribution of first- order rivers have a big difference with natural drainage patterns caused we were done the extra analyzing in the separate geomorphologic units. the results showed better agreement in the mountainous and hilly parts only for first and second-order streams. The differences for above areas are ranged between 20 to 40 percentages at the first and two river orders. The highest differences were found in the alluvial fan and plain area which is ranged between 60 to more than 80 percents in different orders. The results for river lengths shows satisfied agreement degree for pediment and mountain units especially for second-order Rivers. We found the lower agreement degrees for alluvial fans and plain sectors. The Drainage density calculated for whole basin area shows good agreement between rivers، which extracted by different methods. Obviously، differences appear in separate Geomorphologic units as we can see completely incorrect results for alluvial fan and plain sectors for rivers delineated from DEM. The best agreement of drainage density is been recognized for the pediment where the surface slop is moderate. In the mountain area drainage density for the layer extracted from satellite image is higher than the layer extracted from TOPODEM while the results are inversely for alluvial fans and plain areas. Then it should be better to use the results only for mountain and pediment units. results for alluvial fan and plain sectors for rivers delineated from The best agreement of drainage density is been recognized for pediment where the surface slop is moderate
    Keywords: Hydrology, Abgheh area, GIS, Morphometry, Khaf, Digital Elevation Model
  • Pages 67-72
    This study tries to assess the capabilities of a numerical model in monitoring and predicting the governing processes of the river channel flow and sediment transport. With regard to the significant role of the flow velocity and shear stress forces on river bank erosion، two-dimensional numerical modeling was performed using CCHE2D to simulate flow and sediment transport patterns of a meandering river reach located in the downstream of the Minab dam (Hormozgan province، Iran). Various algorithms and parameters were employed for simulation of two-dimensional (2D) flow and sediment transport to gain an insight into the modeling capabilities of CCHE2D. First، the geometry model and after that a numerical mesh system were calculated by taking advantage of topographic surveys. Second، the required parameters for running CCHE2D were collected through field works. Finally، the model outputs including flow depth and velocity، shear stress، Froude number، specific discharge and changes in suspended load and bed load sediment were obtained for the considered river reach. Furthermore، two statistical criteria (RMSE and MAPE) were used to evaluate the performance of the model. The values of RMSE for the flow depth، flow velocity and the energy slope were 0. 075، 0. 116 and 0. 0008، respectively. The results indicated that the simulated values are in good agreement with the field measurements.
    Keywords: Simulation, Shear Stress, CCHE2D Model, Meander, Roughness Coefficient