فهرست مطالب

آب و توسعه پایدار - سال سوم شماره 2 (پیاپی 7، پاییز و زمستان 1395)

نشریه آب و توسعه پایدار
سال سوم شماره 2 (پیاپی 7، پاییز و زمستان 1395)

  • قنات و قناعت
  • تاریخ انتشار: 1395/12/11
  • تعداد عناوین: 14
|
  • آب، اقتصاد و مدیریت
  • الهام موحد، زهرا عابدی صفحات 1-8
    تحقیق حاضر به بررسی و مطالعه تعیین خسارت آلودگی پساب آب‏ شیرین‏ کن‏ های منطقه ویژه پارس جنوبی (مطالعه موردی آب شیرین‏ کن نورویژه) می‏ پردازد. گسترش و توسعه صنایع مختلف در منطقه پارس جنوبی، ایجاد آلودگی زیست‏ محیطی ناشی از این صنایع و توجه به حساسیت اکولوژیکی این منطقه علت انتخاب آن برای انجام این تحقیق می ‏باشد. در چند سال اخیر به علت کمبود منابع آب در برخی از نقاط کشور و همین طور گسترش مصارف صنعتی استفاده از تصفیه آب به روش اسمز معکوس افزایش یافته است. در این تحقیق به تعیین خسارت زیست محیطی ناشی از آلودگی پساب خروجی دستگاه آب‏ شیرین‏ کن نورویژه و مشخص نمودن متغیرهای اثرگذار در کاربرد آب‏ شیرین ‏کن‏ ها بر آلوده کردن اکوسیستم آبی پرداخته شده است. بطوریکه با استفاده از روش برآورد خسارت و با محاسبه هزینه‏ های خارجی میزان خسارت ناشی از آلودگی پساب آب شیرین‏ کن مورد مطالعه، برآورد گردید. به همین منظور از پساب آب شیرین ‏کن نورویژه در دو فصل نمونه ‏برداری گردید. پارامترهای مختلف فیزیکی، شیمیایی آب شامل PH ،TDS، سولفات، سدیم، کلسیم ،آهن، جیوه و منگنز مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج آزمایش و مقایسه آن با استانداردهای ملی جهت تخلیه به خلیج فارس(موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران) نشان می‏ دهد که غلظت پارامترهای TDS، سولفات و سدیم در هر دو فصل بالاتر از حد مجاز استاندارد می‏باشد.
    کلیدواژگان: آب شیرین کن نورویژه، تخلیه پساب، آلودگی پساب، خسارت زیست محیطی
  • رضا لاله زاری صفحات 9-18
    قیمت آب در کشاروزی نقش مهمی در مدیریت تخصیص آب ایفا می کند. از این رو استراتژی‬ های بهینه الگوی کشت هنگامی می‬ تواند طراحی شود که تحلیل بهای قیمت آب در یک چهارچوب اقتصادی از پیش تعیین شده مورد توجه قرار گیرد. در مطالعه حاضر یک مدل برنامه‬ ریزی تخصیص بهینه آب در شمال شرقی استان خوزستان که با کمبود آب مواجه است با استفاده از الگوریتم ژنتیک توسعه یافت. بیشینه‬ سازی نسبت سود به هزینه به عنوان تابع هدف توسط یک معادله خطی تعریف شده و فضای امکان پذیر مساله به وسیله قیود منابع آب، اراضی تحت کشت، سیستم‬ های آبیاری و پارامترهای اقتصادی محدود شد. در برنامه ‬ریزی بهینه توسعه یافته، دسته ای از پاسخ‬ ها جستجو می‬ شود که قابلیت افزایش درآمد خالص الگوی کشت را در شرایط کمبود آب دارند. سه سناریو از قیمت آب شامل 0، 200 و 500 ریال در هر متر مکعب برای مقایسه شاخص ‬های سود خالص به ازای واحد آب مصرفی، کارایی مصرف آب و آب اختصاص یافته به هر محصول در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد با اعمال کم‫آبیاری و افزایش قیمت آب، حجم آب تخصیص یافته و کارایی مصرف آب برای گوجه‫فرنگی به ترتیب 7% و 07/0 کیلوگرم بر مترمکعب افزایش یافته است. علاوه بر آن، این شرایط موجب افزایش سطح زیر کشت گندم و ذرت شده است. تحلیل شاخص های ارزیابی نشان داد با افزایش قیمت آب، حجم آب اختصاص یافته به سبزیجات کاهش یافته و در مقابل کارایی مصرف آب و نسبت سود به هزینه حبوبات افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: سود خالص، بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک، کمبود آب
  • محمود خرمی وفا، مهدی نوری، فرزاد مندنی، هادی ویسی صفحات 19-26
    بررسی مقدار آب مجازی سپس مقدار بهر وری، در فرآورده ی کشاورزی، نیاز به پی ریزی روابطی است که نشان دهنده مقدار واقعی مصرف آب برای تولید آن فرآورده باشد. این امر رویکرد جدیدی را در پایش های بوم شناختی کشاورزی نمایان می سازد. در این مطالعه آب مجازی، میزان بهره وری و رد پای اکولوژیک آب مزارع گندم آبی و ذرت منطقه کوزران در سال زراعی 92-93 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مقدار آب مجازی مزارع گندم در منطقه برای بازده‏ی آبیاری معادل 100، 40 و 32 درصد به ترتیب برابر 2202، 3523 و 3699 مترمکعب بر تن بود. این مقادیر برای مزارع ذرت به ترتیب 2417، 3867 و 4060 متر مکعب بر تن بدست آمد. مقادیر بهره وری برای مزارع گندم 454/0، 283/0 و 27/0 و برای مزارع ذرت 413/0، 258/0 و 246/0 تن بر مترمکعب با بازده های آبیاری ذکر شده بود. ردپای اکولوژیک آب برای مزارع گندم آبی با سطح زیر کشت 4851 هکتار 18251150 مترمکعب در سال و برای مزارع ذرت با سطح زیر کشت 2523 هکتار 10550601 مترمکعب برآورد شد. با توجه به نتایج حاصل شده از این پژوهش پیشنهاد می شود که کشت گیاهان پرمصرفی مانند ذرت دانه ای با توجه به شرایط وخیم آبی منطقه متوقف شده، گیاهان جایگزینی مانند زعفران که نیاز آبی کمتری دارند در برنامه زراعی کشاورزان منطقه کوزران گنجانده شوند و سرمایه‏گذاری بیشتری در جهت توسعه کشت محصولاتی مانند کلزا که با وضعیت آب و هوایی منطقه سازگاری بهتری دارند صورت پذیرد. همچنین نسبت به افزایش بهره وری و بازده آبیاری و به موازات آن کاهش کشت گندم آبی اقدام شود و سرمایه‏گذاری اصلی به بخش کشت گندم دیم و آبیاری تکمیلی آن اختصاص یابد.
    کلیدواژگان: آب مجازی، بهره وری، رد پای اکولوژیک، کرمانشاه
  • نرگس خواجه روشنایی، سید محمدرضا نوالی حسینی صفحات 27-34
    طرح جمع آوری فاضلاب مشهد از سالیان پیش آغاز گردیده و در مدت زمان اجرا همواره با نارضایتی و شکایات مردمی به دلایل متعددی از جمله طولانی شدن پروژه، تخریب ‏های متعدد معابر شهر و... مواجه بوده است. به منظور کاهش نارضایتی عمومی و همکاری بیشتر مردم در اجرا و بهره‏ برداری از این طرح، لازم بود شهروندان مشهدی با فرآیند اجرایی و مشکلات آن و همچنین مزایای وجود یک شبکه جامع فاضلاب آشنا شوند. از این رو هدف اصلی در این مطالعه، ، شناسایی روش ‏های ارتقای سطح آگاهی عمومی نسبت به شبکه فاضلاب و مزایای آن بود و به موازات آن، مضامین آگاهی عمومی نیز مورد جستجو قرار گرفت. اولویت ‏بندی روش ‏ها در این طرح بر اساس یک سری معیارهای کارشناسانه، با هدف مدیریت و برنامه‏ ریزی هر چه بهتر روش ‏های استخراج شده انجام گرفت. تدوین روش ‏های ارتقای سطح آگاهی عمومی در سه مرحله انجام شد. در مرحله اول با استفاده از مطالعات اسنادی، اطلاعات لازم برای آشنایی محقق با روش ‏های آگاهی عمومی رایج در دنیا، جمع ‏آوری شد. در این مرحله، 19 روش جهت ارتقای سطح آگاهی عمومی شناسایی شد که طی جلساتی با نظرات کارشناسان روابط عمومی آب و فاضلاب، در نه روش تجمیع گردید. در مرحله دوم، با کارشناسان آب و فاضلاب مشهد در دو بخش اجرا و بهره ‏برداری مصاحبه شده و پرسشنامه‏ ها با هدف تبیین مضامین آگاهی عمومی تکمیل گردید. نتایج این مصاحبه ‏ها، مضامین آگاهی عمومی را در سه طبقه مضامین گزارشی، مضامین آگاهی جهت کاهش مشکلات اجرا و بهره برداری و مضامین مربوط به مزایای شبکه فاضلاب و معایب عدم وجود آن، قرار داد. در مرحله سوم، با هدف اولویت‏بندی نه روش منتخب، با کارشناسان روابط عمومی شرکت آب و فاضلاب مشهد مصاحبه شد. روش ‏های مذکور با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی(AHP) و نرم افزار Expert Choice، با بهره‏ گیری از چهار معیار (هزینه، اثربخشی، مدت زمان تاثیر و سهولت اجرا) اولویت‏ بندی شدند. نتایج نشان داد که روش‏های رو در رو بالاخص روش ‏های سوال و جوابی، در اولویت‏ های نخست (مثل روش «بازدید دانش‏ آموزان از تاسیسات و تصفیه‏ خانه ‏ها» در اولویت اول و روش «تعلیم و تربیت یک گروه از افراد جامعه جهت ایجاد آگاهی در سایر افراد» در اولویت دوم) قرار دارند. در نهایت پیشنهادهایی جهت کاربردی شدن این مطالعه، ارائه گردید.
    کلیدواژگان: شبکه فاضلاب، ارتقا سطح آگاهی عمومی، مضامین آگاهی، اولویت بندی روش ها
  • کیفیت آب و فاضلاب
  • احمدرضا پیرعلی زفره ئی، عیسی ابراهیمی درچه صفحات 35-42
    بررسی کمی و کیفی منابع آبی از ارکان مهم و اساسی توسعه‏پایدار است. یکی از روش ‏های بسیار ساده که می‏ تواند شرایط کیفی آب را در زمان کوتاه و با هزینه کم نسبت به روش های فیزیکوشیمیایی بازگو نماید استفاده از شاخص ‏های زیستی می ‏باشد. شناسایی میزان آلودگی منابع آب با استفاده از شاخص های زیستی بخصوص شاخص‏ های مبتنی بر بزرگ بی مهرگان کفزی اطلاعات مناسبی را جهت ارزیابی اکوسیستم های آبی فراهم می کند. در این مطالعه به بررسی 5 شاخص زیستی مرسوم (EPT ،ASPT ،HFBI ،BMWP و شانون- وینر) در ارزیابی کیفی رودخانه ‏ها پرداخته شده است. براساس بررسی انجام شده شاخص ‏های HFBI و ASPT که علاوه بر امتیازدهی براساس مقاومت کفزیان، داده های کمی جمعیت را نیز مد نظر قرار می دهند، قابلیت بهتری جهت ارزیابی کیفی رودخانه ‏ها دارند.
    کلیدواژگان: کیفیت آب، بزرگ بی مهرگان کفزی، شاخص های زیستی
  • مهدی کمالی، مجید پیروز، مجتبی قبادیان، حمیدرضا تشیعی صفحات 43-54
    متداول ترین روش های شست وشوی خطوط جمع آوری فاضلاب روش های شست وشوی مکانیکی، هیدرولیکی و شیمیایی هستند. هرکدام از این روش ها خود از چند زیر روش تشکیل شده اند. رودینگ و ماشین باکت (روش فنرزنی و انتقال رسوب ها با سطل) مهم ترین روش های شست وشوی مکانیکی و شست وشوی با واترجت (پرفشار) و فلاشینگ (جاری سازی) مهم ترین روش های شست وشوی هیدرولیکی هستند. اسیدها، بازها، مواد فعال سطحی و شوینده های زیستی نیز پرکاربردترین مواد در روش شست وشوی شیمیایی می باشند. هنگام انتخاب روش شست وشوی مناسب باید به وضعیت شبکه توجه کرد. بررسی ها نشان می دهد که به طورکلی روش شست وشوی هیدرولیکی مناسب ترین روش شست وشو در بین روش های بررسی شده است. تحقیقات نشان می دهد بیش از 90 درصد از شهرهای آمریکا از روش هیدرولیکی برای شست وشوی خطوط جمع آوری فاضلاب خود استفاده می کنند. درحالی که میزان استفاده از روش های مکانیکی و شیمیایی به ترتیب 50 و 3 درصد است. متاسفانه در ایران اطلاعاتی درزمینهٔ مقایسه روش های شست و شوی شبکه جمع آوری فاضلاب وجود ندارد و صرفا می توان گفت به دلیل محدودیت در تجهیزات، به جز روش شست وشوی پرفشار به کمک ماشین های واترجت معمولی، از روش های سنتی و تجربی بیش تر استفاده می شود. روش شست وشوی هیدرولیکی با توجه به کم هزینه بودن، راندمان بالایی دارد و از حداقل نیروی انسانی ممکن استفاده می کند.
    کلیدواژگان: انسداد خطوط فاضلاب، شست وشوی مکانیکی، شست وشوی هیدرولیکی، شست وشوی شیمیایی
  • علی دهنوی، ناصر عادل پور، سید محمدسعید موسوی سوداگر صفحات 55-62
    در این مقاله، ضمن بررسی میزان ماسه دهی سه چاه سطح شهر مشهد در زمان های مختلف یک روزکاری، از نتایج آن ها در بررسی و بهینه سازی هیدروسیکلون های مورد آزمایش استفاده شده است. برای این منظور 18 هیدروسیکلون مختلف بر اساس طراحی آزمایش با روش تاگوچی و بر اساس متغیرهای تاثیرگذار طراحی و آزمایش گردید. این متغیرها شامل قطر ورودی، قطر سرریز، قطر ته ریز، قطر بدنه ی هیدروسیکلون، ارتفاع بخش استوانه ای، ارتفاع کل و نیز ارتفاع دیافراگم بودند. برای بهینه سازی، از غلظت حداکثری مشاهده شده در نمونه های اخذ شده از چا ه‏ های سطح شهر معادل 100 میلی‏گرم بر لیتر استفاده شد. نتایج هیدروسیکلون بهینه در مقیاس آزمایشگاهی در دو تکرار نشان داد که راندمان جرمی حذف جامدات، بالغ بر 1/1±2/97 درصد بوده است. در این شرایط، نسبت قطر ورودی و قطر سرریز به قطر هیدروسیکلون مشابه و معادل 225/0 و قطر ته ریز به آن معادل 15/0 تعیین شد. هم‏چنین نسبت ارتفاع بخش استوانه ای و ارتفاع دیافراگم به ارتفاع کل هیدروسیکلون نیز به ترتیب 12/0 و 08/0 تعیین گردید.
    کلیدواژگان: هیدروسیکلون، ماسه دهی چاه، حذف ماسه از آب، روش تاگوچی
  • احسان عظیمی قالیباف، سعیدرضا خداشناس، الهام قربانی صفحات 63-72
    هر ساله میلیون‏ ها دلار در سراسر جهان صرف تعمیر و نگهداری شبکه‏ های فاضلاب و واحدهای تصفیه فاضلاب می ‏شود. اصلی ‏ترین دلیل خوردگی و بوی نامطمبوع شبکه‏ های فاضلاب، تولید و انتشار سولفید هیدروژن شناخته شده است. پیش ‏بینی دقیق تولید سولفید هیدروژن در شبکه ‏های جمع ‏آوری فاضلاب به مهندسین و مدیران کمک می‏کند تا برای مدیریت بهینه و انجام تحلیل برای کسب اطمینان، به دنبال استراتژی مناسب باشند. هدف از این مطالعه، مروری بر دستاوردهای موجود در زمینه پیش‏بینی تولید سولفید در شبکه‏ های فاضلاب می ‏باشد. در این پژوهش معادلات پیش‏ بینی تولید سولفید معرفی شده و مورد بحث قرار گرفته است. با دسترسی به چنین معادلاتی می‏ توان وضعیت هر شبکه در حال بهره ‏برداری را ارزیابی نموده، نقاط بحرانی آن را از نظر خوردگی شناسایی کرد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می‏ دهد که تولید سولفید در شبکه ‏های جمع ‏آوری فاضلاب تابعی از خصوصیات هیدرولیکی و مشخصات کیفی فاضلاب است. این در حالی است که در اکثر مدل‏ های ارائه شده در این پژوهش غلظت مواد آلی (COD و BOD) به عنوان پارامتر اصلی در تعیین میزان تولید سولفید هیدروژن در شبکه ‏های جمع‏ آوری فاضلاب در نظر گرفته شده است. البته این نکته قابل ذکر است که شاخص ORP و pH می ‏تواند به عنوان یک شاخص موثر در ارزیابی تولید سولفید در شبکه‏ های جمع‏ آوری فاضلاب استفاده شود. آنچه در بهره‏ برداری و مدیریت شبکه ‏های جمع ‏آوری فاضلاب اهمیت دارد، تصمیم‏ گیری و تصمیم‏ سازی در لحظه می‏ باشد؛ لذا مدل ‏های مبتنی بر پارامترهای COD و BOD بیشتر جنبه انجام مطالعات فنی دارد و از نظر جنبه بهره ‏‏برداری مدل ‏های مبتنی بر ORP دارای اهمیت ویژه ای هستند. در نهایت مطالعه ای که به منظور صحت‏ سنجی مدل‏ ها در منطقه ‏ی غرب مشهد انجام شد، نشان می ‏دهد که به طورکلی مدل‏ های Nielsen ،Boon و Hvitved پیش‏ بینی‏ های صحیح‏ تری را نسبت به دیگر مدل‏ های ارائه شده در این پژوهش نشان می دهد.
    کلیدواژگان: سولفید هیدروژن، خوردگی، شبکه فاضلاب، مدل های پیش بینی سولفید
  • آبیاری و کشاورزی
  • علیرضا خداشناس صفحات 73-82
    در حال حاضر قسمت عمده ای از آب مورد نیاز بخش‏ های کشاورزی، صنعت و سایر مصارف استان خراسان رضوی با استفاده از منابع محدود زیرزمینی تامین می ‏شود اما روند کنونی مصرف آب در بخش های مختلف از جمله کشاورزی موجد نگرانی های جدی در زمینه دوام کمیت و کیفیت آب قابل دسترس برای تامین نیازهای آینده ای نه چندان دور در این استان است. به منظور دستیابی به رهیافتی برای کاهش مصرف آب در بخش کشاورزی استان و نیز تعیین پتانسیل تولید گندم، جو و کلزا به عنوان مهم ترین محصولات زراعی پاییزه استان در اثر کاهش فصل رشد، مطالعه ای در مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی انجام شد. در سال های انجام مطالعه، آزمایشات تکراردار برای همه محصولات به صورت کرت های یک بار خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار به اجرا درآمد به گونه ای که تاریخ های کاشت به عنوان کرت های اصلی و تنوعی از ارقام این محصولات از طریق کرت های فرعی مورد بررسی قرارگرفتند. نتایج حاکی از آن است که با وجود کوتاه شدن فصل رشد در اثر تاریخ کاشت های پیشنهادی برای این محصولات، پتانسیل تولید دانه قابل قبول است، گرچه از نظر عملکرددانه نسبت به تاریخ کاشت های مطلوب کاهش نشان می دهد. با این وجود به نظر می رسد امکان کاهش فصل رشد گندم، جو و کلزا و حذف آبیاری های پائیزه وجود دارد. در یک نگرش کلی برآیند نتایج سال های انجام آزمایش نشان می دهد که انتخاب مطلوب برای تاریخ کاشت گندم، جو و کلزا با حذف آبیاری های پاییزه در مشهد، کشت انتظار است (اولین زمانی که به علت کاهش دما بذور سبز نشده و سبز آن ها پس از رفع سرمای زمستان صورت گیرد) اما برای محصولات گندم و جو این دامنه می تواند تا اول اسفندماه نیز ادامه یابد، گرچه توصیه همان تاریخ کاشت مطلوب است.
    کلیدواژگان: کاهش فصل رشد، بهره وری آب، گندم، جو، کلزا
  • منابع آب سطحی
  • شیما تاج آبادی، بیژن قهرمان، علی نقی ضیایی صفحات 83-92
    تحلیل مناسب پدیده ها نیازمند اندازه‏ گیری ‏های کافی تمامی پارامترهای موثر با پراکنش مکانی و زمانی مناسب می ‏باشد؛ اما با توجه به دشوار و پرهزینه ‏بودن دست‏یابی به کلیه اطلاعات پارامترهای موثر، ریزمقیاس‏ سازی زمانی و/یا مکانی پارامترها ضروری است. ریزمقیاس‏ سازی، فرآیند تولید داده مورد نیاز از داده موجود و در دسترس می‏ باشد. روش های متفاوتی برای ریزمقیاس سازی داده ها با کاربردهای مختلف توسط پژوهش‏گران پیشنهاد شده است، اما پژوهش‏ های بسیار اندکی به مقایسه روش‏ های مختلف پرداخته است. در این مقاله کارایی سه روش مختلف شامل فرکتال خودمتشابه، فرکتال خودمتشابه قطع ه‏ای و رگرسیون تناوبی مورد مقایسه قرار گرفته است. سری زمانی دمای روزانه ایستگاه سینوپتیک مشهد برای سال ‏های 1992 تا 2009 درنظر گرفته شد. در ابتدا برای دمای روزانه مدل سازی شد و سپس نتایج به مقیاس زمانی سه-ساعتی ریزمقیاس و با داده های اندازه‏ گیری شده مقایسه گردید. نتایج نشان دادند که با توجه به معیارهای ارزیابی ریشه میانگین مربعات خطا و نیز معیار اطلاعاتی آکائیک، فرکتال خودمتشابه با اختلافی ناچیز نسبت به دو روش دیگر ریزمقیاس‏ سازی را با دقت مناسب تری انجام داده است.
    کلیدواژگان: ریزمقیاس نمایی، سری زمانی دما، فرکتال
  • منابع آب زیرزمینی
  • بابک خیاط رستمی صفحات 93-104
    نرم‏افزار منیانتیس مجموعه ای از توابع برای ادغام، ویرایش، تصویرسازی، تحلیل و مدل‏سازی هیدرولوژیکی سری ‏های زمانی را در بردارد. این نرم ‏افزار به منظور ترکیب روش‏ های داده محور و مبتنی بر فیزیک در مدل‏سازی سری‏ های زمانی تراز آب زیرزمینی تدوین گردیده است. در این نرم‏ افزار، سری‏ های زمانی با روش‏ های آرما و پیرفیست مدل‏ سازی می‏ شوند. پیرفیست روش جدیدی برای تحلیل سری ‏های زمانی است که دارای مزایای کاربردی بوده و امکان تفسیر و بکارگیری دانش در مورد رفتار فیزیکی را فراهم می‏ سازد. روش ‏های تحلیلی برای مسائل خاص هیدرولوژیک را در کنار پارامترهای فیزیکی آن‏ها می‏ توان به‏ عنوان تابع جواب استفاده نمود. مدل پیرفیست با تعداد زیاد سری‏ های زمانی تطبیق‏ پذیر است. الگوی مکانی حاصله، اطلاعات مفیدی بدست می‏ دهد که بعد جدیدی به تحلیل سری های زمانی اضافه می‏ کند. نرم ‏افزار Menyanthes امکان تفسیر آن‏ها را با ابزارهای تصویرسازی مکانی و تحلیلی فراهم می ‏آورد. روش پیرفیست، همچنین ادغام سری ‏های زمانی و مدل‏ های مکان محور را فراهم می ‏سازد. روش پیرفیست را می ‏توان خارج از قلمرو علوم زیست محیطی، برای سری‏ های زمانی دیگر نیز بکار برد.
    کلیدواژگان: پیرفیست، تحلیل سری های زمانی، تراز آب زیرزمینی، ارزیابی اثرات، منیانتیس
  • مدیریت منابع آب
  • سید مصطفی طباطبایی، حسین خزیمه نژاد، ابوالفضل اکبرپور صفحات 105-114
    با توجه به وضعیت کنونی منابع آب و افزایش روزافزون تقاضای آب، تامین نیازها در آینده با محدودیت جدی مواجه خواهد بود. عدم تامین نیازها از یک طرف بعضا باعث بروز مشکلات اجتماعی و سیاسی شده و از طرف دیگر بهره برداری بی رویه از منابع آب خسارات جبران ناپذیری به دنبال خواهد داشت. لذا برای برنامه ریزی جهت تامین و توسعه نیازهای فعلی و آینده استفاده از مدل های بهینه سازی یک ابزار کارآمد محسوب می شود. امروزه با توسعه و پیشرفت فناوری اطلاعات، الگوریتم های فراکاوشی مختلفی ابداع شده اند که می توانند در مدیریت و توسعه پایدار منابع آب موثر واقع شوند. مدیریت و توسعه ای که سه هدف اقتصادی و اجتماعی و اکولوژیکی را به طور پایدار تامین سازد. در این مقاله ضمن معرفی و مقایسه جامع ترین الگوریتم های فراکاوشی، به بررسی کارآیی، معایب و مزایای این الگوریتم ها پرداخته شده و در هر بخش مطالعات کاربردی انجام گرفته نیز بیان شده است. نتایج مطالعات نشان می دهد که الگوریتم های فراکاوشی جهت بهره وری بهینه از منابع آب و برنامه ریزی و توسعه آن در آینده، به طور موثری از حل مسائل بهینه سازی چند محدودیتی با فضای بزرگ و پیچیده برمی آیند.
    کلیدواژگان: الگوریتم فراکاوشی، بهینه سازی، توسعه پایدار، جستجوی تصادفی، مدیریت منابع آب
  • سایر مطالب علمی نشریه
  • مهری شاهدی فاطمه طالبی حسین آباد صفحات 117-119
    توسعه بخش ‏های مختلف اقتصادی کشور ما در دهه های اخیر، متکی بر منابع آب غیرتجدیدشونده بوده است. برداشت بی رویه از این منابع منجر به کسری مخازن آب زیرزمینی شده که مشکلات ناشی از این وضعیت، روند توسعه فعلی را با مخاطره جدی مواجه کرده است. در برنامه ریزی های منطقه ای برای توسعه پایدار، کاهش مصرف فعلی آب تا رسیدن به تراز تعادل سطح آب زیرزمینی اجتناب ناپذیر است. همچنین تخصیص آب به بخش های مختلف بایستی براساس میزان آب تجدیدشونده سالانه صورت گیرد. بر این اساس در این نوشتار به ارائه مفاهیم پایه از قبیل تفاوت آب سبز و آبی، منابع آب تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر و همچنین مفاهیم برداشت و مصرف و آب بازگشتی در سیستم منابع آب پرداخته می‏ شود.
    کلیدواژگان: آب سبز و آب آبی، منابع آب تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر، آب قابل تخصیص و آب تخصیص داده شده
  • فراخوان اولویت های پژوهشی سال 1396 و اعلام مشارکت در فعالیت های پژوهشی شرکت آب و فاضلاب مشهد
    صفحه 120
    فراخوان اولویت های پژوهشی شرکت آب و فاضلاب مشهد در سال 1396
    مطابق روال سال های گذشته در شرکت آب و فاضلاب مشهد، اولویت های پژوهشی جهت دریافت پروپوزال بر روی «پورتال تحقیقات» و «سامانه جامع نرم افزاری تحقیقات» این شرکت قرار گرفته است. لذا از کلیه پژوهشگران علاقه مند دعوت می گردد، ضمن مراجعه به پورتال تحقیقات آبفا مشهد و مشاهده لیست عناوین پژوهشی که منتج از نیازسنجی های انجام شده در این سازمان می باشد، حداکثر تا 15 اردیبهشت ماه سال 1396 اقدام نمایند.
    فراخوان اعلام مشارکت در فعالیت های پژوهشی شرکت آب و فاضلاب مشهد
    شرکت آب و فاضلاب مشهد در راستای ایجاد فضای تعامل موثر و کارآمد و انتقال دانش و تجربه بین صنعت و حوزه آکادمیک در نظر دارد، برای برخی از فعالیت های مرتبط بخش تحقیق و توسعه مانند داوری پروپوزال های پژوهشی، عضویت در کمیته های پژوهشی، نظارت فنی طرح های پژوهشی، مشاور اجرای دستاوردهای پژوهشی و سایر فعالیت ها، از ظرفیت متخصصین، نخبگان و خبرگان دانشگاهی و حوزه های دانش و فناوری استفاده نماید. لذا از واجدین شرایط در حوزه آب و فاضلاب و موضوعات وابسته جهت همکاری در زمینه های مذکور دعوت به مشارکت می گردد. علاقه مندان می توانند آمادگی خود را از طریق ارسال درخواست به ایمیل R&D@abfamashhad.net و ثبت نام (و بارگذاری رزومه علمی) در سامانه جامع نرم افزاری تحقیقات (سامانه محقق) به نشانی http://research.abfamashhad.net به این شرکت اعلام نمایند که نتایج بررسی ها متعاقبا به اطلاع ایشان رسانیده خواهد شد.
    کلیدواژگان: فراخوان اولویت های پژوهشی، فراخوان اعلام مشارکت در فعالیت های پژوهشی، شرکت آب و فاضلاب مشهد
|
  • Elham Movahed, Zahra Abedi Pages 1-8
    The present study aimed at investigating and estimating the amount of damage caused by waste water pollution of water desalinators in the South Pars special zone. The main reasons for conducting this study were to investigate the creation of environmental pollutants as a result of the development and expansion of different industries in the South Pars zone, as well as the ecological sensitivity of this zone. In recent years, the use of reverse osmosis water filteration system (RO) has increased, this is due to the lack of water supplies in some regions of the country and the industrial consumption. This study aimed to investigate, estimate, and analyze the amount of environmental damage caused by the Noor Vijeh water desalinator in the South Pars special zone, as well as determining effective variables on the usage of water desalinators in creating polluting of water ecosystem. Additionally, the damage caused by waste water pollutants of the aforementioned desalinator was estimated through damage assessment and estimation of external costs. To this end, samples of waste water from the Noor Vijeh water desalinator were collected in two seasons. Various physical and chemical parameters of the water (such as PH, TDS, Sulfate, Sodium, Calcium, Iron, Mercury, and Manganese) were tested. The results and their comparison with the National Standards indices, required for discharging into the Persian Gulf (Institute of Standards & Industrial Research of Iran) indicated that the density of TDS, Sulfate, Sodium parameters in both seasons were above the standard limits.
    Keywords: Noor Vijeh water desalinator, Waste Water Descharge, Waste Water Pollution, Environmental damages
  • Reza Lalehzari Pages 9-18
    The price of water in agriculture plays an important role in the water allocation management. Therefore, the optimum strategies of cropping pattern could be designed when water price analysis are considered in a predetermined economic framework. In the present study, a programming model was developed using the genetic algorithm for optimal water allocation in the eastern north of Khuzestan province that is suffering from water deficit. Maximization of benefit per cost ratio was defined as the objective function by a linear equation and the feasible domain of the problem was limited to water resources, cultivated lands, irrigation systems, and economic parameter constraints. In the developed optimization scheduling, there is the set of solutions with the great potential to maximize the net income of cropping pattern in the water shortage condition. Three scenarios of water price including 0, 200, and 500 Rials/m3 have been considered to compare the allocated water, water use efficiency, and net benefit per drop indices for each crop. The results show that by imposing deficit irrigation and an increase in costs, the volume of allocated water together with the efficiency of water usage for tomatoes is increased by 7% and 0.07 Kg/m3, respectively. Furthermore, the same conditions lead to an increase in the cultivated area of wheat and maize. Analysis of evaluation indices indicated that by increasing the price of water, the model decreased the allocated water in vegetables and increased the water usage efficiency and benefit per cost ratio in beans.
    Keywords: Net benefit, Optimization, Genetic algorithm, Water shortage
  • Mahmud Khoramivafa, Mahdi Nouri, Farzad Mondani, Hadi Veisi Pages 19-26
    The study of virtual water and water productivity in agricultural crops requires the establishment of relations where represent the actual amount of water in order to produce the respective crop. This feature presents a new approach in studies regarding agricultural ecology. This survey evaluates the virtual water, water productivity and ecological water footprint of wheat and corn fields in the Kouzaran region which is located in the center of Kermanshah province in the period of 2013 to 2014. Results showed that the amount of virtual water in wheat systems in the region with irrigation efficiency equal to 100, 40 and 32 percent were 2202, 3523 and 3699 m3/ton, respectively. For the aforementioned efficiencies, these numbers for corn were 2417, 3867 and 4060 ton/m3, respectively. The amount of water productivity for wheat systems were 0.454, 0.283 and 0.27 whilst for corn systems were 0.413 and 0.258 and 0.246 ton/m3. The ecological water footprint for irrigated wheat systems with 4851 hectares of cultivated land was 18251150 m3/year and for corn systems with 2523 hectares of cultivated land was 10550601 m3/year. According to the findings of the current study, is suggested that considering the severe water shortages in the region, cultivation of high-consuming crops such as corn must be stopped and alternative plants like saffron must be replaced in the Kouzaran's farmers’ agricultural planning. Improving productivity and efficiency of irrigation as well as decreasing irrigated wheat cultivation must be considered as main priorities in the region, simultaneously much more investments should be allocated to rain-fed wheat cultivation and supplementary irrigation in order to overcome current problems..
    Keywords: Virtual water, productivity, Ecological footprint, Kermanshah
  • Narges Khajeh Roshanaee, Seid Mohamadreza Navali Hosaini Pages 27-34
    Considering that the sewage collection network project started in Mashhad a couple of years ago, due to its prolongation the public opinion is negative and dissatisfied. Thus, it was vital that the citizens of Mashhad get acquainted with the construction process and its difficulties, as well as being informed of the privileges of having a comprehensive network which will result in discontents reduction and further collaboration of citizens for the rest of the project. In this respect, the main target of the current study is to identify the examples of successful public awareness cases and defining methods to increase public awareness regarding the benefits of a sewage collection network. Categorizing the methods in this study is based on professional criterion aiming to improve the defined methods. In the current study, three stages were considered which define the awareness improvement. Stage one was to use existing literature such as books, articles, etc. to familiarize the researcher with common awareness methods across the world. In this stage, initially 19 methods were raised which during the meetings with the Mashhad ABFA public relations experts were reduced to 9 methods. Stage two was to interview the Mashhad ABFA experts in construction and operation departments and filling questionnaires in order to define the public awareness contents. The results of these interviews categorized the public awareness contents into three categories of: reportorial contents, awareness contents to reduce construction and operation difficulties, and Contents regarding the benefits of sewage collection network and the disadvantages when it is lacking. Stage three was to interview the Mashhad ABFA experts to prioritize the 9 methods of public awareness. The aforementioned methods were prioritized, using the analytic hierarchy process (AHP) method, and the Expert Choice software using four criterion (cost, effectiveness, impact time, easiness). The results showed that face-to-face methods, especially question-answer, must be put in higher priorities. Visits by students of the equipment and treatment facilities were the number one priority. Training a group of society such as intellectual leaders, in order to inform other people, were considered as the second priority. Finally, suggestions were made to make this study practical.
    Keywords: Sewer network, improvement of public awareness, awareness Themes, Prioritization Methods
  • Ahmadreza Pirali Zefrehei, Eisa Ebrahimi Pages 35-42
    Evaluating the quality and quantity of water resources is crucial for a sustainable development. One of the simplest methods that is able to indicate the conditions of water quality in a short period and at a low cost, compared with the physicochemical methods, is by using the biological water quality indices. Identifying the contamination of water resources using biomarkers, especially indices based on macroinvertebrates provides the necessary information for the assessment of the aquatic ecosystems. In this study, five conventional biological indices (BMWP, HFBI, ASPT, EPT and Shannon-Wiener) in the river water quality assessment are discussed. According to the conducted survey, the HFBI and ASPT indices, which are able to score the water quality based on the strength of benthos in addition to considering the quantitative data population, have better ability to assess the quality of rivers.
    Keywords: Water quality, Macroinvertebrates, Biological indices
  • Mahdi Kamali, Majid Pirooz, Majid Ghobadian, Hamid Reza Tashauoei Pages 43-54
    Mechanical, hydraulic, and chemical washing methods are the most common methods for sewer line cleaning. Each of these methods includes several sub methods. Rodding and bucket machine are the two most important of mechanical cleaning methods, whereas high-speed and flushing are the most important hydraulic cleaning methods. Acids, alkalis, surfactants, and enzymes are widely used materials in sewer line chemical cleaning. When choosing the appropriate cleaning procedure, the network conditions must be considered. Studies indicate that, in general, the hydraulic method is the best cleaning method among the reviewed procedures. Studies have shown that more than 90% of cities in the USA use hydraulic method to clean their sewer systems. Whilst mechanical and chemical methods are employed 50% and 3%, respectively. In Iran, there is no information about the comparison of sewer system cleaning methods, and it can only be said that due to the limitation of equipment, high-velocity cleaning using a water-jet machine, conventional, and empirical methods are used more. The hydraulic cleaning method in spite of its low cost has a high efficiency and uses minimum manpower.
    Keywords: Sewer line blockage, Mechanical cleaning, Hydraulic cleaning, chemical cleaning
  • Ali Dehnavi, Naser Adelpour, Saied Mohammad Saeid Mosavi Sodagar Pages 55-62
    This study investigates the amount of suspended solid particles in three drinking water wells, conducted several times per day in the city of Mashhad. The results have also been used for the review and optimization of tested hydro-cyclones. For this purpose, 18 different hydro-cyclones, based on the experimental design process of the Taguchi method, were designed and the affecting factors were investigated. These factors include inlet diameter, overflow diameter, apex diameter, body diameter of the hydro-cyclone, the cylindrical height, and the total height of the hydro-cyclone. For the optimization process, the maximum concentration observed within all samples from the Mashhad wells, equating to 100 mg per liter was used. The results of the laboratory study, for two repeats, showed that in optimum conditions, the mass removal efficiency of the suspended solids was up to 97.2 ± 1.1 percent. In these circumstances, the ratio of inlet and overflow diameter size to the hydro-cyclone diameter size was similar and equivalent to 0.225, and the apex diameter size ratio to the hydro-cyclone diameter size was 0.15. Also, the ratio of cylindrical and overflow height to the total height of the hydro-cyclone were 0.12 and 0.08 respectively.
    Keywords: Hydro-cyclone, sand in water well, sand separation from water, Taguchi method
  • Ehsan Azimi Ghalibaf, Saeedreza Khodashenas, Elham Ghorbani Pages 63-72
    Millions of dollars are being spent worldwide on the repair and maintenance of sewer networks and wastewater treatment plants every year. The production and emission of hydrogen Sulfide has been identified as a major cause of corrosion and odor problems in sewer networks. Prediction of hydrogen sulfide production in the sewer system helps the engineers and manager to obtain a proper strategy for their optimal management and for an analysis of reassurance. The purpose of this study is to review the selected models of predicting sulfide generation in sewerage that in this study the Equations of predicting sulfide generation are discussed. The status of any operational sewerage can be assessed, and the critical points can be recognized by using such equations. The results of this research show that sulfide buildup in sewerage is a function of hydraulic characteristics and qualitative. In most of the proposed models in this study the density of organic materials (BOD & COD) was considered as the main parameter in determining the amount of hydrogen sulfide creation in sewerage. It is notable that ORP and pH can also be used as an index in assessing sulfide creation in sewerage systems. Real time Decision-making is of great importance in the operationalization and management of the sewerage systems; therefore, the COD-based and BOD- based models are mostly suitable for technical studies and ORP-based models are of prime importance for operationalization. Finally, a study conducted in west of Mashhad on the accurate models show that Boon, Nielsen and Hvitved models provide a better prediction as compared with other models that used in this paper.
    Keywords: hydrogen sulfide, corrosion, sewerage, prediction models Sulfide
  • Alireza Khodashenas Pages 73-82
    Currently, a considerable amount of water usage in various sectors of the Khorasan Razavi province: agriculture and industry etc., is supplied through the restricted underground water resources. However, the current trend of water usage in the various sectors, including agriculture, is a cause for serious concerns regarding the durability of quantity and quality of available water to meet future. To achieve an approach for reducing water consumption in the agricultural sector of the province, and to determine the effects of changing the planting date on production potential of wheat, barley, and rapeseed, as the most important autumn crop in province, a study was carried out in the agriculture and natural resources research and education center of Khorasan Razavi. During the years that this study targets, replicated trials for all crops were carried out as split plots in a randomized complete block design with three replications, So that planting dates as main plots and a diversity of varieties of these crops were studied through subplots. Results indicate that grain yield potential is considerable, with respect to the shortening of growth season for the aforementioned grains. However, compared to favorable grain yields a reduction in crop output was identified. However, it seems that a reduction in the growth season of wheat, barley, and rapeseed along with elimination of autumn irrigations is possible. In general, the outcome of the trial years results show that the optimal choice for the planting date of wheat, barley, and rapeseed, by eliminating irrigation in Mashhad, is the Pending Culture (i.e., when a decrease in temperature stops the seeds from germinating and the seeds sprout after the passage of the winter cold). But for wheat and barley this period may continue until 20th of February, although the optimum planting date is still recommended.
    Keywords: growth season reduction, water productivity, wheat, barley, rapeseed
  • Shima Tajabadi, Bijan Ghahreman, Alinaghi Ziaei Pages 83-92
    Sufficient measurements of effective parameters with suitable temporal and spatial distributions for all phenomena are needed. However, providing the data and informations are difficult and costly. So, temporal and/or spatial downscaling is of prime importance. By downscaling, one can generate data from available ones. There are diffent downscaling methods in literature but they are not compared with each other yet. In this research, the performance of three different downscaling methods of self similar fractal, piecewise self similar fractal, and periodic regression are compared. Three-hour temperature data of Mashhad synoptic station were considered for 1992-2009 period. Modeling was done for daily data and was downscaled to three-hour perid, the results were compared with measured data. Similar fractal method was superior over the other two methods, based on two criteria of Root Mean Square Error, and Akaike Information Criteria.
    Keywords: Downscaling, Fractal, Temporal Time Series
  • Babak Khaiatrostami Pages 93-104
    The program Menyanthes combines a variety of functions for managing, editing, visualizing, analyzing, and modeling hydrogeologic time series. The primary aim of the software is the integration of data-driven and physics-based methods for modeling time series of groundwater heads. Within Menyanthes, time series can be modeled using both the ARMA and PIRFICT methods. The PIRFICT method is a new method of time series analysis that has practical advantages as well as facilitating the physical interpretation and implementation of knowledge on the physical behavior. The analytical solutions for specific hydrogeologic problems may be used as the response function, along with their physics-based parameters. The PIRFICT model may be fitted with a large number of time series in batch. Spatial patterns that emerge from the results provide useful information which adds a new dimension to the time series analysis. The Menyathes software provides spatial visualization and analysis tools for their interpretation. The PIRFICT method also facilitates the integration of time series and spatially-distributed models. The PIRFICT method may prove to be of use for other types of time series as well, both within and outside the realm of environmental sciences.
    Keywords: PIRFICT, Time series analysis, Groundwater head, Impact assessment, Menyanthes
  • Seyed Mostafa Tabatabaei, Hossein Khozeymehnezhad, Abolfazl Akbarpour Pages 105-114
    According to the current state of water resources and the increasing demand for water, the supply of future needs will be faced with serious constraints. On the one hand, the failure to supply sometimes causes social and political problems. On the other hand, improper exploitation of water resources will lead to irreparable damages. Therefore, the use of optimization models for the planning of current and future supply needs is an efficient tool. Today, with the development of information technology, several heuristic algorithms have been developed which are able to be effective in the management and sustainable development of water resources. A management and development which can achieve the three goals of economic, social, and ecological sustainability. This study compares the most complete heuristic algorithms, where the performance, advantages, and disadvantages of these algorithms are evaluated and discussed. To this end, applied studies have been reported in each section. The results of this study show that heuristic algorithms are capable of effectively solving complex multi-restriction optimization problems for the optimal water resources planning and development in the future.
    Keywords: Heuristic algorithms, Optimization, Sustainable development, Random search, Water resources management
  • Mehri Shahedi, Fatemeh Talebi Pages 117-119
    Green water and blue water; Renewable and nonrenewable water resources; Water allocation and water allocation
    Keywords: Green water, Blue water, Renewable, Nonrenewable water resources, Allocable water, water