فهرست مطالب

علوم و مهندسی آبیاری - سال چهلم شماره 2 (تابستان 1396)
  • سال چهلم شماره 2 (تابستان 1396)
  • تاریخ انتشار: 1396/06/26
  • تعداد عناوین: 20
|
  • مقاله پژوهشی
  • فاطمه جراح زاده، سیدمحمود کاشفی پور، محمود شفاعی بجستان صفحات 1-14
    در تحقیق حاضر ابعاد هندسی چاله آبشستگی در سه نوع آبشکن نفوذپذیر، نفوذناپذیر و باندال لایککه ترکیبی از آبشکن نفوذپذیر و نفوذناپذیر می باشد در شرایط مستغرق مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش ها در یک فلوم مستقیم، در سه زاویه مختلف 60، 90 و 120 درجه، و تحت شرایط جریان ثابت (عدد فرود برابر 24/0) انجام شد. در کلیه آزمایش ها ارتفاع سازه و عمق آب به ترتیب 12 و 16 سانتی متر بود. نتایج آزمایش ها به صورت توپوگرافی بستر، عمق، کشیدگی و عرض چاله آبشستگی نشان داده شد. بررسی نتایج نشان داد که میزان حداکثر عمق آبشستگی نسبی در آبشکن نفوذناپذیر در زاویه 90 درجه و در آبشکن باندال لایک و نفوذپذیر در زاویه 120 درجه اتفاق می افتد، هم چنین قسمت نفوذپذیر باندال لایک تاثیر زیادی در کاهش حداکثر عمق آبشستگی نسبی و عرض نسبی چاله آبشستگی دارد. در هر سه نوع آبشکن حداکثر عرض نسبی در زاویه 60 درجه و کمترین عرض نسبی در زاویه 90 درجه اتفاق می افتد، بیشترین کشیدگی چاله آبشستگی در آبشکن نفوذناپذیر در زاویه 90 درجه و در آبشکن باندال لایک و نفوذپذیر در زاویه 60 درجه اتفاق می افتد و قسمت نفوذناپذیر باندال لایک اثر قابل توجهی در افزایش کشیدگی نسبی چاله آبشستگی دارد.
    کلیدواژگان: آبشکن باندال لایک، آبشکن نفوذپذیر، آبشکن نفوذناپذیر، زاویه قرارگیری سازه، چاله آبشستگی، شرایط مستغرق
  • مریم خواجه گودری، محمود شفاعی بجستان صفحات 15-25
    حوضچه ی آرامش یکی از انواع سازه های مستهلک کننده انرژی در سیستم های انتقال آب است که ابعاد آن به مشخصات پرش بستگی دارد. در تحقیق حاضراز المان های شش پایه در نفوذپذیری های مختلف در بستر حوضچه استفاده و تغییرات تنش برشی بستر، عمق مزدوج و طول پرش بررسی شده است. آزمایش ها در فلومی به طول5/7 متر و عرض 3/0 متر انجام گردید و المان های شش پایه روی کف فلوم با سه درصد تراکم 36، 63 و 100 درصد به نحوی چیده شدند که سطح فوقانی آن ها در زیر جت ورودی آب قرار بگیرد و مشخصات پرش هیدرولیکی نوع A و پروفیل سطح آب در محدوده ی اعداد فرود 3/5 تا 1/8 برداشت شود. نتایج نشان داد که بیشترین کاهش عمق مزدوج و طول پرش در شرایطی می باشدکه تراکم المان ها 36 درصد است. در این مطالعه روابطی برای تعیین اعماق مزدوج و ضریب نیروی برشی بستر بر اساس عدد فرود برای المان های شش پایه ارائه گردید.
    کلیدواژگان: استهلاک انرژی، حوضچه آرامش، پرش هیدرولیکی
  • رضا زمانی، علی محمد آخوند علی، حیدر زارعی صفحات 27-37
    از آنجایی که برداشت آب از چاه های مشاهده ای موجود در دشت ها به صورت نقطه ای انجام می گیرد، لذا ضرورت دارد به منظور محاسبه مقدار متوسط سطح آب زیرزمینی در دشت ها و تخمین سطح آب، اطلاعات حاصل از برداشت نقطه ای به کل سطح تعمیم داده شود. هدف از انجام این پژوهش بررسی کاربرد روش ترکیبی زمین آمار و شبکه عصبی مصنوعی بهینه شده با الگوریتم ژنتیک در تخمین سطح آب زیرزمینی در دشت های دزفول و زیدون واقع در استان خوزستان می باشد. نتایج حاصل از کاربرد روش های کوکریجینگ، کریجینگ و روش عکس فاصله نشان داد که در دشت دزفول روش کوکریجینگ با مدل نیم تغیرنما و نیم تغییرنمای متقابل گوسین، و در دشت زیدون روش کریجینگ با نیم تغیرنمای گوسین بهترین روش زمین آماری برای تخمین سطح ایستابی و ترکیب با شبکه های عصبی می باشد. همچنین نتایج حاصل از ترکیب این دو مدل در هر دو دشت، نشان داد که مدل ترکیبی بهینه شده با الگوریتم ژنتیک دارای معیارهای ارزیابی مناسب تری در تخمین سطح ایستابی نسبت به کاربرد روش های زمین آماری به تنهایی می باشد. به طوری که کاربرد این روش ترکیبی بهینه شده در دشت زیدون که دارای تعداد چاه های مشاهده ای کمتری می باشد، موثر تر از دشت دزفول بوده است.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، الگوریتم ژنتیک، زمین آمار، شبکه عصبی مصنوعی
  • ساره تنگسیر، عبدعلی ناصری، هادی معاضد، سید ابراهیم هاشمی گرم دره، سعید برومند نسب صفحات 39-57
    یکی از اجزای پایدار نیتروژن، در طبیعت نیترات می باشد. ترکیبات نیترات بسیار حلال بوده و به راحتی می توانند وارد آب های سطحی و زیرزمینی شده و باعث آلوده شدن آن ها گردند. دنیتریفیکاسیون یکی از راه های حذف دائمی نیترات از اکوسیستم های آبی و زمینی می باشد. در این تحقیق پدیده دنیتریفیکاسیون و روند تغییر نرخ حذف نیترات با زمان، در یک مطالعه آزمایشگاهی ستونی بر روی دو نوع بستر متفاوت، نوع اول، فاقد باگاس نیشکر و نوع دوم، حاوی 30 درصد حجمی باگاس نیشکر و 70 درصد خاک، تحت شرایط کاملا اشباع (بی هوازی)، بررسی و مطالعه شد. غلظت نیترات ورودی به بسترهای مورد مطالعه، به طور متوسط 45 میلی گرم در لیتر در نظر گرفته شد. با نمونه برداری از محلول ورودی و خروجی از فیلترهای طراحی شده، تغییرات حذف نیترات طی یک دوره سه ماهه مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. بیشترین درصد حذف نیترات در بسترهای حاوی باگاس (94 درصد) در اواخر دوره و در بسترهای فاقد باگاس (89 درصد)، در اوایل دوره مشاهده شد. نتایج نشان دادند که باگاس نیشکر می تواند به عنوان یک منبع کربنی بسیار مفید و کارآمد در طراحی فیلترهای کربنی و دیواره های دنیتریفیکاسیون کربنی برای حذف مطلوب نیترات از محلول های ورودی استفاده شود. به طور کلی، نتایج این تحقیق، فرآیند دنیتریفیکاسیون را به عنوان یکی از مکانسیم های اصلی حذف بیولوژیکی نیترات از محیط های بی هوازی پیشنهاد می دهد.
    کلیدواژگان: باگاس نیشکر، بستر دنیتریفیکاسیون، زمان نگهداشت هیدرولیکی واقعی، نیترات
  • مجید شیداییان، میرخالق ضیاءتبار احمدی، رامین فضل اولی صفحات 59-73
    در این پژوهش کوچک مقیاس سازی دما در دشت تجن واقع در استان مازندران انجام گرفت. نتایج مدل های گردش عمومی جو با مدل اقلیمیHadCM3تحت سناریوی A2به دست آمد. از آنجایی که خروجی مدل های گردش عمومی جو دارای وضوح مکانی پایینی است می بایست در سطح منطقه یا حوزه کوچک مقیاس شوند که این کار به روش آماری انجام شد. روش های آماری مورد استفاده شامل مدل کوچک مقیاس سازی SDSM5.5.1 و مدل شبکه عصبی مصنوعی است. در این پژوهش، با استفاده از اطلاعات میانگین دمای روزانه ایستگاه کردخیل در طول دوره آماری 30 ساله (2001-1971) و متغیر های بزرگ مقیاس NCEP، به عنوان ورودی های شبکه عصبی و مدل SDSM، شبیه سازی و کوچک مقیاس سازی دمای بیشینه و کمینه در دوره گذشته به منظور تعیین خطای مدل ها صورت گرفت. بدین منظور از امکانات و توابع موجود در محیط برنامه نویسی متلب، بهره گرفته شد. سپس برای ارزیابی عملکرد مدل ها، از معیار های آماری از جمله ضریب همبستگی،ضریب تبیین و جذر میانگین مربعات خطا بین مقادیر مشاهداتی و پیش بینی شده ی دما استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان دهنده کارآیی مناسب مدل SDSMبرای کوچک مقیاس سازی دما نسبت به مدل شبکه عصبی مصنوعی است. به طوری که درصد خطای مدل SDSMکمتر از شبکه عصبی و ضریب همبستگی آن بیشتر است.همچنین بهترین ساختار شبکه عصبی برای شبیه سازی دمای بیشینه مدل پرسپترون چهار لایه پنهان با معماری 6-6-5-5 و برای متغیر دمای کمینه مدل پرسپترون سه لایه پنهان با معماری 1-3-5 می باشد.
    کلیدواژگان: استان مازندران، مدل HadCM3، محیط متلب، مدل گردش عمومی جو
  • حسین رحمتی، حسین انصاری، علی نقی ضیایی، حسین زینی وند صفحات 75-87
    مطالعات انجام گرفته در زمینه شبیه سازی بارش - رواناب نشان می دهد بیشتر تحقیقات در مناطق مرطوب انجام شده است. این در حالی است که در مناطق خشک و نیمه خشک مطالعات کم تری صورت گرفته است. به همین منظور، در این پژوهش از مدل توزیعی مکانی WetSpaبا قابلیت اتصال به سیستم اطلاعات جغرافیایی برای شبیه سازی فرآیند بارش - رواناب حوضه بار اریه واقع در منطقه ای نیمه خشک و مساحتی معادل 112 کیلومتر مربع و متوسط بارش سالانه 307 میلی متر استفاده شد. از دوره آماری سال های 1382 تا 1387 به منظور مدل سازی استفاده گردید. نتایج نشان داد شبیه سازی مدل WetSpa با استناد به مقدار ضریب ناش – ساتکلیف 69/0 در دوره ارزیابی از دقت خوبی برخوردار است. ضریب رواناب حاصل از مقادیر مشاهده ای و شبیه سازی شده بارش – رواناب دوره ارزیابی به ترتیب برابر با 59/0 و 57/0 می باشد که بیانگر کارایی مدل در تخمین رواناب حاصل از بارش در حوضه مورد مطالعه می باشد.
    کلیدواژگان: حوضه بار اریه، ضریب رواناب پتانسیل، مدل سازی بارش، رواناب، مدل WetSpa
  • مسعود غریب دوست، محمدعلی قربانی، عطیه حسینی زاده صفحات 89-101
    امروزه تاثیر پدیده گرمایش جهانی و تغییر اقلیم به خاطر افزایش گازهای گلخانه ای در اتمسفر بر بسیاری از سیستم های طبیعی به اثبات رسیده است. تمامی مدل های گردش عمومی آتمسفر (GCM) آینده گرم تری را برای کره ی زمین پیش بینی می کنند. وقوع چنین شرایطی می تواند فرآیندهای هیدرولوژیک نظیر بارش و جریان رودخانه ها را که یکی از اصلی ترین منابع تامین کننده آب حوضه ها می باشد تحت تاثیر قرار دهد. به دلیلتفکیک فضاییکمیاسادهسازیبرخیپدیده هایخرد مقیاسدر مدل هایگردش عمومیجو،این مدل هانمی توانند تقریبدرستی از شرایطآبوهواییمناطق کوچک ارائه دهند،لذا بایستیخروجی آن هاتاحدایستگاههواشناسیریزمقیاس گردد. دراین تحقیقداده هایمدل گردش عمومی جو HadCM3با به کارگیری مدل LARS-WGطبق دو سناریوی A2و A1B، ریزمقیاس شده و پارامترهای روزانه بارش، دمای حداقل و دمای حداکثر حوضه آبریز صوفی چای برای سه دوره 2030-2011، 2065-2046 و 2099- 2080 تولید گردید. برای ارزیابی تاثیر تغییر اقلیم بر رواناب حوضه، از مدل های هوشمند شبکه عصبی مصنوعی و برنامه ریزی ژنتیک استفاده شده است. نتایج حاکی از افزایش مقطعی بارش در دوره 2030-2011 و کاهش آن در آینده های دورتر نسبت به اقلیم کنونی، افزایش تدریجی دمای حداقل و دمای حداکثر در هر سه دوره و کاهش میزان رواناب در آینده نسبت به حال حاضر می باشد.
    کلیدواژگان: بارش، رواناب، حوضه صوفی چای، ریزمقیاس نمایی، مدل LARS، WG، مدل های هوشمند
  • پریسا صلواتی، احمد فاخری فرد، اسماعیل اسدی، سهیل اسدی صفحات 103-117
    روش های استحصال آب باران از جمله روش های مدیریتی به منظور مقابله و سازگاری با شرایط کم آبی است. مبنای این روش ها، اختصاص سطوحی از زمین به منظور جمع آوری نزولات، ذخیره سازی و استفاده مجدد از آن ها برای اهداف طراحی در زمان مورد نیاز می باشد. ضرورت اصلی از اجرای این طرح، این است که در هر بارش نسبتا شدیدی، شاهد هستیم که گرفتگی معابر و اختلال در خدمات شهری و خسارت به خانه ها اتفاق می افتد که لازم است کلان شهری مثل تبریزبه سیستمی مجهز باشد که خسارت های ناشی از هرگونه سیلاب را به حداقل برساند و همچنین بتواند از این آب های جاری، حداکثر بهره را ببرد. در پژوهش حاضر، به منظور افزایش دقت در استفاده از روش های برآورد رواناب، ارتباط با رودخانه میانی شهر و کاهش هزینه های انتقال، منطقه مورد مطالعه به چهار زیر حوضه تقسیم گردید. رواناب حاصل از سطوح، با روش سازمان حفاظت خاک آمریکا[1]محاسبه گردید. حجم مخازن طراحی با روش تحلیل فراوانی به ازای فصول مختلف و با دوره بازگشت های مختلف تعیین گردید. مقایسه نیاز آبی ماهانه فضای سبز شهر تبریز با بارش، نشان می داد که مخازن طراحی شده قادرندحدود 48 درصد از نیاز فضای سبز را تامین کنند و باقی این نیاز می تواند از طریق آب های زیر زمینی و آب های ورودی به شهر تامین شود.
    [1]- SCS (soil conservation service)
    کلیدواژگان: استحصال آب باران، تحلیل فراوانی، رواناب شهری، مخازن جمع آوری
  • حمزه علی علیزاده، فریبرز عباسی صفحات 119-134
    آب و کود مهمترین نهاده های تولید محصولات کشاورزی می باشند. مدل های شبیه سازی که اثر این نهاده ها را بر عملکرد محصول به صورت کمی ارائه می نمایند، ابزاری ارزشمند برای بهبود مدیریت آب و کود در سطح مزرعه و بهینه سازی کارایی مصرف آب می باشند. مدل آکواکراپ که اخیرا توسط فائو توسعه داده شده است، عملکرد محصول را بر اساس کمیت و کیفیت آب آبیاری و همچنین کود مصرفی شبیه سازی می کند. در این تحقیق به منظور ارزیابی کارایی مدل آکوکراپ از داده های ذرت دانه ای یک پروژه تحقیقاتی در مقیاس بزرگ طی دو سال زراعی 1387 و 1389 در منطقه کرج استفاده شده است. آزمایش های مزرعه ای در چهار سطح آبیاری: 60، 80، 100و 120 درصد نیاز آبی و چهار سطح کودی 100، 80، 60 و 0 درصد توصیه کودی در چهار تکرار اجرا گردید. تحلیل حساسیت مدل نشان داد که مدل نسبت رطوبت اولیه خاک، زمان شروع پیری، ضریب گیاهی مربوط به تعرق، بهره وری آب نرمال شد، شاخص برداشت حساس تر از سایر پارامترها است. نتایج نشان داد در هر دو سال زراعی (واسنجی و صحت سنجی) مدل قادر است عملکرد دانه را در شرایط تنش همزمان آبی و کود ازته به خوبی شبیه سازی نماید. حداکثر خطای نرمال شده، ریشه دوم میانگین مربعات خطای نرمال شده و ضریب تعیین در سال صحت سنجی مدل به ترتیب 77/24، 37/9 و 92/0 درصد محاسبه شد. مدل آکوکراپ عملکرد دانه و تبخیر و تعرق گیاهی را در سطوح آبیاری کامل (حداکثر خطای نرمال شده، ضریب تعیین و ریشه دوم میانگین مربعات خطای نرمال شده به ترتیب 92/9، 97/0 و 21/6) و سطوح کودی کامل (حداکثر خطا، ضریب تعیین و ریشه دوم میانگین مربعات خطا به ترتیب 9/15، 90/0 و 2/11 درصد) به خوبی شبیه سازی نمود. لیکن در تنش های آبی و کودی شدید مدل نتایج رضایت بخشی ارائه نمی نماید. بیشترین انحراف از داده های مشاهده ای در تیمارهای کم آبی شدید (حداکثر خطا، ضریب تعیین و ریشه دوم میانگین مربعات خطا به ترتیب 77/24، 66/0 و 61/16 درصد) اتفاق افتاد.
    کلیدواژگان: کم آبیاری، تنش آبی، تنش کودی، ذرت دانه ای
  • مینا نصیری، سید حسن طباطبایی، مهدی قبادی نیا، علیرضا حسین پور صفحات 135-145
    امروزه به دلیل خشکسالی و کمبود آب، استفاده از آب های با کیفیت پایین به ویژه فاضلاب که زمانی یک منبع آلودگی تلقی می گردید به عنوان منبعی سرشار از عناصر غذایی برای آبیاری گیاهان مورد توجه قرار گرفته است. پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر کیفیت متفاوت آب آبیاری (پساب گاوداری و آب چاه) با روش آبیاری سطحی بر عملکرد ذرت علوفه ای رقم سینگل کراس 704 درتیرماه سال 1392 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد انجام شد. تیمارهای تحقیق شامل چهار نوع فاضلاب بود که از چهار بخش گاوداری صنعتی سامان تهیه گردید و با درصد معین آب چاه مخلوط شد. شاخص های رشد و عملکرد نظیر ارتفاع بوته، قطر ساقه، وزن تر و وزن خشک اندام هوایی و درصد ماده ی خشک اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که تیمار DEshir به ترتیب شاخص های ذکر شده 63/148، 29/2، 01/308، 14/80 و 05/28 بیشترین میانگین و تیمار DEsep به ترتیب 75/74، 63/1،1/117، 50/17 و 84/10 کمترین میانگین را داشته است. نتایج این پژوهش حاکی از تاثیر انکارپذیر کاربرد پساب گاوداری بر عملکرد گیاه می باشد و موید این نکته است که پساب گاوداری می تواند جایگزین مناسبی برای مواد مغذی کودهای شیمیایی باشد. در این تحقیق تیمار شاهد که فقط با استفاده از آب چاه آبیاری شده بود، به دلیل عدم تامین مواد غذایی لازم از نظر عملکرد در سطح آماری پایینی نسبت به تیمارهای پساب گاوداری قرار داشت. به نظر می رسد که عناصر غذایی پرمصرف و کم مصرف موجود در پساب گاوداری و به خصوص نیتروژن نیتراتی موجب افزایش رشد طولی و قطری ساقه شده و در نتیجه میزان وزن تر و خشک اندام هوایی با مصرف فاضلاب گاوداری افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: پساب گاوداری، عملکرد، درصد ماده ی خشک
  • فاطمه زندی دره غریبی، زهره خورسندی کوهانستانی، ملیحه مزین، نسیم آرمان صفحات 147-158
    مدل سازی فرایند بارش-رواناب از اهمیت به سزایی برخوردار می باشد. نتایج مدل های بارش-رواناب به طور مستقیم در مسائلی از قبیل مدیریت منابع آب، کنترل سیلاب و طراحی سازه های هیدرولیکی مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به تنوع مدل هایبارش رواناب دردسترس، انتخاب یک مدل مناسب برای حوضه از جهت بهره وری و مدیریت منابع آب مهم می باشد.در این پژوهش کارایی دو مدل بارش–رواناب IHACRES و GR2Mدر شبیه سازی جریان ماهانه حوضه دره تخت در بازه زمانی 92-1379 مورد ارزیابی قرار گرفت. مدل ها در حوضه مورد مطالعه، واسنجی و اعتبار سنجی گردیدند. میزان خطای بین مقادیر جریان مشاهده ای و شبیه سازی شده بر اساس معیارهای نش، مجذور میانگین مربعات خطا و خطای کل در حجم جریان برآورد گردید. شبیه سازی ها حاکی از عملکرد رضایت بخش دو مدل در شبیه سازی جریان است. همچنین نتایج نشان داد که مدل IHACRES با ضریب نش 7/0 و معیار خطای 56/ نسبت به مدل GR2M از عمکرد بهتری بر خوردار بود.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، مدل هیدرولوژیکی، GR2M، IHACRES، حوضه دره تخت
  • محمد رشیدی، محبوبه حاجی بیگلو، محبوبه سربازی، محمد قادری صفحات 159-171
    برف شکلی از بارش است که به دلیل تاخیر زمانی بین زمان بارش و زمان تولید رواناب رفتار متفاوتی با دیگر شکل های بارش دارد و نقش بارزی در تعیین رژیم جریان و منابع آبی حوضه های آبریز کوهستانی دارد. حوضه آبریز دربند سملقان یکی از حوضه های آبریز کوهستانی استان خراسان شمالی می باشد که رواناب ناشی از آن از اهمیت زیادی برخوردار است. در این پژوهش تلاش بر این بوده است که با استفاده از مدل شبیه سازی رواناب حاصل از ذوب برف (WinSRM)، رواناب روزانه حاصل از ذوب برف با استفاده از اطلاعات برف به دست آمده از تصاویر سنجنده مودیس در این حوضه آبریز برای سال های آبی 90-1389 و 91-1390مورد ارزیابی و شناسایی قرار گیرد که سال نخست به عنوان سال واسنجی و سال بعدی به عنوان سال اعتبارسنجی درنظر گرفته شد. این مدل رواناب ذوب برف را با استفاده از پارامترهای هواشناسی، هیدرولوژی و ویژگی های فیزیکی حوضه برآورد کرده و همراه با مقادیر مشاهداتی، به صورت نمودار و عددی ارائه می کند. نتایج کاربرد مدل، شبیه سازی موفق و قابل قبولی را نشان داد به طوری که در آن مقادیر دو شاخص ضریب تبیین و تفاضل حجمی به ترتیب برابر 88/0 و 3/3- درصد برای سال نخست و 72/0 و 3/0 برای سال بعدی می باشد. مقادیر به دست آمده، دقت بالای مدل را در برآورد رواناب ذوب برف حوضه مورد مطالعه، نشان می دهد و بیانگر قابلیت کاربرد مدل برای حوضه های دیگر منطقه می باشد.
    کلیدواژگان: ذوب برف، رواناب، فاکتور درجه روز، مدل SRM
  • روح الله کاظمی آرپناهی، مهدی قمشی، جواد احدیان، مهدی کاهه صفحات 173-182
    با توجه به اینکه خصوصیات هیدرولیکی جریان غلیظ تحت تاثیر پارامترهای مختلفی قرار دارد، در این تحقیق اثر تغییرات دبی، شیب و غلظت جریان غلیظ بر سرعت پیشانی و پروفیل (توزیع) سرعت در بدنه جریان غلیظ توسطمدلفیزیکیومدلریاضی سهبعدی فلو تری دی موردتحقیقوبررسیقرارگرفتهاست. برای این منظور آزمایش هایی به صورت جریان غلیظ نمکی در سه دبی ورودی 7/0، 1 و 3/1 لیتر بر ثانیه و سه شیب 0، 1 و 2/2 درصد صورت پذیرفت. همچنین به منظور بررسی اثر تغییرات غلظت جریان ورودی بر مشخصات جریان غلیظ، از سه غلظت 10، 15 و 20 گرم بر لیتر استفاده شد. در این تحقیق به منظور اندازه گیری سرعت پیشانی و توزیع سرعت در بدنه جریان و بررسی روند تغییرات آن در دبی، غلظت و شیب های مختلف از یک دوربین فیلمبرداری و یک سرعت سنج پروفایلر آلتراسونیک استفاده شد. سپس سرعت پیشانی وتوزیع سرعت در بدنه جریان با استفاده از شش مدل آشفتگی مختلف موجود در نرم افزار فلو تری دی استخراج شد. مقایسهنتایجمدلفیزیکیوریاضینشاندادکه مدلآشفتگی اددیو حالت جریان آرام، از دقتبهتری نسب به سایر مدل های آشفتگی برخوردار است. لازم به ذکر است عدد رینالدز آزمایش های صورت گرفته در محدوده 4000-2000 می باشد.
    کلیدواژگان: جریان غلیظ نمکی، مدل های آشفتگی، توزیع سرعت، نرم افزار فلو تری دی، مخازن سدها
  • محمد دارند، جمیل امان الهی، سمیه کریمی صفحات 183-198
    برای انجام این پژوهش داده های روزانه ی 34 سنجه ی مختلف جوی ایستگاه همدید ارومیه طی بازه ی زمانی 1/1/1961 تا 30/6/2013 استفاده شد. تحلیل خوشه ایبه روش ادغام وارد بر روی فواصل اقلیدسی اجرا شد. از سه نمایه ی کنترل کیفیت پراش درون گروهی برای سنجش و ارزیابی خوشه ها استفاده شد. یافته های این پژوهش نشان داد که طبقه بندی کردن توده های هوا به هفت گروه بهینه ترین تفکیک به حساب می آید.توده هوای دوم با میانگین روزانه ی بارش 6/6 میلی متر در هر روز بارشی و احتمال رخداد بارش 7/65 درصد، پربارش ترین توده هوایی است که ارومیه تجربه می کند. توده هوای چهارم، گرم ترین، خشک ترین و کم بارش ترین توده هوایی است که در یک سوم روزهای سال ارومیه رخ نمود دارد. شاخص رخداد آن 89/0 و با ماندگاری نه روزه پایسته ترین توده هوا است. در مقابل توده هوای سوم با شاخص رخداد 43/0 و مانایی 7/1روز، گسسته ترین توده هوای ارومیه است. این توده هوا با پیایی 1/21 درصد سازگارترین توده هوایی است که در پی توده هوای دوم رخنمود دارد. شاخص تنوع روزانه ی توده های هوا در ماه مارس از فصل زمستان به اوج خود می رسد و برابر 69/0 است درحالی که در برخی روزهای ماه های ژوئیه و اوت شاخص تنوع برابر با صفر و بیانگر حاکمیت قاطع توده هوای چهارم است.
    کلیدواژگان: طبقه بندی، تیپ های هوا، تحلیل خوشه ای، ارومیه
  • مصطفی رئیسی اسدآبادی، محمدرضا نوری امامزاده ایی، روح الله فتاحی صفحات 199-207
    بزرگ ترین چالش کشاورزی پایدار در اغلب کشورهای جهان دست یابی به منابع آب پایدار بوده و حفظ منابع آب مستلزم بهینه سازی مصرف آن در بخش های مختلف به خصوص در بخش کشاورزی است. این تحقیق با هدف اصلاح مدیریت مصرف آب از طریق اعمال روش های کم آبیاری برای ارتقاء بهره وری و شاخص کارایی مصرف آب در گیاه سیب زمینی در منطقه شهرکرد انجام شده است. بر این اساس مقادیر شاخص های مدیریتی از جمله راندمان های کاربرد، یکنواختی توزیع و کفایت آبیاری در شرایط تامین 60، 80، 100 و 120 درصد نیاز آبی گیاه سیب زمینی در قالب یک طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد طی خرداد تا مهر 1393 سنجش گردید. تعیین شاخص های مدیریتی مذکور مستلزم اطلاع کافی از مقادیر و نحوی توزیع آب نفوذ یافته می باشد. به این منظور در این تحقیق با طراحی و نصب شش دستگاه تعیین گر جبهه رطوبتی ساده در ابتدا، وسط و انتهای هر شیار در دو عمق، وضعیت آب نفوذ یافته در عمق خاک در طول هر شیار تعقیب و سنجش شد. بر اساس نتایج این تحقیق متوسط راندمان کاربرد تیمارهای آبی فوق الذکر به ترتیب 26/81، 09/68، 26/56 و 92/46 درصد اندازه گیری شد؛ این در حالی است که کمترین میزان راندمان کفایت و توزیع مربوط به تیمار 60 درصد با مقادیر به ترتیب 29/86 و 56/75 درصد می باشد. نتایج نشان می داد که مدیریت آبیاری مزرعه سیب زمینی در این منطقه با لحاظ داشتن مقدار تخلیه مجاز معادل 47 درصد و کاربرد آبی معادل 80 درصد نیاز آبی منجر به بیشترین راندمان کارایی مصرف آب (1/83 کیلوگرم بر مترمکعب) خواهد شد.
    کلیدواژگان: تعیین گر جبهه رطوبتی، کم آبیاری، کارایی مصرف آب، راندمان کاربرد، راندمان یکنواختی توزیع، راندمان کفایت آبیاری
  • بابک لشکرآرا، یاسر شیخی صفحات 209-221
    سیلاب یک پدیده تصادفی است و ساخت سیستم تخلیه سیلاب موفق و اقتصادی در یک سد از درجه اهمیت بالایی برخوردار است. در سال های اخیر سرریزهای غیر خطی به عنوان یک راه حل برای کنترل سیلاب، طراحان و مهندسان وابسته به علوم آب را یاری نموده اند. در این پژوهش یک سرریز غیر خطی جدید تحت عنوان سرریز تاج دندانه ای معرفی شده است. به منظور بررسی خصوصیات هیدرولیکی این دسته از سرریزها تحت شرایط جریان آزاد، ضریب تخلیه ی آن تحت سناریوهای مختلف شکل هندسی سرریز مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفت. به منظور بررسی اثر شیب کف کلیدهای ورودی و خروجی بر میزان ضریب تخلیه جریان، شیب های 5/0 : 1 ، 1 : 1 و 5/1 : 1 (قائم : افق) در نظر گرفته شد. سپس در هر یک از سه مرحله تغییر در میزان شیب کف کلیدها، چهار نوع سرریز با طول تاج دو، چهار ، شش و هشت سیکل طراحی، ساخته و مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش شیب کف کلیدها (Z)، ضریب دبی تخلیه جریان افزایش می یابد، همچنین افزایش تعداد سیکل در بارهای آبی کم منجر به افزایش میزان ضریب تخلیه جریان می شود. در بارهای آبی زیاد خاصیت گرداب شکنی سرریزهای با تعداد سیکل کمتر قابل توجه می باشد. نتایج نشان داد که ضریب تخلیه جریان در سرریز تاج دندانه ای تا 2/2 برابر ضریب تخلیه سرریز مدور قائم با ورودی لبه تیز از خود افزایش نشان می دهد. برتری میزان ضریب تخلیه ی سرریز تاج دندانه ای در مقایسه با سرریزهای لبه تیز مدور با ابعاد مشابه، می تواند به عنوان یک مزیت مهم این دسته از سرریزهای غیرخطی برشمرده شود.
    کلیدواژگان: تاج دندانه ای، کلید، انسداد، گرداب، ضریب تخلیه
  • مهدی کیخا، میثم امیری، محسن فراهی صفحات 223-235
    هدایت هیدرولیکی اشباع خاک در شرایط مزرعه بسیار متغیر می باشد. بنابراین، تحلیل و شبیه سازی فرآیندهای هیدرولوژیکی مثل روان آب حاصل از باران نیاز به تعداد زیادی داده هدایت هیدرولیکی اشباع خاک حتی در مقیاس کوچک دارد. در این تحقیق، هشت روش اندازه گیری هدایت هیدرولیکی اشباع شامل: استوانه های مضاعف، دیسک مکشی، گلف، تک استوانه، بیرکن (بر اساس شیب)، بیرکن (بر اساس عرض از مبدا)، وو1 و وو2 برای ارزیابی روش نفوذ بیرکن با هم مقایسه شده اند. در روش تک استوانه از یک استوانه فلزی به شعاع 10 سانتیمتر استفاده شد. نتایج نشان داد که هدایت هیدرولیکی در روش وو1 با 104/0 سانتی متر بر دقیقه دارای بیشترین و روش دیسک مکشی (0063/0 سانتی متر بر دقیقه) کمترین برآورد را دارند. همچنین روش های تک، استوانه های مضاعف و دیسک مکشی از لحاظ آماری با یکدیگر در سطح پنج درصد اختلاف معنی دار ندارند. همچنین هر دو روش بیرکن در یک گروه آماری قرار گرفت، اما مقدار هدایت هیدرولیکی برآورد شده در روش بیرکن (شیب)، 28 درصد بیشتر از روش بیرکن (عرض از مبدا) بود. با توجه به نتایج این تحقیق هدایت هیدرولیکی برآورد شده با استفاده از روش بیرکن (شیب) نسبت به روش بیرکن (عرض از مبدا) به واقعیت نزدیک تر بود. به طور کلی روش بیرکن می تواند جایگزین خوبی برای برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع و پرهیز از اندازه گیری های زمان بر میدانی باشد.
    کلیدواژگان: تک استوانه، استوانه های مضاعف، بیرکن، هدایت هیدرولیکی اشباع، نفوذ
  • فاطمه برادران، امیر سلطانی محمدی، زهرا ایزدپناه صفحات 237-249
    مدل های مختلفی برای برآورد تبخیر و تعرق ارائه شده که تفاوت عمده آن ها در تعداد پارامتر های هواشناسی مورد نیاز می باشد، اما با کمبود داده معتبر و طولانی مدت در برخی ایستگاه ها، به کارگیری مدلی که با داده های اندک نیاز ما را برآورده نماید و بتواند به کمک برنامه ریزان این بخش بیاید ضروری به نظر می رسد. از مدل SIMETAW برای شبیه سازی داده های هواشناسی از آمار های اقلیمی ثبت شده و برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل و تبخیر و تعرق گیاه با داده های شبیه سازی شده استفاده می شود. در این مقاله با استفاده از داده های متوسط ماهانه ایستگاه های سینوپتیک رشت (اقلیم بسیار مرطوب) ،شهرکرد (اقلیم نیمه خشک) ،اهواز (اقلیم خشک) و سنندج (اقلیم مدیترانه ای) در دوره آماری 1339 تا 1379،توان مدل در شبیه سازی شش متغیر آب و هوایی (دمای حداکثر، دمای حداقل، دمای نقطه شبنم، سرعت باد، تابش و بارش) و تبخیر و تعرق پتانسیل مورد ارزیابی قرار گرفت و تبخیر و تعرق پتانسیل روزانه با استفاده از داده های هواشناسی شبیه سازی شده، محاسبه و با مقادیر تبخیر و تعرق پتانسیل حاصل از داده های هواشناسی اندازه گیری شده مقایسه شد. برای مقایسه نتایج از شاخص های ضریب تعیین،ریشه متوسط مربعات خطا و شاخص توافق استفاده شد. نتایج نشان داد مدل SIMETAW توانایی بالایی در شبیه سازی متغیر های اقلیمی دارد و بالا ترین دقت مدل در شبیه سازی دمای حداکثر (9954/0R2=) و بارش (3716/0R2=) مربوط به اقلیم مدیترانه ای،دمای حداقل (9947/0R2=) و دمای نقطه شبنم (9942/0R2=) مربوط به اقلیم بسیار مرطوب،سرعت باد (8094/0R2=) مربوط به اقلیم خشک و تابش خورشیدی (9902/0R2=) مربوط به اقلیم نیمه خشکمی باشد. بالا ترین دقت مدل SIMETAW در شبیه سازی تبخیر و تعرق پتانسیل به ترتیب مربوط به اقلیم مدیترانه ای (9936/0R2=)،نیمه خشک (9935/0R2=)،خشک (9903/0R2=) و بسیار مرطوب (9846/0R2=) است. با توجه به همبستگی بالا بین مقادیر شبیه سازی شده و ثبت شده،استفاده از مدل SIMETAW برای شبیه سازی داده های آب و هوا،برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل،نیاز خالص آبیاری و نیز پر کردن خلاء های آماری در چهار اقلیم مورد بررسی پیشنهاد می گردد.
    کلیدواژگان: مدل SIMETAW، تبخیر و تعرق پتانسیل، رشت، شهرکرد، سنندج، اهواز
  • علی معتمدی نژاد، منوچهر فتحی مقدم، لیلا داودی صفحات 251-263
    همه ساله مخاطرات و سوانح طبیعی مانند طوفان ها و سونامی ها باعث تخریب سواحل می شوند و خسارت های جانی و مالی جبران ناپذیری را به بار می آورند. رویکردهای اخیر حفاظت سواحل بر مبنای برقراری تعادل و تثبیت زیست محیطی می باشد. از جمله روش های نوین حفاظت سواحل، احداث نوارهای جنگلی ساحلی است که به کمربند سبز مشهور می باشد. مقابله کمربند سبز ساحلی برای حفاظت از سواحل و کاهش خسارت های وارده به آن از طریق افزایش مقاومت در مقابل موج ورودی به ساحل و جذب بخشی از نیروی آن می باشد. از این رو مطالعه حاضر با هدف بررسی اثر تراکم پوشش گیاهی ساحلی بر تغییرات نیروی مخرب امواج منفرد شکنا و ضریب کششی جنگل ساحلی صورت گرفته است. به همین منظور مدل ساحل شیبدار و پوشش گیاهی ساحلی در یک فلوم مجهز به سیستم نیروسنجی بدون اصطکاک تعبیه شد. آزمایش ها در چهار شیب مختلف ساحل و در دو حالت با پوشش و بدون پوشش گیاهی (سه تراکم پوششی) انجام شد. نتایج نشان داد که وجود کمربند سبز ساحلی به طور متوسط، نیروی مخرب موج شکنا را تا 60 درصد کاهش می دهد.
    کلیدواژگان: کمربند سبز ساحلی، سونامی، شکست موج، جذب نیروی موج، ساحل شیبدار
  • مسعود اولی پور، محمد امجدزاده، حسین محمد ولی سامانی صفحات 265-281
    با توجه به توسعه مدل های رفتاری و روش های عددی پیشرفته و دقت آنها، مقایسه ای بین نتایج روش های تحلیلی و عددی تحلیل دینامیکی سدهای خاکی ضروری به نظر می رسد. ابتدا نتایج روش های سید – مکدیسی، سارما و سارما – آمبراسیس برای یک مدل همگن با نتایج تحلیل دینامیکی ترکیب QUAKE/W و SLOPE/W در دو حالت الاستیک خطی و معادل خطی مقایسه شده است. همچنین برنامه خاصی برای محاسبه تغییر شکل ها بر اساس روش انتگرالگیری دوگانه نیومارک نوشته شد. بررسی ها نشان داد که به دلیل استفاده از مدل رفتاری خطی، که با رفتار خاک تفاوت داشته، شتاب بحرانی پیش بینی شده در روش های تحلیلی، با واقعیت تفاوت داشته و منجر به طرح دست بالا می گردد. با دقیق تر شدن مدل رفتاری جواب ها دقیق تر می شود.در سد همگن شکل گوه ها و شتاب بحرانی آنها با روش های تحلیلی متفاوت است.(45% شتاب ثقل برای روش آمبراسیس- سارما در مقابل 26% برای روش خطی برای گوه ای به عمق 6/0 ارتفاع سد). لذا باید از روش های عددی با مدل های رفتاری دقیق تر استفاده گردد. در روش توسعه داده شده پس از محاسبه شتاب ها با روش اجزاء محدود و مدل های رفتاری نوین، متوسط شتاب گوه انتخابی انتگرالگیری شده تا جابجایی آن محاسبه گردد. دیده شد که روش های رایج دست بالا هستند. همچنین شکل گوه غیرواقعی بوده و از هسته رد میشود. در حالیکه گوه های بحرانی از پوسته پایین دست می گذرند. جابجایی های ماندگار برای گوه ای با عمق 6/0 ارتفاع سد در روش توسعه داده شده 3 سانتیمتر و در روش سارما صفر به دست آمد. سد خاکی بالارود با روش جدید تحلیل شد.
    کلیدواژگان: تحلیل دینامیکی، اجزای محدود، سد خاکی، الاستیک خطی، معادل خطی
|
  • Fatemeh Jarah Zade, Mahmood Kashefipour, Mahmood Shafai Bajestan Pages 1-14
    The purpose of this study is to compare the scouring hole geometric dimensions for three kinds of spur-dike: permeable, impermeable and bandal-like for submerged conditions by conducting a set of experimental tests. Bandal-like is made by combining permeable and impermeable spur-dikes.Experimental tests were carried out in a straight flume at a constant structure height equal to 12cm and three angels equal to 60, 90, 120 degrees at a constant flow condition (Fr=0.24 , y=16cm). Results were presented as bed topography, depth, length and width of scour hole. It was found that the ratio of maximum scour to flow depth occurs at 90, 120, 120 degrees for impermeable, permeable and bandal-like spur dike, respectively. Permeable part of bandal-like was found to be effective in decreasing the ratio of maximum scour depth to flow depth and the ratio of scour width to flow depth. The ratio of maximum and minimum scour width to flow depth occurs at 60 and 90 degrees, respectively for three kinds of spur-dikes. The ratio of maximum scour length to flow depth in impermeable, permeable and bandal-like occurs at 90, 60 and 60 degrees, respectively. Impermeable part of bandal-like was found to be effective in increasing the ratio of maximum scour length to flow depth.
    Keywords: Bandal-like spur-dike, Permeable spur-dike, Impermeable spur-dike, the Angel of structure, Scour hole, Submerged condition
  • Maryam Khajeh Goodari, Mahmood Shafai Bajestan Pages 15-25
    Stilling basin is one of the dissipated energy structures in water transfer systems that its dimensions depend on the characteristics of hydraulic jump.In present study, six legs elements have been used in different permeability on basin bed and the changes of shear stress, sequent depth and the length of jump have been investigated. Experiments were conducted in a rectangular flume of 7.5 m long and 0.3 m wide and six legs elements were arranged on the bed of flume with density percent 36, 63 and 100 in such a way that the incoming water jet was just above the elements surface. The incoming Froude number was in the range of 5.3 to 8.1 and during each test the water surface profile and characteristics of hydraulic jump type A were measured. The results indicate that the most reduction of sequent depth ratio and dimensionless length of jump occur when the density of elements is 36%. In this study, relations have been presented for the sequent depth of hydraulic jump and shear force coefficient of bed as a function of the Froude Number for six legs elements.
    Keywords: Dissipated energy, Stilling basin, Hydraulic jump
  • Reza Zamani, Ali Mohammad Akhond Ali, Heidar Zarei Pages 27-37
    Since the withdrawal of the observation wells at the plains done for the point, it is necessary to calculate the average groundwater level and also generalization the estimated water level from collected point to the surface of plain. The aim of this study is an investigation on the application of combined geostatistics method with optimized artificial neural networks by genetic algorithm in interpolation of groundwater level over Dezful and Zeidoon plains located in the Khozestan province. The obtained results from Cokriging, Kriging and IDW methods indicated that Cokriging with the Gaussian variogram and cross-variogram in Dezful Plain, and Kriging with the Gaussian variogram in Zeidoon plain are the best geostatistical methods for estimation the groundwater level and combined with artificial neural networks. Also the results of combination these two models showed that optimized model by genetic algorithm have better evaluation criteria than geostatistical methods and proposed as an effective combined model for estimation of the groundwater level. So that an application of this optimized combined method in Zeidoon plain with fewer observation wells was better than Dezful plain
    Keywords: Groundwater, Genetic algorithm, Geostatistics, Artificial neural network
  • Sareh Tangsir, Abed Ali Naseri, Hadi Moazed, Seyed Ebrahim Hashemi Garm Dareh, Saeed Boroomand Nasab Pages 39-57
    Nitaret is one of the stable components of nitrogen in the nature. Nitrate compounds are highly soluble and can easily imported to the surface and groundwaters and finally lead to be polluted of them. Denitrification is one of permanent removal methods of nitrate from terrestrial and aquatic ecosystems. In this study, denitrification process and nitrate removal rate changes with time in a column experimental study was evaluated on two types of denitrification beds, first type was a mixture of bagasse and soil (30 % of the volume of bagasse and 70 % of the volume of soil) and second type was only soil without bagasse. All experiments were performed under saturation conditions (anaerobic conditions). The influent nitrate concentraion to the all beds was considered an average of 45 mg/l. With sampling of inflow and outflow of the columns, nitrate removal changes were assessed over a period of three months. The maximum percentage of nitrate removal in columns with mixture of soil and bagasse were occurred in the end of the experiment (94%) and in columns without the bagasse were ocured in the first of the experiment (89%).The results showed that sugar cane bagasse as a carbonic source can be very useful in the design of carbonic filters and denitrification walls for nitrate favorable removal of inlet concentrated solutions. Overall, the results confirm that the denitrification process is one of the main mechanisms of biological nitrate removal from anaerobic enviroments.
    Keywords: Sugarcane bagasse, Denitrification bed, Actual hydraulic retention time, Nitrate
  • Majid Sheidaeian, Mirkhalegh Ziatabar Ahmadi, Ramin Fazl Ola Pages 59-73
    In this study downscaling of temperature was down in Tajan Plain located in the province of Mazandaran. The result of atmospheric general circulation models was obtained with HadCM3 climate model under scenario A2. Since the output of atmospheric general circulation models has a low locative resolution, should be downscaled in the area or Basin level that it was conducted with statistical method. The statistical methods used included of downscaling SDSM5.5. And artificial neural network model. In this study, by using the average daily temperature data of Kordkheil Station during the30-year statistic Period (1971-2001) and the large-scale variables NCEP, as inputs to the neural network and SDSM model, simulation and downscaling was down respectively of the maximum and minimum temperature in the last period to determine models error. To this end were used of the features and functions available in the programming software MATLAB. Then To evaluate the performance of the models, were used the statistical criteria including of correlation coefficient, coefficient of declaration and root mean square error between observed and predicted values ​​of temperature. The obtained results show the appropriate performance of SDSM model for downscaling temperature Than the ANN model. So that the error percentage of SDSM model is lower and the correlation coefficient is more than the ANN model. The best Structure of neural network to simulate of maximum temperature is perceptron model with four hidden layer with the 5-5-6-6 architecture and for the minimum temperature Variable is perceptron model with three hidden layer with 5.3.1 architecture.
    Keywords: Province of Mazandaran, Hadcm3 model, MATLAB, Atmospheric General Circulation Model
  • Hossein Rahmati, Hossian Ansari, Alinaghi Ziaei, Hossein Zeinivand Pages 75-87
    A review over the rainfall-runoff studies shows that, humid regions have received worth more attention than arid and semi-arid regions. So that, in this study, the rainfall-runoff process of an arid and semi-arid district, namely; Bar Arye Watershed with an area of about 112km2 and a mean annual precipitation of 307mm was simulated by using the spatially distributed rainfall-runoff model, WetSpa which has the ability to be connected to the geographical information systems. The period from 2003 to 2008 was applied for modeling. In the present study, according to Nash-Sutcliff criteria with the value of 0.69% for the validation phases it was indicated that the model has shown a good performance in modeling the rainfall-runoff. The rainfall-runoff coefficients of the observed and simulated values were equal to 0.59 and 0.57, respectively. This shows that the model has a good performance in estimating the values of runoff.
    Keywords: Bar Arye Watershed, Potential runoff coefficient, Rainfall-runoff modeling, WetSpa model
  • Masoud Gharib Doost, Mohammad Ali Ghorbani, Atiyeh Hosseini Zadeh Pages 89-101
    Nowaday, the impact of global warming and climate change because of the increased effects of greenhouse gases in the atmosphere has been observed in many natural systems. All the general circulation models of the atmosphere predict warmer future for the earth. Hydrological processes such as rainfall and river flows as one of the main sources of water supply basins could be affected in such circumstances. Due to the low spatial resolution or simplification of some micro-scale phenomena in atmospheric general circulation models, these models cannot be employed for accurate approximation of the climate of the considered area, therefore, their output must be down scaled to the meteorological station range. In this study, the data of HadCM3 general circulation model down scaling with the use of LARS-WG model under two scenarios A2 and A1B and Parameters of daily rainfall, minimum temperature and maximum temperature of the Sufi-Chi basin generated for three periods (2011-203, 2046-2065-, 2080-2099). To assess the effect of climate change on runoff is used from artificial neural networks and genetic programming of intelligent model. The results indicate that the rainfall will increase in 2011-2030 and will decrease in the further future. Also the maximum and minimum temperatures will gradual increase in three periods of future and the amount of runoff will decrease in future than current time.
    Keywords: Rainfall-runoff, Sufi-Chi basin, Downscaling, LARS-WG, Intelligent models
  • Parisa Salavati, Ahmad Fakheri Fard, Esmaeil Asadi, Soheil Asadi Pages 103-117
    Rain water harvesting methods is the include of management methods in order to encounter and compatibility with the conditions of the lack of water. Base of these methods, is allocating surfaces of the earth in order to collecting, storing and reusing rain water for designing goals at the times needed. The necessity of the implementation of the plan is that Were seeing that in any relatively intense rainfall occurs, The Eclipse occurs on roads and utilities and the damage to the House, that is required to a big city like Tabriz to have a macro system to reduce any damages caused by the floods and also be able to take maximum advantage of this current of water. In present research, In order to increase accuracy in using the methods of estimating runoff, facilitate the access and reduce the cost of transferring, the study area was divided to 4 sub drainage basin. Runoff derived of the four zones was computed with the SCS method. The volume of the reservoirs were designed with the use of the method of runoff frequency analysis for different seasons and with different return periods. Comparing green landscape monthly water requirement with rain water of Tabriz, clears that reservoirs are able to provide about 48 percent of the need for green landscape and the rest of the need, can be provided through the underground water and the incoming water supply to the city.
    Keywords: Rain water harvesting, Frequency analysis, Urban runoff, Collecting reservoirs
  • Hamzeh Ali Ali Zadeh, Fariborz Abbasi Pages 119-134
    Water and fertilizer are the most important inputs for producing agricultural crops. Simulation models that quantify effects of water and fertility on yield at the farm scale are valuable tools in water and irrigation management. The AquaCrop model, which has recently been developed by FAO, predicts crop productivity and water requirement under water and fertility stress conditions. In this research, capability of AquaCrop model in simulation of Corn yield response to different levels of water and fertility was studied in Karaj. A field experiment was carried out in 2008 and 2010 years. A factorial design based on randomized complete block design accomplished with four levels (60, 80, 100, and 120%) of the irrigation water requirement and four levels (0, 60, 80 and 100%) of the recommended fertilizer value. Sensitivity analysis showed that the model was sensitive to initial moisture content, time from sowing to start senescence, Reference harvest index (HIo), normalized water productivity (WP*) and maximum coefficient for transpiration (KcTr) more than other parameters. Results showed that the AquaCrop model was able to simulate the grain yield under water and fertility stress, in both years. The normalized maximum error (ME), normalized root mean square error (nRMSE) and coefficient of determination (R2) were calculated 24.77, 9.27 and 0.92 respectively, in validation year. The model was able to simulate the grain yield and crop evapotranspiration (ETC) in non-water stresses (ME, nRMSE an R2 were 9.9, 6.21 and 0.97, respectively) and non-fertility stresses (ME, nRMSE an R2 were 9.9, 6.21 and 0.97, respectively) satisfactory, but it was not satisfactory in simulating sever irrigation and fertility stress. Most deviations from observed data in severe water treatments (ME, nRMSE an R2 were 24.72, 16.61 and 0.66, respectively) occurred.
    Keywords: Deficit irrigation, Water stress, Fertility stress, Corn
  • Mina Nasiri, Sayyed-Hassan Tabatabaei, Mehdi Ghobadi Nia, Ali Reza Hosian Poor Pages 135-145
    Nowadays, due to drought and lack of water, using of low quality water have been addressed especially from wastewater that before was considered as a source of pollution. Now it considers as a source of nutrients for irrigation of plants. This study tried to investigate the effect of different quality of irrigation water mainly; dairy effluent farm and water wells (W) as control with surface irrigation methods on the performance of maize 704 single cross in 2013 in Shahrekord University. In this study, treatments were effluent of four parts of Saman dairy industrial farms named DEsep, DEshir, DEkol, DEsalon. All growth and yield indexes was measured such as plant height, stem diameter, leaf numbers, wet and dry weight, number of ears per plant, number of kernels per corn and the percentage of dried treatment. The result shows that the mentioned parameters observed was maximum as 148.63, 2.29, 308.01, 80.14, and 28.05 in DEshir, respectively. It was minimum as 74.75, 1.63, 117.1, 17.50 and 10.84 in DEsep, respectively. The results show a significant effects of dairy effluent farm on plant yield, and it can conclude that dairy effluent farm can be a suitable alternative for chemical fertilizers. In this study, the controlled treatment (W) that was irrigated just by well water, because of the lack of nutrient supply, in terms of yield was lower than dairy effluent farm treatment. It seems that the macro and micro nutrients in dairy effluent farm, especially nitrogen can increase stem elongation and stem diameter. As a result, the wet and dry weight increase with the use of consumption of dairy effluent farm.
    Keywords: Dairy effluent farm, Yield, Percentage of dried material
  • Fatemeh Zandi Daregharibi, Zohreh Khorsandi, Malihe Mozayan, Nasim Arman Pages 147-158
    Modeling of the rainfall-runoff process is important. The Results of the rainfall-runoff models have been used directly on issues such as water resource management, flood control and design of hydraulic structures. According to variety of accessible rainfall runoff models, selecting an appropriate model for a basin is important in terms of productivity and water resources management. In this study the performance of two rainfall–runoff models, IHACRES and GR2M in simulation of monthly flow were evaluated in Darhe Tkaht basin between 2000 and 2013 time. The models in the study region were calibrated and validated. The error between observed and simulated flow values was estimated based on the criteria Nash, root mean square error and the total flow volume error. Simulations is indicative satisfactory performance of two models in monthly flow simulation. In addition, the results show that the HACRES model simulate monthly flow with The Nash coefficient 0.7 and RMSE 0.56, better than the GR2M model.
    Keywords: Simulation, Hydrological model, GR2M, IHACRES, Dareh-Takht basin
  • Mohammad Rashidi, Mahbobeh Haji Biglo, Mahboobeh Sarbazi, Mohammad Ghaderi Pages 159-171
    Snow is a form of precipitation that plays a key role in runoff generation at mountain climate watersheds. Because of a time delay between the snowfall and its melting process, the generated runoff has a differnet behavior than other form runoff generations. DarbandSamalghan is one of the important mountain climate watersheds in North Khorsan province that its snowmelt runoff has a significant influence in the watershed streamflow. In this study a snowmelt runoff model (WinSRM) applied for runoff simulation during the two water year 2010-11 as calibration and 2011-12 for validation by using the MODIS satellite data. The model can estimate the snowmelt runoff using metorogical, hydrological and physical characterstics of the watershed as well as provinding the output simulations in diffrenet form of charts and values. The results showed a good agreement between the simulated and observed streamflow data. The determination coefficient and difference volume were 0.88 and -3.3 % for the first year, and 0.72 and 0.3 for the next year of simulation respectively. Finally, results of this study indicated the high capability of the WinSRM model and this model can be applied for the other watersheds in the region.
    Keywords: Snow melt, Runoff, Degree-day factor, SRM model
  • Rohollah Kazemi Rpanahi, Mehdi Ghomeshi, Javad Ahadiyan, Mehdi Kahe Pages 173-182
    Since the characteristics of density current is affected by different parameters, the effect of discharge rate changes, gradient and the concentration of density current on speed of the forehead and also the speed distribution in density current’s body have been investigated by physical and three-dimensional mathematical model (Flow-3d) in this research. For these purposes, different tests in the form of salty density current were done with three inflow discharge rates (0.7, 1 and 1.3 liters per second) and three different slopes (0, 1 and 2.2 percent). As well as to evaluate the effect of density changes on the flow characteristics, the concentration of 10, 15 and 20 grams per liter were used. In order to measure the speed of the forehead, velocity distribution in the body and its changes with flow, density and different slopes, video camera and ultrasound profiler speedometer were used in this study. Then, forehead speed and velocity distribution in the current’s body were achieved using six different turbulence models which are available on the software of “Flow-3D”. Comparing the results of physical and mathematical model showed that Eddy turbulence model and laminar flow mode have better accuracy in relation to other turbulent models. It should be noted that Reynolds number on experiments are at the range of 2000-4000.
    Keywords: Salty density current, Turbulent models, Speed distribution, Flow-3D software, Dam reservoirs
  • Mohammad Darand, Jamil Aman Allahi, Simayeh Karimi Pages 183-198
    In order to dong this study, daily data of 34 meteorological variables during 1/1/1961 to 30/6/2013 from Urmiah synoptic station has been used. Cluster Analysis with Ward method applied on the Euclidean distance. The numbers of clusters determined by quality control inter group’s variance Indices. The results show that clustering air mass to seven groups is the optimum. The second air mass is the most rainiest air mass which its rainy occurrence probability equal to 65.7% and the amount of precipitation per day equal to 6.6 mm. The fourth air mass is the hottest and drier air mass which has observed in the one third of year’s day. The fourth air mass with the occurrence index of 0.89 and with persistency of 9 days is the most stable air mass. While the third air mass with the occurrence index of 0.43 and with persistency of 1.7 days is the most unstable air mass. The third air mass with sequantality of 21.1% is the most agreeable air mass which occurs after the second air mass subsequently. Daily variety of air mass index get highest value during winter season (69%) while it gets to zero in some days of July and August which indicates a certain air mass (the fourth).
    Keywords: Classification, Weather Types, Cluster analysis, Urmiah
  • Mostafa Raeesi Asad Abadi, Mohammad Reza Nori Emam Zade, Rohollah Fatahi Pages 199-207
    Achieving sustainable water resources has been considered as the biggest challenge of sustainable agriculture among the majority of countries across the world. Obviously, preserving water resources requires optimization of water consumption in different sectors, particularly in agricultural section. This study has been carried out with the aim of water use management reform via applying deficit irrigation techniques in order to promote potato plant productivity and water use efficiency (WUE) indicator in Shahrekord area. Accordingly, management indicator's quantities such as application efficiency, distribution uniformity and irrigation adequacy were measured and compared at the rates 60, 80, 100 and 120 percent supplying conditions of potato water requirement in the form of a complete randomized block design with three replications from June to October 2014. Determining aforementioned management indicators requires sufficient knowledge of the distribution pattern and amount of percolated water. In this regards, mentioned management indicators were determined by designing and installation of the six simple WFD devices at the beginning, middle and end of each furrow in two different depths. The distribution pattern and the amount of percolated water along the furrows were followed, measured and evaluated. Based on the results of this research, the average application efficiency of mentioned water treatments were calculated as 81.26, 68.09, 56.26 and 46.92, respectively. While, the lowest levels of adequacy efficiency and distribution were equal with 86.29 and 75.56% which was related to 60 percent treatment, respectively. Eventually, the findings indicated that irrigation management of potato farm in the study region will bring about the highest water use efficiency (WUE= 1.83KG/M3) with considering MAD of 47 percent and water application equal to 80 percent of water requirement.
    Keywords: WFD, Deficit irrigation, water use efficiency (WUE), Application efficiency, distribution uniformity efficiency, irrigation adequacy efficiency
  • Babak Lashkar-Ara, Yaser Sheikhi Pages 209-221
    Flood is a stochastic phenomenon and successful and construction of economic dam in flood discharge system is very important. In recent years, non-linear overflows, as a solution, helped designers and engineers of water sciences. In this study, new non-linear overflow weirs as Crown Wheel spillways are introduced. Discharge coefficient tests were performed under various scenarios geometry of the overflow in order to investigate the ability of the hydraulic overflow flood discharge. To study the effect of the slope floor of inlet and outlet keys (Z) on the current discharge coefficient, the slope of 1 : 0.5, 1 : 1 and 1 : 1.5 (Horizontal : Vertical) were designed and built. Then in each of the three phase variation in the slope floor of inlet and outlet keys (Z), four types of spillway with a crest length of two, four, six and eight cycles were designed, built and tested. The results indicated that by increasing the slope of inlet and outlet keys (Z), discharge flow rate will be increased. This also increases the number of cycles at low heads, leading to an increase in the flow discharge coefficient. In large heads, the feature of vortex breaking in overflows with the less number of cycles is noticeable. The results showed that the coefficient of discharge in Crown Wheel spillway is to 2.2 bigger than in a circular vertical sharp edged weir. Due to the small dimensions of this type of overflow compared to similar types, this nonlinear overflows can be considered as an efficient and economic flood discharge system for introduction to the scientific community of the country.
    Keywords: Crown Wheel, Key, choking, Vortex, Discharge coefficient
  • Mahdi Keikha, Meysam Amiri, Mohsen Farahi Pages 223-235
    Determination of the field-saturated hydraulic conductivity can result in very high variability. So, analysis and simulation of hydrological processes such as runoff from rain requires a lot of data of field-saturated hydraulic conductivity even on a small scale. To identify this variability as well as its source, eight widely used measurement methods were compared:(Double-ring, Single-ring, Guelph permeameter, Tension infiltrometer, BESTslope, BESTintercept, Wu1 and Wu2) to evaluate the BEST method. In the single-ring method was used a metal cylinder with a radius of 10 cm. It was found that the maximum and minimum estimates of hydraulic conductivity are in Wu1 method (0.104 cm/min) and tension infiltrometer (0.0063 cm/min), respectively. The methods of double-ring, single-ring and Tension infiltrometer were not statistically significant differences at 5%. BEST methods were not statistically significant differences but BESTintercept method 28% more than BESTslope method. According to the experiment data, Kfs was estimated using the BESTintercept method is closer to reality than BESTslope method. In generally, the BEST methods can be a good alternative to estimate field-saturated hydraulic conductivity and prevent from a lot of field measurements.
    Keywords: Single ring, Double ring, Beerkan, Field-saturated hydraulic conductivity, Infiltration
  • Fatemeh Baradaran, Amir Soltani Mohammadi, Zahra Ezad Panah Pages 237-249
    Different models are provided for estimation of evapotranspiration that the main difference between them is the number of meteorological parameters needed,but due to the lake of the reliable long-term data in some stations,use of model with little data is needed and it will be necessary to help planners. The Simulation of EvapoTranspiration of Applied Water (SIMETAW) model is used for simulation of weather data from climatic records and estimation of reference and crop evapotranspiration with the simulation data. In this study, using the monthly values of four synoptic stations (Rasht: Very wet climate; Shahrekord: Semi arid climate; Ahvaz: Arid climate and Sanandaj: Moderate climate) in the period of 1961 to 2001, the ability of model for simulation of climate variables (maximum temperature, minimum temperature, dew point temperature, wind speed, solar radiation and precipitation) and potential evapotranspiration was evaluated and daily simulated using meteorological data, were compared with calculated values of potential evapotranspiration from observed meteorological data. To compare the results, were used from Coefficient of Determination ( ), Root Mean Square Error (RMSE) and index of agreement (d). The results showed that model simulations in all stations has acceptable accuracy. The highest accuracy in simulation maximum temperature( =0.9954)and precipitation( =0.3716) related to mediterranean climate, minimum temperature( =0.9947) and dew point temperature( =0.9942) Related to humid climate, wind speed( =0.8094) related to dry climate and solar radiation( =0.9902) related to semi-arid climate. The highest accuracy of SIMETAW model in simulated evapotranspiration related to Mediterranean climate( =0.9936), semi-arid climate( =0.9935), dry climate( =0.9903) and very wet climate( =0.9846) Respectively. Given the high correlation between simulated and observed values, SIMETAW model can be used for simulation of the climate data and estimate the potential evapotranspiration, net irrigation requirement and also filling the gaps in four climatic regions.
    Keywords: SIMETAW model, Potential evapotranspiration, Rasht, Shahrekord, Sanandaj, Ahvaz
  • Ali Motamedi Nezhad, Manoochehr Farhi Moghadam, Leila Davoudi Pages 251-263
    Every year, natural disasters and catastrophes such as hurricanes and tsunamis cause coasts destruction and bring irreparable damages to the life and properties of people. Recent approaches of coastal protection are based on environmental balance and stabilization. the new method of coastal protection is planting coastal forest lines known as green belt. Coastal green belt confronting toward coastal protection and damage reduction is through increasing the resistance to incoming wave to the coast and absorbing part of its force. Hence, the aim of present study is to investigate the effect of coastal vegetation density on variations of destructive solitary breaking waves force and drag coefficient of coastal forest. To this purpose, a sloping coast and a coastal vegetation model were installed in a flume equipped with a frictionless force measurement system. The experiments were conducted in four different coast slopes in both with coastal vegetation and without coastal vegetation model (three coastal vegetation density). The results indicated that the presence of coastal green belt reduce the destructive force of the waves to about 60 percent on average.
    Keywords: Coastal green belt, tsunami, Breaking wave, Wave force absorption, Sloping coast
  • Masoud Oulapour, Mohammad Amjad Zade, Hosein Mohmmad Vali Samani Pages 265-281
    Due to accuray of numerical methods and constitutive equations, a comparison of these methods with the classical methods of dynamic analysis of earthfill dams seems necessary. The results of Seed-Makdisi, Sarma and Ambrasys-Sarma analysis of a homogenous dam are compared with those of Quake/W and Slope/W softwares. A code is developed for calculating permanent displacements based on Newmark double integration method. The results of linear and equivalent linear models show that, due to unrealistic linear assumption of the behaviour of the material, the calculated accelerations are high and the analytical methods are overdesign. This is due to realistic constitutive models. Also, in homogenous dam, as the assumed critical wedge in analytical methods is different from that calculated in numerical analyses, the critical acceleration estimated is different too (0.45g in Ambrasys-Sarma method compared to 0.26g in equivalent linear model for a wedge of 0.6h depth). This shows that realistic models must be utilized. In the developed code first the average aceleration of assumed wedge is calculated using acceleration calculated with finite element codes utilizing modern constitutive models and consequently the permanent displacements are calculated. The results show that the current methods are overestimating. Also, the assumed critical wedges are unrealestic and pass through the dam core. While the critical wedges pass through downstream shell. The permanent displacement of a wedge with 0.6h depth is estimated to be 3 cm compared to zero in Sarma method. The developed code was used for dynamic analysis of Balarud earthfill dams.
    Keywords: Dynamic Analysis, Finite element, Earthfill Dams, Linear Elastic, Equivalent Linear