فهرست مطالب

علوم و مهندسی آبیاری - سال سی و هشتم شماره 3 (پاییز 1394)
  • سال سی و هشتم شماره 3 (پاییز 1394)
  • تاریخ انتشار: 1394/08/19
  • تعداد عناوین: 14
|
  • مقاله پژوهشی
  • اسمعیل شاکر، سیدمحمود کاشفی پور صفحات 1-12
    یکی از روش های موثر و به صرفه برای حفاظت سواحل رودخانه ها در محل قوس ها استفاده از آبشکن ها می باشد. در تحقیق حاضر به بررسی آزمایشگاهی تاثیر سری آبشکن های غیرمستغرق با سه زاویه ی قرارگیری 90 (آبشکن های قائم)، 60 (آبشکن های دافع) و 120 درجه (آبشکن های جاذب) نسبت به دیواره ی خارجی قوس با سه طول 15، 20 و 25 درصد عرض کانال و با فاصله سه برابر طول آبشکن ها از هم، بر توزیع سرعت متوسط و تنش برشی در قوس 90 درجه ملایم با نسبت
    4=R/B ، عرض 7/0 متر و عمق آب 14/0 متر پرداخته شد. نتایج مطالعه نشان داد که حضور سری آبشکن ها سبب یکنواختی سرعت بالادست و انتقال ناحیه ی پرسرعت از مجاورت دیواره ی خارجی به سمت میانه ی کانال تا دیواره ی داخلی می شود، تنش برشی بستر در اثر حضور آبشکن ها افزایش یافته و افزایش طول آبشکن ها باعث بیشتر شدن آن تا حدود شش برابر تنش برشی بالادست قوس می شود اما تاثیر چندانی بر موقعیت مکانی رخداد تنش برشی ندارد به طوری که در تمام حالت ها، تنش برشی بیشینه در زاویه ی 70 تا 80 درجه قوس رخ داده است.
    کلیدواژگان: آبشکن مستطیلی، الگوی جریان، تنش برشی، جریان ثانویه، قوس 90 درجه
  • معصومه شمس بیرانوند، سعید برومند نسب، عباس ملکی، ماشاءالله دانشور صفحات 13-21
    کم آبی اولین عامل محدودکننده تولید سویا در مناطق نیمه خشک می باشد. بنابراین، افزایش عملکرد سویا مستلزم انتخاب ارقام مقاوم و سازگار با شرایط اقلیمی خشک یا کم آب ایران می باشد. به منظور بررسی اثر رژیم های مختلف آبیاری بر عملکرد و اجزای عملکرد دانه سه رقم سویا، آزمایشی به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در طی فصل زراعی سال 90-1389 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده علوم کشاورزی خرم آباد دانشگاه لرستان انجام شد. تیمارهای آبیاری در کرت های اصلی و ارقام سویا در کرت های فرعی قرار گرفتند. تیمارهای آبیاری بر اساس آبیاری کامل به میزان 100 درصد نیاز آبی گیاه (CI) برای ارقام M7، M9 و TMS و کم آبیاری به ترتیب به میزان 80، 70 و 50 درصد نیاز آبی گیاه (RDI80، RDI70 و RDI50)تنظیم شد. نتایج به دست آمده نشان داد که تنش کم آبی تاثیر معنی دار بر تعداد گره در ساقه، ارتفاع بوته، تعداد غلاف در بوته، وزن صددانه، عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیکی داشت. بیشترین کاهش تعداد گره (54/10)، ارتفاع بوته (24/44 سانتی متر)، تعداد غلاف در بوته (5/24)، عملکرد دانه (9/1259 کیلوگرم در هکتار)، عملکرد بیولوژیکی (2/3013 کیلوگرم در هکتار) و وزن صددانه (77/11 گرم) در شرایط تنش شدید مشاهده شد. از بین ارقام مطالعه شده رقم M9 به طور متوسط بالاترین عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیکی، تعداد غلاف در بوته، تعداد گره، وزن صددانه و بهره وری مصرف آب را در شرایط تنش آبی و بدون تنش داشت.
    کلیدواژگان: کم آبیاری، ارقام سویا، بهره وری مصرف آب، عملکرد
  • مجید شریفی پور، عبد علی ناصری، عبدالرحیم هوشمند، هادی معاضد، علیرضا حسن اقلی صفحات 23-35
    حجم قابل توجهی زهاب درشبکه های آبیاری و زهکشی خوزستان تولید می شود که مدیریتو استفاده مجدد از آنهاضروریاست. یکی از راه های استفاده مجدد از زهاب ها، استفاده از آنها در آبشویی اراضی است. با هدف بررسی قابلیت کیفیت های متفاوت آب و تاثیر روش های آبشویی متناوب و پیوسته بر شوری زدایی از خاک های رسی این منطقه، آزمایش های آبشویی در کرت هایی با ابعاد 5/1×5/1 متر در اراضی کشت و صنعت نیشکر سلمان فارسی انجام گرفت. ترکیب کامل سه کیفیت آب با هدایت های الکتریکی 7/2 (آب تازه رودخانه کارون)، 0/6 و 0/9 دسی زیمنس بر متر (از اختلاط زهاب این کشت و صنعت با آب رودخانه کارون) و دو روش آبشویی پیوسته (کاربرد 120 سانتی متر آب) و متناوب (کاربرد چهار دور 30 سانتی متری آب با فواصل پنج روزه) به صورت شش تیمار با سه تکرار به روش بلوک های کامل تصادفی در این پژوهش بررسی شد. نتایج نشان داد که می توان با استفاده از زهاب هایی با کیفیت 0/6 و 0/9 دسی زیمنس بر متر و سپس آب تازه رودخانه کارون برای آبشویی متناوب، مقدار مصرف آب شیرین را به ترتیب تا 72 و 51 درصد کاهش داد. همین طور اختلاف شوری عصاره اشباع خاک در اثر به کارگیری کیفیت های مختلف آب برای آبشویی در اکثر تیمارها در لایه های پایین تر خاک بیشتر بود. تفاوت مقادیر شوری عصاره اشباع خاک پس از آبشویی، بین تیمارهای متناوب و پیوسته، با افزایش شوری آب آبشویی افزایش یافت. همچنین استنباط می شود که در خاک های سنگین، امتیاز روش های آبشویی متناوب به پیوسته محدود به شرایط تبخیر پایین است.
    کلیدواژگان: آبشویی متناوب، آبشویی پیوسته، زهاب، خوزستان، تبخیر، استفاده مجدد، آب شور، احیاء اراضی
  • محمد بهرامی یاراحمدی، محمود شفاعی بجستان، سید حبیب موسوی جهرمی صفحات 37-49
    سرریزهای مثلثی (صفحات مثلثی) و تیغه افقی از جمله سازه هائی هستند که باعث کنترل فرسایش در قوس بیرونی و دور شدن چاله فرسایشی از قوس بیرونی رودخانه می گردند. در این مطالعه هدف بررسی تاثیر استفاده از تیغه افقی در بین سرریزهای مثلثی بر کنترل و کاهش فرسایش در ساحل بیرونی و پنجه سرریزها تحت شرایط مختلف جریان ( اعداد فرود 243/0، 262/0، 292/0 و 321/0)، می باشد.در آزمایش های این تحقیق، زاویه سرریزها نسبت به ساحل بالادست 30 درجه و فاصله آنها از یکدیگر هشت برابر طول موثر سرریز بوده است. عرض تیغه افقی و طول موثر سرریزهای مثلثی یک پنجم عرض مجرا انتخاب گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که استفاده از تیغه افقی در بین سرریزهای مثلثی باعث کاهش حداکثر عمق آبشستگی در پنجه سرریزها و مانع از گسترش آن تا ساحل بیرونی شده است. به طور متوسط استفاده از تیغه افقی 70 درصد حداکثر عمق آبشستگی را در پنجه سرریزها کاهش داده است. علاوه بر این استفاده از تیغه افقی در بین سرریزهای مثلثی تاثیر اندکی بر هدایت جریان از قوس بیرونی به طرف مرکز و قوس داخلی مجرا داشته است به طوری که استفاده از تیغه افقی در سرریزها نه درصد حداکثر عمق آبشستگی کانال فرسایشی را افزایش داده است و تغییری در فاصله خط القعر کانال فرسایشی از ساحل بیرونی ایجاد نکرده است.
    کلیدواژگان: تیغه افقی، سرریز مثلثی، صفحات مثلثی، فرسایش سواحل، قوس رودخانه
  • امین مهدوی میمند، جواد احدیان صفحات 51-61
    یکی از روش های کاهش خسارت ناشی از کاویتاسیون در سرریز سدها، هوادهی به جریان با استفاده هواده ها است. جریان هوای مورد نیاز هواده ها یکی از مهم ترین عوامل تاثیرگذار در طراحی آن ها است. در این پژوهش برای برآورد جریان هوای مورد نیاز هواده سرریز از چهار روش رگرسیون گام به گام، روش تجربی فیشر، شبکه عصبی (مبتنی بر آموزش لونبرگ- مارکواد) و روش ترکیبی فازی- عصبی (انفیس) استفاده شد. به منظور انجام مدل سازی از 914 داده مربوط به آزمایش های انجام شده روی مدل هیدرولیکی سرریز سد کلاید دم و 12 داده مربوط به آزمایش های صورت گرفته توسط مرکز تحقیقات آب تهران روی مدل هیدرولیکی سد مخزنی آزاد، استفاده شد. پس از برآورد دبی هوای مورد نیاز هواده سرریز با استفاده از روش های ذکرشده، خطای روش های مختلف محاسبه گردید و عملکرد آن ها مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که روش ترکیبی عصبی- فازی با داشتن ریشه میانگین مربعات خطا در حدود 0194/0 و ضریب همبستگی 968/0، بهترین عملکرد را دارا می باشد. این در حالی است که برای روش های شبکه عصبی مصنوعی، رگرسیون گام به گام و تجربی فیشر، ریشه میانگین مربعات خطا به ترتیب حدود 0538/0 ، 0596/0 و 98/1 است.
    کلیدواژگان: کاویتاسیون، هواده، رگرسیون گام به گام، شبکه عصبی، منطق فازی، انفیس
  • ایمان احمدیان فر، آرش ادیب صفحات 63-71
    در این تحقیق بهبود الگوریتم ازدحام ذرات برای حل مسائل پیچیده بهینه سازی منابع آب مورد مطالعه قرار گرفته است. یکی از مشکلات اساسی این روش همگرایی زود رس می باشد. برای بهبود این مشکل، ترکیب الگوریتم های ازدحام ذرات و ژنتیک مورد بررسی قرار گرفت. اساس این ترکیب به گونه ای است که مزایای الگوریتم های ازدحام ذرات و ژنتیک به طور هم زمان به کار گرفته می شوند. در الگوریتم حاصل دو عملگر کارامد الگوریتم ژنتیک ، جهش و تقاطع به کار می روند، جهش باعث افزایش گوناگونی جمعیت و تقاطع اطلاعات بین دو ذره از جمعیت را مبادله می کند. برای ارزیابی الگوریتم ترکیبی، بهینه سازی انرژی برقابی سد دز در نظر گرفته شد. مقایسه نتایج روش ترکیبی با الگوریتم های ازدحام ذرات و ژنتیک ، مشخص کرد که الگوریتم حاصل باعث افزایش انعطاف پذیری و بهبود توانایی الگوریتم ازدحام ذرات جهت ایجاد جمعیتی با سرعت همگرایی بالا شده و کارایی بسیاری در حل مسائل بهینه سازی بهره برداری منابع آب دارد.
    کلیدواژگان: الگوریتم ازدحام ذرات، الگوریتم ژنتیک، بهینه سازی بهره برداری از مخزن برقابی
  • امید کرمی، عبدالرحیم هوشمند، سعید برومند نسب صفحات 73-87
    به منظور مطالعه انسداد شیمیایی و تاثیر آن بر عملکرد هیدرولیکی قطره چکان های مورد استفاده در آبیاری قطره ای، چهار تیمار قطره چکان های خودتنظیم کننده (نتافیم و میکروفلاپر) و غیرخودتنظیم کننده (مهر و گلدانی) در سه تیمار دبی 8، 4 و 2 لیتردرساعت انتخاب و با استفاده از آب کارون در مزرعه تحقیقاتی شماره یک دانشگاه شهید چمران اهواز مورد آزمایش قرار گرفتند. آزمایش در قالب طرح بلوک های کاملا تصادفی در 31 آبیاری با دور آبیاری دو روز و فشار کارکرد 5/1 اتمسفر انجام پذیرفت. نتایج نشان داد که کاهش دبی در تیمار قطره چکان میکروفلاپر 8 و 4 لیتردرساعت بیشتر از سایر تیمارها و در سطح آماری پنج درصد معنی دار می باشد. همچنین تیمار میکروفلاپر 2 لیتردرساعت دارای کمترین کاهش دبی بود. بر اساس مشاهدات میدانی دلیل اصلی کاهش دبی و بالا بودن ضریب تغییرات ساخت، ضریب تغییرات دبی قطره چکان ودرصد خطای اندازه گیری دبی در تیمار میکروفلاپر 8 و 4، بیرون زدگی دیافراگم سیلیکونی به کار رفته در این قطره چکان ها بوده و ترسیب مواد شیمیایی در این مورد تاثیر به سزایی نداشته است. علت مقاومت در برابر انسداد در تیمار میکروفلاپر 2 لیتردرساعت، سرعت زیاد و رژیم متلاطم آب در هنگام خروج است. قطره چکان نتافیم در دو آبدهی 8 و 4 لیتردرساعت با وجود گرفتگی معنی دار در سطح پنج درصد دارای ضریب تغییرات ساخت، ضریب تغییرات دبی قطره چکان ودرصد خطای اندازه گیری دبی بسیار ناچیز، یکنواختی پخش آب و ضریب یکنواختیبسیار بالا می باشند. در آزمایش ها تیماری که دارای کمترین ضریب تغییرات ساخت بود، کمترین ضریب تغییرات دبی و بیشترین یکنواختی پخش را به خود اختصاص داد. در اکثر تیمارها طی دوره آبیاری مقادیر ضریب تغییرات ساخت، ضریب تغییرات دبی قطره چکان ودرصد خطای اندازه گیری دبی افزایش و یکنواختی پخش آب و ضریب یکنواختیکاهش یافت. با توجه به نتایج ارائه شده، قطره چکان گلدانی با آبدهی 8 لیتردرساعت، بصورت توامان از نظر مقاومت در برابر گرفتگی شیمیایی و از نظر پارامترهای ارزیابی هیدرولیکی دارای رتبه بالاتری نسبت به بقیه تیمارها بوده و به عنوان قطره چکان های برتر انتخاب می شود.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، انسداد شیمیایی، خودتنظیم کننده، غیرخودتنظیم کننده، کارون
  • محبوبه حاجی بیگلو، محمد رشیدی، محبوبه سربازی صفحات 89-103
    یکی از حوادث طبیعی که سالانه خسارت های زیادی به مردم و جامعه وارد می کند، سیل می باشد. سیستم هشدار بهنگام سیل اطمینان حاصل می کند که بهره مندان نهایی سیستم پیش بینی، هشدار مناسب را در زمان مناسب دریافت می کنند و عکس العمل مناسب را برای حفظ و به حداقل رسانیدن آسیب به دارایی هایشان انجام می دهند. در این راستا حوضه آبریز رودخانه قرنقوچای که موجب سیل های عظیمی در شهر میانه گردیده است برای اجرای سیستم هشدار سیل انتخاب شد. در این مقاله مدلسازی هیدرولوژیکی برای حوضه مذکور با استفاده از نرم افزار HEC-HMS انجام و برای کل زیر حوضه های به دست آمده، معادله روندیابی ماسکینگام مورد استفاده قرار گرفت. از میان سیلاب های واقع شده در استان آذربایجان شرقی، سیلاب 16/12/1382 برای واسنجی کردن مدل بارش- رواناب هشدار سیل استفاده گردید. با بررسی تداوم رگبارها و مقدار آن ها، زمان پیش هشدار برای هر یک از ایستگاه های هشدار دهنده محاسبه شد. پس از تعیین زمان پیش هشدار براساس فراوانی رگبارهای ایستگاه هشترود، سیستم هشدار سیل برای مناطق سیل گیر در محدوده طرح متناسب با آستانه های درجه سیلاب طراحی گردید. براساس آسیب پذیری روستاهای حاشیه رودخانه و مطالعه سوابق سوانح طبیعی در منطقه و ارزیابی خسارت های احتمالی وارده به شهر میانه، دستورالعمل اقدامات شرایط اضطرار تهیه شد.
    کلیدواژگان: سیل خیزی، مدل بارش رواناب، آستانه هشدار، هشدار سیل، طرح فعالیت اضطراری
  • مریم منیشداوی، علیرضا جعفرنژادی، غلامعباس صیاد، حسین شیرانی صفحات 105-115
    به منظور برآورد میزان آلایندگی باکتریایی در خاک (لوم رسی سیلتی)تیمار شده با کود مرغی، شبیه سازی حرکت (انتقال) باکتری اشریشیاکولی با استفاده از مدل سازی معکوس انجام گردید. در این پژوهش باکتری اشریشیاکولی به عنوان باکتری بیماری زا موجود در کود مرغی انتخاب گردید. برای این منظور، دو معادله تعادلی و غیر تعادلی با استفاده از مدلهایدروس یک بعدی به صورت عددی حل و واسنجی با استفاده از داده های آزمایشگاهی به صورت معکوسانجام شد. نتایج نشان داد، در مراحل شبیه سازی و واسنجی، معادله غیر تعادلی، حرکت باکتری اشریشیاکولی در خاک را با دقت بیشتری نسبت به معادله تعادلی پیش بینی نمود. ضریب تعیین در مرحله واسنجی برای معادله های غیر تعادلی و تعادلی به ترتیب 99/0 و 91/0، و در مرحله اعتبار سنجی به ترتیب 97/0 و 98/0 بود. بنابراین معادله غیر تعادلی با کاربرد مدل سازی معکوس دارای دقت و توانایی بیشتر و بالاتری برای شبیه سازی حرکت باکتری اشریشیاکولی در خاک مورد مطالعه تعیین شد.
    کلیدواژگان: انتقال باکتری اشریشیاکولی، شبیه سازی، کود مرغی، مدل هایدروس یک بعدی
  • رقیه صمدی، جواد بهمنش، حسین رضایی صفحات 114-127
    روند روبه رشد جمعیت و نیاز به منابع جدید آب، ارزیابی کیفیت آب و راهبرد مدیریت منابع آب را اجتناب ناپذیر کرده است. در این پژوهش دشت ارومیه به عنوان دشتی که با افت سطح آب و کیفیت رو به رو است انتخاب گردید. آنچه مورد هدف است پهنه بندی کیفیت آب زیرزمینی دشت ارومیه برای مصارف شرب با استفاده از عوامل موثر در کیفیت از طریق مدل AHP و تکنیک GIS می باشد. برای نیل به اهداف از اطلاعات 128 حلقه چاه آب عمیق مربوط به دوره آماری 91- 1390 استفاده شد. در ابتدا نقشه های رستری منطقه مورد مطالعه با روش های مختلف درون یابی تهیه گردید. با توجه به نحوه پراکندگی نمونه ها، برای تهیه نقشه های پهنه بندی سدیم، کلر، سولفات، کل نمک های محلول، سختی کل و هدایت الکتریکی از روش کریجینگاستفاده شد. بر اساس نمودار شولر و با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی، بهینه ترین وزن ها برای هر یک از متغیرهای هیدروشیمیایی انتخاب شد. در نهایت با تلفیق و هم پوشانی لایه های هیدروشیمیایی و اعمال وزن های نهایی در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی نقشه پتانسیل کیفی آب زیرزمینی منطقه مورد مطالعه برای تعیین مکان های مناسب برای مصارف شرب تهیه گردید. نتایج نشان داد که در بین پنج منطقه پتانسیلی معرفی شده از نظر طبقه بندی شولر4/78درصد از منطقه مورد مطالعه در محدوده خوب تا قابل قبول، 7/7 درصد در محدوده نامناسب، 9/12 درصد در محدوده بد و 1 درصد در محدوده قابل شرب در مواقع ضروری هستند. به طور کلی بخش مرکزی و جنوبی و شمال شرقی و شمال غربی منطقه مورد مطالعه بهترین کیفیت آب زیرزمینی را برای مصارف شرب دارد.
    کلیدواژگان: دشت ارومیه، پتانسیل کیفی منابع آب زیرزمینی، آب شرب، مدل تحلیل سلسله مراتبی، تکنیک سیستم اطلاعات جغرافیایی
  • صادق صادقی طبس، محسن پور رضا بیلندی، حسین خزیمه نژاد صفحات 129-142
    مسئله شبیه سازی رواناب در حوضه هایی با کمبود یا فقدان ایستگاه های هواشناسی به صورت یک مشکل در مدل های هیدرولوژیکی مطرح است. در چنین شرایطی توسعه مدل هایی که بتواند پیش بینی سیلاب را با دقت کافی داشته باشد در کنار برآورد پارامترهای مدل هیدرولوژیکی لزوم استفاده از روش های نوین واسنجی را بیش از پیش نمایان می کند. تخمین پارامترهای این گونه مدل ها عموما به صورت مستقیم به دلیل تعداد بالای پارامترها غیر ممکن می باشد و لازم است به کمک ابزارهای بهینه سازی (واسنجی مدل) آن ها را برآورد نمود. در تحقیق حاضر ارزیابی پنج روش بهینه سازی فراکاوشی در برآورد پارامترهای مدل مفهومی بارش-رواناب روزانه Hymod در دو حوضه رودخانه داخل و خارج کشور (رودخانه کرج و لیف) انجام شد. ارزیابی روش های واسنجی مذکور با استفاده از داده های روزانه بارش و تبخیر و تعرق در هر حوضه انجام گردید. در این تحقیق از معیار ناش –ساتکلیف تغییر یافته برای اولین بار در ارزیابی خطای شبیه سازی های انجام شده بارش-رواناب استفاده گردید. با مقایسه مقادیر دبی شبیه سازی شده و مشاهده شده روزانه با استفاده از معیارهای مختلف ارزیابی مدل، نتایج نشان از برتری محسوس روش های بهینه سازی مجموعه ذرات و تکامل تصادفی جوامع به نسبت سه روش دیگر (ترکیب روش های ژنتیک و مجموعه ذرات، جهش ترکیبی قورباغه و روش کرم شبتاب) داشت.
    کلیدواژگان: روش های بهینه سازی، مدل بارش، رواناب، حوضه آبریز رودخانه کرج و رودخانه لیف
  • حسن ترابی پوده، حسن گلیج، ناصر نیک نیا، فریدون امیدی نسب صفحات 143-153
    اندازه گیری ضریب یکنواختی توزیع آب در آبیاری بارانی ثابت از روی نتایج یک آب پاش منفرد با توجه به لحاظ هم پوشانی آب پاش های مجاور و در مقادیر مختلف فشار کارکرد ، ارتفاع پایه آب پاش، فاصله آب پاش ها روی لوله های جانبی و فاصله لوله های جانبی از یکدیگر کاری وقت گیر می باشد. تعیین بهترین ترکیب از پارامترهای فوق که بالاترین ضریب یکنواختی توزیع آب را حاصل نماید، همواره سوالی بیجواب برای کاربران بوده است. در این پژوهش، مقادیر ضریب یکنواختی توزیع آب پاش مدل ZB ساخت ایران در سه تیمار مختلف فشار کارکرد آب پاش (5 / 2 ، 3 و 5 / 3 اتمسفر)، دو تیمار ارتفاع پایه آب پاش (60 و 100 سانتی متر) وهفت تیمار آرایش شبکه آب پاشها شامل 12 × 9 ، 15 × 9 ، 12 × 12 ، 12 × 15 ، 18 × 12 ، 15 × 1 ، 18 × 15 متر با داد ه های مشاهده ای در ایستگاه تحقیقات پنبه هاشم آباد گرگان اندازه گیری شدند. سپس به روش الگوریتم ازدحام جمعیت و ژنتیک برنامهای در محیط برنامهنویسی نرم افزارمتلب تهیه و روابط مختلف برای تخمین مقدار ضریب یکنواختی با استفاده از پارامترهای ذکر شده مورد بررسی قرار گرفتند . با توجه به نتایج ، مجذور میانگین مربعات خطا و انحراف معیار نسبت مقادیر تخمین زده شده به اندازه گیری شده حاصل از محاسبات الگوریتم ازدحام جمعیت و ژنتیک مشخص شد که هر دو روش در برآورد معادله ی نهایی ضریب یکنواختی از دقت خوبی برخوردارند، بنابراین میتوان آنها را در برآورد ضریب یکنواختی بکار برد.
    کلیدواژگان: ضریب یکنواختی، توزیع آب، آبیاری بارانی، الگوریتم ازدحام جمعیت، الگوریتم ژنتیک
  • پوریا آسیابان، ابراهیم امیری تکلدانی، محمدحسین امید صفحات 155-164
    ملاحظات زیست محیطی موجب شده است که در طراحی سازه های کنترل در مسیر رودخانه ها، استفاده از سازه های نفوذپذیر به طور گسترده ای مورد استقبال مهندسین رودخانه قرار گیرد.سازه های نفوذپذیر نظیر سدهای پاره سنگی می توانند با فراهم نمودن امکان عبور رسوبات از داخل بدنه خود، شرایط هیدرولیکی مناسب تری برای عبور جریان در پایین دست خود ایجاد نموده در نتیجه تغییرات زیست محیطی ناشی از احداث این سازه ها به حداقل می رسد. علیرغم انجام مطالعات وسیع در خصوص هیدرولیک جریان عبوری از داخل محیط های متخلخل ریزدانه، مطالعات انجام شده در خصوص محیط های متخلخل درشت دانه به مراتب کمتر بوده و در این میان مطالعات بسیار کمی در خصوص عبور بار بستر از داخل منافذ سدهای پاره سنگی انجام شده است. در این تحقیق به منظور فراهم آوردن شرایط مناسب برای عبور بار بستر از داخل بدنه سدهای پاره سنگی، تاثیر تعبیه یک لایه در کف رودخانه که نسبت به لایه های بالایی دارای دانه بندی درشت تری می باشد مورد مطالعه آزمایشگاهی قرار گرفت. با استفاده از تحلیل ابعادی و بر اساس نتایج آزمایشگاهی حاصله، رابطه ای برای تخمین بار بستر عبوری از داخل مصالح درشت دانه ارائه شد. از آنجا که برخی از روابط موجود قادر به پیش بینی مقدار بار بستر عبوری از مصالح درشت دانه نمی باشند، ضمن ایجاد تغییراتی در فرم روابط، کارایی آنها در خصوص تخمین بار بستر عبوری از این نوع مصالح بررسی شد. میانگین خطای نسبی رابطه جدید ارائه شده بر مبنای تحلیل ابعادی 7/64 درصد و میانگین خطای نسبی رابطه میر-پیتر و مولر توسعه داده شده 101درصد بود. هم چنین مشاهده شد که ایجاد لایه بندی در سد پاره سنگی در دامنه آزمایش های انجام شده در شرایط آزمایشگاهی موجود دبی بار بستر را به طور معنی داری افزایش نداده و لازم است تمهیدات دیگری نظیر تعبیه لایه میانی در نظر گرفته شود.
    کلیدواژگان: سد پاره سنگی، بار بستر، لایه بندی
  • سالومه سپهری، منوچهر حیدر پور، جهانگیر عادبی کوپایی صفحات 165-177
    هدف از پژوهش حاضر، بررسی جذب نیترات توسط نانو ذرات آهن صفر ظرفیتی تثبیت شده بر روی کوارتز (Sa-Fe0) می باشد. این جاذب به روش کاهش فاز مایع با استفاده از بروهیدرات سدیم در حضور کوارتز به عنوان تثبیت کننده سنتز شده و ساختار آن با استفاده از روش های پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و اندازه گیری سطح ویژه مشخصه یابی شد. با توجه به عکس های SEM، نانو ذرات آهن ساختار کروی داشته و بدون هماوری قابل توجهی با متوسط قطر 80 نانومتر، پراکنش مناسبی در سطح کوارتز داشتند. در مطالعات ناپیوسته جذب تاثیر زمان تماس، غلظت اولیه نیترات، مقدار جاذب، دما و pH اولیه محلول بر فرآیند جذب بررسی شد. ظرفیت جذب نیترات توسط Sa-Fe0 با افزایش pH محلول و مقدار جاذب کاهش و با افزایش غلظت آلاینده و دما افزایش یافت. حذف نیترات بر اساس مدل سینتیکی شبه مرتبه اول صورت گرفت و مدت زمان فاز سریع جذب برایSa-Fe0، هشت ساعت با 85 درصد جذب در غلظت اولیه 100 میلی گرم در لیتر به دست آمد. ایزوترم جذب برازش مناسبی با مدل لانگمویر داشت وحداکثر ظرفیت جذب نیترات توسط این جاذب 833/20 میلی گرم بر گرم تعیین شد.
    کلیدواژگان: نانو ذرات آهن صفر ظرفیتی، کوارتز، نیترات، سینتیک جذب، ایزوترم جذب، ترمودینامیک
|
  • Esmaeil Shaker, Mhmood Kashefipour Pages 1-12
    Groynes structures are among effective and common hydraulic structures for bank protection along bends. In the present paper, the effects of series of groynes along a 90 degree mild bend on flow characteristics such as flow and shear stresses distribution have been investigated. Tests were carried out in a bend flume having 0.7 m width, the R/B ratio for the channel bend is 4 and depth of flow for all test kept constant 0.14 m. Groynes were non-submerged and they have been used in three different lengths which are 15, 20 and 25% of channel width and three different angles including 60, 90 and 120 degrees. Also the distance between spurs was equal to 3 times of their length. The analysis of data showed that the high velocity zone moves toward center of channel and inner wall. The relative shear stresses were significantly increased by increasing the length of spure dikes and theirs elongation causes the relative shear stress multiplication up to 6 times. However, the length and angle of spurs have not had significant effect on the position of the maximum relative shear stresses along the bend. Nevertheless, the maximum relative shear stresses happened in a cross section between 70 to 80 degrees of the bend (almost end of the bend) for all experiments.
    Keywords: Groyne, Flow pattern, Shear stress, Secondary currents, 90 Degree bend
  • Masoumeh Shams Beyranvand, Saeid Boroumand Nasab, Abas Maleki, Mashallah Daneshvar Pages 13-21
    Water deficit is the prime limiting factor in soybean production in semi-arid regions. Therefore, increasing soybean seed yield requires the selection of resistant and adapted cultivars to dry or water deficit conditions of Iran. In order to evaluate the effect of irrigation regimes on seed yield and yield components of three soybean cultivars an experiment was conducted in Lorestan University of Technology Research farm during the growing season of 2010-2011. The experiment was arranged as split-plot in the form of completed block design. Irrigation regimes were the main plots and the subplots were three soybean cultivars (M7,M9 and TMS). Then, irrigation treatments were conducted as follow; CI: applied 100% of water requirements during the whole season and RDI80, RDI70 and RDI50 applied 80%, 70% and 50% of water requirements, respectively. Based on the findings of this study, deficit irrigation had significant effect on the number of nodes, plant height, number of pods per plant, 100 seeds weight, grain yield and biological yield. Severe stress conditions had maximum effect on reduction in nodes number (10.54), plant height (44.24 cm), number of pods per plant (24.5), grain yield (1259.9 kg.ha-1), biological yield (3013.2 kg.ha-1) and 100 seeds weight (11.77 g). M9 cultivar had the most yield, biological yield, number of pods per plant, number of nodes, 100 seeds weight and water productivity in the water stress condition and non-water stress condition among the studies cultivars.
    Keywords: Deficit irrigation, Soybean cultivars, Water productivity, Yield
  • Majid Sharifipour, Abed Ali Naseri, Abdolrahim Hooshmand, Hadi Moazed, Ali Reza Hassanoghli Pages 23-35
    Huge amount of drainwater is disposing of operating Irrigation and drainage networks in Khuzestan, SW Iran, that needs to manage. One of the low risk manners of reusing drainwater is use it for saline land reclamation. To investigate the effects of leaching methods and water quality on desalinization of clay soils of this area, leaching experiments were done in 1.5×1.5 meter Plots in “Salman Farsi” sugarcane agro industry, South Khuzestan. Complete combination of three different water qualities; 2.7 dS/m (fresh water from Karun River), 6.0 and 9.0 dS/m (mixture of agro industries drainwater and Karun River water) and tow leaching method; continuous (application of 120cm of water) and intermitting (application of four 30 cm of water with five days interruptions) in six treatments and three replications based on complete randomized blocks design were experimented. Results shown that using drainwater with the quality of 6.0 or 9.0 dS/m could reduce the use of fresh water for desalinization by intermitting leaching up to 72 or 51 percent, respectively. The difference between soil saturation extracts due to applying different water qualities were more in deeper soil layers, also the difference between continuous and intermittent leaching were increase by applying more saline water. In heavy soil, advantage of intermitting leaching method to continuous one is limited to low evaporation condition.
    Keywords: Continuous leaching, Intermittent leaching, Drainwater, Khuzestan, Evaporation, Water reuse, Slain water, Land reclamation
  • Mohammad Bahrami Yarahmadi, Mahmood Shafai Bejestan, Seyed Habib Mousavi Jahromi Pages 37-49
    Triangular weirs (Triangular vanes) and footing are measures which causes to control the scour in outer bend and keep out scouring hole from the outer bend. In this study, the main purpose is to experimentally study the effect of using both footing and triangular weirs on sedimentation and erosion of a bed of flume bend under different flow conditions (Froude numbers 0.243, 0.262, 0.292 and 0.321). Tests were conducted using triangular weirs with distance of 8 times of the effective length installed at an angle of 30 degree from the upstream bank. Footing width and effective length of triangular weirs were selected one-fifth the width of the canal. The results showed that using footing combined with the triangular weirs caused to reduce maximum scour depth at the toe of weirs and prevent from its extension to outer bend. Using footing reduced 70 percent maximum scour depth at the toe of weirs. Moreover using footing combined with triangular weirs had a little effect on flow diversion from outer bank towards the center of flume. The results show that using footing along with triangular weirs increased 9 percent maximum scour depth of thalweg and did not change the thalweg distance from the outer bank.
    Keywords: Footing, Triangular weir, Triangular vanes, Banks erosion, River bend
  • Amin Mahdavi Meymand, Javad Ahadiyan Pages 51-61
    One way to decreases the damage caused by cavitation in spillways is aeration flow using aerators. The required air flow of aerator is one of the most important factors in their design. In this study, to estimate the required air flow of spillway aerators four methods were applied including of stepwise regression, Pfister empirical method, neural network (based on Levenberg- Marquardt algorithm) and the combination of fuzzy-neural (ANFIS). In order to perform of modeling, 914 experimental data on physical model of Clyde Dam spillway and 12 data of Azad Dam related to conducted tests by Water Research Center on Azad dam hydraulic model were gathered. However, the performance and error of these methods were investigated after calculating the required air flow of aerators. The results showed that the combination of fuzzy-neural has the best performance with a root mean square error (RMSE) and correlation coefficient (R) about 0.0194 and 0.968, respectively. In addition, artificial neural network, stepwise regression and Pfister empirical methods had a root mean square error equal to 0.0538, 0.0596 and 1.98, respectively.
    Keywords: Cavitation, Aerator, Stepwise regression, Neural network, Fuzzy Logic
  • Eman Ahmadianfar, Arash Adib Pages 63-71
    In this paper presented the evaluation of particle swarm optimization for solving complex optimization water resources problems. The main problem with PSO is it’s prematurity. Therefore a new adjustable PSO-GA hybrid algorithm which combines PSO with genetic operators was proposed. The basis behind this is that such a hybrid approach is expected to have merits of PSO with those of GA. The main idea of GA is due to its genetic operators crossover and mutation. By applying crossover operation, information can be swapped between two particles to have the ability of flying to the new search area. The purpose of applying mutation to PSO is to increase the diversity of the population. For evaluating of the proposed algorithm the optimization of the hydropower operation of ‘‘Dez” single reservoir has been studied. The results of HPSOGA compare to PSO and GA indicated the proposed algorithm increases the flexibility and capability of PSO to generate strong-developing individuals that can achieve faster convergence rate to optimum point and it is very useful in solving optimization operation water resources.
    Keywords: Particle swarm optimization, Genetic algorithm, Optimizing hydropower reservoir operation
  • Omid Karami, Abdolrahim Hooshmand, Saeid Boroomandnasab Pages 73-87
    In order to study the chemical clogging and its effect on hydraulic performance of trickle irrigation system, four treatments includes compensating emitters (Netafim and Micro-Flapper), non-compensating emitters (Mehr and Goldani), three treatment of flow rates that includes 8, 4 and 2 lph (liters per hour) were selected and tested using Karoun river’s water in No. 1 research farm of Shahid Chamran University of Ahvaz. The experiment was conducted in a Completely Randomized Block Design (CRBD) and irrigation was performed in 31 times with irrigation frequency for two days, at pressure of 1.5 bar. The results showed that decreasing of flow rate of Micro-Flapper emitter with 8 and 4 LPH flows is higher than the other treatments and this decreasing is significante at the five percent. Also the Micro-Flapper emitter with 2 lph flows has the lowest decreasing of flow rate. Based on field observations, herniation of silicon diaphragm that used in Micro-Flapper emitters with 8 and 4 lph flows is the main reason for the reduction of flow rate and high values of CV, qvar and qd. So in this particular case the Chemical sediment did not impose a major effect. Turbulent regime of water at the outlet is the reason of resistance against the chemical clogging in the Micro-Flapper emitter with 2 lph flows. In Netafim emitter with 8 and 4 lph, despite having the significant clogging in five percent signification level have a minimal values of CV, qvar and qd and high values of EU and CU. In this experiments, the treatment which had the lowest coefficient of manufacturing Variation, was accounted to it the lowest coefficient of variation of flow rate and the highest Emission Uniformity of variation. In most treatments during the Irrigation, values of CV, qvar and qd increased and values of EU and CU decreased. According to the results presented, the Goldani emitter with 8 gph flows is rated and selected as the top emitter in both terms of resistance against the chemical clogging and hydraulic performance parameters than other emitters.
    Keywords: Trickle irrigation, Chemical clogging, Pressure compensating emitter, Non, compensating, Karoun river
  • Mahboobeh Hajibigloo, Mohammad Rashidi, Mahboobeh Sarbazi Pages 89-103
    One of the natural disasters that annually causes a lot of damage to people and society, is flood.Timely flood warning system to ensure that final beneficiaries forecasting system, an appropriate warning is received at the appropriate time and the appropriate response to protect and minimize the damage done to their finances.In this regard, Gharanghoochay river catchment, causing massive floods in Mianeh city has been selected to implement a flood warning system. In this paper, hydrological modeling for the basin using HEC-HMS software was obtained and for the entire sub- basin, Muskingum dynamics equations have been used. The flood located in east Azerbaijan province, floods 2004.06.03 calibrate the model rainfall - runoff flood warning was used. Continuity check with showers and amount of time before the alarm warning signal for each station was calculated. After pre-determined according to abundance of caution showers Hashtrood station, flood warning systems for flooding areas within the mat-o-flood plan has been designed to suit the threshold. Under-taking damage riverbank villages and history of natural disasters in the region and assess the damages incurred to the Mianeh city, emergency action guidelines was prepared.
    Keywords: Flooding_Model of rainfall – runoff_Warning threshold_Flood warning_Emergency action plan
  • Maryam Maneshdavi, Ali Reza Jafarnejadi, Gholam Abbas Sayyad, Hosein Shirani Pages 105-115
    In order to estimate the amount of bacterial contamination in a soil (silty clay loam) treated with poultry manure, the mobility of E.coli bacteria was simulated using inverse modeling. The E.coli was selected for this study since it presents as a pathogenic bacteria in poultry manure. For this purpose, two equilibrium (CDE) and non-equilibrium equations (NECDE) were numerically solved using HYDRUS-1D code and inversely calibrated with a laboratory experiment data. The NECDE equation could predict E.Coli mobility through the soil with more accuracy both in calibration and testing steps than CDE equation. The coefficient of determinations for NECDE and CDE equations were 0.99 and 0.91 for calibration step, and 0.97 and 0.98 for validating step, respectively. Therefore, NECDE equation with using inverse modeling could be a reliable equation for simulating E.Coli transport through the soil.
    Keywords: Escherichia coli (E.coli) mobility, Simulation, poultry manure, HYDRUS, 1D model
  • Roghayeh Samadi, Javad Behmanesh, Hosien Rezaee Pages 114-127
    Increasing population and demand for water resources caused to evaluation water quality and manage water resources unavoidable. In Urmia plain water quality and quantity is confronted with critical condition. The purpose of this research is to zone the groundwater quality in Urmia plain for potation consumptions by AHP model and GIS technique. To achieve these purposes, the data of 128 deep wells from 2011 to 2012 was used. In the beginning, raster maps of studied region were provided with different methods of interpolation. In attention to wells distribution in the plain the Kriging method was used to zone maps of Sodium, Chlorine, Sulfate, Total dissolved solids, total hardness and electrical conductivity. Based on Schuler diagram and using analytical hierarchy process, the most efficient weights for each hydro-chemical variables were selected. Finally with overlapping hydro-chemical layers and exerting definitive weights in geographic information system, groundwater qualitative potential map in the studied region for determining the suitable places for drinkingwater was provided. The results showed that among five defined potential region, 78.4% of studied region is in good up to acceptable range, 7.7% is in inappropriate range, 12.9% is in bad range and 1% is in potable in necessary times. Entirely, central, south, northeast and northwest parts of studied region have best quality of groundwater for drinking consumptions.
    Keywords: Urmia plain, Qualitative potential of groundwater resources, Drinking water, AHP model, GIS technique
  • Sadegh Sadeghitabas, Mohsen Pourrezabilondi, Hosein Khozeymehnezhad Pages 129-142
    Runoff simulation is a challenging issue in ungagged basins with missing data. Therefore hydrological modeling involved with new automatic calibration methods should be considered seriously. Since adjusting the models with high parameters manually is a time-consuming and labor-intensive task, automatic calibration techniques are generally required to obtain reasonable estimates of the model parameters. Thus in this research we aim to compare and assess calibrating of a conceptual daily rainfall-runoff model (Hymod) with five global optimization methods (GOMs). As well, two case studies (Karaj and Leaf Rivers) were selected to assess and present the results adopted from runoff modeling with two forcing data, rainfall and evapotranspiration series. A new performance criteria, KGE as a new criterion is decomposition of the widely used Nash–Sutcliffe efficiency (NSE) was applied in this study to analyse the different components that constitute NSE. Results revealed that particle swarm optimization (PSO) and shuffle complex evolution (SCE) may be more efficient and robust significantly and will be able to simulate daily runoff with better performance criteria.
    Keywords: optimization method, rainfall runoff model, Karaj, Leaf River basins
  • Hassan Torabi Poudeh, Hassan Goleij, Naser Niknia, Fereidoon Omidi Nasab Pages 143-153
    Determination of water distribution uniformity of coefficient of sprinkler irrigation based on data of a single sprinkler is time consuming due to overlapsprinkling by neighboring sprinklers and also different pressure heads, riser heads, sprinkler gaps on laterals and the distance between laterals. The best combination of the mentioned parameters to achieve maximum water distribution uniformity of coefficient, is still unknown question for applicators. In this research, water distribution uniformity of coefficient of ZB model sprinkler (made in Iran) were measured at Hashemabad cotton research station of Gorgan under 3 different pressure heads (2.5, 3 and 3.5 atm), two riser heads (60 and 100 cm) and seven sprinkler (Sl×Sm including 9×12, 9×15, 12×12, 15×12, 12×18, 15×15, 15×18m) arrangements. Two different algorithms namely PSO and GA were developed in MATLAB to determine water distribution uniformity of coefficient parameters with respect to mentioned parameters. based on statistical parameters such as coefficient of determination (R2), root mean square error (RMSE) and also standard deviation (SD) the performance of these algorithms were investigated. The results show that both of them can accurately predict water distribution uniformity of coefficient and therefore they can be used in determination of water distribution uniformity of coefficient.
    Keywords: Uniformity coefficient, Water distribution, Sprinkler irrigation, PSO algorithm, GA algorithm
  • Pouria Asiaban, Ebrahim Amiri Tokaldani, Mohammad Hosein Omid Pages 155-164
    Due to environmental considerations, using permeable control structures in rivers have been widely welcomed by engineers working on different aspects of rivers. Impermeable structures such as rockfill dams could provide more suitable hydraulic conditions for flow discharge within rivers by allowing sediments pass through their body so that the environmental impacts at structures downstream may be reduced to its lowest rate. Although there are a large number of researches carried out on the hydraulics behavior of the flow passing through fine and coarse materials, there is, however, a few studies on passing bed load through dam body of rockfill structures. In this experimental research, to provide suitable condition for bed load to pass through dam body, a coarser layer of materials has been used at the bottom of the dam. Using dimensional analysis and data provided from laboratory tests, a relationship to estimate the amount of bed load passing from coarse materials has been introduced, and in this regard, the available equations to estimate bed loads, are modified as well. The mean relative error of the new equation was estimated as 64.7% while it is estimated as 101% for Meyer- Peter and Muler modified relationship. Furthermore, it is found that at the range of the experiments carried out in this research, using coarser materials at the bottom of rockfill dams has no significant effects on the amount of bed load passing through dam body.
    Keywords: Rockfill dam, Bed, load, Stratification
  • Saloomeh Sepehri, Manouchehr Heidarpour, Jahangir Abedi, Koupai Pages 165-177
    The aim of this study is the investigation of nitrate removal from aqueous solution using quartz sand – supported zero valent iron nano particles (Sa-Fe0). The synthesis of Sa-Fe0 was based on the reduction of ferrous iron with borohydride, in which quartz sand acted as a porous-based support material. The structure of adsorbent was characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Diffraction (XRD) and Brunauer–Emmett–Teller (BET-N2) analysis. The SEM images revealed that nano zero valent iron particles (nZVI) immobilized on Sa-Fe0 were spherical and clearly discrete and uniformly dispersed on the surface of the stabilizer without any obvious aggregation. In the batch mode adsorption studies, the effects of the contact time, initial nitrate concentration of solution, sorbent dosage,temperature and initial pH on the nitrate adsorption by the Sa-Fe0 have been studied. The adsorption capacity decreased with increasing the Sa-Fe0 dosage and initial pH value of the solution but increased with the increase in the temperature and initial concentration of nitrate. Removal of nitrate using Sa-Fe0 was in accordance with the pseudo first order kinetic model. The initial phase with the rapid rise of the adsorption rate was about 8h and the removal efficincy in this time interval was about 85% for the initial nitrate concentrations of 100 mg/L. The equilibrium data fitted well to the Langmuir model. The maximum adsorption capacity of Sa-Fe0 for nitrate was 20.833.
    Keywords: Nano zero valent iron, Quartz sand, Nitrate, Kinetic, Isotherm, Thermodynamic