فهرست مطالب

مهندسی آبیاری و آب ایران - پیاپی 20 (تابستان 1394)

مجله مهندسی آبیاری و آب ایران
پیاپی 20 (تابستان 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/06/24
  • تعداد عناوین: 12
|
  • محمد مهدی احمدی*، مجتبی حسین نژاد، مجید رحیم پور صفحه 1
    وقوع آبشستگی موضعی در اطراف پایه ها یکی از دلایل عمده ی عدم پایداری پل ها می باشد. بنابراین ارائه روش های مناسب به منظور پیش بینی و کنترل عمق آبشستگی از مسائلی است که بسیار مورد توجه بوده است. روش های مختلفی برای کنترل آبشستگی اطراف پایه های پل پیشنهاد شده است. در مطالعه حاضر اثر استفاده از آستانه در کاهش آبشستگی اطراف پایه پل استوانه ای در شرایط آب صاف، در رسوبات چسبنده مورد بررسی قرار گرفته است. آستانه در پایین دست پایه ها قرار داده شده و میزان اثر بخشی آن بر کاهش آبشستگی یا تغییر فاصله بین پایه و آستانه مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این تحقیق از دو قطر پایه 60 و 75 میلی متری برای پایه پل استفاده شد. نتایج نشان دهنده تاثیر مثبت قرار دادن آستانه در کنترل آبشتگی بوده است و فاصله بین پایه و آستانه بیشترین تاثیر را داشته است. قرارگیری آستانه درست در پشت پایه حدود 26٪ عمق و 61٪ حجم حفره آبشستگی را کاهش داده است، با افزایش فاصله آستانه تا پایه پل از تاثیر محافظتی آن کاسته می شود. آستانه در هر دو حالت، دبی در آستانه حرکت ذرات و دبی کمتر از آستانه حرکت ذرات، باعث کاهش عمق آبشستگی به یک اندازه شد. همچنین مشاهده شد که عمق آبشستگی رابطه مشخصی با عدد فرود پایه ندارد.
    کلیدواژگان: آبشستگی موضعی، آستانه، بررسی آزمایشگاهی، پایه پل، رسوبات چسبنده
  • محمد واقفی*، مریم اکبری صفحه 16
    آشفتگی یکی از مهم ترین مشخصه های الگوی جریان در قوس است که بسیاری از فرآیندهای رودخانه مانند فرسایش، انتقال رسوب، مورفولوژی بستر و شکل کانال های طبیعی را تحت تاثیر قرار می دهد. به منظور تعیین شدت آشفتگی در کانال های قوسی، در این مقاله با استفاده از سرعت سنج سه بعدی Vectrino به برداشت مولفه های سرعت جریان در مقاطع مختلف کانال قوسی 180 درجه تند (نسبت شعاع مرکزی به عرض کانال برابر با 2، با بستر صلب و تامین زبری) واقع در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه خلیج فارس پرداخته شده است. در این مقاله، شدت های آشفتگی جریان به صورت RMS در راستاها و اعماق مختلف محاسبه، مقایسه و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج این تحقیق بیانگر این است که در لایه نزدیک به بستر، بیشینه شدت آشفتگی عرضی و عمقی جریان به ترتیب برابر با 70 و 25 درصد بیشینه شدت آشفتگی در راستای طولی می باشد. علاوه بر این، شدت آشفتگی در اعماق مختلف نیز مقایسه شد که نشان دهنده ی کاهش 25 درصدی شدت آشفتگی طولی با افزایش عمق جریان از کف کانال به سمت سطح آب می باشد.
    کلیدواژگان: جریان آشفته، سرعت های سه بعدی، شدت آشفتگی، قوس 180 درجه تند، Vectrino
  • جواد ظهیری* صفحه 35
    آبشستگی اطراف پایه های پل یکی از مهمترین زمینه های مطالعاتی علم هیدرولیک و مهندسی رودخانه به حساب میآید که دلیل این امر خسارات جانی و مالی است که در اثر شکست پل ممکن است حاصل شود. تاکنون معادلات متعددی در زمینه برآورد آبشستگی در اطراف پایه های پل ارائه شده است ولی با توجه به پیچیدگی این پدیده، روابط موجود نتوانستهاند عمق آبشستگی را با دقت مناسب شبیه سازی کنند. بر همین اساس در این تحقیق از دو مدل ناپارامتریک CART و M5’ استفاده گردید که دارای الگوریتم درختی بوده و فضای مساله را به شاخه های متعدد تقسیمبندی میکنند. نتیجه مدل درختی CART به ازای هر شاخه خاص یک کمیت عددی بوده، در حالی که مدل درختی M5’ معادلاتی را جهت تخمین عمق آبشستگی در شاخه های مختلف ارائه میدهد. در این تحقیق از عدد فرود مختلط ذره، ضریب شکل پایه و نسبت عمق جریان به عرض پایه به عنوان ورودی استفاده گردید که در هر دو مدل ضریب شکل پایه به عنوان اولین معیار تصمیمگیری انتخاب گردید که نشاندهنده اهمیت این پارامتر بر روی عمق آبشستگی بوده و با معادلات ارائه شده در این زمینه مطابقت دارد. نتایج تحلیلهای آماری بر روی مدلهای پیشنهادی و معادلات موجود نشان داد که مدلهای ناپارامتریک ارائه شده با دقت بهتری میتوانند عمق آبشستگی را محاسبه نمایند. از جمله تحلیلهای آماری مورد استفاده نسبت مقدار محاسباتی به مقدار واقعی بوده که نشاندهنده دقت بیش از 65% برای مدلهای درختی در مقایسه با دقت کمتر از 50% جهت معادلات سایر محققین میباشد. همین نتیجه در مورد مقایسه مقادیر RMSE و R2 نیز مشاهده گردید. در نهایت مدل M5’ با توجه به ساختار سادهتر نسبت به مدل CART به عنوان مدل مناسب جهت برآورد عمق آبشستگی در اطراف پایه های پل معرفی گردید. همچنین آنالیز حساسیت صورت گرفته بر روی مدل M5’ نشان داد که قطر پایه، عمق و سرعت جریان به ترتیب بیشترین تاثیر را بر روی عمق آبشستگی دارند.
    کلیدواژگان: آبشستگی پایه پل، آنالیز حساسیت، درخت تصمیمگیری، CART، M5'
  • سارا حقیقت اندیش، کورش قادری*، مرضیه محمدی صفحه 51
    دریچه های قطاعی از متداولترین سازه های هیدرولیکی متحرک هستند که برای کنترل و تنظیم دبی یا سطح آب در سرریز سدها و کانالهای انحرافی استفاده میشوند. با توجه به کاربرد زیاد این دریچه ها تاکنون روابط و نمودارهای تجربی زیادی برای تخمین دبی عبوری از این دریچه ها درشرایط جریان مستغرق و به ویژه در شرایط جریان آزاد ارائه شده است. با این وجود تاکنون روش مناسبی برای تخمین دبی در این سازه ها ارائه نشده است. در این تحقیق مدلی بر اساس رویکرد بهینه سازی سراسری تکامل تصادفی جوامع (SCE)، برای کالیبراسیون ضریب فشردگی Toch در دریچه های آبگیر قطاعی مستغرق توسعه داده شده است. در مدل توسعه داده شده دبی عبوری از دریچه های قطاعی با حل تلفیقی معادلات انرژی و مومنتم بدست آمده است. برای کالیبره نمودن مدل پیشنهادی از 12 مورد اندازه گیری دبی در سد انحرافی گتوند و برای اعتبارسنجی آن از چهار مورد اندازه گیری دبی در سد شهدای استان خوزستان استفاده شده است. نتایج بدست آمده با نتایج کالیبراسیون حاصل از بهینه سازی غیرخطی مقایسه شده است. مقایسه مقادیر آماری R2 و MRE، حاکی از عملکرد بالای مدل توسعه داده شده در کالیبراسیون ضریب فشردگی دریچه های آبگیر قطاعی می باشد.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، تنظیم دبی، جریان مستغرق، دریچه های قطاعی، کالیبراسیون، _ SCE
  • رضا دهقانی*، محمد علی قربانی، محمد تشنه لب، امیر ریخته گر غیاثی، اسماعیل اسدی صفحه 66
    پیش بینی جریان رودخانه برای برنامه ریزی طراحی و مدیریت مطمئن پروژه های منابع آب مهم است. در این پژوهش قابلیت کاربرد شبکه عصبی بیزین، برنامه ریزی ژن، ماشین بردار پشتیبان و رگرسیون خطی چندمتغیره برای پیش بینی سری زمانی جریان رودخانه صوفی چای بررسی شد. سری زمانی جریان روزانه رودخانه برای دوره 1376 تا 1389 برای ایستگاه هیدرومتری تازه کند رودخانه صوفی چای مورد استفاده واقع شد. جهت بدست آوردن بهترین نگاشت ورودی و خروجی؛ ترکیبات مختلف ورودی با استفاده از داده های پیشین جریان روزانه رودخانه محاسبه شد. کارایی مدل ها با استفاده از چهار معیار خطای: ضریب همبستگی (CC)، ریشه جذر میانگین خطا (RMSE (و ضریب نش ساتکلیف و بایاس محاسبه شد. مقایسه مدل ها نشان داد که شبکه عصبی بیزین با ضریب همبستگی (991/0)، جذر میانگین مربعات خطا (m3/s031/0)، نش ساتکلیف (981/0) و مقدار بایاس (006/0-) بهترین تخمین را از داده های روزانه جریان رودخانه نسبت به مدل های برنامه ریزی بیان ژن، ماشین بردار پشتیبان و رگرسیون خطی چندمتغیره داشته است.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی بیان ژن، دبی جریان، شبکه عصبی بیزین، ماشین بردار پشتیبان
  • مسعود مسعودی*، سعیده برزگر صفحه 86

    گسترش فعالیت های کشاورزی و صنعت افت سطح آب های زیرزمینی و مشکلاتی مانند تغییر کیفیت آب زیرزمینی، افزایش هزینه پمپاژ و نشست زمین را به دنبال دارد. مدیریت بهینه منابع آبی و حفظ و ارتقای کیفیت و کمیت آن ها نیازمند وجود داده هایی در زمینه موقعیت، مقدار و پراکنش آب در یک منطقه جغرافیایی معین می باشد. با توجه به این موضوع در این تحقیق بررسی خطر تخریب کیفی و کمی آبهای زیرزمینی در دشت فیروزآباد استان فارس با استفاده از مدل اصلاحیIMDPA و سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) انجام شد. در این پژوهش با استفاده از شاخص های افت آب زیرزمینی، هدایت الکتریکی (EC)، کلر (Cl) و نسبت جذب سدیم (SAR) به بررسی کلاس خطر شدت تخریب در دشت مورد مطالعه پرداخته شد. داده های مورد نیاز با استفاده از اطلاعات دقیق مربوط به آماربرداری های انجام شده توسط شرکت آب منطقه ای استان فارس تهیه گردید. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که از نظر افت سطح آب زیرزمینی (وضعیت کمی) حدود 93 % دشت در وضعیت خطر خیلی شدید قرار دارد. از نظر وضعیت کیفی حدود 36 % دشت در وضعیت خطر متوسط قرار دارد. به طور کلی 93 % دشت در وضعیت خطر شدید از نظر تخریب منابع آب زیرزمینی قرار دارد.

    کلیدواژگان: آبهای زیرزمینی، کلاس خطر، خطر تخریب کمی، خطر تخریب کیفی، GIS
  • محمدرضا فاضل پور عقدایی*، حسین ملکی نژاد، محمدرضا اختصاصی، جلال برخورداری صفحه 96
    آبهای زیرزمینی یکی از منابع تامین آب مورد نیاز انسان به ویژه در مناطق خشک و کم آب است. آب های زیرزمینی تحت تاثیر خشکسالی های کوتاه مدت قرار نمی گیرد و چنانچه به درستی استفاده شود منبع مطمئنی برای رفع نیازهای انسان است. حوزه آبخیز خوانسار، واقع در جنوب غربی شهر هرات در استان یزد، دارای دو رشته قنات با تخلیه متوسط سالانه 414383 مترمکعب و پنج دهنه چشمه با تخلیه متوسط سالانه 6/507729 مترمکعب می باشد. با توجه به بکر بودن منطقه و عدم وجود آمار و اطلاعات به منظور مطالعات کیفی منابع آب و تغییرات کیفیت در جهت جریان، بنا به درخواست اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری استان یزد، در سال 1390، نمونه برداری از منابع آب، به طور انتخابی انجام شد. پس از آزمایش نمونه ها، تحلیل نتایج نشان داد که آبهای با کیفیت بالا و مناسب در مناطق ورودی حوزه قرار دارند و عمدتا از تیپ بیکربناته میباشند. کیفیت این آبها با حرکت به سمت خروجی منطقه به علت عبور از تشکیلات زمین شناسی املاح دار تنزل پیدا میکند. حداقل میزان هدایت الکتریکی آب در منطقه 445 و حداکثر آن 3866 میکروموس بر سانتی متر می باشد. کاتیون های عمده به ترتیب فراوانی سدیم، منیزیم و کلسیم می باشند. همچنین بررسی کیفیت آب منطقه برای کشاورزی بر اساس دیاگرام ویلکوکس نشان دهنده مناسب بودن همه نمونه های آبی بجز نمونه های 4 و 6 می باشد. این دو نمونه در کلاس C4-S2 قرار گرفته و برای کشاورزی نامناسب ولی برای انواع دام ها مناسب می باشند. این نتایج در تصمیم گیری برای توسعه و استعدادیابی آینده اینگونه مناطق دارای اهمیت استراتژیک می باشد.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، خاتم، خوانسار، کیفیت آب، مدیریت بهینه
  • محمد اکرامی، احمد فاتحی مرج*، جلال برخورداری صفحه 107
    خشکسالی به عنوان یکی از مخاطرات بزرگ طبیعی با تاثیر قابل توجهی بر محیط زیست، جامعه، کشاورزی و اقتصاد، در نظر گرفته شده است. اثرات خشکسالی بسیار حیاتی و به خصوص پر هزینه تر از هر نوع دیگری از بلایای طبیعی جهانی می باشد و افراد بیشتری را تحت تاثیر قرار می دهد. امروزه در جهان، تصمیم گیران، روش های متعددی را برای سازگاری و کاهش خسارات بلایای طبیعی از جمله خشکسالی دنبال می کنند و پیشنهاد می دهند که در مدیریت خشکسالی با نگاه مدیریت ریسک به مسئله نگریسته شود و در کنار آن تلفیقی از مدیریت بحران و ریسک در مواقع مختلف به صورت توامان به کار رود. به منظور ارزیابی خسارات منطقه مطالعاتی در اثر خشکسالی کشاورزی، باید نقشه های آسیب پذیری خشکسالی کشاورزی تهیه شود. در این راستا استفاده از سامانه های اطلاعات جغرافیایی، می تواند منجر به نتایج دقیق تر و واقعی تری شود. در مطالعه خشکسالی، به منظور ذخیره سازی، تجزیه و تحلیل حجم زیادی از داده های سنجش از راه دور و یکپارچه سازی اطلاعات از منابع مختلف، از قابلیت های سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و تحلیل سسله مراتبی (AHP) استفاده می نمایند. به طور کلی، عوامل آسیب پذیری خشکسالی کشاورزی مختلف است. استفاده از این عوامل در تهیه نقشه آسیب پذیری خشکسالی کشاورزی در مناطق مختلف، بسته به در دسترس بودن و قابلیت اطمینان داده ها دارد. هدف از این پژوهش، ارائه یک روش برای تهیه نقشه آسیب پذیری ناشی از خشکسالی کشاورزی در شهرستان تفت استان یزد بوده است.
    کلیدواژگان: آسیب پذیری خشکسالی، تفت، خشکسالی کشاورزی، یزد، AHP، GIS
  • مسعود بهشتی راد* صفحه 118
    خشکسالی یک پدیده آب و هوایی است که احتمال وقوع این پدیده در همه نقاط کره زمین و با هر شرایط اقلیمی وجود دارد. پدیده خشکسالی یکی از مهم ترین بلایای طبیعی است که بسیاری از کشورها را تحت تاثیر خود قرار داده و باعث بروز بسیاری مشکلات از جمله اقتصادی، اجتماعی، سیاسی و فرهنگی شده است. بر این اساس سیستم های پایش در تدوین طرح های مقابله با خشکسالی و مدیریت آن از اهمیت زیادی برخوردار است. آگاهی از وضعیت خشکسالی، با پیشبینی و پهنه بندی شدت خشکسالی میتواند خطر زیانهای ناشی از این پدیده را تا حد قابل توجهی کاهش دهد. در این تحقیق استان کرمان به عنوان منطقه مطالعاتی انتخاب شد. هدف از این پژوهش ارزیابی دقت روش های کریجینگ، کوکریجینگ و معکوس فاصله در تهیه ی نقشه های شدت خشکسالی رخ داده در استان کرمان با استفاده از شاخص توزیع استاندارد میباشد. بدین منظور 44 ایستگاه هواشناسی که دارای آمار بلند مدت و پایه زمانی مشترک بودند، انتخاب گردیدند. سپس شاخص خشکسالی توزیع استاندارد برای دوره آماری محاسبه گردید. نقشه های پهنه بندی خشکسالی برای سالهای 1367، 1372، 1378، 1379، 1381 و 1384 با استفاده از سه روش کریجینگ، کوکریجینگ و عکس فاصله تولید شد. جهت تعیین کارایی هریک از این روش ها از RMSE استفاده شد. از بین سه روش پهنه بندی، روش کریجینگ به دلیل داشتن RMSE پایینتر به عنوان مناسبترین روش انتخاب شد. نتایج این پژوهش نشان داد که شدیدترین خشکسالی ها در سالهای 1378 و 1379 به وقوع پیوسته است.
    کلیدواژگان: توزیع استاندارد، پهنه بندی، خشکسالی، کریجینگ، کوکریجینگ، معکوس فاصله
  • مهدی کلانکی، فاطمه کاراندیش * صفحه 131
    بحران آب به همراه اثرات منفی تغییراقلیم بر آن یکی از دغدغه های جهانی می باشد. تغییرات درازمدت مولفه های مهم اقلیمی در دراز مدت در نتیجه ی انتشار گازهای گلخانه ای تاثیر معنی داری بر حجم منابع آب تجدیدپذیر و متعاقبا، بر برنامه ریزی در راستای تخصیص آن به بخش های مهم خواهد داشت. به همین منظور در این پژوهش، به بررسی اثرات بلندمدت تغییراقلیم در استان مازندران بر میزان دما، بارش و تبخیر- تعرق پتانسیل تحت سناریوهای A1B، A2 و B2 تا سال 2100 پرداخته شد. ابتدا بر اساس داده های هواشناسی در طول دورهی پایه (2010- 1981) در سه ایستگاه نوشهر، رامسر و بابلسر، میزان تبخیر- تعرق پتانسیل با استفاده از معادله ی فائو پنمن- مانتیث برآورد شد. سپس قابلیت مدل ANFIS جهت تخمین تبخیر- تعرق پتانسیل با حداقل داده مورد ارزیابی قرار گرفت. نرم افزار LARS-WG جهت ریز مقیاس سازی داده های مدل گردش عمومی جو HadCM3 استفاده شده و در ادامه، برای پیش بینی مولفه های اقلیمی تا سال 2100 اقلیمی تحت سناریوهای A1B، A2 و B2استفاده شد. افزایش معنی دار دمای حداقل و حداکثر باعث افزایش معنیدار تبخیر-تعرق پتانسیل طی سالهای 2100- 1981 شد.این افزایش در سناریوی A2 بیشتر بود.افزایش بیشتر دماهای کاردینال در فصول سرد سال باعث جابجایی فصل کشت خواهد شد. به طور کلی میتوان دریافت که علیرغم حاکم بودن اقلیم مرطوب طی دورهی پایه در منطقه ی مطالعاتی، افزایش میزان تبخیر- تعرق پتانسیل در تمام سال به ویژه در طول فصل کشت محصولات کشاورزی، بحران آب شدیدی را بر منطقه مطالعاتی حاکم خواهد ساخت. نظر به ارتباط معنیدار میزان آب مصرفی و تولید محصول، عدم توجه به افزایش تبخیر- تعرق پتانسیل، با اعمال خسارتهای شدید اقتصادی، امنیت غذایی را تهدید خواهد نمود.
    کلیدواژگان: تبخیر - تعرق پتانسیل، سیستم استنتاج عصبی، فازی، مازندران، مدل LARS-WG
  • ابوالفضل ذبیحی*، عبدالله درزی نفت چالی، مجتبی خوش روش صفحه 149
    مدلهایی که اثرات مقادیر مختلف آب بر عملکرد محصول را به صورت کمی شبیه سازی می کنند، ابزارهایی مفیدی برای مدیریت آب در سطح مزرعه و بهینه سازی کارایی مصرف آب می باشند. در این پژوهش از مدل AquaCrop جهت شبیه سازی عملکرد برنج رقم طارم تحت مدیریتهای مختلف زهکشی زیرزمینی و سطحی استفاده شد. داده های مورد نیاز از پایلوت زهکشی زیرزمینی اراضی شالیزاری تجهیز و نوسازی شده دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری در سالهای زراعی 1390 و 1391 تهیه شد. برای کمی سازی و صحت سنجی اثرات مدیریت های مختلف آب بر عملکرد برنج، واسنجی، اعتبارسنجی و آنالیز حساسیت مدل براساس اندازه گیری های مزرعه ای انجام شد. نتایج نشان داد که مدل توانست پارامترهای مختلف را با دقت بالایی (d>0/91) شبیه سازی کند. در تیمارهای زهکشی زیرزمینی، دقت پیش بینی بسیار بالا بود. خطای شبیه سازی مدل در تیمار زهکشی سطحی بیشترین مقدار را داشت، به طوری که برای عملکرد، 13 درصد و برای بیوماس 27 درصد به دست آمد. متوسط مقدار ریشه میانگین مربعات خطا در شبیه سازی عملکرد دانه برنج، 191/5 درصد و برای بیوماس برابر 745/8 کیلوگرم بر هکتار بهدست آمد. یافته های این پژوهش، کارایی مناسب مدل AquaCrop در شبیه سازی فرایند رشد و تاثیر زهکشی سطحی و زیرزمینی بر عملکرد برنج را تایید می کند و می توان از این مدل جهت بهبود مدیریت آبیاری و زهکشی در اراضی شالیزاری استفاده نمود.
    کلیدواژگان: زهکشی اراضی شالیزاری، عملکرد دانه، مدیریت آبیاری، مدل AquaCrop
  • گلستان جعفری کلکان، بهروز مهدی نژادیانی* صفحه 163
    تخمین دقیق پارامترهای انتقال آلاینده یکی از گام های بسیار مهم برای شبیه سازی انتقال آلاینده در محیط های متخلخل می باشد. در این تحقیق، متوسط سرعت آب منفذی و ضریب انتشار در سه نوع محیط متخلخل اشباع تخمین زده شده و تغییرات انتشارپذیری با مقیاس بررسی گردید. مقادیر متوسط سرعت آب منفذی و ضریب انتشار با برازش حل تحلیلی معادله ی جابجایی-انتشار بر منحنی های رخنه ی آزمایشگاهی با استفاده از نرم افزاز CXTFIT 2.1 به دست آمد. داده های مورد نیاز، با انجام آزمایشهای ردیابی در یک تانک شن به ابعاد داخلی 60×10 ×250 سانتیمتر مکعب جمع آوری شد. آزمایشها در سه نوع محیط متخلخل (خاک ماسه ای همگن، خاک ماسهای غیرهمگن با چیدمان تصادفی و خاک ماسه ای غیرهمگن با چیدمان طبیعی) تحت سه گرادیان هیدرولیکی 0/017، 0/025، 0/034 انجام گردید. نتایج نشان داد که در هر سه محیط متخلخل و در هر سه گرادیان هیدرولیکی، انتشارپذیری با مقیاس افزایش پیدا کرد. همچنین مشاهده شد که با افزایش درجه ی غیرهمگنی، تغییرات انتشارپذیری با مقیاس افزایش یافت. تحت گرادیان هیدرولیکی 0/017، انتشارپذیری محیط متخلخل همگن به صورت غیرخطی افزایش پیدا کرد و در دو گرادیان هیدرولیکی دیگر، تغییرات آن از توابع خطی پیروی نمود. در محیط های متخلخل غیرهمگن مطالعه شده، تحت گرادیان هیدرولیکی 0/017، تغییرات انتشارپذیری به صورت نامنظم بود. در حالیکه در دو گرادیان هیدرولیکی دیگر تغییرات آن به صورت تابع نمایی یا تابع توانی بود. بنابراین، به طور کلی، در یک آبخوان همگن تحت گرادیان های هیدرولیکی زیاد و در یک آبخوان غیرهمگن میتوان تغییرات انتشارپذیری را به ترتیب به صورت یک تابع خطی و یک تابع توانی یا یک تابع نمایی تقریب زد.
    کلیدواژگان: اثرات مقیاس، معادله ی جابجایی، انتشار، منحنی رخنه، نرم افزار CXTFIT 2، 1
|
  • Mohammad Mehdi Ahmadi *, Mojtaba Hoseynnejad, Majid Rahimpour Page 1
    Bridge pier scour is one of the three main causes of bridge failure. With the prospect of more severe and more frequent floods due to climate change, reducing the risk of bridge failure is becoming increasingly important. Therefore, different methods have been proposed to control scouring around bridge piers. In this study, the effect of bed sill on local scour around bridge piers that are embedded in cohesive soils has been studied experimentally. The bed sill was located in downstream and different distances from the piers. Cylindrical pipes with diameters of 60 mm and 75 mm were used as piers model.Result show that the effects of bed sill distance from piers in reduction of scour depth and scour volume is larger than the other parameter. By reducing the bed sill distance to the piers, scour depth and volume reduced. The best place to install bed sill is right next to the piers. It was found that the scour depth has no direct relationship with the piers Froude number.
    Keywords: bridge pier, cohesive soil, Experimentation, Local scour, sill
  • Mohammad Vaghefi*, Maryam Akbari Page 16
    Turbulence is one of the most important features of the flow pattern in a bend which influences a lot of processes occurred in rivers including erosion, sediment transport, bed morphology, and shape of natural channels. In this study, in order to determine the turbulence intensity through bend channels, the flow velocity components at different sections of the 180 degree sharp bend channel (the ratio of central radius to the channel width equals 2, with rigid bed and roughness provided) were collected using Vectrino 3D velocimeter in the hydraulic laboratory of Persian Gulf University. In this paper, the turbulence intensities were measured, compared and analyzed in RMS form in various depths and directions. The results of the experiment indicates that the maximum turbulence intensity along width and depth at the layer near the bed were 70 and 25% of the maximum turbulence intensity along the length, respectively. Moreover, the turbulence intensities were compared at various depths and the results demonstrated a 25% decrease in the longitudinal turbulence intensity upon distancing from the bed to the water surface.
    Keywords: Turbulent Flow, 3D Velocities, Turbulence Intensity, 180 Degree Sharp Bend, Vectrino
  • Javad Zahiri* Page 35
    Bridge pier scouring is one of the most important fields in hydraulics and river engineering, especially due to loss of life and property caused by bridge failure. Many experimental equations have been previously proposed to evaluate bridge pier scouring, most of which could not accurately simulate scoring depth because of complexity of the phenomenon. The present study, in this regard, compares two nonparametric CART and M5’ models having tree-structure and dividing the problem space into several branches. CART model offers a scalar quantity for each branch while M5’ model could provide equations as a result of bridge scour for different branches. Mixture densimetric particle Froude number, pier shape factor and ratio of flow depth to pier width were taken into account as input parameters in this research. Pier shape factor has been chosen as the first decision variable in both models that reflects the importance of this parameter on scour depth, corresponded to previous equations from the literature. Statistical analysis on proposed models and previous equations indicated that the nonparametric models could predict scour depth around piers with more precision. Discrepancy ratio was one of the statistical tests used in this research, indicating more than 65% accuracy for the tree-based models against other equations having less than 50% accuracy. Same results were observed from other statistical tests such as RMSE and R2. Finally, in comparison with CART model, M5’ was recommended for estimating of scour depth according to its simple structure. Also based on sensitivity analysis on M5’ model, pier width, flow depth and velocity had the highest impact on scour depth, respectively.
    Keywords: Scour depth, Sensitivity analysis, Tree models, CART, M5'
  • Reza Dehghani, Mohammad Ali Ghorbani, Mohammad Teshnehlab, Amir Rikhtehgar Gheasi, Esmaeil Asadi Page 66
    Prediction of river discharge is importance for reliable planning, design and management of water resources projects. This study investigates the applicability of Bayesian Neural Network (BNN), Gene-Expression Programming (GEP), Support Vector Machine (SVM), and Multi linear Regression (MLR) for prediction of river discharge time series in the Soufichay river, Iran. Daily river discharge time series for period of 1997 to 2010 of Tazehkand hydrometric station from Soufichay river was used. To obtain the best input–output mapping, different input combinations of antecedent daily river discharge were evaluated. The performance of the models were evaluated through the four performance criteria: Correlation Coefficient (CC), Root Mean Square Error (RMSE), the Nash–Sutcliffe efficiency coefficient (N-S) and Bias criteria. A comparison of models indicates that BNN with CC (0.991), RMSE (0.031m3/s), N-S (0.981) and Bias(-0.006) predicted better than GEP, SVM, and MLR models for daily river discharge time series.
    Keywords: Bayesian neural networks, Discharge, Genetic programming, Support vector machine
  • Masoud Masoudi*, Saeedeh Barzegar Page 86

    Increasing of agricultural activity and industry cause Lowering of Water Table and problems like change in quality of groundwater, over-cost of pumping and subsidence of land. In order to optimal management of water resources, maintain and improve the quality and quantity of them, water data as their location, amount and distribution in a defined geographical area is required and necessary. According to this issue, in this study, hazard assessment of both qualitative and quantitative degradation of groundwater were done using the modified IMDPA model and geographical information system (GIS) in Firuz-abad plain of Fars province. In this research based on the indicators like Lowering of Water Table, Electrical conductivity (EC), Cl and SAR, severity classes of degradation were evaluated in the plain of study area. The required data of this study is related to precise data gathered by Fars Regional Water Company. The results of this study indicate that the Lowering of Water Table (quantitative status) in 97% of the plain is at very severe hazard class. The quality status of about 36% of the plain is at moderate hazard class. Overall, about 99 % of the plain are in a state of severe hazard class of ground water resources degradation.

    Keywords: ground waters, hazard class, quantitative degradation hazard, qualitative degradation hazard, GIS
  • Mohammadr. Fazelpour, Hossein Malekinezhad, Mohammadreza Ekhtesasi, Jalal Barkhordari Page 96
    underground water resources are one of main sources for human needs, especially in dry areas. In addition, groundwater will not be affected by short-term droughts, and if used correctly can be a reliable resource for human needs. Khansar watershed, located in south- western of Harat city (in Yazd province), has two qanates with 414,383 m3 average annual discharge and 5 Springs with 507,729.6 m3 average annual discharge. For evaluation of water quality, in this area, no information is available so, in 2011, number of samples were taken and chemical analysis were carried on. The results showed that the input areas of Khansar watershed have high and appropriate water quality and are mainly Bicarbonat type. By moving the water toward the output, due to passing mineral geological formations, the water quality degrade. Minimum and maximum electrical conductivity are 445 and 3866 μm/cm, respectively. The major cation, based on abundance, are Sodium, Magnesium and Calcium. Analysis of the water quality for agriculture, on wilcox diagram, shows the suitability of all water samples except 4 and 6. These two samples are in the C4-S2 class and are unsuitable for farming, but appropriate for livestock. These results have strategic importance in decisions, for developing these areas.
    Keywords: Khansar, Khatam, Optimized management, Underground water, Water quality
  • Mohammad Ekrami, Ahmad Fatehi Marj*, Jalal Barkhordari Page 107
    Drought is considered as one of the major natural hazards with significant impact to environment, society, agriculture and economy. Drought impacts are very critical and especially costly affecting more social and economical than any other type of natural disaster universally. Today in the world, decision makers follow several methods for adaptability and to reduce damages of natural disasters such as drought. They suggest that this issue in drought management should have been considered by a risk management approach, and beside it, a combination of disaster management and risk in times different applied concurrent. In order to assess the damage caused by agricultural drought, agricultural drought vulnerability maps should be prepared. In this respect, the use of GIS and AHP can provide more accurate results and a more realistic. In the study of drought, to store, analyze large volumes of data, remote sensing and integration of data from different sources, the capabilities of GIS are used. In general, the factors of agricultural drought vulnerability are various. Use these factors to agricultural drought vulnerability mapping in different regions, depending on the availability and reliability of the data is. The main object of this study was to preparing a method to mapping agriculture drought vulnerability in Taft town of Yazd province, Iran.
    Keywords: Agricultural Drought, Drought Vulnerability, GIS, AHP, Taft, Yazd
  • Masood Beheshtirad* Page 118
    Drought is a weather phenomenon that probability of occurrence in all parts of the planet and the climate there is any. Drought Phenomenon is one of the most important disasters that infect on many of countries. Drought causes many problems as Economic, Social, political and Cultural. The monitoring systems is developing plans to deal with drought and its management are important. Knowledge about drought, prediction and zoning of drought severity can decrease the damages of these phenomena. In this study Kerman province is selected. The aim of this study is the accuracy evaluation of Kriging, Co-kriging and Inverse Distance Weights methods in providing of maps of severity drought in Kerman province by Z Index. In do this, 44 meteorological station base time common years are selected. Z Index computed. Drought zoning maps provide by three methods of Kriging, Co-kriging and Inverse Distance Weights to years 1367, 1372, 1378, 1379, 1381 and 1384. Between of three methods of zoning, Kriging method has the lowest error RMSE so is the best methods. Results of this research was showed most severity drought occur to year 1378 and 1379.Key Words:
    Keywords: Drought, Co, kriging, Inverse Distance Weights, Kriging, Zoning Z
  • Mahdi Kalanaki, Fatemeh Karandish* Page 131
    Water shortage as well as negative effects of climate change on it is a global concern. Long-term variations of the climatic variables due to greenhouse gases emission has a significant effect on the volume of renewable water resources and consequently, on the planning for water allocation to important sectors. Thus, in this research, the long-term effect of climate change on precipitation, temperature and potential evapotranspiration (ETp) was investigated under A1B, A2 and B2 scenarios until 2100 in Mazandaran province. First, using weather data in three stations of Noshahr, Ramsar and Babolsar during base period of 1981-2010, the potential evapotranspiration was calculated based on FAO-Penman Monteith equation. Then, the ability of ANFIS model for estimating potential evapotranspiration using the least data was evaluated. LARS-WG was used to downscale the HADCM3 atmospheric general circulation model data and thereafter, it was used for predicting the climatic variables under A1B, A2 and B2 scenarios up to 2100. A significant increase in minimum and maximum temperature led to a significant increase in potential evapotranspiration during 1981-2100. This incensement was higher under A2 scenario. More incensement in the cardinal temperatures in the cold seasons would change crops cultivation calendar. Totally, it could be concluded that despite the existence of a humid climate in the study area during the base period, significant increase in potential evapotranspiration during the whole year specially, during the cultivation seasons of agricultural products, would cause a severe water crisis in the study area. Regarding a significant relation between crop water use and yield, inattention to increased potential evapotranspiration would threaten food security due to applying severe economic loss.
    Keywords: ANFIS, LARS, WG Model, Mazandaran, Potential evapotranspiration
  • Abolfazl Zabihi*, Abdullah Darzi, Nafchali, Mojtaba Khoshravesh Page 149
    The simulation models that quantify the effects of different amounts of water on crop yield are useful tools for water management at the farm level and optimizing water use efficiency. In this study, the AquaCrop model was used for simulating rice yield under different surface and subsurface drainage managements. Required data were obtained from subsurface drainage pilot of consolidated paddy fields of Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University during 2011and 2012 growing seasons. The calibration, validation and sensitivity analysis of the model was utilized to quantify and verify the effects of different water managements on rice yield using the measurements from field experiments. The model satisfactory (d> 0.91) simulated different parameters. The prediction accuracy was very high in the subsurface drainage treatments. The errors for grain yield and biomass simulations were, respectively, 13 % and 27 % for surface drainage treatment indicating the highest error under different drainage treatments. The average root mean square error for simulated grain yield and biomass was found to be 191.5 and 745.8 kg ha-1, respectively. The results demonstrated that the AquaCrop model is reliable in simulating growth and yield of rice under subsurface and surface drainage systems and can be used to improve irrigation and drainage management in paddy fields.
    Keywords: Irrigation management, Drainage of paddy fields, Grain yield, AquaCrop model
  • Golestan Jafari Kalkan, Behrouz Mehdinejadiani* Page 163
    An Accurate estimation of contaminant transport parameters is one of the most important steps for simulation of contaminant transport in porous media. In this work, the mean pore water velocity and the dispersion coefficient in three kinds of saturated porous media were estimated and their dispersivity variations with scale were investigated. The values of the mean pore water velocity and the dispersion coefficient were obtained by fitting the analytical solution of advection-dispersion equation to experimental breakthrough curves by using software CXTFIT2.1. The required data were collected by conducting tracer tests on a sand tank of internal dimensions 250 ×10 ×60 cm3. The tests were conducted in three kinds of porous media (homogeneous sandy soil, randomly heterogeneous sandy soil and natural heterogeneous sandy soil) under three hydraulic gradients 0.017, 0.025 and 0.034. The results showed that the dispersivities of each three porous media at each three hydraulic gradients increased with scale. Also, it was observed that with increasing the heterogeneity degree, the dispersivity variations with scale increased. Under hydraulic gradient 0.017, the dispersivity of the homogenous porous medium increased as a nonlinear function and in two other hydraulic gradients, its variations followed the linear functions. In the studied heterogeneous porous media, under hydraulic gradient 0.017, the dispersivity variations were erratic. However, in two other hydraulic gradients, its variations were as a power function or an exponential function. Therefore, in general, in a homogeneous aquifer and under high hydraulic gradients and in a heterogeneous aquifer, one can approximate the variations of the dispersivity using a linear function and a power function or an exponential function, respectively.
    Keywords: Advection, dispersion equation, Breakthrough curve, Scale effects, Software CXTFIT2.1