فهرست مطالب

علوم و مهندسی آبیاری - سال سی و نهم شماره 4 (زمستان 1395)

فصلنامه علوم و مهندسی آبیاری
سال سی و نهم شماره 4 (زمستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/10/14
  • تعداد عناوین: 20
|
  • مهری سعیدی نیا، عبدالرحیم هوشمند، سعید برومند نسب، امیر سلطانی محمدی، بهرام اندرزیان صفحات 1-12
    برنامه ریزی آبیاری در شرایط وجود تنش آبی و شوری، بسیار مشکل تر از برنامه ریزی آبیاری کامل است. برای بررسی پدیده تنش آبی گیاهان شاخص های متعددی ارائه شده است که یکی از آنها شاخص تنش آبی گیاه (CWSI) ایدسو می باشد. به منظور بررسی توانایی این شاخص در برنامه ریزی آبیاری ذرت تابستانه (SC704) و زمستانه (مبین)، در شرایط استفاده از آب شور، در سال زراعی 93-1392، تحقیقی شامل پنج تیمار کیفی آب آبیاری(S0: آب کارون، S1: آب با شوری 5/3 دسی زیمنس بر متر، S2: آب با شوری 5/4 دسی زیمنس بر متر ، S3: آب با شوری 5/5 دسی زیمنس بر متر و S4: آب با شوری 5/6 دسی زیمنس بر متر ) در دانشگاه شهید چمران اهواز اجرا گردید. نتایج نشان داد در هردو فصل زراعی، خطوط مبنای بالا و پائین تحت تاثیر شوری آب آبیاری، می باشد. خطوط مبنای بالا و پایین در کشت تابستانه، نسبت به کشت زمستانه بالاتر بود. برای کشت تابستانه، معادله های خط مبنای بالا و پایین، برای تیمار شاهد (S0)، ، h= =3.69 و برای کشت زمستانه ، h= =2.52 محاسبه گردید. مقدار شاخص CWSI که مبنای برنامه ریزی آبیاری می باشد، برای کشت تابستانه 23/0 و برای کشت زمستانه 17/0 محاسبه شد. به ازای افزایش شوری آب آبیاری از 3/2 دسی زیمنس بر متر به 5/6 دسی زیمنس بر متر، اختلاف دمای پوشش سبز نسبت به دمای هوا، در کشت تابستانه حدود سه درجه و در کشت زمستانه حدود دو درجه، افزایش پیدا نمود. در این تحقیق میزان CWSI در روز قبل از آبیاری، برای کلیه تیمار ها محاسبه گردید و نتایج نشان داد که در هر دو فصل با تغییر شوری از S0تا S4میزان شاخص CWSI حدودا سه برابر می شود. اثر تنش شوری به تنهایی هم با توجه به داده های مربوط به روزهای بعد از آبیاری (در این روزها فقط اثر شوری محسوس است) محاسبه گردید. مشخص شد که در کشت تابستانه با تغییر شوری از dS/m 2/2 تا dS/m 5/6 میزان شاخص CWSI حدودا سه و نیم برابر و در کشت زمستانه حدود سه برابر تغییر پیدا می کند. بررسی نتایج در دو فصل زراعی نشان داد شاخص CWSI تحت تاثیر شوری آب آبیاری است و روند تغییرات آن نسبت به شوری در هر دو فصل مشابه است.
    کلیدواژگان: شاخص تنش آبی گیاه، دمای پوشش سبز، شوری، فصول زراعی تابستانه و زمستانه
  • مریم شهابی، سیدمحمود کاشفی پور صفحات 13-21
    یکی از روش های متداول سامان دهی و کنترل فرسایش کناری در قوس رودخانه ها، استفاده از آبشکن می باشد. در تحقیق حاضر، به بررسی آزمایشگاهی اثر نفوذپذیری سری آبشکن ها بر روی ابعاد چاله آبشستگی در شرایط غیر مستغرق در قوس 90 درجه با انحنای نسبی برابر با 4، عرض 7/0 متر و عمق آب 14/0 متر پرداخته شد. نتایج تحقیق نشان داد که در اعداد فرود ثابت، با افزایش درصد نفوذپذیری، آبشستگی به میزان زیادی کاهش می یابد. برای نفوذ پذیری 33درصد، عمق، طول و عرض آبشستگی نسبی در مقایسه با حالت نفوذ ناپذیر به ترتیب 9/63 ، 1/38 و 5/35 درصد کاهش یافت. همچنین، برای نفوذ پذیری 64درصد، عمق، طول و عرض آبشستگی نسبی 1/67، 2/88 و 8/53 درصد کاهش یافت.
    کلیدواژگان: آبشکن نفوذ پذیر، عدد فرود، ابعاد چاله آبشستگی، عمق آبشستگی
  • مریم هوشمند، محمود شفاعی بجستان صفحات 23-34
    آبشستگی اطراف پایه ها و تکیه گاه پل یکی از مهمترین علت تخریب پل ها است. روش های پوششی نظیر سنگ چینی از جمله روش هایی است که برای ایمن سازی پل های موجود استفاده می شود. در مناطقی که سنگ دور از دسترس باشد می توان از المان های شش پایه که موضوع این تحقیق است استفاده کرد. در این مطالعه تاثیر قرار دادن یک ردیف المان های شش پایه با تراکم 100درصد در سه حالت روی بستر، نیمه بستر و زیر بستر، تحت پنج عدد فرود مختلف جریان 24/0، 22/0، 19/0، 17/0 و 16/0 در اطراف پایه پل مربعی در فلومی آزمایشگاهی پوشیده شده با دانه های رسوبی 7/0 میلی متری در آزمایشگاه هیدرولیک بررسی شد. نتایج به دست آمده با آزمایش شاهد مقایسه گردید و مشخص شد، که المان های فوق توانسته اند در شرایط قرارگیری نیمه در بستر تا57 درصد میزان حداکثر عمق آبشستگی را کاهش دهند. توصیه کلی این است که این المان ها با فیلتر ژئوسنتتیک استفاده شوند یا در ردیف های بیشتری قرارگیرند.
    کلیدواژگان: آبشستگی، آب زلال، المان های شش پایه، پایه پل
  • منوچهر فتحی مقدم، بابک لشکرآرا، آرش جاعل صفحات 35-46
    تحقیق حاضر با هدف اندازه گیری مستقیم تنش برشی در کانال های مستطیلی و ذوزنقه ای با بستر صاف هیدرولیکی ارائه گردیده است. در این راستا به منظور اندازه گیری مستقیم تنش برشی کل در محیط مرطوب کانال های روباز شیوه ای نوین ارائه گردید. در این راستا با ساخت فلومی با ادوات ویژه، نیروی کل برشی وارده بر محیط مرطوب با استفاده از سلول های حساس به بار دینامیک اندازه گیری گردید. سیستم اندازه گیری مذکور فلوم لبه چاقویی نامیده شد که بر اساس جذب ممنتم قادر به اندازه گیری نیروی برشی وارده بر جداره فلوم می باشد. جهت تعیین تغییرات تنش برشی موضعی در کانال های با مقطع مستطیلی و ذوزنقه ای از لوله پرستون با قطر خارجی 4 میلی متر مجهز به سلول های حساس به فشار دینامیک استفاده گردید. برای تبدیل اختلاف فشار استاتیک و دینامیک قرائت شده در لوله پرستون به تنش برشی از منحنی واسنجی پتل استفاده شد. برای تفکیک تنش برشی بستر و جداره از روش ترکیبی فلوم لبه چاقویی-لوله پرستون استفاده شد. مزیت این روش در آن است که حساسیت قطر لوله پرستون در معادله های محاسبه تنش برشی به حداقل مقدار ممکن کاهش خواهد یافت.مقایسه نتایج حاصل از اندازه گیری تنش برشی به روش مستقیم و غیر مستقیم حاکی از برتری نتایج روش مستقیم می باشد. در این مقاله منحنی های تنش برشی بستر و جداره در مقاطع مستطیلی و ذوزنقه ای صاف با شیب جداره 1، 5/1 و 2 ارائه شدند.
    کلیدواژگان: تنش برشی، لوله پرستون، روش مستقیم، جذب ممنتم
  • بهاره یارمحمدی، جواد احدیان صفحات 47-58
    سرریزهای کلید پیانویی نوع جدیدی از سرریزها می باشند که برای بهبود ظرفیت تخلیه سدها طراحی می شوند. به طور کلی در سرریزهای کلید پیانویی، افزایش بار آبی بالادست، باعث کاهش ظرفیت تخلیه سرریز می شود. لذا در پژوهش حاضر اثر دیواره های سپری بدون شیب به صورت مقطعی روی تاج سرریز و همچنین دیواره های سپری شیبدار با طول های مختلف B×(1، 75/0، 5/0، 25/0)، بر روی تاج جانبی سرریز و نیز بررسی تاثیر ارتفاع سرریز با در نظر گرفتن دو ارتفاع سرریز با نسبت های 5/0 (مدل یک) و 33/1 (مدل دو)، بر راندمان سرریز کلید پیانویی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش های این تحقیق در یک فلوم آزمایشگاهی به طول 10 متر، عرض 80 سانتی متر و ارتفاع 60 سانتی متر انجام شد. نتایج نشان داد که قرارگیری دیواره سپری بدون شیب روی کل تاج سرریز در مدل یک راندمان سرریز را حدود 20 درصد افزایش می دهد، درحالی که در مدل دو تاثیر معنی دار بر راندمان سرریز نداشت، ضمن اینکه به کارگیری دیواره سپری شیب دار نیز در مدل یک در بارهای آبی زیاد راندمان سرریز را بهبود می بخشد. همچنین مقایسه ظرفیت تخلیه سرریزهای کلید پیانویی با ظرفیت تخلیه سرریزهای خطی منتج به این موضوع می شود که قرارگیری دیواره سپری بدون شیب بر روی کل تاج سرریز در مدل یک، بیشترین مقدار افزایش ظرفیت تخلیه، 6/4 برابر، نسبت به سرریز خطی را دارا می باشد.
    کلیدواژگان: سرریزهای کلید پیانویی، دیواره سپری بدون شیب، دیواره سپری شیبدار، ضریب تخلیه، عملکرد هیدرولیکی
  • محسن جوان، سید مرتضی سیدیان، مهدی کاهه، علی حشمت پور صفحات 59-70
    سازه های آبخیزداری از جمله پروژه های پر هزینه ای می باشند که با اهداف کاهش فرسایش و رسوب و کاهش سیل خیزی در حوضه های آبخیز احداث می گردند. از آنجا که ایجاد هر گونه سازه در بستر مسیل ها می تواند در تغییر رفتار سیل موثر باشد این تحقیق با هدف بررسی تاثیر ارتفاع سازه های اصلاحی بر ویژگی های سیل و آبراهه در حوضه آبخیز گرگاندوز صورت گرفت. بدین منظور از مدل هکرس برای شبیه سازی جریان در سناریو های بدون احداث سازه، احداث 20 سازه 5/1، 10 سازه 3 و 8 سازه 75/3 متری استفاد گردید. نتایج نشان داد تاثیر احداث سازه های اصلاحی 5/1، 3 و 75/3 متری بر کاهش دبی اوج در مقایسه با سناریوی بدون احداث سازه، در قسمت بالای بازه مورد مطالعه صفر، در قسمت میانی برای هر سه سازه در حدود یک و در قسمت پایینی به ترتیب 49/2، 8/8 و 5/17 درصد بود. همچنین تاثیر احداث سازه های 5/1، 3 و 75/3 متری نشان داد حجم سیلاب نسبت به سناریوی بدون احداث سازه به ترتیب 16/1، 1/8 و 9/13 درصد کاهش می یابد. با احداث سازه تغییرات سرعت در آبراهه به گونه ای است که با احداث سازه های بلند تر سرعت در طول آبراهه بیشتر کاهش می یابد که بیانگر قدرت فرسایش کمتر جریان در آبراهه است. همچنین پارامتر تنش برشی که نشان دهنده میزان اصطکاک بین جریان و آبراهه است نیز نتایج سرعت را تایید کرده و نشان داد با افزایش ارتفاع سازه، تنش برشی کاهش می یابد. حاصل ضرب تنش برشی در سرعت جریان بیانگر قدرت حمل رسوب توسط جریان است که بررسی شرایط جریان نشان داد با احداث سازه های بلندتر قدرت حمل رسوب آبراهه کمتر گردیده است و نه تنها خسارت کمتری به آبراهه وارد می گردد بلکه باعث می شود پشت سازه زودتر از رسوب پر شده و به شیب حد برسد. در مجموع سناریو های مختلف احداث سازه های اصلاحی نشان داد با افزایش ارتفاع سازه ها تاثیر آن ها بر ویژگی های سیل بیشتر می شود و باعث کنترل بیشتر سیل می گردد.
    کلیدواژگان: دبی اوج، سازه اصلاحی، سرعت جریان، رسوب، نرم افزار HEC، RAS
  • فاطمه محمد یاری، مرتضی توکلی، حسین اقدر صفحات 71-83
    در این پژوهش، بابهرهگرفتنازتحلیل هایزمینآمار، خصوصیات شیمیایی آب های زیرزمینی مناطق مهران و دهلران مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور 29 نمونه آب زیرزمینی از سال 1379 تا 1392 بررسی شده و از لحاظ هدایتالکتریکیآبو نسبتجذبیسدیم تحلیل شیمیایی گردید. نیم تغییرنمایتجربیهریکازپارامترها بااستفادهازنرم افزار GS+ محاسبهشده و با مدل هایگوسین، کروی، خطی و نماییبرازشدادهشد،نتایجنشاندادکهساختارمکانیداده هایکیفیآبزیرزمینیدراینمنطقهازمدلگوسین تبعیتمی کند. سپسبهکمکنرمافزار Arc GIS 10.3 درون یابیبهروش هایکریجینگ، عکس فاصله و توابعپایه ایشعاعیصورتگرفت. برای انتخاب مدل مناسب جهت برازش بر روی واریوگرام تجربی از مقدار میانگین مجذور مربعات خطا، کمتر و استحکام ساختار فضایی قوی تر استفاده شد. نتایج حاصل از روش کریجینگ با عکس فاصله و توابعپایه ایشعاعی به کمک معیارهای میانگین مجذور مربعات خطا و میانگین خطاکه میزان دقت را نشان می دهد، مورد ارزیابی قرار گرفت. در نهایت نتایج حاصل از محاسبه میانگین مجذور مربعات خطا و میانگین خطانشان داد که روش کریجینگ نسبت به دو روش دیگر برتری دارد و از دقت بالا و خطای پایینی برخوردار است لذا درون یابی با این روش صورت گرفت. درپایانبااستفاده از منطق فازی، طبقه بندی ویلکاکس وطبقه بندی سازمان جهانی بهداشتنقشهپهنه بندیمنطقهموردمطالعه برای کشاورزی تهیهگردید. سپس برای نشان دادن تجمع مکانی غلظت های عناصر از تحلیل نقاط داغ استفاده شد. با توجه به نقشه نهایی 38 درصد از آب های زیرزمینی منطقه برای کشاورزی مناسب و نسبتا مناسب و 62 درصد نامناسب می باشد، پس می توان گفت که کیفیت آب منطقه مورد مطالعه برای کشاورزی مطلوب نیست.
    کلیدواژگان: کریجینگ، طبقه بندی ویلکاکس، تحلیل نقاط داغ، عکس فاصله، توابع پایه ای شعاعی
  • فاطمه برزگری، حسین ملکی نژاد صفحات 85-95
    این پژوهش با هدف بررسی تغییرات تبخیر و تعرق و نیاز آبی بخش کشاورزی دشت یزد-اردکان با در نظر گرفتن تغییر اقلیم انجام شد. به منظور انجام این تحقیق، دو دوره زمانی در نظر گرفته شد. دوره اول شامل سال های 2010-1971 و دوره دوم شامل سال های 2030-2010 است. برای پیش بینی تغییرات اقلیمی منطقه از داده های ایستگاه سینوپتیک یزد در دوره 2010-1971 استفاده گردید. داده ها شامل مقادیر روزانه بارش، درجه حرارت حداکثر، درجه حرارت حداقل و ساعات آفتابی بودند که برای بررسی تغییر اقلیم از طریق سناریو A2 مدل HadCM3 در نرم افزار لارس مورد بررسی قرار گرفتند. تبخیر و تعرق و نیاز آبی گیاهان برای دو دوره زمانی منتخب، از طریق گزارش 56 فائو و نرم افزار کراپ وات برآورد شد. نتایج نشان داد، تا سال 2030 تغییرات دما و توزیع بارش در منطقه مورد مطالعه معنی دار خواهد بود و در دوره پیش بینی شده، دمای کمینه و دمای بیشینه سالانه به ترتیب 83/1، 19/1 درجه سانتی گراد افزایش خواهند داشت. از طرفی پارامتر بارش نیز، هم از نظر میزان و هم از نظر تیپ بارشی دارای تغییرات معنی داری خواهد بود. به این ترتیب که میزان بارندگی در دوره 2030-2010 نسبت به دوره آماری فعلی مورد بررسی، نه درصد افزایش خواهد داشت و تیپ بارندگی نیز از پاییزه به بهاره تغییر خواهد کرد. نتایج این بررسی نشان داد، روند افزایشی دما، منجر به افزایش تبخیر و تعرق و بالا رفتن نیاز آبی گیاهان تا هفت درصد، تحت شرایط تغییر اقلیم می شود.
    کلیدواژگان: تبخیر و تعرق، مدل لارس، سناریوی A2، نرم افزار کراپ وات
  • لاله دیوبند هفشجانی، پوراندخت مرتضوی، سیما سبزعلی پور، سعید برومند نسب صفحات 97-110
    وجود فلزات سنگین در منابع آبی از مشکلات مهم زیست محیطی بسیاری از جوامع است. هدف از این مطالعه بررسی جذب سطحی کروم بر روی نانو ذرات خاکستر برگ درخت کنارمی باشد. پس از تهیه نانو ذرات خاکستر برگ درخت کنار به روش مکانیکی، خصوصیات مختلف آن با استفاده از دستگاه های میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنج مادون قرمز و آنالیز عنصری تعیین گردید. سپس اثر پارامتر های اسیدیته اولیه، زمان تماس و مقادیر مختلف جاذب بر راندمان جذب کروم موردبررسی قرار گرفت. نتایج سینتیک جذب بر اساس مدل های مدل شبه درجه اول، مدل شبه درجه دوم و انتشار درون ذره ای ارزیابی شدند. همچنین داده های آزمایش با مدل های هم دمای جذب لانگمویر، فروندلیچ و سیپس بررسی گردید. نتایج نشان داد که بالاترین راندمان جذب یون کروم توسط نانو ذرات خاکستر برگ کنار در اسیدیته سه به دست آمد. در این تحقیق زمان تعادل بین جاذب و یون جذب شونده پس از 180 دقیقه رخ داد و مقدار بهینه جاذب برای جذب کروم با غلظت اولیه 10 میلی گرم بر لیتر، برابر پنج گرم بر لیتر به دست آمد. بر اساس نتایج به دست آمده از برازش مدل های سینتیک و هم دمای جذب بر داده های آزمایشگاهی، بهترین مدل سینتیک، مدل شبه درجه دوم و بهترین مدل هم دما، سیپس بود. همچنین حداکثرظرفیت جذب نانو ذرات خاکستر برگ کنار برای جذب یون های کروم با استفاده از مدل هم دمای لانگمویر 2/411 میلی گرم بر گرم تخمین زده شد.
    کلیدواژگان: سینتیک، کروم، نانو ذرات خاکستر برگ کنار، هم دما
  • محمد همتی، نصیبه قلی زاده، سعیده دولتخواه صفحات 111-122
    در این تحقیق تاثیر طوقه مشبک بر کاهش آبشستگی در اطراف پایه پل به صورت آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور آزمایش هایی در یک فلوم به طول 6 متر و عرض 6/0 متر انجام گرفت. برای بررسی پدیده آبشستگی از یک پایه پل استوانه ای با قطر 60 میلی متر، چهار اندازه مختلف برای طوقه ها، سه تراز متفاوت کارگذاری طوقه ها در زیر بستر و در شرایط آب زلال استفاده گردید. نتایج تحقیق حاضر نشان داد کهکمترین عمق آبشستگی با وجود طوقه های با قطر 5/2 و سه برابر قطر پایه پل که در تراز 1/0 برابر قطر پایه در زیر بستر نصب شده بودند، رخ داد که در آن عمق آبشستگی در حدود 73 درصد کاهش یافت؛ در حالی که عمق آبشستگی در اثر احداث طوقه های مشبک با قطر 5/1 و دو برابر قطر پایه نصب شده در تراز 5/0 برابر قطر پایه در زیر بستر، در حدود 40 درصد کاهش یافت. همچنین نتایج نشان داد که راندمان و کارایی طوقه های مشبک در حدود 20 درصد بیشتر از طوقه های غیر مشبک می باشد. به طور کلی حجم آبشستگی اطراف پایه پل در اثر احداث طوقه های مشبک در ترازهای کارگذاری 1/0، 5/0 و یک برابر قطر پایه پل، به ترتیب در حدود 58، 60 و 10 درصد کاهش یافت.
    کلیدواژگان: طوقه مشبک، مطالعه آزمایشگاهی، کنترل آبشستگی، پایه پل، تراز کارگذاری
  • امین ذرتی پور، محمود عرب خدری صفحات 123-132
    فرسایش خاک یک پدیده بسیار پیچیده است که دربردارنده فرایندهای کنش و انتقال ذرات خاک می باشد. بزرگی و اهمیت این فرایند بستگی به عوامل زیادی همچون اقلیم، خاک، توپوگرافی، پوشش گیاهی و مدیریت اراضی دارد. مهمترین عامل تاثیرگذار اقلیمی بر فرسایش، فاکتور شدت بارندگی و فرکانس آن بر هدررفت خاک است. هدف از این مطالعه بررسی اثر و سهم باران های با شدت بالا (دوره بازگشت 100ساله) نسبت به شدت های متوسط و پایین (دوره بازگشت 20 و دو ساله) بر نرخ فرسایش خاک و متغیرهای هیدرولیک جریان و همچنین آگاهی از فرضیه تاثیر بیشتر باران های شدید با دوره بازگشت بالا، نسبت به رگبارهای متناظر با دوره بازگشت های پایین است. این بررسی روی خاک اراضی تخریب یافته مارنی زیرحوضه هشان سفیدرود و در آزمایشگاه شبیه ساز باران انجام پذیرفت. نتایج مطالعه در 18بار آزمایش بارش- رواناب، نشان داد با شدت یافتن باران و افزایش دوره بازگشت آن از 20سال به 100 سال و از دو سال به 20 سال، به ترتیب باعث رشد دو برابری و شش برابری دبی جریان واحد می گردد، که این افزایش منجربه تشدید تلفات خاک به ترتیب 3/3 برابری و 16 برابری مقدار تلفات اولیه در خاک اراضی مارنی شده است. بنابراین در خاک های مارنی باران های با دوره بازگشت بالا، تاثیری کمتر از تعداد متناظر باران های با دوره بازگشت های پایین دارند. همچنین افزایش شدت بارندگی به دوره بازگشت های بالاتر، تاثیر تصاعدی، مستقیم و غیرخطی در مقدار تلفات خاک مارن داشته است. درصد شیب نیز تاثیر تشدیدشونده سه تا شش برابری در افزایش تصاعدی دبی جریان و سپس هدررفت خاک دارد. درنهایت فاکتورهای درجه شیب و شدت بارندگی به طور مجزا و متقابل در مقدار هدررفت خاک موثر و اختلاف معنی دار بالایی در سطح یک درصد دارند.
    کلیدواژگان: شدت بارندگی، درجه شیب، تلفات خاک، دوره بازگشت، مارن، هشان
  • رضا نائبی، مرتضی بختیاری، مسعود صدر نسب، نیما شهنی کزم زاده صفحات 133-145
    امواج ازجمله پارامترهای مهم در طراحی سازه های ساحلی و دریایی محسوب می شوند. برای طراحی این قبیل سازه ها نیاز به شناخت و تعیین موج طرح سازه می باشد. یکی از پارامترهای مهم و اثرگذار بر الگوی انتشار امواج و همچنین موج طرح سازه، ضرایب واسنجی می باشد. تعیین مقادیر مناسب برای این ضرایب بسیار حیاتی و مهم می باشد. هدف از این تحقیق بررسی میزان زبری بستر و ضریب شکست موج بر روی الگوی انتشار امواج ناشی از باد و همچنین میزان موج طرح برای دوره بازگشت های مختلف می باشد. با توجه تجربیات حاصل از پروژه های مطالعاتی و تحقیقاتی انجام شده در زمینه مدل سازی و برآورد اقلیم موج در سواحل کشور، مدل ریاضی مورداستفاده در این تحقیقات برای مدل سازی مشخصه های امواج، مدل طیفی موج از بسته نرم افزاری مایک 21 می باشد. اطلاعات موج ورودی شامل ارتفاع، زمان تناوب غالب و جهت متوسط به صورت سری زمانی در مرزهای باز استفاده شده است که اطلاعات موردنیاز از پروژه مدل سازی امواج آبهای ایران اخذ شده است. با توجه به اهمیت مدل سازی امواج و پیش بینی امواج طراحی در منطقه استراتژیک خلیج فارس و همچنین با درنظر داشتن اهمیت بندرهای جنوبی کشورمان، بندرلنگه و محدوده مجاور آن برای مدل سازی انتشار امواج در نظر گرفته شده تا نحوه انتشار امواج و همچنین اثر ضرایب شکست موج و زبری بستر بر امواج به دست آید. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که تغییرات ضریب زبری بستر بر تفرق امواج و الگوی انتشار امواج، محسوس تر و چشمگیرتر از ضریب شکست موج می باشد. تغییرات این ضریب می تواند نظم الگوی انتشار امواج مدل های محلی را برهم بریزد. زبری بستر اثر قابل توجهی بر کاهش و یا افزایش امواج طراحی دارد. اما مقادیر کوچک تر ضرایب شکست موج ( کمتر از 8/0) می توانند منتج به اختلاف معنادار در مقادیر امواج طراحی گردند. بنابراین حساسیت مدل انتشار موج به ضریب زبری بستر بیش از ضریب شکست موج بوده و برای ایجاد تغییرات در مدل امواج و دستیابی به نتایج نزدیک به نتایج اندازه گیری میدانی توصیه می شود که تغییرات ضریب زبری بستر بر مدل انتشار موج مطالعه گردد.
    کلیدواژگان: انتشار امواج، مدول طیفی موج، مایک 21، ضرایب واسنجی
  • عاطفه آزادی فر، هادی معاضد، امیر سلطانی محمدی، احمد فرخیان فیروزی صفحات 147-157
    افزایش استفاده از کودهای از ته به دلیل پویایی زیاد نیترات در خاک تهدیدی جدی برای آب های زیرزمینی و در نتیجه سلامت انسان است. هدف از این پژوهش بررسی مقادیر انتشارپذیری نیترات در خاک های ماسه ای درشت، متوسط و ریز در فواصل انتقال 20، 40 و 80 سانتی متری در شرایط آزمایشگاهی با سه مدل بریگهام، فرید – کامبرنوس و کد CXTFIT می باشد.به این منظور محلول نمک خالص نیترات پتاسیم به عنوان آلاینده پایدار تحت رژیم ماندگار با غلظت 160 میلی گرم برلیتر به ستون های خاک اضافه شد، سپس به منظور استخراج پارامترهای مورد نیاز سه مدل مذکور، غلظت نیترات خروجی در حجم های تخلخل متفاوت اندازه گیری و منحنی رخنه برای هر ستون رسم گردید. نتایج نشان داد در هر سه مدل با افزایش متوسط فاصله انتقال در ماسه درشت و متوسط، مقدار انتشارپذیری نیترات بیش تر شد. در فواصل انتقال مختلف، مقادیرانتشارپذیری برای ماسه ریز از 09/0 تا 06/3 سانتی متر، ماسه متوسط 23/0 تا 6/1 سانتی متر و ماسه درشت 43/0 تا 18/2 سانتی متر ، محاسبه شد. اما در ماسه ریز مدل های بریگهام وCXTFIT کاهش مقدار انتشارپذیری با افزایش فاصله انتقال را نشان دادند. همچنین مشخص شد که در ماسه ریز با کم شدن فاصله انتقال، مدل بریگهام و CXTFIT نتایج مطلوب تری را نشان می دهند.
    کلیدواژگان: نیترات، انتشارپذیری، منحنی رخنه، کد CXTFIT
  • ماریا خوش دوست، مهدی وثوقی، سارا خسروی، الهه زلقی، افشین تکدستان، امیر عباس شیربیگی، محمد جواد محمدی صفحات 159-167
    امروزه پرورش میگو یکی از عمده ترین موضوعات تجاری در برخی کشورهای جهان محسوب می شود. هدف از انجام این مطالعه بررسی کیفیت آب ورودی و خروجی مزارع پرورش میگوی وانامی در منطقه چوئبده آبادان است. دراینمطالعهتوصیفی- مقطعی که در یک دوره شش ماه (از اردیبهشت تا مهر ماه) درسال1390 انجام شده، نمونه برداری از فاکتورهای فیزیکی و شیمیایی آب به صورت ماهانه انجام شد. به منظور بررسی کیفیت آب ورودی و خروجی مزارع پرورش میگوی وانامی، سه ایستگاه انتخاب گردید که دو ایستگاه بر روی رودخانه بهمنشیر و یک ایستگاه در زهکش خروجی قرار داشت. پارامترهای اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی، موادجامد معلق کل، اکسیژن محلول درنمونه های گرفته شدهازآب ورودی و خروجی اندازهگیریشد. بر اساس نتایج مطالعه حاضر میانگین غلظت پارامترهای اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی، موادجامد معلق کل، اکسیژن محلول در آب خروجی از مزارع پرورش میگوی وانامی در منطقه چوئبده آبادان، زیر حد مجاز استاندارد تعیین شده توسط سازمان حفاظت محیط زیست ایران بود. تمام پارامترها درطول این بررسی در حد مجاز بوده و پساب های خروجی مزارع تهدیدی برای محیط زیست به شمار نمی آید. بنابراین می توان نتیجه گرفت که کارآییسیستمهایتصفیهمطلوببوده و یکی از روش های بسیار مطلوب برای حذف پارامترهای اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی، موادجامد معلق کل، اکسیژن محلول است.
    کلیدواژگان: میگوی وانامی، پارامترهای کیفیت آب، پساب، چوئبده آبادان
  • ادریس معروفی نیا، عادل اثنی عشری، یوسف حسن زاده، سعید خوش طینت، بابک امین نژاد صفحات 169-180
    کنترل رسوب در آبگیرها همواره از مسائل پیچیده مهندسی رودخانه است. در این تحقیق، شبیه سازی عددی تاثیر صفحات مستغرق و آب شکن در کنترل رسوب ورودی به آبگیر جانبی به کمک نرم افزار SSIIM2 صورت گرفته است. به منظور هدایت جریان به سمت آبگیر و افزایش کارآیی صفحات، از آب شکن در سمت مقابل آبگیر استفاده و اثر پارامترهای طول آب شکن و فاصله آن از مقابل آبگیر در زاویه 90 درجه با جریان در کانال اصلی به ازای نسبت های مختلف دبی آبگیری بر حجم رسوبات وارد شده به آبگیر مورد بررسی قرار گرفت.با افزایش مقدار دبی انحرافی سرعت جریان در داخل آبگیر نیز افزایش می یابد که باعث انتقال رسوبات به پایین دست آبگیر شده و از انباشت رسوبات در داخل آبگیر جلوگیری می کند. نتایج تحقیق نشان داد که کارآیی صفحات با احداثآب شکن در ضلع مقابل آبگیر افزایش پیدا کرده و مقدار ورود رسوبات به آبگیر کاهش پیدا می کند. با نصب آب شکن در بالاتر از آبگیر (به سمت ورودی کانال اصلی) سطح رسوبات در مقابل آبگیر به دلیل افزایش سرعت جریان، پایین تر می رود و با این عمل، آستانه ای در مقابل آبگیر ایجاد می شود که مانع ورود رسوبات به داخل آبگیر خواهد شد. سپس نتایج عددی حاصل از تحقیق با نتایج آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفت که مطابقت خوبی بین مقادیر فاصله حاصله و نتایج آزمایشگاهی دیده شد.
    کلیدواژگان: آبشکن، آبگیر جانبی، صفحات مستغرق، کنترل رسوب، نرم افزار SSIIM2
  • امید شیخ اسماعیلی، عبد علی ناصری، هادی معاضد، فریبرز عباسی، خلیل اژدری صفحات 181-192
    مدل سازی جریان آب در ناحیه غیراشباع محیطهای متخلخل نیازمند آگاهی از برخی خصوصیات هیدرولیکی خاک نظیر منحنی نگهداشت آب و ظرفیت نگهداری آب در خاک است. تخمین غیر مستقیم این ویژگی ها بر پایه مشخصات زودیافت خاک در قالب توابع انتقالی به عنوان راه حلی کم هزینه و سریع در آبیاری و زهکشی بسیار مفید و پرکاربرد شده است. این تحقیق با هدف ارائه تابع انتقالی مناسب از طریق مدلسازیریاضی برای برآورد رطوبت ظرفیت زراعی خاکهای استان خوزستان در شرایط آزمایشگاهی و مزرعه انجام پذیرفت. به منظور رصد وضعیت رطوبتی خاکها در هر دو مدل فیزیکی و مزرعه آزمایشی اقدام به کارگذاری حسگرهای دفنی دستگاه انعکاسسنجی زمانی امواج در اعماق مختلف و انجام آبیاری قطره ای از نوع نقطه ای- سطحی با دبی چهار لیتردرساعت شد. سپس، ویژگی های فیزیکی خاک همراه با مقادیر رطوبت در مکش های معین برای تعیین پارامترهای هیدرولیکی مدل رطوبتی ون گنوختن- معلم به کمک نرم افزارRETC اندازه گیری شد. نتایج این پژوهش در ارزیابی عملکرد چندین نوع تابع انتقالی نقطه ای معروف نشان داد که مدلهای نیمه تجربی متکی بر اصول فیزیکی که در سطح مزرعه مورد آزمایش قرار گرفته اند، میتواند جایگزینی مناسب برای روش های سنتی تخمین رطوبتظرفیتزراعی باشد؛ به طوری که، تابع انتقالی توارکاوی و همکاران با آماره های ریشه میانگینمربعاتخطاینرمالشده (1/3 درصد) و خطایاستاندارد (5/0 درصد) توانست رطوبتظرفیتزراعی را با دقت بسیار خوبی نسبت به دو روش شبکه عصبی رزتا یا رابطه دکستر برآورد نماید. بر این اساس، به منظور بهبود دقت برآوردرطوبتظرفیتزراعی، دو تابع انتقالی در قالب روابطرگرسیونی بر پایه پارامترهای مدلون گنوختن و نیز متغیرهای زودیافت خاک برای منطقه نیمهخشک استان خوزستان پیشنهاد شده است. نتایج توابع انتقالی حاصله به وضوح اثر منفی تراکم خاک و میزان شن را بر رطوبتظرفیتزراعی نشان داد. بر عکس، میزان رس و سیلت به طور معنی دار دارای تاثیر مثبت و افزایشی بر رطوبت ظرفیتزراعی داشت.
    کلیدواژگان: بافت خاک، تابع انتقالی، مدل نیمه تجربی، منحنی رطوبتی خاک
  • مهوش منصوری هفشجانی، مهدی قمشی، محمود شفاعی بجستان، جواد احدیان صفحات 193-200
    جریان های غلیظ زمانی رخ می دهد که سیالی درون سیال دیگر با چگالی متفاوت حرکت کند. تحقیقات زیادی در زمینه بررسی جریان غلیظ هنگامی که سیال پیرامون ساکن است وجود دارد ولی در حالتی که سیال پیرامون هم جهت با جریان غلیظ در جریان است مطالعاتی انجام نشده است، لذا این تحقیق با استفاده از یک مدل فیزیکی، فلومی به عرض 35 سانتی متر ، طول 8/8 متر و ارتفاع 70 سانتی متر و در نظر گرفتن جریان غلیظ نمکی، سه دبی ورودی سیال پیرامون 2 ،3 و 4 لیتر بر ثانیه، سه دبی سیال غلیظ 5/0، 0/1 و 5/1 لیتر بر ثانیه، سه شیب 0 ، 1 و2 درصد و سه غلظت 10، 15 و 20 گرم بر لیتر انجام شد. نتایج نشان داد که سرعت پیشانی تابعی از سرعت سیال پیرامون می باشد، لذا از سرعت نسبی پیشانی در تجزیه و تحلیل داده ها استفاده گردید. در نهایت یک رابطه به منظور تخمین سرعت نسبی پیشانی جریان غلیظ ارائه شد.
    کلیدواژگان: جریان غلیظ، سرعت نسبی پیشانی، سیال پیرامون، سیال غلیظ
  • نغمه عروجی، افشین تکدستان، غلامرضا رئیسی، ابراهیم پناه پور صفحات 201-212
    با توجه به کمبود منابع آب و رشد قابل ملاحظه جمعیت، تامین آب آشامیدنی به یک چالش تبدیل شده است. در چنین شرایطی استفاده از تکنولوژی های موثر و به صرفه نظیر فناوری نانو در تصفیه آب پیشنهاد می گردد. از جدیدترین سیستم های نمک زدایی در تصفیه آب، می توان به نانو فیلتراسیون اشاره نمود. مکانیسم جداسازی در نانو فیلتراسیون شامل اثر اندازه مولکول، اختلاف در نفوذپذیری و حلالیت اجزای خوراک و برهم کنش الکتریکی بین سطح غشا و یونهای موجود در خوراک می باشد. هدف از این مطالعه بررسی درصد حذف آلاینده های چالش زا توسط سیستم های نانو فیلتر می باشد. این مطالعه، با استفاده از یک سیستم نانوفیلتراسیون با ظرفیت اسمی معادل 300 مترمکعب در روز و میزان بازیابی 60 درصد و با سیستم پیش تصفیه کربن فعال و فیلتر ماسه ای متشکل از سه آوند نانو فیلتر در تصفیه خانه آب ملاثانی در سال 1392 انجام شده است. آزمایش ها با استفاده از روش های استاندارد متد انجام و نتایج با استفاده از نرم افزار اکسل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج مطالعه نشان داد که کارایی سیستم در حذف هدایت الکتریکی(47/98 درصد)، کل جامدات محلول (45/98 درصد)، سختی کل (74/98 درصد)، کلسیم (55/98 درصد)، منیزیم (15/99 درصد)، کلراید (48/96 درصد) ، سدیم (48/96 درصد) و کل کربن آلی (57/98 درصد) می باشد.با توجه به پائین بودن کلیه املاح محلول در آب تصفیه شده و همچنین ارزش تغذیه ای آب به ویژه از نظر عناصر کلسیم و منیزیم و اهمیت جذب این عناصر از طریق آب به بدن انسان و ارتباطی که بین سختی آب آشامیدنی و کاهش شیوع بیماری های قلبی و عروقی در جوامع وجود دارد، این مسئله می تواند در دراز مدت مسئله انگیز باشد.
    کلیدواژگان: نانو فیلتراسیون، تصفیه آب، سازمان بهداشت جهانی
  • فرشاد احمدی، فریدون رادمنش صفحات 213-223
    برآورد دقیق آبدهی رودخانه ها یکی از موارد مهم در پیش بینی خشکسالی، سیلاب، طراحی سازه های آبی، بهره برداری از مخازن سدها و کنترل رسوب می باشد.روش های متعددی همچون مدل های سری زمانی، شبکه های عصبی مصنوعی، منطق فازی و برنامه ریزی ژنتیک برای پیش بینی جریان رودخانه به کار می رود. در مطالعه حاضر به منظور پیش بینی جریان رودخانه باراندوزچای از دو روش برنامه ریزی ژنتیک و شبکه های بیزین استفاده شد. داده های جریان روزانه این رودخانه در محل ایستگاه آبسنجی دیزج در خلال سال های 1385 تا 1389 برای ایجاد مدل استفاده شد که 80 درصد داده ها برای آموزش و 20 درصد برای صحت سنجی مدل به کار رفت. جهت بررسی و ارزیابی نقش حافظه در افزایش یا کاهش دقت، الگوهای ورودی متعددی به مدل ها معرفی شد و در نهایت مشخص گردید که با افزایش حافظه، دقت مدل سازی نیز افزایش می یابد به طوری که بیشترین دقت در الگوی سوم برای هر دو روش به دست می آید و سپس با افزایش حافظه از دقت مدل سازی کاسته می شود. مقایسه نتایج دو مدل نشان داد که دقت روش برنامه ریزی ژنتیک با دارا بودن ضریب همبستگی برابر با 978/0 و جذر میانگین مربعات خطا معادل با (m3/s)66/1 نسبت به روش شبکه های بیزین با داشتن ضریب همبستگی معادل با 964/0 و جذر میانگین مربعات خطا برابر با (m3/s)96/1 بیشتر است. همچنین عملکرد روش برنامه ریزی ژنتیک در تخمین دبی های کمینه و متوسط به مراتب بهتر از روش شبکه های بیزین می باشد.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی ژنتیک، پیش بینی جریان روزانه، شبکه بیزین، رودخانه باراندوزچای
  • محدثه صادقی، حبیب موسوی جهرمی، مهدی قمشی صفحات 225-235
    سرریزهای جامی شکل معمولا برای انتقال جریان بهپایین دست و اتلاف انرژی جریان در مواقعی که سرعت جریان زیاد باشد استفاده می شوند. یکی از راه های افزایش راندمان استهلاک انرژی در سرریز فلیپ باکت استفاده از دفلکتور می باشد. در این پژوهش دفلکتور سازه ای گوه ای شکل است که با تقسیم جریان در جام موجب تغییر مسیرقسمتی از جریان می شود. در مطالعه حاضر دفلکتور به صورت ممتد در سرتاسر عرض کانال استفاده شد و تلفات انرژی ناشی از آن اندازه گیری شد. جهت رسیدن به اهداف این مطالعه، پس از ساخت مدل فیزیکی آزمایش ها با چهار عدد فرود 13/3، 93/3، 72/4 و 55/5 به وسیله دفلکتورهایی با طول 3، 6 و 9 سانتی متر و زاویه های ̊12، ̊17، ̊22، ̊27، ̊32، ̊37 و ̊42 انجام شد. تجزیه و تحلیل نتایج نشان داد که استفاده از دفلکتور با زاویه های متفاوت باعث افزایش میزان استهلاک انرژی شده است. با افزایش عدد فرود درصد تلفات انرژی افزایش می یابد، بیشترین اختلاف انرژی مستهلک شده با حالت شاهد مربوط به دفلکتور 6 سانتی متری و زاویه 27 درجه به مقدار 7/22 درصد است که در عدد فرود 93/3 اتفاق افتاده است. به طور متوسط زاویه 27 درجه بیشترین استهلاک انرژی را داشته است، این مقدار استهلاک انرژی برای دفلکتورهای 3، 6 و 9 سانتی متری به ترتیب برابر است با 2/68 ، 5/72 و 6/51 درصد است که در عدد فرود 55/5 اتفاق افتاده است.
    کلیدواژگان: تلفات انرژی، دفلکتور، سرریز جامی شکل، مدل فیزیکی
|
  • Mehri Saeedinia, Abdolrahim Hooshman, Saeid Brooman Nasab, Amir Soltani Mohammadi, Bahram Andarzian Pages 1-12
    Irrigation scheduling under water and salinity stress, is much more difficult than full irrigation scheduling. To investigate the effect of plant water stress, there are many indicators. One of them is crop water stress index (Idso method). To evaluate the ability of this index for irrigation scheduling of summer Maize (SC704 variety) and winter Maize (Mobin variety)- in conditions of using saline water, a research was designed at the research station of Shahid Chamran University in 2013-2014 . This research consisted of five quality treatments of irrigation water, including S0: Water Caron, S1: EC= 3.5dS / m, S2: EC=4.5dS / m, S3: EC=5.5dS / m and S4: EC=6.5 dS / m. In the both of the growing seasons, result showed, The upper and lower base lines were affected by salinity stress. The amount of upper and lower base lines for summer Maize were higher than the winter Maize. The lower and upper baseline's equation for summer Maize were (Tc-Ta)l.l=1.641-0.178VPD and h=2.52 0c and for winter Maize were (Tc-Ta)l.l=2.161-0.221VPD and h=3.69 0c. CWSI, which is the base of irrigation scheduling, was calculated 0.23 for summer Maize and 0.17 for winter Maize. By increasing water salinity from 2.2 to 6.5 ds/m, the temperature difference between canopy cover and air was 30C for summer maize and 20C for winter Maize. At this research CWSI was calculated on the days, before irrigation for all treatments and result showed that in the both of seasons, CWSI was increased about three times when water salinity increased from 2.2 to 6.5 dS/m. The effect of salinity stress was calculated separately according to the days, after irrigation (at These days, the effect of salinity is sensible). results showed that CWSI increased about 3.5 times for summer Maize and around 3 times for winter Maize when water salinity increased from 2.2 to 6.5 dS/m. Comparing the results of the two seasons showed that CWSI is affected by irrigation water salinity and it's trend was nearly the same in both of the growing seasons.
    Keywords: CWSI index, Temperature of canopy cover, Salinity, winter, summer growing seasons
  • Maryam Shahabi, Seyed Mahmood Kashefipour Pages 13-21
    Utilizing spur dikes is one of the common methods of organizing and controlling side erosion in river bends. In this research study the effect of permeability of spur dike on scour-hole dimensions was experimentally investigated in a flume with 0.7m width, having a 90 degree bend with relative curvature of 4.0 and water depth of 0.14m for non-submerged condition. The results indicated that for a constant Froude number, scour decreases significantly with increasing the percentage of spur permeability. For spur with 33% permeability the relative depth, length and width of scour-hole decreased 63.9, 38.1, and 35.5 percent, respectively in comparison with impermeable spur. The same results were obtained for spur with 64% permeability with 67.1, 88.2 and 53.8 percent, respectively.
    Keywords: Permeable spur dike, Froude number, Scour hole dimensions, Depth of scour
  • Maryam Hooshmand, Mahmood Shafaeei Bajestan Pages 23-34
    Pieve scour is one of the most important cause of bridge failure. Covering methods such as using riprap is among techniques which are widely applied for the existing bridges. For those places where the stones of adequate size are not available, use of six-legged elements which is the subject of this, study is a good choice. In this study the effect of placement of a single row six- legged around a rectangular bridge with 100% density in three different cases of above, mid and below the bed under five different Froude numbers of 0.24, 0.22, 0.19, 0.17 and 0.16 have been experimentally investigated. Comparison of the bed topography withmean measure of bed deposit of 0.7 mmof tests with six- legged and tests without elements showed that generally the elements can reduce the scour depth significantly. The elements placed on the mid of bed have shown better performance with maximum reduction of about 57%. The general recommendation is to use these elements with geo-syntactic filter or placed in more rows.
    Keywords: Scour, Clear water, Six, legs elements, Bridge pier
  • Manoochehr Fathi Moghadam, Babak Lashkarara, Arash Jael Pages 35-46
    Aim of this study is to measure shear stress in smooth rectangular and trapezoidal open channels. A new approach is presented to measure direct shear on wet perimeter of open channels. A water flume with a section on a frictionless support (called knife edge flume) along with a system of load cell was used to measure total force on the wet perimeter. The local boundary shear stress in rectangular and trapezoidal cross sections was measured using a 4mm diameter Preston tube connected to a differential pressure transducer and a data acquisition system. The calibration curves proposed by Patel were used to convert the pressure readings to shear stress. Local and total shear measurements were used to differentiate the channel wall and bed shear forces. This method allows minimizing of the error as result of the Preston tube diameter. Comparison of the results confirmed advantage of the momentum method over the energy method in term of accuracy. Results are presented for smooth rectangular and trapezoidal channel cross sections with side slopes of 1, 1.5, and 2.
    Keywords: Shear stress, Preston tube, Direct method, Momentum absorption
  • Bahareh Yarmohammadi, Javad Ahadian Pages 47-58
    Piano key weirs are a new type of Weirs that are designed to improve dams discharge capacity. Generally in increasing the upstream head water decreases the discharge capacity this tyre of weir. Thus, in this research, the effect of discontinuous parapet walls with and without slope at the crest was evaluated. Hence, the various lengths (0.25, 0.5, 0.75 and 1) were investigated at the weir with sloped parapet walls. Also two weir height were considered with 0.5 (Model 1) and 1.33 (Model 2). All the experiments of this research were performed in a experimental flume with 10 m length, 0.8 m width and 0.6 m height. The results showed that the weir efficiency increases up to 20 percent in model 1 with un-sloped parapet wall. Moreover, these walls have no significantly effect on the weir efficiency at the more head water in the sloped parapet wall of model 1. Moreover, findings showed that the continuous un-sloped parapet wall increases the discharge capacity up to 4.6 times of linear weirs.
    Keywords: Piano key weirs, Unsloped parapet wall, Sloped parapet wall, Discharge coefficient, Hydraulic efficiency
  • Mohsen Javan, Seyed Morteza Seyedian, Mehdi Kaheh, Ali Heshmat Pour Pages 59-70
    Watershed structures are among of expensive projects that are constructed to decrease erosion and sediment load and decreasing flood in watershed. Constructing any structures in flood bed can change the flood behavior. This research tries to study check dam effects on flood and water way properties in Gorgandooz watershed. For this goal, HEC-RAS model is used to simulate hydraulic in 4 Scenarios: without structure, 20 structures with 1.5, 10 structures with 3 and 8 structure with 3.75 meter for comparing of specified plan effects with each other. The results of this research show that the influence of 1.5, 3 and 3.75 meter check dam on pick flow comparing with structure was not created on the upstream of the watershed is 0, in the middle 1 and at the downstream is 2.49, 8.8 and 17.5% respectively. Also the effect of 1.5, 3 and 3.75 meter structure on decreasing of flood volume in respect of without structure is 1.16, 8.1, 13.9, respectively. The study of flow velocity shows that the construction of higher structure cause that the flow velocity decrease that shows the power of flow erosion in water way become less. Shear stress parameter that shown friction rate between flow and water way confirm the velocity results and show that shear stress decrease with increasing of structure height. The multiplying of shear stress on speed is another important parameter that is studied. This parameter shows the sediment transport power of flow. This parameter indicates the strength of sediment transport by flow that showed strength of sediment transport is less in higher structural. Not only reduce of sediment transport will cause less damage to the waterway but also sedimentation into check dam was occur soon and sediment balancing gradient is reached. As whole various Scenarios of check dam shows that the influence of structure on flood and water way become more by increasing of structure height and cause that the condition in deal with flood become well.
    Keywords: Peak Flow, Check dam, Flow velocity, Sediment, HEC, RAS software
  • Fatemeh Mohammad Yari, Morteza Tvakoli, Hossien Aghdar Pages 71-83
    In this research, chemical properties of groundwater of Mehran and Dehloran areas was considered by using of geostatistical analysis. For this purpose, 29 groundwater samples were studied from 2001 to 2014 and the water conductivity and sodium adsorption ratio were chemically analyzed. Semi variogram of parameters was computed by GS software and were fitted by Goussian, sphrical, Expotential and Goussian models. The results showed that the spatial structure of qualitative data of groundwater in these region is reconciled the Gaussian model. Then, using of Arc GIS 10.3 software the Kriging interpolation, inverse distance weighted and Radial basis function methods were done. to select the appropriate model to fit the experimental variogram of the RMSE were used less and more stronger spatial structure. The results of kriging with Inverse distance weighted and radial basis functions using the RMSE and ME RDF Criteria which measure the accuracy rate, were evaluated. Eventually the results of calculating the RMSE and ME showed that kriging method is superior than two other methods and has high precision and low error.so Interpolation was done using this method. In the end, using fuzzy logic, WILCOX classification and WHO classification, zoning map of the study area, for agriculture were prepared. Then Hot spot analysis were used to illustrate the spatial concentration of elements. According to the final map, 38% groundwater of the region is appropriate and sort of appropriate for agriculture and 62% is inappropriate. So can be said that water quality of the study area is not appropriate for agriculture.
    Keywords: Kriging method, WILCOX classification, Analysis hot spot, Inverse distance weighted, Radia basis function
  • Fatemeh Barzegari, Hossein Maleki Nejad Pages 85-95
    This study was carried out to investigate climate change impact on cultivated area in the Yaz-Ardakan plain considering the possible alterations of evapotranspiration and irrigation requirements. The data used in the analysis represented two time periods: (i) present, (values for the period 1971–2010), and (ii) future, called year 2030 (values for the period 2011–2030). To predict future climate changes, daily climate data from Yazd Synoptic station for 1971-2010 period have been used. Data including, rain, maximum and minimum temperatures and sun shine hours have been investigated through regional climate models driven by A2 scenario of HadCM3 global climate model using LARS-WG software. Crop evapotranspiration and irrigation requirements for two periods, were estimated following the standard procedure described in the FAO irrigation and drainage paper 56 and CROPWAT software. The results show that the climatic changes should significantly affect the studied area in terms of minimum and maximum temperature and precipitation up to the year 2030. Annual maximum and minimum temperature are projected to increase by 1.19 °C and 1.83°C respectively. In the other hand, mean precipitation increase by 9% in 2010-2030 period compare to present period and the distribution of precipitation will have significant changes, as autumn precipitation decreases, the spring precipitation will have increasing trend. Results of this study showed that, due to higher temperature, crop evapotranspiration and irrigation requirements will be increased up to 7% under climate change conditions.
    Keywords: Evapotranspiration, LARS, WG model, A2 scenario, CROPWAT software
  • Laleh Divband Hafshejani, Pourandokht Mortazavi, Sima Sabz Alipour, Saeid Brooman Nasab Pages 97-110
    Existence of heavy metals in the water resources is of the major environmental problems in many communities. The purpose of this study is the research about chromium absorption on nanoparticles of Zizyphus Spina-christi leaves ash. After preparing of nanoparticles of Zizyphus Spina-christi leaves ash, various characteristics of absorbent such as SEM, FTIR, CHNSO and XRF were investigated. Then effect of initial pH, contact time and adsorbent dose on chromium adsorption efficiency was investigated. The results of kinetics adsorption were evaluated by kinetic models of pseudo-first order, pseudo-second order andintraparticle diffusion. Also experimental data were analyzed by using isotherm models of Langmuir, Freundlich and Sips. The results showed that at pH = 3, efficiency of absorption was high. In this study, equilibrium time occurred 180 minutes and the optimum adsorbent dosage for chromium adsorption with initial concentration of 10 mg/L was obtained 5 g/L. Based on the results obtained, the best kinetics model was Pseudo second-order and the best isotherm model was Sips. Adsorption capacity maximum of nanoparticles of Zizyphus Spina-christi leaves ash by using Langmuir model was estimated 411.2 mg/g.
    Keywords: Kinetics, Chromium, Nanoparticles of Zizyphus Spina, christi leaves ash, Isotherms
  • Mohammad Hemati, Nasibeh Gholizadeh, Saeideh Dolatkhah Pages 111-122
    In this research, the effect of lattice collar on reducing scour around the bridge pier was experimentally studied. A series of experiments were conducted in a flume with length of 6m and width of 0.6m. For evaluation of scouring phenomenon a cylindrical pier 60 mm in diameter, four different sizes for collars and three various levels for collars placement were used in clear-water conditions. The results revealed that the minimum scour depth occurred with lattice collars with width of 2.5 and 3 times of the pier diameter (2.5Dp and 3Dp) that has been installed at the 0.1Dp level under the bed, where the maximum scour depth decreased by 73%. Whereas scour depth decreased by 40% due to installation of lattice collars with width of 1.5Dp and 2Dp at the 0.5Dp level under the bed. Also, the result showed that the efficiency of lattice collars was about 20% more than non-lattice. Generally the scour volume around bridge pier at the 0.1 Dp, 0.5 Dp and Dp levelunder the bed decreased by 58%, 60% and 10%, respectively due to lattice collars installation.
    Keywords: Lattice collar, Experimental study, Scour control, Bridge pier, Level placement
  • Amin Zorati Pour, Mahmoud Arab Khedri Pages 123-132
    Soil erosion is a complex phenomenon involving the detachment and transport of soil particles, storage and runoff of rainwater. The relative magnitude and importance of these processes depends on a host of factors, including climate, soil, topography, cropping and land management practices, control practices. The rainfall intensities and frequency are the effectible factors important on magnitude of the soil loss. The purpose of this research is the assessment of effect and contribution of the high intensity rainfalls (return period 100 years) rather than the low and medium intensity rainfalls (return period 2 and 20 years) on soil erosion rate and flow hydraulics parameters and also the awareness hypothesis that the high intensity rainfalls are more effective than the periodic numbers of low intensity rainfalls. The study carried out on Marl soil of degraded rangeland from Heshan sub-basin by using of the rainfall and erosion simulator laboratory. The results of 18 experiments rainfall-runoff test showed that changes in return periods of rainfall from 20 years to 100 years and from 2 years to 20 years, respectively, has growth 2 times and 6 times flow unit, that it lead up increases accelerated from 3.3 times and 16 times of the amount of the Marl soil loss. So the rainfalls with high return period have aggregation periodic impact less than of the rainfalls with the low return period. Also increases the return periods to higher rainfall intensity have the progressive, direct and nonlinear effect on the amount of soil loss is Marl lands. Also, the slope percent show exponentially impacts in progressive 3 to 6 times on the discharge flow and then on the soil loss. Finally, the slope gradient and rainfall intensity factors separately and interaction effects on soil loss have high significant at one percent level.
    Keywords: Rainfall intensity, Slope gradient, Soil loss, Returns period, Marl, Heshan
  • Reza Naebi, Morteza Bakhtiyari, Masoud Sadri Nasab, Nima Shehni Karam Zade Pages 133-145
    Waves are one of the most important parameters for designing marine and coastal structures. It is required to analyze design waves for designing coastal structures. One of the most important parameters which affect wave propagation pattern and design wave is calibration coefficient. It is vital to provide accurate and proper calibration factors. The main goal of present research is performing sensitivity analysis on wave breaking and bottom friction coefficients and evaluating their effects on wave propagation pattern and also design waves with different return periods. Considering previous experiences which have been gained from research and analytical projects that have been performed to model hydrodynamic phenomenon of coastal zones, Mike 21-SW module is chosen in this thesis to model and analyze wave characteristics. Time series of height, period and mean direction of incoming waves are considered as boundary conditions. These time series are extracted from ISWM wave data. Regarding modeling and forecasting of design waves in strategic region of Persian Gulf and importance of Iranian southern ports, coastal region of Lengeh port is selected for modeling wave propagation to analyze wave propagation pattern and effects of wave breaking and bottom factors on design waves. Results of present study showed that bottom friction factor has more considerable effects on wave propagation and wave diffraction pattern in comparison with wave breaking factor. Variations of bottom friction factor can change wave propagation pattern of local models. Additionally this factor has considerable effects on increasing or decreasing of design waves. In contrast to this factor, lower values of wave breaking factor (less than 0.8) can affect design wave height. Therefore sensitivity of wave propagation model to bottom friction factor is more considerable than wave breaking factor and then it is recommended that for calibrating wave propagation model and achieving results which are closed to field measurements, in the first step bottom friction factor would be studied.
    Keywords: Wave propagation, Spectral wave module, MIKE 21, Calibration coefficients
  • Atefeh Azadi Far, Hadi Moazed, Amir Soltani Mohammadi, Ahmad Farokhian Firozi Pages 147-157
    Increased use of nitrogen fertilizers due to high dynamics of soil nitrate is a serious threat to groundwater and as a result for human health. The purpose of this study is evaluation of nitrate dispersivity values in the sandy soils of coarse, medium and fine-distance transmission at 80, 40 and 20 cm in laboratory conditions with three models including, Brigham, Fried-Combernous and CXTFIT code. For this purpose, pure potassium nitrate salt solution as sustainable contaminant under the steady regim with concentration of 16 was added to the soil column. In order to obtain the required parameters for the three models, output nitrat concentration were measured in the different nolum porosity and Breakthrough curves were plotted for each column. The results showed that in all three models with a moderate increase in transmission distance of medium and coarse sand, the amount of nitrate dispersivity increased. At various distance of transportation, dispersivity values were measured for fine sand from 0.09 to 3.06 cm,0.23 to 1.6 cm for medium sand and 0.43 to 2.18 cm for coarse sand, respectively. But the Brigham and CXTFIT models showed that the dispersivity of fine sand increases when the distance increases. It was also found that for the fine sand with reduction of transport distance, Brigham model and CXTFIT code showed better results.
    Keywords: Nitrate, Dispersivity, Breakthrough Curve, CXTFIT Code
  • Mariya Khosh Doost, Mehdi Vousoghi, Sara Khosravi, Elaheh Zalaghi, Afshin Takdastan, Amir Abass Shir Beygi, Mohammad Javad Mohammadi Pages 159-167
    Nowadays the shrimp farming is one of the major commercial issues in some countries. The aim of this study was to evaluate the water quality of the input and output vannamei shrimp farms in Abadan Chavibdeh. In this cross-sectional study in a period of 6 months (May to October) conducted in 2012, the physical and chemical parameters of water samples were performed on a monthly basis. 3 stations were selected; 2 station on the river Bahmanshir station and 1 in the leachate was located for to evaluate the quality of the water inlet and outlet vannamei shrimp farms. In water samples taken from the inlet and outlet were measured Parameters BOD, TSS and DO. Based on result this study, all parameters during the study in the field of exhaust effluent were standard range and are not a threat to the environment. Thus, can be concluded that reverse osmosis, an ideal method to BOD, TSS and DO removal in areas with contaminated water to this Parameters.
    Keywords: Vannamei shrimp, Water quality parameters, Wastewater, Chavibdeh Abadan
  • Edris Maroofi Nia, Adel Asna Ashari, Yousef Hassan Zadeh, Saeid Khosh Tinat, Babak Amin Nejad Pages 169-180
    Sediment control at lateral intakes is known as a complicated issue for river engineers. In this study, numerical simulation of the impact of submerged vanes and spur dike on sediment control at lateral intake has been performed. For guiding flow into the diversion channel and increasing the vane performance, a single spur dike in opposite side of the intake has been utilized and the effects of spur dike length, the location of intake, and the angle of attack on reducing the movement of bed-load sediment into the diversion channel have been investigated. Obtained numerical results consisting with the experimental data confirmed this face that the effective performance of the vanes can increase using a proper spur result in eliminating the bed-load sediment ingestion rate into diversion channel. Then, numerical results were compared with experimental results and there was good agreement between them.
    Keywords: Spur Dike, Lateral intake, Submerged vane, Sediment control, SSIIM2 Software
  • Omid Sheykh Esmaeeli, Abed Ali Naseri, Hadi Moazed, Fariborz Abassi, Khalil Azhdari Pages 181-192
    Modeling of water flow through vadose zone under unsaturated conditions necessitates the knowledge of soil hydraulic properties, which are water retention curve and water field capacity of soil. Indirect prediction of these characteristics based on readily available soil properties in the form of pedotransfer functions (PTFs) as a fast and low-cost solution has been widely practiced and very useful in irrigation and drainage. This study aimed to present the proper PTFs using mathematical modelling for estimating soil moisture at point of field capacity for Khuzestan province soils under laboratory and field conditions. The buried probes of the time domain reflectometry device (TDR) were inserted at various depths in order to monitor soil moisture conditions in both the physical model and experimental field under a surface-point source drip irrigation with discharge rates of 4 lph. Then, physical soil properties and soil water contents at their specific matric potentials were measured to calculate the hydraulic parameters of Van Genuchten-Mualem model with the RETC program. The results of this research to evaluate the performance of several well-known Point-PTFs showed that quasi-empirical models based on physical principles that have been tested in the field can be a good alternative to traditional methods for estimating water field capacity of soil. So that, the PTF of Twarakavi et al. could carefully predict that water field capacity of soil with indices of normalized root mean square error (3.1 percent) and standard error (0.5 percent) and more accurate than Rosetta artificial neural network approach or Dexter equation. Accordingly, another two PTFs were proposed to improve the accuracy of the water field capacity prediction in the form of regression equations on the basis of the parameters of Van Genuchten model and readily available soil properties for the semi-arid region of Khuzestan province. Results of obtained PTFs showed clearly negative effects of soil compaction and the amount of sand on the water field capacity of soil. On the contrary, the amount of clay and silt had positive and increasing effects on the water field capacity of soil, significantly.
    Keywords: Soil texture, Pedotransfer function, Semi, empirical model, Soil moisture curve
  • Mahvash Mansouri Hafshejani, Mehdi Ghomeshi, Mahmood Shafaee Bajestan, Javad Ahadiyan Pages 193-200
    Density current occurs when a fluid flowing through another fluid with different density. Lot of research can be found in the literature about density current, but in all of them one of the fluids is stationary. Since no study can be found about density current when fresh water is flowing in the same direction of density current, therefore in this research attempts are made to study this especial case with the aid of experimental flume. The experiments were conducted in a flume with 35 cm wide, 8.8 m long and 70 cm height. The dense fluid was salt water with discharges of 0.5, 1 and 1.5 L/s and the discharge of fresh water were equal to 2, 3 and 4 L/s. The concentrations of dense fluid were 10, 15 and 20 g/L, and the bed slop of the flume was 0, 1 and 2%. The results showed that the head velocity is a function of the velocity of fresh water and therefore the relative head velocity is selected for further analyses. Finally, an equation is suggested to find relative head velocity.
    Keywords: Density current, Relative head velocity, Ambient water, Dens fluid
  • Naghmeh Orooji, Afshin Takdastan, Gholam Reza Raeesi, Ebrahim Panah Pour Pages 201-212
    Due to the scarcity of water resources and significant population growth, water supply has become a challenge. In such circumstances,efficient and cost-effective technologies such as nanotechnology in water treatment is recommended. The latest in water purification, desalinationsystems, Nano-filtration can bepointed. Nano-filtration separation mechanism of the effect of molecular size, The difference in permeability,and solubility of the feed components and electrical interaction between the membrane and ions are present in the feed.The purpose of this study of Nano-filter system to remove contaminants is challenging.This study, using a Nano-filtration system with a nominal capacity of 300 m3/d and Recovery rate of %60,and activated carbon filtration system and sand filterconsists of three vessel was Molasani Nano-filter water treatment plants in 2013. Experiments using the standard method carried out and the results were analyzed using the Excellsoftware.The results showed that the removal efficiency of the system in EC (%98.47), TDS (%98.45), total hardness (%98.74), calcium (%98.55), magnesium (%99.15), chloride (%96.48), sodium (%96.48) and TOC (%98.57) .Due to the low renal solute dissolved in water and the nutritional value of the elements of water, particularly calcium and magnesium and absorption of these elements of water and nutrients through the body is necessary and the relationship between drinking water hardness and reduced incidence of cardiovascular disease in the community is in the long term this can be a contentious issue.
    Keywords: Nano, filtration, Water treatment, WHO
  • Farshad Ahmadi, Feraidoon Radmanesh Pages 213-223
    Accurate estimation of river discharge is an important issue in forecasting of drought and floods, designing of water structures, dam reservoir operation and sediment control. So far, several methods such as time series models, Artificial Neural Networks, Fuzzy models and Genetic programming have been used for accurate predicting of river flow. In this study, Genetic Programming and Bayesian Networks methods were used to forecast daily discharge of Barandoozchay River. The daily discharge data of Barandoozchay River measured at the Dizaj hydrometric station during 2007 to 2011 was used for modeling, which 80% of the data used for training and remaining 20% used for testing of models. For assessing the role of memory in increasing or reducing of model accuracy, we tested different combinations of input variables. The results showed that at first, the accuracy of models increase with increasing of memory, as the most accuracy obtained in third combination of input variables in both of methods. After that with increasing of memory the accuracy of models decreased. Comparing the performance of GP and BNs models indicated that the accuracy of the GP method with the R=0.978 and RMSE=1.66 (m3/s) was slightly more than BNs method with R=0.964 and RMSE=1.96 (m3/s). In addition, the performance of GP method was better than BNs method in predicting minimum and average discharges.
    Keywords: Genetic programming, Daily discharge forecasting, Bayesian networks, Barandoozchay river
  • Mohadeseh Sadeghi, Habib Mousavi Jahroumi, Mehdi Ghomeshi Pages 225-235
    Flip buckets are commonly used to discharge flow from a hydraulic structure to the downstream as ski jump when flow velocity is large. One way to increase energy dissipation in flip bucket spillways is the deflector application. In this study deflector is a wedge-shaped structure which creates changes in part of flow trajectory. In this study, the deflector was continuously used across the channel, and energy dissipation caused by the mentioned deflector was measured. For the purpose of this study, after making the physical model, experiments were conducted by using four Froude’s numbers 5.55, 4.72, 3.93 and 3.13 by using deflectors with 3, 6, 9 cm lengths, and angles equal to 12˚,17˚, 22˚, 27˚, 32˚, 37˚ and 42˚. Data analysis showed that deflectors with different angles cause an increase in energy dissipation. Also when the Froude’s number increases, the amount of energy dissipation will increase. The greatest difference of energy dissipation with state without deflector which occurs in Froude’s number of 3.93 was equal to 22.7% and was belong to deflector with 6cm length and 27 degree. In average the deflector with angles of 27 degrees has the greatest energy dissipation. This amount of energy dissipation for deflectors with 3, 6, 9 cm in lengths were equals to 68.2%, 72.5%, 51.6%respenctively and which occur in Froude’s number equal to 5.55
    Keywords: Energy dissipation, Deflector, Flip bucket spillway, Physical model