فهرست مطالب

  • پیاپی 36 (تابستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/04/01
  • تعداد عناوین: 15
|
  • حامد فرهادی، کاظم اسماعیلی* صفحات 1-13
    در این مقاله توانایی روش آموزش ماشین Support Vector Machine (SVM) در پیش بینی حداکثر دبی خروجی سیلاب ناشی از شکست سدهای خاکی بررسی  شده است. پارامترهای ورودی مدل مورد نظر، دو پارامتر مخزن در زمان شکست یعنی ارتفاع آب و حجم آب پشت سد انتخاب شد که برای آموزش این مدل ها از داده های جمع آوری شده در منابع مختلف استفاده شده است. از مجموع 112 داده، 70 درصد آن جهت آموزش مدل ها و 30 درصد آن جهت صحت سنجی، به نحوی که این دو زیرمجموعه از لحاظ آماری اختلاف معنی داری نداشته باشند، انتخاب شد.  بعد از بررسی چهار مدل SVM، مشخص شد که استفاده از کرنل تابع پایه شعاعی بهترین نتیجه را در تخمین این پدیده حاصل می دهد (نتایج آماری این روش در تخمین پدیده مورد نظر با R2=0/96و 0/03=RMSE و 0/94=R2 و 0/05=RMSE به ترتیب در فاز آموزش و آزمون). مقایسه ای نیز بین 6 رابطه تجربی کلاسیک و مدل توصیه شده صورت گرفت که نتایج نشانگر عملکرد ضعیف روابط تجربی در مقایسه با مدل پیشنهادی است. در نهایت با توجه به اهمیت مدیریت هنگام شکست سد استفاده از روش آموزش ماشین پیشنهادی برای تخمین مقدار ماکسیمم دبی خروجی از سد پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: آموزش ماشین، دبی سیلاب، سد خاکی، شکست سد، ماشین بردار پشتیبان، هوش مصنوعی
  • سعید زمانی، روح الله فتاحی صفحات 14-22
    استفاده از گسیلنده مناسب نظیر لوله‎های روزنه‎دار در سیستم آبیاری زیرسطحی کارآمدی این سیستم ها را ارتقاء می دهد. در این پژوهش، بهترین شرایط هیدرودینامیکی محیط نشت، شرایط بهینه هیدرولیکی روزنه و اثر متقابل هیدرولیک روزنه و محیط پیرامون آن بررسی شد. بدین منظور وضعیت جریان و مقاومت جریان خروجی از لوله پلی‎اتیلن 16 میلیمتری با روزنه‎های به قطر 1، 2/5، 5، 8 و10 میلیمتر (در دو حالت استفاده از پوشش ژئوتکستایل و عدم استفاده از آن) در محیط خاک رسی و گراول با قطر متوسط 12 میلیمتر در فشارهای 0/25، 0/5، 0/75،1، 1/25، 1/5، 1/75 و 2 اتمسفر بررسی گردید. نتایج آزمایش با استفاده از آزمون تجزیه واریانس دوطرفه مقایسه شد و منحنی‎های مشخصه روزنه‎های مختلف با برازش داده های آبدهی بر حسب فشار برای کلیه آزمایشات تهیه گردید. بازه مقادیر R2 و توان معادله دبی- فشار مربوطه به ترتیب معادل 99%-93% و 63/0-0/41 به دست آمد. نتایج آزمایش نشان داد که استفاده از گراول به تنهایی در اطراف روزنه مدفون در خاک در کلیه قطر‎ها موجب کاهش مقاومت جریان، افزایش سرعت خروج آب از روزنه و آشفتگی بیشتر جریان گردید و برعکس استفاده از ژئوتکستایل باعث افزایش مقاومت جریان شد و مشاهده شد که در روزنه‎های با قطرهای 1 و 5/2 میلیمتر لفاف ژئوتکستایل در خاک و گراول موجب بروز مقاومت با اختلاف معنی‎دار نسبت به حالت معمولی شد. بر مبنای نتایج حاصل استفاده از روزنه 1 میلیمتری در تمامی محیط‎ها و روزنه 5/2 میلیمتری در محیط خاک با وجود یا بدون وجود لفاف ژئوتکستایل در سیستم آبیاری زیرسطحی توصیه می گردد
    کلیدواژگان: ارزیابی، نفوذ، خردآبیاری، لوله آبده
  • معین بهرام پور، غلام عباس، محمد ذونعمت * صفحات 25-38
    پیش بینی دبی رودخانه ها در شرایط پدیدار شدن وضعیت کانال مرکب یکی از پارامترهای مهم در مهندسی سیلاب و رودخانه ها می باشد. در این تحقیق با استفاده از رویکردهای داده محور از جمله شبکه عصبی مصنوعی(ANN) و ماشین های بردار پشتیبان(کلاس بندی(SVM) و رگرسیونی(SVR)) وهمچنین روش تجربی کانال تقسیم شده بروش تقسیم بندی عمودی(DCM) دبی کانال مرکب پیش بینی شده است. برای این هدف تعداد 150 داده آزمایشگاهی از 6 منبع علمی گرد آوری شد. این داده ها با استفاده از روش اعتبار سنجی متقابل k-تایی به چهار دسته بیست و پنج درصدی تقسیم بندی شدند. در هر مدل سازی در رویکردهای داده محور، آزمون مدل توسط یک دسته از داده ها صورت گرفت.پس از میانگین گرفتن از نتایج یکسان در هر رویکرد داده محور، نتایج برتری روش SVR را نشان داد. این روش با داشتن بیشترین مقدارضریب تعیین  وضریب کارائی مدل نش ساتکلیف (NS) (بترتیب برابر با 92875/0 و898075/0)و داشتن کمترین مقدار ریشه میانگین مجذور خطا (RMSE)و میانگین درصد خطای مطلق(MAPE) (بترتیب برابر با 0/08435 و %23/89) و همچنین با داشتن بیشترین درصد برتری نسبی RMSE نسبت به شبکه عصبی مصنوعی در پیش بینی دبی کانال مرکب موفق تر از دیگر روش ها عمل کرده است.
    کلیدواژگان: پیش بینی دبی، شبکه عصبی مصنوعی، کانال تقسیم شده، ماشین بردار پشتیبان، مقاطع مرکب
  • عیسی کیاء، علی رضا عمادی*، محمد علی غلامی صفحات 39-51
    در این پژوهش، کارآیی سیستم فازی- عصبی برای برآورد رواناب ناحیه کوهستانی حوضه هراز مورد ارزیابی قرار گرفت. هدف ایجاد مدلی با توابع و درجه عضویت مناسب است که بتواند رابطه بارندگی- رواناب را در یک حوضه به درستی برقرار کند. بدین منظور برای پیش بینی رواناب، 44 ترکیب مختلف از پارامترهای بارندگی، دما، تبخیر، دبی جریان و شاخص بارش پیشین با تاخیر زمانی بین آنها به صورت روزانه طی دوره 32 سال آماری وارد مدل ANFIS گردید. از بین ترکیبات مختلف ورودی، ساختار بارندگی و دمای متوسط روز جاری، شاخص رطوبتی و دبی یک روز قبل به عنوان مدل مناسب انتخاب شد. نتایج حاصل از آزمون آماری t-test برای تعیین اختلاف معنی داری نشان داد که بین دو روش ANFIS و MLR اختلاف معنی داری وجود ندارد. روش ANFIS با تابع عضویت مثلثی شکل درجه دو با معیارهای آماری RMSE=2.67, VE=4.16, R2=0.98 ,EF=0.97 نسبت به روش MLR با RMSE=2.83, VE=4.55, R2=0.94 ,EF=0.92 در دوره آزمون، عملکرد بهتری در مدل سازی بارش- رواناب ناحیه کوهستانی حوضه هراز دارد.
    کلیدواژگان: بارش پیشین، پیش بینی، تابع عضویت، دبی جریان، کارآیی
  • الهام سعیدی، احسان بهنام طلب*، علی اکبر صالحی صفحات 52-67
    ته نشینی به وسیله نیروی ثقل از معمول ترین و پرکاربردترین روش های جداسازی ذرات جامد معلق در آب و فاضلاب می باشد. حوضچه های ته نشینی از اجزاء مهم و اصلی در هر فرآیند تصفیه آب به شمار می روند. به دلیل هزینه بسیار زیاد ساخت و نگهداری این حوضچه ها، عملکرد بهینه حوضچه های ته نشینی بسیار حائز اهمیت است. محققان به منظور افزایش کارایی حوضچه، روش های مختلفی پیشنهاد کرده اند که در این میان تغییر هندسه با نصب تیغه در حوضچه ها جزء روش های اقتصادی بوده و نظر محققان را جلب کرده است. در تحقیق حاضر جریان حاوی ذرات رسوب در حوضچه ته نشینی مستطیلی به روش حجم محدود، با استفاده از نرم افزار Flow3D و با استفاده از مدل آشفتگی RNG k-ε به صورت تک فازی شبیه سازی شده است. هدف از انجام این مطالعه، شبیه سازی عددی هیدرولیک جریان در حوضچه های ته نشینی با آرایش تیغه های متفاوت و در نهایت دستیابی به بهترین هندسه برای کاربرد تیغه است. با توجه به تطابق نسبتا خوب نتایج مدل عددی حاضر با داده های آزمایشگاهی، از صحت نتایج شبیه سازی عددی با نرم افزار Flow3D اطمینان حاصل شده است. بررسی نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد جریان در حوضچه های رسوب گذار به شدت تحت تاثیر حضور تیغه است. با توجه به مدل های بررسی شده مشخص گردید حضور تیغه با ارتفاع کمتر و نزدیک تر به ورودی حوضچه و همچنین حضور تیغه با ارتفاع بیشتر و دورتر از ورودی حوضچه بیشترین تاثیر را بر راندمان ته نشینی دارد.
    کلیدواژگان: حوضچه ته نشینی، تیغه، گردابه، رسوب گذاری، Flow3D
  • سعید اخروی، سعید گوهری* صفحات 68-85
    در رودخانه های درشت دانه فاکتور اصطکاک به عنوان نمایه مقاومت جریان، وابسته به اندازه ذرات و شکل بستر است. وجود دامنه وسیعی از اندازه های ذرات در این رودخانه ها سبب توسعه لایه سپر و ساختارهای خوشه ذرات شده که اثرات قابل توجهی بر فاکتور اصطکاک دارند. در این مطالعه به بررسی اثرات ارتباط فیزیکی بین فرآیند سپرشدگی بستر و فاکتور اصطکاک به دلیل لایه سپر پرداخته شده است. بدین منظور با لحاظ نمودن ویژگی های قانون لگاریتمی توزیع سرعت، فاکتور اصطکاک کل تعیین شد. سپس فاکتور اصطکاک ذره با روش های کلگان و پارامتر شیلدز محاسبه شد و نتایج حاصل مورد مقایسه قرار گرفت. در پایان فاکتور اصطکاک ناشی از شکل بستر از تفریق فاکتور اصطکاک ذره از کل بدست آمد. تحلیل نتایج نشان داد که فاکتور اصطکاک مستقل از توزیع ذرات تشکیل دهنده بستر بوده و پارامتر اصلی کنترل کننده آن شیب خط انرژی است. این نتایج غیرقابل انتظار حاصل از ارتباط فاکتور اصطکاک با آستانه حرکت و بازآرایی ذرات درشت دانه در پوشش سپر می باشد. همچنین نتایج نشان داد که تشکیل و توسعه لایه سپر همراه با ایجاد خوشه ذرات با افزایش زبری نسبی بستر و کاهش استغراق نسبی جریان سبب افزایش میزان مقاومت جریان و پایداری بستر می شود. مشاهدات میدانی حاکی از تغییر شرایط آستانه تنش شیلدز در رودخانه های درشت دانه به منظور ایجاد تعادل در نرخ انتقال ذرات درشت و ریز می باشد
    کلیدواژگان: استغراق نسبی، پارامتر شیلدز، لایه سپر، فاکتور اصطکاک، مقاومت جریان
  • هادی دهقان*، مهدی مکاری صفحات 86-97
    برآورد دقیق تبخیر- تعرق گیاه مرجع (ETo) نقش بسزایی در بهبود مدیریت مصرف آب در مزرعه و برنامه ریزی آبیاری دارد. روش های مختلفی جهت برآورد EToموجود می باشد. معتبرترین روش برآورد EToمدل فائو-پنمن- مانتیث (FAO-PM) می باشد، اما این مدل به داده های ورودی زیادی نیاز دارد که در اکثر ایستگاه های هواشناسی بخصوص در کشورهای در حال توسعه  به طور کامل اندازه گیری نشده و یا داده های اندازه گیری شده دقت کافی ندارند. لذا محققین به سایر روش های تجربی با داده ورودی کمتر روی آورده اند. در این مطالعه ابتدا مقادیر روزانه EToبا استفاده از روش های تجربی پریستلی-تایلور، هارگریوز، روش پیشنهادی فائو در شرایط کمبود داده و دو شکل معادله والیانتز در ایستگاه سینوپتیک مشهد محاسبه و با مقادیر محاسبه شده با روش FAO-PM مورد مقایسه قرار گرفت. همچنین در این مقاله با اصلاح دو شکل معادلات والیانتز مدل های جدیدی برای برآورد EToدر شرایط کمبود داده سرعت باد و همچنین سرعت باد و رطوبت نسبی ارائه شد. نتایج نشان داد در شرایط کمبود داده سرعت باد و رطوبت نسبی مدل والیانتز اصلاح شده در این مقاله نسبت به سایر روش ها بالاترین دقت را داشت، به طوری  که مقدار شاخص های R2، RMSE و MAE به ترتیب 850، 1/59 و 1/26 میلی متر در روز محاسبه گردیدند. همچنین نتایج نشان داد در شرایطی که در ایستگاه هواشناسی تنها داده دما موجود باشد، روش هارگریوز اصلاح شده بالاترین دقت را داشت.
    کلیدواژگان: تبخیر- تعرق مرجع، پنمن- مانتیث، داده های محدود، والیانتز، پریستلی تایلور، هارگریوز
  • مهسا بوستانی، حجت کرمی، سید فرهاد موسوی، سعید فرزین صفحات 98-115
    در پژوهش حاضر، تاثیر تغییرات مقیاس زمانی بر آشوبناکی و دامنه آشوبناکی دبی جریان ایستگاه های بالادست و پایین دست مخزن سد زاینده رود، روند تغییرات بعد همبستگی جریان و افق پیش بینی، طی 43 سال (92- 1350) مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. همچنین، ارتباط بین بعد همبستگی و افق پیش بینی در گذر زمان مشخص شده است. بدین منظور، دبی ایستگاه های هیدرومتری اسکندری، قلعه شاهرخ، پل زمانخان و پل کله در چهار مقیاس زمانی روزانه، 3، 5 و 7 روزه به کار برده شده است. به عنوان گام نخست، زمان تاخیر و بعد محاط سیستم از روش میانگین اطلاعات متقابل و نزدیکترین همسایگان کاذب محاسبه گردیده است. سپس، بعد فرکتالی سیستم با استفاده از روش بعد همبستگی تخمین زده شده است. در ادامه، با استفاده از شاخص نمای لیاپانوف، افق پیش بینی در سری های آشوبناک برآورد گردیده است. نتایج حاکی از آن است که دبی جریان در مقیاس 5 روزه در ایستگاه پل زمانخان و 7 روزه در ایستگاه های پل زمانخان و اسکندری، رفتار تصادفی دارد و در بقیه مقیاس ها، آشوبناک می باشد. ایستگاه های اسکندری، قلعه شاهرخ و پل زمانخان در تمام مقیاس های آشوبناک، دارای آشوب کم دامنه هستند. در ایستگاه پل کله، دبی جریان در مقیاس روزانه دارای آشوبناکی کم بوده و در مقیاس های 3، 5 و 7 روزه دارای آشوب با دامنه متوسط است. نتایج دیگر نشان دهنده آن است که با افزایش مقیاس زمانی، بعد همبستگی افزایش و افق پیش بینی کاهش می یابد. از سوی دیگر، با توجه به نمای لیاپانوف، ایستگاه های بالادست دریاچه زاینده رود در تمام مقیاس ها نسبت به ایستگاه های پایین دست از افق پیش بینی بیشتری برخوردار هستند.
    کلیدواژگان: رفتارنگاری جریان، نظریه آشوب، مقیاس زمانی، دامنه آشوبناکی، افق پیش بین
  • جواد شهرکی*، صفیه نوری، علی سردار صفحات 117-131
    یکی از مسائل مهم بهینه سازی در مدیریت منابع آب، مساله بهره برداری بهینه از مخازن سدها است. در خصوص مسائل بهینه سازی روش های مختلفی به کار گرفته شده که با توجه به عدم توانایی روش های بهینه سازی معمول، در حل مسائل پیچیده بهینه سازی، به کارگیری الگوریتم های فرا ابتکاری بیش از پیش مورد توجه قرارگرفته است. لذا در این تحقیق برای بهینه سازی مخازن آب چاه نیمه سیستان از الگوریتم فرا ابتکاری ژنتیک استفاده شده است. هدف اصلی پژوهش حاضر تخصیص بهینه آب مخازن چاه نیمه به ذینفعان منطقه سیستان با استفاده از الگوریتم ژنتیک تحت سناریوهای مدیریتی با تاکید بر سناریوی تثبیت ریزگردها می باشد. نتایج الگوریتم ژنتیک نشان داد که در سال اول مقدار رهاسازی بهینه 20/3531 میلیون متر مکعب و میزان تقاضا 98/3121میلیون متر مکعب می باشد که به مقدار 77/959 میلیون متر مکعب عدم تامین نیاز وجود دارد. نتایج این تحقیق حاکی از آن است که الگوریتم ژنتیک همانند تحقیقات گذشته توانسته است به جواب بهینه مناسبی دست پیدا کند. همچنین بر اساس نتایج بدست آمده در سناریوی تثبیت ریزگردها ، پس از مدتی در صورت اجرای سناریوی مذکور، دیگر رهاسازی برای بخش کشاورزی (سال 1409 شمسی)  امکان پذیر نمی باشد.
    کلیدواژگان: الگوریتم های فرا ابتکاری، بهینه سازی، مخازن، سناریوی مدیریتی، ژنتیک، رهاسازی
  • ایمان کریمی راد، کیومرث ابراهیمی*، شهاب عراقی نژاد صفحات 132-145
    ارزیابی یک سامانه به مجموعه ای از شاخص ها که بیانگر وضعیت حال و آینده آن باشد، نیاز دارد. آبخوان های چندلایه به دلیل تفاوت در فرآیندهای تغذیه و تخلیه ی هر لایه، دارای پیچیدگی های خاصی است. هدف از این مقاله بررسی پایداری سفره های آزاد و تحت فشار آبخوان آبرفتی استان گلستان است. آمار مورد استفاده شامل مقادیر بارندگی ماهانه 19 ایستگاه باران سنجی، مقادیر رقوم سطح آب 19 چاه مشاهده ای در سفره آزاد و سطح پیزومتریک 19 چاه در سفره تحت فشار می باشد. در این مقاله از ترکیب یازده شاخص که بر اساس داده های موجود در منطقه انتخاب شده اند، به منظور ارزیابی پایداری استفاده شد. نتایج نشان داد با وجود عدم معناداری روند بارندگی، روند کاهشی در سطح ایستابی لایه آزاد و سطح پیزومتریک لایه تحت فشار وجود دارد. شاخص پایداری آبخوان برای لایه های آزاد و تحت فشار به ترتیب برابر 0/89 و 1/01 است که ناپایداری هر دو لایه و ناپایدارتر بودن لایه تحت فشار را نشان می دهد. البته شرایط ناپایدار لایه تحت فشار تحت پوشش ذخایر آب زیرزمینی غیرتجدیدشونده موجود در آن قرار گرفته است. بر اساس شاخص قابلیت توسعه بهره برداری برابر  0/26، طرح های توسعه منابع آب با در نظر گرفتن محدودیت های موجود در کمیت و کیفیت آب قابل اجرا است. همچنین شاخص توان بازیابی آبخوان برابر 2/82 نشان می دهد هر دو لایه توان بازیابی خوبی دارند و در صورت بهبود عوامل محیطی تاثیرگذار، با سرعت نسبتا بالایی به حالت پایدار بازمی گردند. بر اساس نتایج، منطقه مورد مطالعه با وضعیت کمبود آب مواجه است که به معنای محدودیت در توسعه اقتصادی، سلامت و بهداشت جوامع انسانی می باشد.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، استان گلستان، سفره آزاد، سفره تحت فشار، شاخص پایداری، فالکنمارک
  • رامین خوچیانی*، سید پرویز جلیلی صفحات 146-159
    آب به عنوان نهاده اولیه در تابع تولید در بخش کشاورزی، صنعت و معدن، به عنوان کالای واسطه ای در بخش گردشگری، خدمات و بازرگانی، به عنوان کالا در سبد مصرفی خانوار و به عنوان مهم ترین فاکتور در بخش محیط زیست، شاید مهم ترین کالای اقتصادی- اجتماعی و محیط زیستی باشد و با توجه به افزایش تقاضا و کاهش عرضه آب که منجر به شدت کمیابی آب، به خصوص آب های زیرزمینی می شود، تاثیر این متغیر بر رشد اقتصادی و رابطه معکوس آن بسیار مورد توجه اقتصاددانان است. هدف این پژوهش ارزیابی علیت کرنلی بین استخراج منابع آب زیرزمینی و رشد اقتصادی با استفاده از مدل رگرسیون نادارایا - واتسون و ضریب همبستگی تعمیم یافته در دوره 1362 تا 1394 برای اقتصاد ایران است. نتایج پژوهش نشان می دهد که اگرچه علیت گرانجر، حاکی از عدم ارتباط بین مصرف آب و تولید ناخالص داخلی است؛ اما ضریب همبستگی تعمیم یافته و رگرسیون ناپارامتریک نشان از وجود علیت کرنلی یک طرفه از تولید ناخالص داخلی به مصرف آب است. بنابراین افت سطح آب زیرزمینی و تهی شدن سفره های آب زیرزمینی به شدت می تواند رشد اقتصادی را متاثر کند.
    کلیدواژگان: برآورد ناپارامتریک، علیت کرنلی، آزمون هیوریستیک، منابع آب زیرزمینی
  • مهران فاطمی*، محمد حسن رحیمیان، محمد اکرامی، جلال برخورداری صفحات 160-176
    تاکنون شاخص های متعددی توسط محققان مختلف برای بررسی پدیده خشکسالی معرفی و استفاده شده اند که هر کدام به فراخور شرایط منطقه و پارامترهای تاثیرگذار بر خشکسالی، دارای توانایی ها و نواقصی خواهند بود. طی سال های اخیر شاخص خشکسالی اجمالی (RDI) بدلیل در نظر گرفتن توام بارش و تبخیر و تعرق، با استقبال بیشتری نسبت به سایر شاخص ها روبرو بوده و گاها مبنای مقایسه شدت خشکسالی و برآورد خسارات بالقوه آن در سطح ملی قرار گرفته است. تحقیق حاضر به بررسی شاخص RDI ، مزایا، معایب و مشکلات پهنه بندی و تعمیم نتایج از مقیاس ملی به استانی پرداخته است. به همین منظور از آمار و ارقام ایستگاه های هواشناسی سینوپتیک استان یزد استفاده شد و پس از محاسبه RDI برای هر ایستگاه، با نتایج ارائه شده در نقشه RDI کشوری در دوره زمانی مشابه، مقایسه و تحلیل گردید. نتایج این پژوهش در قالب ارائه نکات و ملاحظات فنی برای محاسبه و پهنه بندی RDI در مقیاس ملی و نحوه تعمیم به سطوح استانی با محوریت استان یزد و پیشنهادات اجرایی مربوطه برای تدقیق مطالعات و روش های پهنه بندی خشکسالی در کشور می باشد که به تفصیل به هر یک از آن ها پرداخته شده است.
    کلیدواژگان: خشکسالی، پهنه بندی RDI، تبخیر و تعرق مرجع، یزد، ایران
  • محمد نصیری، عیسی سلگی* صفحات 177-190
    آلودگی آب آشامیدنی یکی از زمینه های مهم نگرانی برای طرفداران محیط زیست است. کیفیت آب، شاخص سلامت و رفاه جامعه است. در این پژوهش غلظت و پهنه بندی برخی پارامترهای کیفی آب آشامیدنی شهر ملایر با استفاده از روش های آماری وGIS  ارزیابی شد. جامعه آماری مورد پژوهش شبکه توزیع آب آشامیدنی شهر ملایر بود. بدین منظور این شهر به چندین منطقه تقسیم شد به نحوی که کل منطقه شهری ملایر پوشش داده شود. در مجموع، 48 نمونه آب آشامیدنی از شبکه توزیع آب آشامیدنی شهر در خرداد 1395 جمع آوری شد. پارامترهای مختلف مانند pH، هدایت الکتریکی (EC)، کاتیون ها (Na، K) و آنیون (NO3) اندازه گیری شد. . غلظت نیترات در آب آشامیدنی توسط دستگاه اسپکتروفتومتر، سدیم و پتاسیم با دستگاه فلیم فتومتر اندازه گیری شد. میانگین پارمترهای اندازه گیری شده به ترتیب نیترات 27/61میلی گرم بر لیتر،  pH 79/6،  EC0/69 دسی زیمنس بر متر، پتاسیم41/0 میلی گرم بر لیتر و سدیم 37/1میلی گرم بر لیتر بود. دامنه غلظت نیترات نمونه ها از 34/19تا 83/47میلی گرم بر لیتر تغییر داشت. تمام پارامترهای اندازه گیری شده نمونه های آب آشامیدنی ملایر کمتر از استاندارد WHO و استاندارد ملی ایران بود. با توجه به نقشه های GIS غلظت نیترات، سدیم و EC در بخش های شمالی و شمال غربی شهر بالاتر بود. از جمله دلایل بالا بودن نیترات در منطقه دفع غیراصولی فاضلاب های شهری می باشد. به منظور جلوگیری از افزایش نیترات در شبکه توزیع آب آشامیدنی، اقداماتی چون عدم ورود فاضلاب شهری به منابع آب و تصفیه فاضلاب ضروری به نظر می رسد. با توجه به این که غلظت های نیترات 45-20 میلی گرم بر لیتر در  آب را به عنوان آب های آلوده به شمار می آیند، آب شرب شهر ملایر جزء آب های آلوده طبقه بندی می شوند.
    کلیدواژگان: پارامترهای کیفی، آب آشامیدنی، ملایر، پهنه بندی، GIS
  • صابر خسرونژاد، حسام قدوسی*، کرامت اخوان صفحات 191-205
    آبیاری سطحی سنتی به دلیل سادگی آن یکی از روش های معمول آبیاری می باشد. در این روش با برداشتن قسمتی از دیواره کانال انتقال، آب وارد جویچه ها می گردد اما گاهی اوقات نیز برای این کار از سازه ساده ای به نام سیفون استفاده می شود. این تحقیق جهت ارزیابی و مقایسه دو روش آبیاری سطحی سنتی و سازه ای(سیفون) در سال زراعی 1396 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی مغان انجام گردیده است. به این منظور دوقطعه زمین انتخاب و در قطعه اول از روش سطحی سنتی و در قطعه دوم از سازه سیفون در کشت ذرت استفاده شد. نتایج تحقیقات نشان داد در ده نوبت آبیاری انجام شده آب مصرفی در روش سازه ای 1251 مترمکعب کمتر از روش سنتی می باشد. همچنین متوسط سرعت پیشروی آب در طول فاروها در روش آبیاری سازه ای 0/18 متر در دقیقه بیشتر از روش سنتی می باشد. مقادیر کارایی مصرف آب و راندمان آبیاری نیز به ترتیب در روش آبیاری سنتی برابر 1/01 و 61 درصد و در روش آبیاری سازه ای برابر 1/2 و 71 درصد تعیین گردید و عملکرد تولید محصول در دو روش نیز تقریبا یکسان به دست آمد. در مجموع می توان چنین بیان نمود که علی رغم برابری عملکرد محصول، روش آبیاری سازه ای به دلیل صرفه جویی در مصرف آب و افزایش راندمان آبیاری نسبت به روش سنتی برتری دارد.
    کلیدواژگان: آبیاری سطحی، راندمان آبیاری، کارایی مصرف آب، مدیریت آبیاری
  • حسین جعفری*، فریدون نورقلی پور، مجید رجایی صفحات 208-222
    به منظور تنظیم زمان آبیاری گیاه کنجد با استفاده از تشت تبخیر، آزمایشی به مدت دو سال زراعی و در سه تکرار در مناطق عمده کشت کشور (بوشهر، داراب و جیرفت) اجرا شد. تیمارهای آبیاری شامل I0  (دورآبیاری براساس عرف زارع)،I1  (دور آبیاری بر اساس 90 میلی متر تبخیر تجمعی از تشت کلاس A)، I2  (دور آبیاری بر اساس 120 میلی متر تبخیر تجمعی از تشت کلاس A)، I3  (دور آبیاری بر اساس 150 میلی متر تبخیر تجمعی از تشت کلاس A)، I4 (دور آبیاری بر اساس 180 میلی متر تبخیر تجمعی از تشت کلاس A)،  I5 (دور آبیاری بر اساس 90  میلی متر تبخیر تجمعی از تشت کلاس A تا شروع گلدهی و 180 میلی متر تبخیر تجمعی از تشت کلاس A بعد از شروع گلدهی) و I6 (دور آبیاری بر اساس 180 میلی متر تبخیر تجمعی از تشت کلاس A تا شروع گلدهی و 90 میلی متر تبخیر تجمعی از تشت کلاس A بعد از شروع گلدهی) بودند. نتایج نشان داد که کنجد در تمام نقاط اجرای طرح تا قبل از گلدهی حساسیت زیادی به تنش آبی نداشت و می توان با دور 180 میلی متر تبخیر از تشت (تقریبا دور 12 روز) آبیاری انجام داد اما با فرا رسیدن موعد گلدهی، آبیاری با این دور باعث کاهش شدید عملکرد شده و آبیاری می بایست بر اساس 90 میلی متر تبخیر از تشت (تقریبا دور 7 روز) صورت گیرد.
    کلیدواژگان: آزمایش، تبخیر، کارایی مصرف آب و گلدهی
|
  • Hamed Farhadi, Kazem Esmaili * Pages 1-13
    In this study, the potential of Support Vector Machine (SVM (in the prediction of peak outflow due to dam failure was evaluated. Huge volume deposited behind dam may cause a large casualty in case of sudden release of it to downstream. Head and volume of water at the time of failure were considered as inputs to SVM model. To train these models, 70% of 112 gathered data from literature was used as training subset and the rest 30% was used to test the model as test subset, at the same time these two subsets were selected in a way to be statistically similar. After studying four SVM models with different kernel functions, i.e. Linear, Polynomial, Radial Basis Function and Sigmoid, it was found that SVM with Radial Basis Kernel function outperforms other models. Results of the statistical evaluation of the proposed model are satisfying with R2=0.96, RMSE=0.03 for training phase and R2=0.94, RMSE=0.05 for the test phase. A comparison was made between some conventional empirical equations and the proposed model in which results shows proposed SVM model surpasses empirical equations in predicting peak outflow due to embankment dam failure.
    Keywords: Learning Machine, Artificial intelligence, Dam Break, Earth Dam, Flood peak outflow
  • Saeid Zamani, Rohallah Fatahi Pages 14-22
    The use of appropriate emitters, such as perforated-pipe in the subsurface irrigation system, improves the efficiency of these systems. In present study, the best hydrodynamic conditions of the permeation environment, optimal hydraulic conditions of the orifice, and interaction between the orifice hydraulic and the surrounding environment are investigated. For this purpose, the conditions of flow and outflow resistance of the 16 mm polyethylene pipe with 1, 2.5, 5, 8 and 10 mm orifice were conducted in two modes (with and without geotextile cover) in a clay soil and 12 mm gravel in the pressure 0.25, 0.5, 0.75, 1, 1.25, 1.5, 1.75 and 2 atmospheres are investigated. The experimental results were compared with two-way ANOVA and the characteristic curves of different orifices were fitted with pressures in all experiments.
    The range of the values of R2 and the power of the discharge-pressure equation was Obtained 99% -93% and 0.41-0.63, respectively. The experimental results showed, using gravel around the buried orifice in the soil in all the diameters reduced the flow resistance, increased water outflow of the orifices and increased flow turbulence, conversely, using the geotextile increased the flow resistance and it was observed that in the 1 and 2.5 mm orifices, geotextile envelopment in soil and gravel have significant difference with the normal state. Based on the results of the use of 1 mm orifice in all environments and 2.5 mm orifice in the soil environment with or without the geotextile cover, had the best performance and other orifices are not recommended
    Keywords: evaluation, Percolation, Micro irrigation, Lateral
  • Moin Bahrampour, Gholam Abbas Barani, Mohammad Zounemat * Pages 25-38
    Rivers discharge prediction in condition of situation appearance of compound channel is one of the important parameters in the flood and rivers engineering.in this investigation compound channel discharge has been predicted by using data drivens such as artificial neural network and support vector machines (calissification, regression) and also empricial method of channel divided by vertical division.For this purpose collected 150 expremental data frome 6 scientific source. this data divided to four categories twenty five percent by using k fold cross validation.in each modeling in data driven approaches, model testing performed by one group of data.After averageing of the same results in each data driven approach, the results showed the superiority of the SVR method .this method  has maximom of  , NS(equal to respectively 0.92875,0.898075) and has minimum of RMSE,MAPE (equal to respectively 0.08435( ),23.89%) and also has percentage maximom of relative superiority of RMSE than artificial neural network was performed more successful than other methode in the compund channel discharge prediction.
    Keywords: discharge prediction, Artificial Neural Network, divided channel, Support Vector Machine, compound sections, SVR
  • Isa Kia, Ali Reza Emadi *, Mohammad Gholami Pages 39-51
    In this research, the efficiency of Neuro-Fuzzy System was evaluated for estimating runoff in the mountainous area of the Haraz watershed. The goal is to create a model with proper functions and membership degrees that can properly estimate the relationship between rainfall and runoff in either basin or watershed. Thus, to predict the amount of runoff, 44 different combinations of rainfall, temperature, evaporation, flow rate and antecedent precipitation index with lag time entered to an ANFIS model during the period of 32 years as a daily data. Among the different combinations of input, the structure of rainfall and mean temperature of current day with moisture index and flow rate of 1-day ago was selected as the appropriate model. The results of t-test for determining the significant difference showed that there is no significant difference between ANFIS and MLR methods. The ANFIS system with a two degree triangular membership function with RMSE=2.67, VE=4.16, R2=0.98 and EF=0.97 compared to the MLR with RMSE=2.83, VE=4.55, R2=0.94 and EF=0.92 during the test period, has a better performance in rainfall-runoff modeling of the mountainous area of the Haraz watershed.
    Keywords: antecedent precipitation, Efficiency, Flow Rate, forecast, membership function
  • Elham Saeedi, Ehsan Behnamtalab *, Ali Akbar Salehi Pages 52-67
    Sedimentation by gravity is a common, highly applicable separation method for the suspended solid particles of water and wastewater. Sedimentation basin is an important component of every water treatment process. Due to high maintenance costs of these basins, up to about 30% of all costs in a water treatment plant, optimum performance of settling basin is very significant. In order to improve the efficiency of the basin, engineers have proposed various methods, among which, “changing the geometry along with installation of baffle in the basin” is economic and has attracted the attention of researchers. In the present paper, numerical simulation was made by using Flow3D software and RNG k-ε turbulence model for a flow consisting of settlement particles in the rectangular settlement basin by a finite volume method (FVM). This study aims at numerical simulation of the hydraulic flow in settling basins with various baffle configurations, and finally, obtaining the best geometry for the baffle. Considering the relative consistency of the numerical model results and the experimental data, the numerical simulation results were validated using the Flow3D model. The results showed that the flow in the settling basin is severely affected by the baffle. According to the studied models, it is clear that the baffles installed with lower height and closer to the basin inlet and baffles with high height and far away from the basin inlet have the most effective case on the settlement efficiency.
    Keywords: : settling tank, Baffle, Sedimentation, Vortex, Flow3D
  • Saeid Okhravi, Saeed Gohari * Pages 68-85
    Friction factor as an index for flow resistance depends on grain size and bed forms in coarse-bed rivers. A wide range of particle sizes located in these rivers causes development of the armor layer and cluster structures, which have great effects on friction factor. In this study, coupling effects between the armoring process and the friction factor due to an armor layer have been investigated. Therefore, considering logarithmic velocity distribution characteristics, the total friction factor was determined. Then, grain friction factor was determined by the Keulegan and the Shields parameter methods and results were compared. Finally, form friction factor was determined by subtracting the grain friction factor from the total one. Analysis of results showed that the friction factor is rather independent of grain-size distribution of the material forming the bed and the major controlling parameter is the slope of the energy grade line. These unexpected results are due to the coupling of the friction factor with the incipient motion problem and the rearrangement of the grains of the coarsest fraction in the armor layer. Also, the results showed that making and development of the armor layer accompanied with clusters of particles caused an increase in the relative roughness of the bed and a reduction in the relative submergence resulting an augmentation in flow resistance and bed stability. Field observations demonstrated that rivers could change the critical Shields stress due to making equal mobility of coarse and fine sediments.
    Keywords: Relative submergence, Shields parameter, Armor Layer, friction factor, flow resistance
  • Hadi Dehghan *, Mahdi Mokari Pages 86-97
    The precise estimation of reference crop evapotranspiration (ETo) has a significant role in improving water management in field and irrigation management. Different methods are available for ETo estimating. The FAO-PM equation is the most reliable method for ETo estimating, but this method requires large input data that is not fully measured in most meteorological stations. Also, the measured data lacks enough precision, especially in developing countries. Therefore, the researchers have used the empirical equations with minimum input data. In this study, the daily values of ETowere calculated at the synoptic station of Mashhad using Priestley-Taylor, Hargreaves, the FAO-PM proposed method by the lack of data and two forms of the Valiantzas equation. Then, the calculated values were compared with FAO Penman Monteith (PM) method. In this paper, new models for estimating ETo were presented by lack of wind speed and relative humidity data by modifying two forms of the Valiantzas equations. The results showed that by the lack of wind speed and relative humidity data, the modified Valiantzas model had the highest accuracy compared with the other methods. It was showed that the R2, RMSE and MAE indices were 0.85, 1 and 1.26 mm per day, respectively. Also, the results showed that the modified Hargreaves method had the highest accuracy when only temperature data is available.
    Keywords: : Reference Evapotranspiration, Penman-Monteith, Lack of Data, Valiantzas, Priestley, Taylor, Hargreaves
  • Mahsa Boustani, Hojat Karami, Sayed Farhad Mousavi, Saeed Farzin Pages 98-115
    This study was carried out to study and analyze the effect of time-scale changes on chaotic range of discharge of upstream and downstream stations of Zayandehrud Dam Reservoir, trend of changes in the correlation coefficient of flow and forecast horizon for 43 years (1971-2013). Also, the relationship between correlation dimension and forecast horizon is determined over time. For this purpose, discharge of hydrometric stations of Eskandari, Ghale Shahrokh, Pole Zamankhan and Pole Kaleh have been used in four daily, 3, 5, and 7-day time scales. As a first step, the time delay and embedding dimension of the system are calculated using the method of average mutual information and the nearest false neighbors. Then, fractal dimension of the system is estimated using the correlation dimension method. Then, using the Lyapunov's exponent, the prediction horizon is estimated in the chaotic series. Results revealed that flow rate at a 5-day scale has a random behavior at Pole Zamankhan station and at a 7-day scale at the Pole Zamankhan and Eskandari stations and is chaotic in other time scales. Eskandari, Ghale Shahrokh and Pole Zamankhan stations have low chaos at all chaotic scales. At Pole Kaleh station, the flow rate is low in chaos at daily scale and has average chaotic domain at 3, 5 and 7-day scales. According to the other results, by increasing the time scale, the correlation dimension increases and the forecast horizon decreases. On the other hand, according to the Lyapunov exponent, the upstream stations of Zayandehrud Dam Reservoir have more prediction horizon than downstream stations in all time scales.
    Keywords: : Flow Monitoring, Chaos Theory, time scale, Chaotic Domain, Prediction horizon
  • Javad Shahraki *, Safaiyeh Nouri, Ali Sardar Pages 117-131
    One of the main challenges hindering optimal water resources management is the problem of optimal exploitation of dam reservoirs. Different methods have been used for optimization problems, but since conventional optimization methods are unable to solve complicated optimization problems, the metaheuristic algorithms are increasingly focused on. As such, the present study uses a genetic metaheuristic algorithm for optimizing Chah-Nimeh water wells of the Sistan region. The main objective is to optimally allocate the water of Chah-Nimeh reserves to users in the Sistan region using a genetic algorithm in the context of managerial scenarios with an emphasis on the scenario of dust stabilization. The results of the genetic algorithm show that in the first year, the optimal discharge rate is 20.3531 million m3 and the demand is 98.3121 million m3, so 77.959 million m3 of the demand is unsatisfied. The results reveal that the genetic algorithm could give a proper optimal answer. Furthermore, it is found that in dust stabilization scenario, shortly after the implementation of the scenario, the discharge will not be possible for the agricultural sector anymore (by 2010).
    Keywords: Metaheuristic Algorithms, optimization, Reserves, Managerial Scenario, Genetic, Discharge
  • Iman Karimirad, Kumars Ebrahimi *, Shahab Araghinejad Pages 132-145
    Evaluation of a system needs a combination of indicators that can show their current situation and future. Multilayer aquifers are more complicated due to different recharge and discharge processes of each layer. This paper aims to evaluate sustainability of phreatic and confined layers of an alluvial aquifer in Golestan province. The relevant data includes monthly precipitation of 19 rain gauges, groundwater level of the phreatic layer in 19 observational wells and piezometric level of 19 wells in the confined layer. In this paper combination of eleven indices that selected according to available data in the region, is used to assess sustainability. Results show in spite of detecting no significant trend in the precipitation data, there is descending trend in the water table of phreatic layer and piezometric level of confined one. Aquifer sustainability index of phreatic and confined layers are 0.89 and 1.01, respectively, that means unsustainability of both layers and worse condition of confined layer. Of course unsustainability of the confined layer has been covered by existed non-renewable groundwater resources. According to groundwater abstraction development index equal to 0.26, implementation of water resources development plans is allowed with considering limitations in terms of water quantity and quality. Also 2.82 as the aquifer recovery potential index revealed if driver factors change toward providing sustainable conditions, both layers can be recovered soon. It can be concluded that the region is facing water scarcity that is a limitation to economic development and human health and well-being.
    Keywords: Confined aquifer, Falkenmark, Golestan province, Groundwater, Phreatic Aquifer, Sustainability indices
  • Ramin Khochian *, Seyed Parviz Jalili Pages 146-159
    Water is as the primary input in the production function of agriculture, industry, and mining, as an intermediate commodity in tourism, services, and commerce, as a commodity in the consumer basket of households and as the most important factor in the environmental sector. it is also perhaps the most important commodity- Social and environmental factors. Considering the increasing demand and the decrease in water supply, which leads to the scarcity of water, especially groundwater, the impact of this variable on economic growth and its reciprocal relationship is highly regarded by economists. The purpose of this study was to evaluate the kernel causality between extraction of groundwater resources and economic growth using the Nadaraya-Watson regression model and the generalized correlation coefficient for Iran's economy from 1982 to 2015. The results of the research show that although Granger's causality indicates that there is no relation between water consumption and GDP, the generalized correlation coefficient and nonparametric regression show the existence of unidirectional kernel causality from consumption of water to GDP. Therefore, the drop in groundwater levels and the depletion of groundwater aquifers can greatly affect economic growth.
    Keywords: Nonparametric Estimation, Kernel Causality, Heuristic Test, Groundwater resources
  • Mehran Fatemi *, Mohammad Hassan Rahimian, Mohammad Ekrami, Jalal Barkhordari Pages 160-176
    Several indicators have been proposed by researchers for the study of drought, each of which having certain strengths and drawbacks depending on the regional conditions and parameters affecting drought. In recent years, RDI has received greater attention as it accounts for precipitation and evapotranspiration, and is sometimes used as the basis for comparison of drought severity and the assessment of its potential damage at the national level. The present research examines RDI index along with benefits, drawbacks and problems of zoning and generalization of findings at the national level to provinces. For this purpose, the statistics derived from synoptic stations of Yazd province was utilized and after calculating RDI for each station, a comparison was drawn with the results presented in the national RDI map for the same time period. The results of this study provide technical points and considerations for calculating and zoning RDI at the national scale and generalizing findings to provincial levels, with special emphasis on Yazd province. It also offers relevant executive suggestions for improving the precision of drought zonation studies and methods across the country, which have been discussed in details
    Keywords: Drought, RDI zoning, Reference Evapotranspiration, Yazd, Iran
  • Mohammad Nasiri, Eisa Solgi* Pages 177-190
    Pollution of drinking water is one of the fields of important concern to environmentalists. Water quality is an indicator of health and welfare of a community. In this research, the concentration and mapping of some quality parameters of drinking water in Malayer city were evaluated using statistical and GIS techniques The study populations were drinking water distribution networks of Malayer. For this purpose, the city divided into several areas so that covered the total urban area. A total of 50 drinking water samples were taken from the drinking water distribution network, during May 2016. The various parameters such as, pH, Electrical conductivity (EC), cations (Na, K), and anions (NO3) were measured. The concentration of nitrate was measured by spectrophotometry and sodium and potassium by flame photometer. The mean values of measured parameters were nitrate 27.61 mg/l, pH 6.79, electrical conductivity 0.69 dS/m, potassium 0.41 mg/l, and sodium 1.37 mg/l.The range ofnitrate levels from obtained samples varied between 19.34 and 47.83 mg/l. All measured parameters for drinking water samples from Malayer were observed to be lower than the WHO standard and the national standard of Iran. With regard to GIS maps, the concentrations of NO3, Na and EC were higher in northern and northwest regions. One the reasons for the high concentration are unsafe disposal of municipal wastewater. In order to prevent the increase of nitrate in the drinking water distribution network, doing of some actions such as no discharge of municipal wastewater to water sources and wastewater treatment seems to be necessary. With attention to the classification of polluted waters with nitrate 20-45 mg/l, drinking water of Malayer city were regarded polluted.
    Keywords: Quality parameters, Drinking Water, Malayer, Zoning, GIS
  • Saber Khosronezhad, Hesam Ghodousi *, Karamat Akhavan Pages 191-205
    Traditional Surface irrigation is one of the common irrigation methods due to its simplicity. In this method, by removing the part of the transfer channel wall, water enter to the furrows but sometimes a simple structure called siphon also is used. This research has been done to evaluate two traditional and structural(siphon) surface irrigation methods in Moghan agricultural research station in 1396. For this purpose, two plots of farm were selected and in the first part traditional surface irrigation method was used and in the second part, the siphon structure was used for corn cultivation. The results of the research showed that in ten times irrigation, amount of water consumed in the structural method is 1251 cubic meters less than the traditional method. Also, the mean water velocity during furrows in structural irrigation method is 0.18 (m/min) more than traditional method. Water use efficiency and irrigation efficiency were respectively 1.01 and 61% in traditional irrigation method and 1.2 and 71% in structural irrigation method also crop yield in two methods was approximately the same. In general we can say that despite the crop yield equality, structural irrigation method is better than traditional method due to water saving and increasing irrigation efficiency.
    Keywords: : Irrigation efficiency, Irrigation management, Surface irrigation, Water Use Efficiency
  • Hossien Jafari *, Fereydon Noorgholipour, Majid Rajaee Pages 208-222
    In order to setting the time of irrigation of the sesame plant using a evaporation pan, an experiment was conducted for two years and three replications in the major cultivations of country (Bushehr, Darab and Jiroft) Irrigation treatments were I0 (irrigation based on conventional harvest), I1 (Irrigation interval based on 90 mm cumulative evaporation from class A evaporation pan), I2 (Irrigation interval based on 120 mm cumulative evaporation from class A evaporation pan class A evaporation pan), I3 (Irrigation interval based on 150 mm cumulative evaporation from class A evaporation pan), I4 (Irrigation interval based on 180 mm cumulative evaporation from class A evaporation pan), I5 (Irrigation interval based on 90 mm cumulative evaporation from class A evaporation pan until beginning of flowering and 180 mm cumulative evaporation from class A evaporation pan after flowering) And I6 (Irrigation intervals based on 180 mm cumulative evaporation from class A evaporation pan until beginning of flowering and 90 mm cumulative evaporation from class A evaporation pan class A evaporation pan class A evaporation pan after flowering).The results showed that Sesame did not have much susceptibility to water stress before flowering.at all points of the project and can be set the Irrigation intervals based on 180 mm cumulative evaporation from class A evaporation pan (about 12 days) But this irrigation program at the beginning of the flowering Reduces performance significantly And Irrigation should be ased on 90 mm cumulative evaporation from class A evaporation pan (approximately 7 days)
    Keywords: Experiment, evaporation, water use efficiency, Flowering