فهرست مطالب

مهندسی آبیاری و آب ایران - پیاپی 37 (پاییز 1398)
  • پیاپی 37 (پاییز 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/08/01
  • تعداد عناوین: 13
|
  • پیام خسروی نیا*، سید حسین حسینی، علی حسین زاده دلیر صفحات 1-16

    تقاطع کانال ها در شبکه های انتقال آب اهمیت ویژه ای دارند. به همین علت مطالعه ویژگی های جریان در این محل ها مورد توجه محققین قرار دارد. شبیه سازی عددی مسایل مهندسی این امکان را می دهد که با کمترین هزینه و پرهیز از مشکلات روش های آزمایشگاهی به پاسخ مورد نظر دست یافت. لذا هدف از این تحقیق ارائه یک مدل تحلیلی برای هیدرولیک جریان در تلاقی کانال های روباز بر اساس معادلات پیوستگی، انرژی و مومنتوم و تعدادی فرضیات ساده کننده و مقایسه با نتایج آزمایشگاهی به منظور صحت سنجی مدل تحلیلی می باشد. آزمایشات در دو شیب جانبی 90 و 45 درجه ی کانال اصلی انجام گرفت. متغیرهای مورد بررسی شامل نسبت اعماق در محل تلاقی می باشد. نتایج تحقیق نشان داد که افزایش عدد فرود و افزایش نسبت دبی ورودی سبب افزایش تلاطم شده که نتیجه آن کاهش دقت نتایج مدل تحلیلی بود. همچنین افزایش زاویه شیب جانبی کانال اصلی با راستای افق سبب افزایش سطح مقطع کانال اصلی و کاهش سرعت شده که نتیجه آن میزان تلاطم کمتر جریان و دقت بیشتر مدل تحلیلی بود. در مدل تحلیلی بیشترین خطا مربوط به زاویه 90 درجه، نسبت دبی های بالا و عمق جریان در کانال ورودی اصلی بود که در حدود 15% گزارش شد و کمترین میزان خطا مربوط به زاویه 45 درجه، نسبت دبی پایین و عمق جریان در کانال خروجی اصلی بود که در حدود 5% گزارش شد.

    کلیدواژگان: تقاطع سه شاخه، زاویه شیب جانبی کانال اصلی، عمق جریان، مدل تحلیلی یک بعدی، نسبت دبی ورودی
  • حسین نصیرپور*، علی نصیریان، ابوالفضل اکبرپور صفحات 18-33

    نشت و مصرف در شبکه توزیع، رابطه مستقیمی با فشار دارند. با توجه به ارتباط میان نشت و مصرف شبکه با فشار، با کاهش فشار می توان نشت و مصرف را در شبکه کاهش داد. یکی از بهترین و مقرون به صرفه ترین روش ها برای کاهش نشت، مدیریت فشار می باشد. نصب شیر های فشارشکن در شبکه می تواند فشار شبکه را کاهش دهد. به منظور عملکرد هر چه بهتر شیرهای فشارشکن در شبکه، تعیین موقعیت بهینه و فشار تنظیمی آنها، از اهمیت بالایی برخوردار است. در این تحقیق موقعیت بهینه برای نصب شیرهای فشار شکن در شبکه توزظیع آب مورد بررسی قرار گرفت. این کار با استفاده از ارتباط پویای بین نرم افزار متلب و ایپانت و بررسی تمام حالت های ممکن برای نصب شیر فشار شکن انجام شد. مساله به صورت یک مساله چند هدفه مورد بررسی قرار گرفت. تابع های هدف در این تحقیق عبارتند از: کمینه کردن مقدار نشت و مصرف در شبکه، کمینه کردن تعداد نقاط با فشار بیش از توان تحمل لوله ها و کمینه کردن تعداد گره های با فشار کمتر از استاندارد می باشد. این تحلیل ها در یک دوره زمانی 24 ساعته انجام شد. نتایج نشان داد که با نصب سه شیر فشارشکن در موقعیت های بهینه و فشار تنظیمی از 40 متر به 33 متر در شبکه بیرجند واقع در استان خراسان جنوبی، میانگین مصرف و نشت در 24 ساعت 24/48 لیتر بر ثانیه، نسبت به وضع موجود که همین تعداد فشارشکن در موقعیت های دیگری نصب شده، کاهش پیدا می کند. از نتایج بدست آمده می توان دریافت که رویکرد ارئه شده کارایی بسیار بالایی در کاهش نشت و مصرف در شبکه توزیع آب را دارد.

    کلیدواژگان: مد یریت فشار، نشت، شیر فشارشکن، مدیریت مصرف
  • محمد توزنده جانی، امیرحمزه حقی ابی*، محمود کاشفی پور، حسن ترابی صفحات 35-50

    یکی از مهمترین عوامل کاهش عمر مفید سدها، جریان غلیظ است که عامل اصلی حرکت رسوبات در مخازن سدها، می باشد. لذا شناخت دقیق این پدیده و شناسایی عوامل تاثیرگذار بر پارامترهای آن می تواند گامی موثر در جهت افزایش عمر مفید سدها باشد. در تحقیق حاضر به بررسی اثر ارتفاع و فاصله سه مانع متوالی در شیب ها و غلظت های مختلف و در دو نوع جریان رسوبی و نمکی بر سرعت های پیشانی و بدنه جریان غلیظ پرداخته شده است. در آزمایشهای از 4 نوع مدل ارتفاعی و نیز 3 نوع مدل فاصله ای برای موانع استفاده شد. همچنین آزمایشهای در 3 شیب و 2 غلظت و در دو نوع رسوبی و نمکی انجام شد. در مجموع 117 آزمایش انجام شد. نتایج نشان داد که استفاده از سه مانع متوالی در جریان غلیظ نمکی می تواند به طور میانگین سرعت پیشانی را 31 درصد و سرعت بدنه را 20 درصد کاهش دهد و در جریان رسوبی هم به طور میانگین 33 درصد سرعت پیشانی و 5/19 درصد سرعت بدنه را کاهش داد. همچنین ضریب کئولگان با در نظر گرفتن موانع، میانگین 48/0 برآورد شد که نسبت به حالت بدون مانع 27 درصد کاهش داشت. در انتها با استفاده از آنالیز ابعادی و نرم افزار spss روابطی جهت پیش بینی سرعت پیشانی و بدنه جریان غلیظ بر اساس ارتفاع هر سه مانع و فاصله آنها و نیز شیب و غلظت جریان ارائه شد.

    کلیدواژگان: : جریان غلیظ، موانع متوالی، سرعت پیشانی، سرعت بدنه، ضریب کئولگان
  • حسین جعفری*، علی اکبر نوروزی صفحات 52-65

    در گیاهان باغی تعیین تبخیر-تعرق به دلیل مشکلات موجود در اندازه گیری مستقیم مثل نصب لایسمتر  یا ادوات دقیق و طول دوره رشد درخت، اغلب به طور غیر مستقیم و بر اساس داده های هواشناسی انجام می شود. با توجه به تغییرات مکانی پارامترهای هواشناسی و بعضا توزیع نامناسب ایستگاه های هواشناسی برآورد تبخیر-تعرق با دقت کافی امکانپذیر نمی باشد. بنابراین استفاده از روش هایی از جمله روش های مبتنی بر سنجش از دور که این تغییرات را در نظر می گیرند مطلوب تر است. در این تحقیق نسبت به اندازه گیری و تعیین تبخیر-تعرق درخت انار با روش های مستقیم و غیرمستقیم برای منطقه ساوه در مراحل مختلف فنولوژیک در دو فصل زراعی 1394 و 1395 اقدام گردید. در روش مستقیم از روش اندازه گیری اجزائ بیلان رطوبتی و در روش غیرمستقیم با کمک گرفتن از تصاویر ماهواره ای لندست8، تبخیر-تعرق واقعی درختان با الگوریتم سبال تعیین گردید. سپس ضریب گیاهی بر اساس تبخیر- تعرق به دست آمده از دو روش و تعیین تبخیر-تعرق سطح مرجع بر مبنای داده-های هواشناسی روز دریافت تصویر، تعیین و نتایج به دست آمده مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که میزان تبخیر-تعرق و ضریب گیاهی به دست آمده در روش دورسنجی در مراحل مختلف رشد انار تطابق مناسبی با داده های بیلان رطوبتی داشت به طوری که ضریب همبستگی در تبخیر-تعرق برای سال اول و دوم به ترتیب 83/0 و 79/0 و در مجموع دو سال 63/0و برای ضریب گیاهی این ضریب به ترتیب 97/0 و 94/0 و در مجموع دو سال 94/0بود.

    کلیدواژگان: الگوریتم سبال، دورسنجی، انار، کارایی مصرف آب و نیاز آبی
  • صدیقه نیکخو امیری، مجتبی خوش روش*، رضا نوروز ولاشدی صفحات 67-80

    افزایش دمای کره ی زمین و اثرات آن بر چرخه آب و همچنین افزایش رشد جمعیت از مسایلی است که امروزه توجه را بر مصرف بهینه منابع و مدیریت بهتر جهت برنامه ریزی دقیق برای تامین نیازهای آتی بیشتر نموده است. برای حل این مساله از مدل های هیدرولوژی گوناگونی از جمله مدل ارزیابی آب و خاک (SWAT) استفاده می شود. در این پژوهش تغییرات جریان خروجی حوضه تجن طی سال های 2005 تا 2015 با استفاده از مدل SWAT شبیه سازی شد. سپس نتایج با استفاده از اندازه گیری های دبی در ایستگاه سلیمان تنگه و الگوریتم SUFI2 در نرم افزار SWAT-CUP مورد واسنجی، صحت سنجی و تحلیل عدم قطعیت قرار گرفت. دقت مدل SWAT در شبیه سازی جریان خروجی به کمک پارامترهای P-factor، R-factor، ضریب نش- ساتکلیف (NS) و ضریب تبیین (R2) مورد ارزیابی قرار گرفت. مقدار NS و R2 برای مرحله واسنجی به ترتیب 57/0 و 58/0 و در مرحله صحت سنجی به ترتیب برابر 70/ و 71/0 به دست آمد که نشان دهنده وجود همبستگی مناسبی بین داده های مشاهداتی و شبیه سازی است. نتایج عدم قطعیت نشان داد که منحنی شبیه سازی به خوبی در محدوده های عدم قطعیت قرار گرفته و فاصله بین نقاط اوج، حداقل می باشد به عبارتی دبی های بیشینه با دقت بالایی (ضریب توافق برابر 8/0) شبیه سازی شدند. بنابراین مدل SWAT ابزار مناسبی برای شبیه سازی شدت جریان در حوضه تجن ارزیابی شد.

    کلیدواژگان: آنالیز حساسیت، تغییرات جریان، دبی شبیه سازی، صحت سنجی، SWAT-CUP
  • الهام کیانی سلمی، خدایار عبدالهی*، افشین هنربخش صفحات 82-92

    تابع تلفات بخشی از مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS می باشد که در ترکیب با تابع انتقال برای شبیه سازی پیوسته بارش- رواناب مورداستفاده قرار می گیرد. برای تولید جریان کل، مدل بخش آب زیرزمینی را به صورت آب پایه اضافه می کند. حوزه آبخیز بهشت آباد ازجمله حوضه هایی است که آب پایه به دلیل تاثیر قابل توجه بر خصوصیات هیدرودینامیکی نقشی اساسی در جریان کل ایفا می کند. از آنجائی که مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS مدلی مولفه ای است، به کاربر امکان انتخاب نوع توابع را می دهد، در این مدل برای برآورد جریان کل روش های مختلفی برای بیان مقدار آب پایه وجود دارد. که هرکدام از روش ها نیاز به داده های متفاوتی دارند. هدف از این مقاله بررسی روش های مختلف آب پایه در مدل تابع تلفات بارش و برآورد بهترین روش محاسبه آب پایه با استفاده از مدل مذکور در حوضه بهشت آباد می باشد. در این پژوهش از سری زمانی داده های دما، بارش، دبی و تبخیر - تعرق در دوره آماری 1998 تا 2015 میلادی استفاده و پس از واسنجی مدل با روش های مختلف برآورد آب پایه مشخص شد که روش های ثابت ماهانه و روش افت محدود با مقدار ضریب کارایی نش- ساتکلیف به ترتیب،69/0 در مرحله واسنجی و 64/0 در مرحله صحت سنجی بهترین روش برآورد آب پایه در حوضه موردمطالعه شناخته شدند. بدین ترتیب پس از کنترل چشمی، با توجه به هیدروگراف مشاهده ای و شبیه سازی در مرحله واسنجی مشخص شد که روش برآورد آب پایه افت محدود از برازش بهتری برخوردار است. همچنین حساسیت بالای کارایی مدل در شبیه سازی جریان کل به نوع روش آب پایه نشان دهنده نقش کلیدی آب پایه در میزان آب خروجی از حوضه موردمطالعه است.

    کلیدواژگان: آب پایه، برهم کنش آب سطحی و زیرزمینی، مدل احتساب کننده رطوبت خاک، مدل هیدرولوژیکی، هیدرو گراف
  • محمد نادریان فر*، کرامت نژاد افضلی، فاطمه بیاتانی صفحات 94-107

    آگاهی از تغییرات مکانی پارامترهای کیفی ابزاری مهم در جهت شناخت استعدادهای منطقه و نحوه مدیریت اراضی است. بنابراین در این پژوهش تغییرات مکانی و زمانی پارامترهای EC، SAR، TDS و TH آب زیرزمینی در حوضه آبریز جیرفت با استفاده از روش های زمین آماری در طول دوره آماری 1383 تا 1393 مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. بدین منظور از اطلاعات مربوط به تجزیه و تحلیل 44 حلقه چاه آب در دشت جیرفت که دارای اقلیم بیابانی گرم میانه می باشد و بر اساس آخرین نمونه گیری سال 1393 به دست آمده است استفاده شد. روش های زمین آماری استفاده شده برای پهنه بندی پارامترهای ذکرشده شامل کریجینگ معمولی و روش عکس فاصله (IDW) با توان های مختلف بود. برای ارزیابی روش های زمین آماری از تکنیک ارزیابی متقابل با معیارهای Root Mean Square Error (RMSE)، Mean Bios Error (MBE)، Mean Absolute Error (MAE) و R2 بین داده های واقعی و تخمینی استفاده شد. نتایج رتبه بندی معیارهای ارزیابی نشان داد که برای پارامتر EC و TDS روش کریجینگ با مدل کروی و برای SARو TH روش عکس فاصله با توان به ترتیب 2 و 3 دارای کمترین خطا است. بررسی های انجام شده نشان می دهد که همبستگی مکانی پارامترهای کیفی اشاره شده در دشت جیرفت بسیار زیاد است. به طوری که خطای مدل نیم تغییرنمای داده های اندازه گیری شده نسبت جذبی سدیم در دوره آماری 84-1383 با اثر قطعه ای 97/0 و دامنه تاثیر 23 کیلومتر برابر 2/14 درصد و خطای مدل نیم تغییرنما در دوره آماری 94-1393 با اثر قطعه ای 23/0 و دامنه تاثیر 28 کیلومتر برابر 8/3 درصد می باشد. نتایج نقشه های آنومالی پارامترهای کیفی در دشت جیرفت نشان داد که بیشترین تغییرات در قسمت شرقی (مناطق جبالبارز) و شمال غربی (ساردویه) می باشد و کمترین تغییرات در بخش های جنوبی دشت می باشد.

    کلیدواژگان: آنومالی، زمین آمار، کریجینگ، روش عکس فاصله (IDW)، جیرفت
  • سروش کیانی قلعه سرد، جواد شهرکی*، احمد اکبری، علی سردارشهرکی صفحات 109-120

    شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک ایران بحث تغییرات اقلیم را در این کشور بسیار حائز اهمیت می سازد. تغییرات اقلیمی با تحت تاثیر قرار دادن منابع آبی بسیاری از فعالیت ها و حتی حیات انسانی را با تهدید جدی مواجه می سازد. ارزیابی میزان اثرپذیری مصرف و منابع آب از این تغییرات در سیاست گذاری های کلان می تواند نقش تعیین کننده و مهمی داشته باشد. در این مطالعه با استفاده از روش برنامه ریزی ریاضی مثبت (PMP) و با در نظر گرفتن چهار سناریوی اقلیمی (تغییر نرمال اقلیم، تغییر اقلیم، تغییر پذیری اقلیم و تغییر توامان اقلیم) به بررسی اثرات این تغییرات بر مصرف آب کشاورزی و ذخایر منابع آب ایران طی 20 سال پرداخته شده است. نتایج تحقیق نشان داد در شرایط تغییر توامان اقلیم و همچنین تغییر اقلیم با وجود کاهش در آب مصرفی بخش کشاورزی، حجم ذخایر منابع آب ایران در مقایسه با دیگر شرایط اقلیمی با شدت بسیار بیشتری کاهش خواهد یافت. بر اساس این نتایج متوسط مصرف سالانه آب کشاورزی در چهار سناریوی مذکور به ترتیب 65/35103، 8/26533، 35216 و 69/26510 میلیون مترمکعب و متوسط کاهش سالانه در ذخایر آب ایران به ترتیب 2/4422، 6/11165، 24/4438 و 45/11267 میلیون مترمکعب خواهد بود. بر این اساس تغییر رویکرد در مدیریت عرضه و تقاضا آب و اتخاذ سیاست های سازگاری جهت مواجه با تغییرات اقلیم می بایست مورد توجه قرار گیرد.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، تغییر پذیری اقلیم، مصرف آب، منابع آب، ایران
  • لاله پرویز* صفحات 122-134

    بارندگی یکی از مولفه های مهم چرخه هیدرولوژیکی است که فرآیندهای سطحی و اتمسفریک را بهم مرتبط می سازد. بنابراین مدلسازی و برآورد دقیق پارامتر در مدیریت منابع آب، برنامه ریزی آبیاری، مدیریت کشاورزی و تخصیص آب مورد نیاز است. مدل SARIMA از مدل های مرسوم در شبیه سازی بارندگی ماهانه می باشد. از نکات ضعف مدل نادیده گرفتن تغییرات بین ماه در هر سال است. بنابراین هدف این مقاله، توسعه مدل SARIMA با در نظر گرفتن تغییرات بین سالی، بین ماه و مقایسه عملکرد آن با مدل SARIMA در ایستگاه اردبیل می باشد. تحلیل خوشه ای با روش Ward's جهت خوشه بندی سری های زمانی بارندگی ماهانه و مدل رگرسیون خطی جهت تعیین رابطه بین مشخصه های آماری هر خوشه و مقادیر بارندگی ماهانه استفاده شدند. درصد کاهش آماره های RRMSE، RMSE، MAE از مدل SARIMA به مدل SARIMA توسعه یافته به ترتیب 05/24، 24/17 و 48/28، بیانگر عملکرد قابل قبول مدل توسعه یافته بود. در مقایسه مقادیر مشاهداتی و شبیه سازی، مدل توسعه یافته دارای تخمین بیش برآورد می باشد. کاهش 16/51 درصدRRMSE  در شبیه سازی بارندگی فصلی نیز بیانگر افزایش دقت مدل توسعه یافته براساس تحلیل خوشه ای بود. ضریب همبستگی بین بارندگی شبیه سازی با مدل SARIMA توسعه یافته و مشاهداتی به مقدار زیادی افزایش یافته و به سطح معنی داری رسیده است. بنابراین استفاده از تحلیل خوشه ای و توسعه مدل SARIMA میزان دقت عملکرد مدل را افزایش داده است.

    کلیدواژگان: بارندگی، توسعه، تحلیل خوشه ای، SARIMA
  • علی قدمی فیروزابادی*، سید محسن سیدان صفحات 136-148

    خشکسالیهای اخیر و محدودیت منابع آبی ضرورت استفاده مناسب از آب، اندازه گیری و تحلیل شاخص های بهره وری آب در روش های مختلف آبیاری (سطحی و تحت فشار) را می طلبد. لذا این پژوهش به منظور بررسی بهره وری آب آبیاری و تحلیل اقتصادی تولید محصول یونجه در شهرستان همدان اجرا شد. به این منظور 16 مزرعه یونجه که تحت سامانه های آبیاری بارانی و سطحی بودند، انتخاب و مورد مطالعه قرار گرفتند. حجم آب مصرفی در مزارع مورد مطالعه با اندازه گیری دبی منبع آبی (با استفاده از کنتور یا فلوم های wsc)، دبی آبپاشها، ساعت آبیاری در هر نوبت و تعداد کل آبیاری محاسبه شد. تحلیل اقتصادی تولید یونجه با استفاده از شاخص ارزش حال درآمد خالص، منفعت به هزینه و شاخص بهره وری اقتصادی، با در نظر گرفتن کمک های بلاعوض دولت و بدون در نظر گرفتن کمک های دولتی در سامانه آبیاری بارانی و سامانه آبیاری سطحی انجام شد. میانگین حجم آب مصرفی و بهره وری آب آبیاری در سامانه های آبیاری جویچه ای و بارانی به ترتیب 12447و 7875 متر مکعب در هکتار و 6/1 و 7/2 کیلوگرم بر متر مکعب برآورد شد. به این ترتیب سامانه آبیاری بارانی با کاهش 37 درصدی در آب مصرفی باعث افزایش 69 درصدی در بهره وری مصرف آب شده است. تحلیل اقتصادی نتایج نشان داد که ارزش حال منافع خالص زراعت یونجه در شرایط استفاده از سامانه آبیاری بارانی در شرایط کمک های بلاعوض دولت نسبت به روش آبیاری سطحی 74437 هزار ریال بیشتر است. نسبت منفعت به هزینه در سامانه آبیاری بارانی در شرایط کمک های بلاعوض دولت و بدون کمک های دولتی به ترتیب 8/3 و 2/3 است.

    کلیدواژگان: ارزش حال درآمد خالص، بهره وری آب، سامانه آبیاری، نسبت منفعت به هزینه، یونجه
  • امیر سالاری، علی ماروسی* صفحات 150-165

    آب نقشی اساسی در حیات بشری دارد، تداوم حیات و توسعه همه جانبه، به در دسترس بودن آب مناسب و مطلوب بستگی دارد. کمبود آب باکیفیت یکی از مشکلات اصلی قرن بیست و یکم است که در حال حاضر تقریبا همه کشورهای جهان ازجمله کشورهای واقع در کمربند خشکی زمین مثل ایران را تحت تاثیر قرار داده است. صرفه جویی در مصرف آب، یکی از روش های مقابله با این چالش جهانی است و یکی از مهم ترین روش های صرفه جویی، جلب مشارکت مردم به عنوان مصرف کننده نهایی است. رسانه و فناوری اطلاعات ابزار مهمی در آگاهی و آموزش مردم در زمینه های مختلف می باشد. لذا در این مقاله به بررسی تاثیر رسانه، فناوری اطلاعات و ارتباطات بر مصرف بهینه آب توسط مصرف کننده های نهایی پرداخته شد .جامعه آماری تحقیق، شهرستان تربت حیدریه و روش نمونه گیری تصادفی ساده شامل 363 نفر به عنوان نمونه می باشد. نتایج نشان داد آگاهی در مصرف بهینه آب از طریق اینترنت، شبکه های اجتماعی و تلویزیون در نگرش فرد نسبت به حفظ محیط زیست (نگرانی محیط زیستی) تاثیر دارد. تلویزیون بیشترین تاثیر را در آگاهی از مصرف بهینه آب و نگرانی محیط زیستی برای سن های بزرگ تر از 40 سال و افراد با تحصیلات زیر دیپلم دارد، درحالی که اینترنت و شبکه های اجتماعی بیشترین تاثیر را بر روی افراد کمتر از 30 سال و افراد با تحصیلات بالاتر از دیپلم دارد. نتیجه کلی این تحقیق این است که رسانه های جمعی و شبکه های اجتماعی، نقش قابل ملاحظه ای در مصرف و حفظ منابع آبی دارند.

    کلیدواژگان: اینترنت، تلویزیون، صرفه جویی آب، شبکه های اجتماعی، محیط زیست
  • مرجان امینی نژاد، علی ماروسی*، سعید برومند نسب، هادی معاضد، معصومه فراستی صفحات 167-179

    یکی از فرآیندهای رایج در حذف آلاینده ها جذب سطحی می باشد. کاربرد پسماند های گیاهی به عنوان جاذب  بدلیل دسترسی آسان و ارزان و حداقل آسیبهای محیطی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. نانو ذرات به دلیل دارا بودن سطح ویژه بالا و واکنش پذیری قوی، به عنوان جاذب در فرآیند های جذب سطحی راندمان بالایی دارند. هدف از این پژوهش بررسی حذف نیترات از محلول به وسیله نانوساختار برگ درخت کنوکارپوس می باشد. در این تحقیق پودر برگ کنوکارپوس در ابعاد نانومتری تهیه شد. جهت افزایش قابلیت حذف نیترات، به کمک مواد شیمیایی روی سطوح جاذب گروه های آمین بارگیری شد. آزمایشات ناپیوسته جذب به منظور تعیین pH بهینه، زمان تعادل، مقدار بهینه جاذب و غلظت بهینه نیترات انجام شد. به منظور توصیف رفتار جذب و محاسبه کمی حذف نیترات مدلهای سینتیک و ایزوترم بررسی شدند. مقدار بهینه pH معادل 3 و زمان تعادل 90 دقیقه تعیین شد. همچنین مقدار بهینه جاذب مصرفی 6/0 گرم در لیتر و مقدار بهینه غلظت اولیه نیترات 100 میلی گرم در لیتر تعیین شد. مقدار مطلوب راندمان حذف در شرایط بهینه مذکور 47 درصد و ظرفیت جذب معادل 79 گرم بر میلی گرم به دست آمد. بررسی ایزوترم های جذب نشان داد که ایزوترم فروندلیچ با ضریب همبستگی 96/0 بر جذب نیترات بوسیله نانو ساختار برگ کنوکارپوس تطابق بیشتری دارد. همچنین در بررسی مدلهای سینتیک  مدل هو و همکاران با ضریب همبستگی 99/0 نسبت به مدل لاگرگرن و انتشار درون ذره ای  تطابق نسبتا خوبی با شرایط آزمایش نشان داد.

    کلیدواژگان: ایزوترم جذب، جذب سطحی، حذف نیترات، کنوکارپوس، مدل سینتیک، نانو ساختار
  • بختیار کریمی*، پروا محمدی صفحات 181-194

    استفاده بیش از حد نیترات می تواند منجر به آلودگی منابع آب زیرزمینی شود. بنابراین دانش دقیق از توزیع نیترات در ناحیه توسعه ریشه به منظور طراحی و مدیریت سیستم های آبیاری قطره ای ضروری است. در این تحقیق به منظور مدل سازی الگوی توزیع نیترات از شبکه عصبی مصنوعی استفاده گردید. زیرا این تکنیک به دلیل الگوی تشخیص قوی، روابط منطقی بین پارامترهای ورودی و خروجی برقرار می کند. در این تحقیق، به منظور شبیه سازی الگوی توزیع نیترات، آزمایش هایی برروی سه نوع بافت مختلف خاک در سیستم های آبیاری قطره ای سطحی و زیرسطحی انجام پذیرفت. قطره چکان ها در سه عمق 15، 30 و 45 سانتی متر مورد ارزیابی قرار گرفتند. دبی قطره چکان ها با مقادیر 4/2 (Q1)، 4 (Q2)و 6 (Q3) لیتر در ساعت اعمال گردید. همچنین تیمارهای کود آبیاری شامل سه تیمار با غلظت نیترات 125، 250 و 375 میلی گرم در لیتر بودند. با در نظر گرفتن متغیرهای نیترات اولیه خاک، غلظت نیترات در کود آبیاری، رطوبت اولیه خاک، فاصله شعاعی نقاط مورد نظر، حجم آب کاربردی در زمان آبیاری، هدایت هیدرولیکی خاک، دبی قطره چکان، عمق نصب قطره چکان، چگالی ظاهری خاک و همچنین نسبت درصد شن، سیلت و رس روابطی را برای تخمین الگوی توزیع نیترات در سیستم آبیاری قطره ای سطحی و زیر سطحی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی ارایه شد. نتایج مقایسه بین مقادیر شبیه سازی شده و اندازه گیری شده نشان دادند که مدل شبکه عصبی با دقت بالایی نیترات را پیش بینی می کند و مقادیر ضریب همبستگی (R) برای سیستم آبیاری قطره ای سطحی از 9/0 تا 94/0 و برای سیستم آبیاری قطره ای زیرسطحی از 8/0 تا 96/0 تغییر می کند.

    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، شبکه عصبی مصنوعی، شبیه سازی، نیترات
|
  • Payam Khosravinia *, Seyaed Hassan Hosseini, Ali Hosseinzadeh Dalir Pages 1-16

    Open channel junctions are so important in water conveyance networks. As a result, the researchers have been focusing on study of flow characteristics in these parts of water systems. Numerical simulation allows us to achieve the answer for engineering problems without encountering the experimental difficulty and with minimum cost. The aim of this study was, developing a 1D analytical model for simulating open channel junctions base on continuity, energy and momentum equations and some simple assumptions and comparing the experimental results in order to validation of analytical results. In experiments, side slope of main channel was 45 and 90 degrees. The studied variables were the ratio of depth at the junction. Investigation of results showed that increase of Froude number and inlet discharge ratio would lead to increase of turbulence which would decrease precision of analytical model. Also the increase of side slope of main channel caused less turbulence and more precision of the analytical model. In analytical model maximum reported error was about 15% for angle of 90 degrees, with relatively high discharge and depth in main inlet channel and minimum reported error was about 5% for angle of 45 degrees, with relatively low discharge and depth in main outlet channel

    Keywords: : three-branch junction, slope angle of main channel, Water depth, one dimensional analytical model, inlet discharge ratio
  • Hossein Nasirpour*, Ali Nasirian, ABOLFAZL AKBARPOUR Pages 18-33

    There are direct relationships between leakage and consumption in the distribution network with the pressure. Due to the relationship between leakage and consumption with pressure, those can be reduced by the reduction of the pressure. One of the best and most cost-effective methods in order to reduce the leakage is pressure management. By installing pressure reducing valves, we can reduce the network pressure. In order to operate the pressure reducing valves better in the network, it is important to determine their optimum position and regulated pressure. In this research, we investigated the optimal position for installing pressure reducing valves in the water distribution network. The study is conducted by using a dynamic link between MATLAB and EPANET and a review of all possible states for installing pressure reducing valves. The research is considered as a multi-objective case. It was considered as a multi-objective case. The objective functions in this research are: minimizing the rate of leakage and consumption in the network, Minimizing the points with the pressure more than the tube's capacity and minimizing the number of nodes with a pressure lower than the standard rate. These analyzes were conducted over a 24-hour period. Based on the results, by installing three pressure reducing valves in optimal position and pressure-regulation from 40 m to 33 m in Birjand network, the average of consumption and leakage in 24 hours was reduced to 48.24 liters per second, compared to the situation with the same number of pressers reducing valves were installed in different position. As it is derived from the results, this approach has a very high efficiency in reducing the leakage and consumption in the water distribution network.

    Keywords: Pressure Management, Leak, Pressure Reducing Valve, EPANET
  • Mohammad Toozandehjani, Amirhamze Haghiabi *, Mahmood Kashefipour, Hasan Torabi Pages 35-50

    Density current is one of the most important phenomenon in reduction the useful life of dams, that it is the main cause of the sediment movement in the dam reservoirs. Therefore, Study of density or gravity current hydrodynamics plays an important role in increasing the economic life of dams though reduction in sediment accumulation. In this research the effect of the height and distance of successive obstacles and bed slope on the head and body velocity of density current has been studied. In the experiments, four types of height models and 3 types of distance model were used for obstacles. Also, the experiments were carried out in 3 slope and 2 concentration and in two sedimentary and salty types. In total 117 experiments were carried out. The results showed that the head and body velocities decreased with increasing height and distance of obstacles and increased with increasing bed slope. Also, the results showed that using of 3 rows of obstacles can reduce the head and body velocity of salty density current about 31 and 20% respectively, in comparison with the conditions without obstacles. In sedimentary density current numerical values of this reduction was 33 and 19.5 respectively for the head and body velocity. The Keulegan coefficient for estimating head velocity results decreased about 27% in comparison with the conditions without obstacles, with its mean value being obtained about 0.48. However, increasing the bed slope reduces the effect of obstacles in decreasing of head and body velocity. Finally, two equations were developed using Spss software to estimate the head and body velocities of density current based on height of each three obstacles, distance of obstacles and bed slopes.

    Keywords: Density current, successive obstacles, head velocity, body velocity, Keulegan coefficient
  • Hossien Jafari *, Aliakbar Noroozi Pages 52-65

    In horticultural plants, determining of evapotranspiration because of problems in the direct measurement such as installing large lysimeter and length during tree growth, estimated indirectly on the basis of meteorological data. With regard to the spatial variability of meteorological parameters and sometimes inappropriate distribution of meteorological stations estimating evapotranspiration is not possible with sufficient accuracy. Therefore, use of procedures such as the methods remote sensing based that consider these changes may be best. In this study, evapotranspiration pomegranatee trees measure and were determined with direct and indirect methods in Tarom district of Zanjan at different physiological growth stages and In 1393 and 1394 growing seasons. In the direct method were measured Water balance components and the indirect method were determined with the help of satellite images actual evapotranspiration trees with SEBAL algorithm. Then The crop coefficient was determined using evapotranspiration obtained by the two methods and determination of the reference evapotranspiration based on meteorological data of day of receiving the image, and the results are compared and evaluated. The correlation coefficient in evapotranspiration for first and second year was 0.83 and o.79 respectively and a total of two years was 0.63, respectively, and about of crop coefficient this coefficient was 0.97 and 0.94 and a total of two years was 0.94

    Keywords: : Algorithm SEBAL, Remote Sensing, Pomegranatee, Water use Efficiency, Water Requirement
  • Sedighe Nikkhoo Amiri, Mojtaba Khoshravesh *, Reza Norooz Valashedi Pages 67-80

    Increasing global temperature and its impacts on the water cycle as well as increasing population growth are problems that nowadays focus on better resource consumption and better management for accurate planning to meet future needs. Various hydrological models such as the water and soil assessment (SWAT) model are used to solve this problem. In this study, changes in the outflow of Tajan basin from 2005 to 2015 were simulated using the SWAT model. Then, the results were calibrated, verified and uncertain analysis using SWIT-CUP software using flood measurements at Solomon Strait station and SUI2 algorithm. Then, the results were calibrated, verified and uncertain analysis using SWAT-CUP software using outflow measurements at Soleymantange station and SUFI2 algorithm. The accuracy of the SWAT model was evaluated in the simulation of the outflow using the parameters of P-factor, R-factor, Nash-Sutcliff coefficient (NS) and correlation coefficient (R2). The values of NS and R2 for the calibration stage were 0.57 and 0.58, respectively, and in the validation stage were 0.7 and 0.71, respectively, that indicating a good correlation between the observational and the simulation data. The uncertainty results showed that the simulation curve was well arranged in the uncertainty range, and the distance between the peak points was minimum, in other words, the maximum discharge was simulated with high accuracy (the coefficient of agreement equal to 0.8). Therefore, the SWAT model is a suitable tool for simulation of flow rate in the Tajan basin.

    Keywords: Flow Changes, Sensitivity analysis, Simulation of Flow, SWAT-CUP, Validation
  • Elham Kianisalmi, Khodayar Abdollahi *, Afshin Honarbakhsh Pages 82-92

    Loss function is an internal module in HEC-HMS model. In combinations with transfer function it provides a continuous rainfall-runoff. Baseflow, as a repetitive for groundwater, also will be included to total flow. Behesht-Abad basin is among those areas where due to the hydrodynamic characteristics of groundwater, base-flow plays a significant responsibility in the shape of hydrograph.  Since HEC-HMS is a component-based hydrological model, it allows user to select the type of internal functions. Each of which requires different input data. For instance for base-flow there exist a number of methods that could be selected optionally.  The aim of this study was to evaluate different methods for base-flow methods for the case of Behesht-Abad Basin. In this study, time series of temperature, precipitation, discharge, and evaporation and transpiration for the period of 1998 to 2015 were used to calibrate the HEC-HMS model. Model was tested against a number of base-flow methods.Results showed the constant monthly and bounded recession methods were performed better   with Nash Sutcliffe efficiency coefficient 0.64 at 0.69 in the calibration and validation, respectively. The visual and statistical interpretation of observed and simulated hydrographs indicated that   bounded recession generally has exhibited better performance. The high sensitivity of the model to type of base-flow shows groundwater plays a key role in the study area.

    Keywords: Hydrological models, soil moisture accounting, groundwater, surface water interaction, base-flow, Hydrograph
  • Mohammad Naderianfar *, Keramat Nejadafzali, Fateme Bayatani Pages 94-107

    Awareness of spatial variations of qualitative parameters is an important tool in order to understand the capabilities of the region and how to manage the lands. Through the current study, the spatial and temporal changes of EC, SAR, TDS and TH parameters were analyzed using geostatistical methods during the two statistical periods of 2004 and 2014 in groundwater's. For this purpose, the data related to the analysis of 44 water wells in Jiroft plain, where has a middle hot desert climate were obtained according to the latest sampling in 2014. The Geostatistical methods used to zone the mentioned parameters include ordinary kriging and inverse distance weighing (IDW) with different powers. In order to evaluate the geostatistical pitch methods, the mutual evaluation technique used applying the RMSE, MBE, MAE and R2 criteria between actual and estimated data. The results of the ranking of evaluation criteria showed that for the EC and TDS parameters, the Kriging method with a spherical model, and for the SAR and TH, the method of inverse distance to the power of 2 and 3 respectively, has the least error. The performed studies show that the spatial correlation of the qualitative parameters mentioned in the Jiroft Plain is very high. The error of the semi-variogram model of the measured sodium absorption ratio during the statistical period of 2004-2005 with a nugget effect of 0.97 and a range of effect, 23 km, is equal to 14.2%, and the error of the semi-variogram model during the statistical period of 2014-2015 with a nugget effect of 0.23 and a range of effect, 28 km, is equal to 14.2%. The results of the anomaly maps of the qualitative parameters in Jiroft plain indicated that the most of the changes are in the eastern part (Jebalbarez District) and northwest (Sarduiyeh District) and the least of the changes are in the southern parts of the plain

    Keywords: Geostatistics, Anomaly, Kriging, Inverse Distance Weighing (IDW), Jiroft
  • Soroush Kiani Ghalehsard, Javad Shahraki *, Ahamd Akbari, Ali Sardar Shahraki Pages 109-120

    Climate change is crucially important in Iran given its arid and semiarid climate. It influences water resources, thereby affecting many activities and even threatening human life seriously. The assessment of the extent to which climate change can influence water use and resources can play a decisive role in macro-policymaking. Present study uses positive mathematical programming (PMP) in the context of four climatic scenarios (normal climate change, climate change, climate variability, and concurrent climate change) to explore impacts of these changes on agricultural water use and water resources of Iran in a 20-year period. The results showed that in the context of concurrent climate change and also climate change, in spite of the decrease in water use by the agricultural sector, water resources of Iran are reduced with much higher rate than that under other climatic conditions. According to results, average annual agricultural water use under four studied scenarios will be 35,103.65, 26,533.8, 35,216 and 26,510.69 million m3, and average rate of annual loss of water resources will be 4,422.2, 11,165.6, 4,438.24, and 11,267.45 million m3, respectively. Accordingly, changes should be applied in approach to water demand and supply management. Also, policies should be adopted to cope with climate change.

    Keywords: : climate change, Climate Variability, Water use, Water resources, Iran
  • Laleh Parviz * Pages 122-134

    Precipitation is an important component of the hydrological cycle which links atmospheric and surficial process. Therefore, accurate modeling and estimation of parameter are needed for water resources management, irrigation scheduling, agricultural management and water allocation. SARIMA model is the most popular model for monthly precipitation simulation. The weakness of model is to ignore the inter-monthly variation within each year. Therefore, the aim of paper is the improvement of SARIMA model which takes into account the interannual, inter-monthly variation and comparison the performance of improved model with SARIMA model in Ardabil station. Ward's method for clustering of monthly precipitation time series and linear regression model for determination the relation between statistical characteristic of each cluster and monthly precipitation have been applied. 24.05%, 17.24% and 28.48% decreasing of RRMSE, RMSE and MAE from SARIMA to improved SARIMA model indicated the acceptable performance of improved model. The comparison of observed and simulated values showed the overestimation of improved model simulation. 51.16% RRMSE decreasing in seasonal precipitation simulation was expressive of accuracy increasing of improved model basis on the clustering analysis. The correlation coefficient between simulated of improved SARIMA model and observed precipitation data was increased and reached to the significant level. Therefore, the clustering analysis and improvement of SARIMA model, increased the accuracy of model.

    Keywords: Precipitation, improvement, Clustering Analysis, SARIMA
  • Ali Ghadami Firouzabadi *, Seyed Mohsen Seyedan Pages 136-148

    Recent droughts and limitation of water resources have required Proper use of water, measurement and analysis of water productivity indices in different irrigation (surface and pressurized irrigation systems) methods. So this project was conducted to evaluate irrigation water productivity and economic analysis of alfalfa crop production in Hamedan- Bahr plain. In order to 16 alfalfa farms which had sprinkler and surface irrigation were selected and examined. Volume of water consumed was calculated by measuring the water discharge (using Flume method or Water Meter), sprinkler discharge, irrigation hours per irrigation and total number of irrigation. Economic analysis of the alfalfa production was carried out by using the present value of net benefit, Benefit cost ratio and Economic productivity of water with consideration of government grants and regardless of government assistance in the sprinkler irrigation system and surface Irrigation. The average amount of water consumed and water productivity in surface and sprinkler irrigation were estimated 12447 and 7875 cubic meters per hectare and 1.6 and 2.7 kg.m-3 respectively. In this way, the sprinkler irrigation system with a 37% reduction in water consumption has increased the water productivity by 69%. In this way, the sprinkler irrigation system with a 37% reduction in water consumption has increased the water productivity by 69%. The results of economic analysis showed that the present value of the net benefits of alfalfa cultivation in sprinkler irrigation system relative surface irrigation is more than about 74437 thousand rials with government assistance grants. The benefit-cost ratio in sprinkler irrigation systems is 3.8 and 3.2 with or without government subsidies respectively

    Keywords: alfalfa, Benefit cost Ratio, Irrigation system, present value of net benefits, Water productivity
  • Amir Salari, Ali Maroosi* Pages 150-165

    Water is critical to human survival. The availability of proper and desirable water for human life and all-round development is essential. Water scarcity is one of the main problems of the 21st century, which has already affected nearly all countries of the world, including the countries of the dry belt, such as Iran. One way to deal with water scarcity is to save water. Media and information technology are important tools for education and awareness of people. This article examines the impact of media and information and communication technology on the optimal use of water. The statistical population is Torbat Heydariyeh city. Using random sampling method, 363 of them were selected as samples. The results showed that awareness of the optimal use of water through the internet, social media and television has impacts on environmental concerns. The television has the highest effect on the knowledge of the optimal use of water and environmental concerns for people older than 40 and those with the poor education. The Internet and social networks affect the people under 30 and people with higher education. The overall result of this research is that internet, media and social networks play a significant role in the consumption and conservation of water resources.

    Keywords: Internet, Television, Saving water, Social Networks, Environmental concern
  • Marjan Amininejad, Ali Maroosi *, Saeed Broomandnasab, Hadi Moazed, Masoumeh Farasat Pages 167-179

    Increasing surface and groundwater pollution by ammonium and nitrate makes it necessary to find solutions with minimal environmental impacts. Surface absorption is current method to remove soluble contaminations from aqueous medium. For this purpose, using herbal remedies offers cost-effective and availability and environmentally remediation technique. Using herbal nanoparticles as absorbent due to high specific surface and intense reactivity, results in high absorption efficiency.
    In this study investigate nitrate removal using Conocarpus Nanostructure as absorbent in aqueous solution. In order to improve absorption capacity Conocarpus Nanostructure has been modified by a chemical method.
    The effect of pH, time and absorption dosage has examined in batch system. The equilibrium time and optimum parameters were determined and the kinetic and isotherm models were checked.
    The equilibrium time was determined 90 minutes and the optimum adsorption efficiency occurred in pH=3. The optimum absorbent concentration in nitrate solution was determined 0.6 mg/l. the Coefficients and constants related to the kinetic and isotherm models were find. The kinetic and isotherm models evaluation shows that the Ho et. al. and Froundlich models offer the best description.

    Keywords: Nitrate removal, Surface adsorption, Ion exchange. Conocarpus, Nanostructure
  • Bakhtiar Karimi *, Parva Mohammadi Pages 181-194

    Surplus application of nitrate can lead to contamination of groundwater resources. Accurate knowledge of nitrate distribution in the root zone is essential for the design and management of drip irrigation systems. In this study, artificial neural network (ANN) model is used based on strong pattern recognition technique that made reasonable relations between input and output parameters. In order to simulate the nitrate distribution pattern, the Experiments were set on three different soil textures for surface and subsurface drip irrigation systems. The drippers were installed at 3 different soil depths (i.e. 15, 30 and 45 cm). The emitter outflows were considered as 2.4, 4 and 6 lit/hr. The fertigation treatments include treatments with nitrate concentrations of 125, 250 and 375 mg/liter. The effective variables include the initial nitrate of soil, nitrate concentrations in fertigation, initial soil moisture content, radial distance of points, applied water volume, saturated hydraulic conductivity, emitter discharge, emitter installation depth, soil bulk density, and the proportions of sand, silt and clay of soil. The mentioned variables were utilized for estimation of nitrate distribution pattern of surface and subsurface drip irrigation systems using ANN model. The comparisons results of simulated and measured values indicated that ANN models were capable methods for prediction of nitrate distribution. The values of correlation coefficient (R) were ranged 0.9-0.94 and 0.8-0.96 for surface and subsurface drip irrigation systems, respectively.

    Keywords: Drip Irrigation, Artificial Neural Network, Simulation, Nitrate