فهرست مطالب

هیدروفیزیک - سال پنجم شماره 1 (بهار و تابستان 1398)
  • سال پنجم شماره 1 (بهار و تابستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/06/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • سیدطالب حسینی*، صادق یاری صفحات 1-12

    در این مطالعه، داده های 35 روزه تراز آب و جریان سه لایه اندازه گیری شده به وسیله دستگاه ADCP در ایستگاهی با عمق 12 متر در آب های کم عمق جنوب شرق جزیره کیش مورد تحلیل قرار گرفت. در هر سه لایه، جریان غالب منطقه، جریان کشندی است که به طور خطی در جهت شرقی (به هنگام فراکشند)- غربی (به هنگام فروکشند) تغییر می کند. جریان باقی مانده، موجب انحراف جنوب سوی جزئی جریان دیده بانی، به ویژه در دو لایه عمقی، می شود. در لایه نزدیک سطح، جریان باقی مانده تحت تاثیر عوامل جوی موجب پراکنش جزئی جریان دیده بانی از راستای غالب شرقی- غربی می شود. کشند در ایستگاه موردمطالعه، آمیخته- اغلب نیم روزانه است و مولفه های اصلی سه گانه K1-O1-M2 عدم تقارن متناوب با دوره 13/66 روز به شکل فروکشند-چیره (سرعت های قوی تر در مدت فروکشند کوتاه تر نسبت به سرعت های ضعیف تر در مدت فراکشند طولانی تر) در زمان مهکشند و فراکشند- چیره در دوره کهکشندتولید می کنند، اگرچه در کل مدت35 روزه سهم فروکشند-چیره ناشی از این مولفه های سه گانه بیشتر است. در این مدت، با اضافه شدن مولفه های کشندی آب کم عمق (در نظر گرفتن همه مولفه های کشندی)، عدم تقارن کشندی به شرایط فراکشند- چیره تغییر می کند.

    کلیدواژگان: جریان کشندی، عدم تقارن کشندی، تحلیل هارمونیک، تحلیل طیفی، فراکشند- چیره، خلیج فارس
  • مینا محمدی پسند، عباسعلی علی اکبری بیدختی، حسام مهرفر* صفحات 13-23
    با شناسایی جریان های سطحی به صورت ماهانه در یک حوزه اقیانوسی می توان به شناسایی نحوه تجمع آلاینده ها، جبهه های دریایی و نیز پیچک های دریایی دست یافت. جریان های سطحی از ترکیب دو مولفه جریان اکمن (جریان ناشی از باد) و جریان زمینگرد (جریان ناشی از تغییر ارتفاع سطح آب)، به دست می آید. از آن جا که روش های اندازه گیری میدانی جریان های اقیانوسی مشکل و زمان بر است، در این مقاله از داده های ماهواره ای اسکار به مدت سه سال به صورت ماهانه استفاده و بردارهای جریان در نرم افزار آرک مپ ترسیم شده است. بعد از ترسیم بردارهای این جریان ها، مسیر هر جریان مشخص و مشخصات آن بیان و میانگین جریان های سطحی اقیانوس هند شمالی در هر فصل بررسی شد. نتایج، شش الگوی جریان برجسته و پایدار را در هشت منطقه در اقیانوس هند شمالی همراه با پیچک هایشان نشان داد. قوی ترین جریان در شمال اقیانوس هند، جریان سومالی است و جریان عربی شرقی از همه جریان های این منطقه ضعیف تر است. سرعت میانگین این جریان 0/12 متر بر ثانیه است. نمونه سرعت های به دست آمده از 0/001 تا 1/37 متر بر ثانیه متغیر است. جریان های همراه با پیچک های میان مقیاس نیز سرعت 0/7 متر بر ثانیه دارند.
    کلیدواژگان: جریان سطحی، اقیانوس هند شمالی، نرم افزار جی آی اس، داده های اسکار
  • زهره یونسی پورماسوله، کامران لاری*، رکسانا موگویی صفحات 25-32
    افزایش آلودگی آب وخاک باعث ایجاد مشکلات زیست محیطی زیادی می شود. از سوی دیگر روش های متفاوت کنترل و تصفیه آلودگی با فناوری های مدرن به وجود آمده است که این روش ها اغلب هزینه های بسیار بالایی دارد؛ به نوعی که گاهی صرفه اقتصادی نخواهد داشت. یکی از روش های مورداستفاده در تصفیه آلودگی های آب وخاک استفاده از گیاهان است که به اصطلاح گیاه پالایی نامیده می شود. شناسایی گیاهان فعال و مهم در این زمینه باعث افزایش کارایی و حفاظت از محیط زیست می شود. هدف از این تحقیق، پرورش دو گونه آبزی برون آ (بامبو و نی) در محیط آزمایشگاهی برای بررسی توانایی آن ها در حذف نیترات، نمک و کلر از آب خام بود. برای این منظور یک بارNaCl  با غلظت 2000 mg/lit  و پتاسیم نیترات با غلظت 1000 mg/lit و یک بار NaCl  با غلظت 1000 mg/lit  و پتاسیم نیترات با غلظت 500   mg/lit درون آب خام ریخته و میزان جذب عناصر با برگ گیاه بامبو و نی و میزان باقی مانده عناصر در آب خام در روز 1 و 14 سنجیده شد. نتایج حاصل حاکی از قابلیت بیشتر گیاه بامبو برای حذف عناصر در آب خام بود. طوری که در بالاترین غلظت، حذف نیترات، سدیم، پتاسیم و کلر به ترتیب 46/28%، 32/62%، 24/73% و 27/98% بود.
    کلیدواژگان: گیاه پالایی، گیاه بامبو، گیاه نی
  • محمد پاخیره زن، مریم راه بانی*، حسین ملکوتی صفحات 33-46
    امواج ناشی از باد، پیچیده ترین نوع امواج در طیف امواج دریایی هستند و برآورد و پیش بینی آن ها در شرایط خاص مانند بادهای شدید و طوفان ها اهمیت بسیاری دارد. در این تحقیق ارتفاع و دوره تناوب امواج در دوره وزش باد شمال زمستانی در ژانویه 2015 درشمال غرب خلیج فارس با توجه به برآورد امواج به روش SPM  و شبیه سازی عددی به وسیله مدل هم زمان جو و موج COAWST  از نظر طیفی و آماری بررسی شد.  شروع پدیده باد شمال زمستانی هم زمان با عبور یک جبهه سرد از روی خلیج فارس، همراه با افزایش سرعت باد است و جهت وزش باد شمال تا شمال غربی می شود. با توجه به بررسی نتایج شبیه سازی ارتفاع و دوره تناوب موج و محاسبه خطاها، مدل هم زمان جو و موج COAWST  نسبت به روش SPM برآورد بهتری را ارائه می کند. در هر دو روش طیف فرکانسی منطقه موردمطالعه ازنوع تک قله ای است و بیشینه طیفی در پایین دست بیشینه طیف محاسبه شده از داده های مشاهداتی پیش بینی شده است. همچنین طیف فرکانسی منطقه مورد مطالعه در مقایسه با طیف های نظری معتبر، هماهنگی نزدیکی با طیف جان سوآپ دارد.
    کلیدواژگان: روش SPM، COAWST، طیف موج، باد شمال زمستانی، خلیج فارس
  • سعید ملا اسماعیل پور، مهدی محمد مهدیزاده*، اسماعیل حسن زاده، محمدرضا خلیل آبادی صفحات 47-59
    ویژگی اصلی دریای عربی بادهای وارون پذیر مونسون در خلال مونسون تابستانه و زمستانه است. تغییرات فصلی پارامترهای هیدروفیزیکی سطح آب دریای عربی به شدت تحت تاثیر بادهای مونسون فصلی است. در این پژوهش، توزیع دما، شوری سطحی و عمق لایه آمیخته در دریای عربی و ناحیه ای بین  56 تا 73/4 درجه شرقی و 18 تا 25 درجه شمالی با استفاده از مدل MITgcm  و دقت مکانی 2 دقیقه در خلال مونسون موردبررسی قرار گرفته است. داده های دما، شوری، باد، شار گرمای خالص ورودی و نرخ تبخیر منهای بارش به عنوان داده های اولیه به مدل معرفی شد. مدل بعد از 20 سال به پایداری رسیده است. بررسی نتایج حاصل از مدل سازی نشان می دهد که متوسط دمای سطح دریا در خلال مونسون تابستانه 2/1 درجه سانتی گراد بیشتر از زمستان است. مدل سرمایش تابستانی دریای عربی را به خوبی پیش بینی کرده است. به طوری که در ناحیه جنوب غربی، دمای سطح دریا در حدود 0/5 درجه سانتی گراد در خلال مونسون زمستانه؛ بیشتر از مونسون تابستانه است. از طرفی متوسط اختلاف شوری سطح دریا بین دو مونسون نیز در حدود PSU0/1 است. لایه آمیخته در خلال مونسون زمستانه عمیق تر از تابستان است. کمترین عمق های لایه آمیخته در خلال مونسون تابستانه در سواحل جنوبی ایران، به ویژه در سواحل چابهار رخ می دهند، درحالی که در خلال مونسون زمستانه، بیشترین عمق ها در سواحل غربی هند و کمترین در سواحل دریای عمان دیده می شوند.
    کلیدواژگان: دریای عربی شمالی، مونسون، دما و شوری سطح دریا، لایه آمیخته، مدل MITgcm
  • محمد اکبری نسب*، معصومه رسولیان، نادیا طالب پور، علی ناصری صفحات 61-71

    جزر و مد از اطلاعات پایه و ضروری در انجام مطالعات مربوط به رسوب گذاری، تغییرات مورفولوژیک و آب گرفتگی سواحل، فرسایش و مدیریت نوار ساحلی محسوب می شود. به دلیل کمبود اطلاعات اندازه گیری در بسیاری از مناطق ساحلی و دریایی، خصوصیات موج با استفاده از روش های مختلف تخمین زده می شود. پروژه های دریایی پیش بینی/ پیش یابی اقلیم موج اغلب با مدل های عددی یا روش های تجربی انجام می شود. در پژوهش پیش رو سرعت جریان جزرومدی در خلیج بوشهر با استفاده از مدل عددی TELEMAC-2D مدل سازی شد و جهت جریان غالب در منطقه مورد تحلیل واقع شد. تنظیمات مدل شامل شبکه بندی نامنظم مثلثاتی در راستای x و y با نسبت یک به سه از کوچک ترین شبکه بندی 30 متر تا بزرگ ترین شبکه بندی 810 متر، گام زمانی 30 ثانیه، قانون اصطکاک بستر با استفاده از نظریه استریکلر با مقدار m1/2s-1 50 به کار رفته شد. مدل برای یک ماه از تاریخ 12/07/2011 در خلیج بوشهر اجرا شد. پس از اجرای مدل داده های اندازه سرعت جریان با داده های اندازه گیری متناظر و پایگاه داده جهانی TPXO مقایسه شد، نتایج پژوهش بیانگر افزایش همبستگی از 41/86 درصد به 91/41 درصد بود که حاکی از مناسب بودن مدل برای مدل سازی اندازه سرعت جریان در خلیج بوشهر بود. در انتها جریان غالب در منطقه شمال غربی نشان داده شد.

    کلیدواژگان: سطح تراز، سرعت جریان جزر و مدی، شبیه سازی عددی، TELEMAC، خلیج بوشهر
  • بهارک صباحی نمینی، مجید قدسی حسن آباد*، سارا الله یاری بیک، مجتبی عظام صفحات 73-85
    امروزه استفاده از انرژی های تجدیدپذیر، ازجمله انرژی های اقیانوسی به یک ضرورت تبدیل شده است. امواج دریای خزر برای استخراج انرژی، توان قابل ملاحظه ای ندارند، اما اگر بتوان انرژی امواج را تجمیع نمود، انرژی قابل توجهی در دسترس خواهد بود. با الگوگیری از یک پدیده طبیعی به نام جریان شکافنده می توان به این هدف دست یافت. پس با مدل سازی جریان های شکافنده و در نظرگرفتن متغیرهای ارتفاع شاخص موج، پریود موج، شیب بستر، ارتفاع کانال جریان شکافنده، فاصله کانال تا ساحل و فاصله بین کانال ها به محاسبه میزان توان قابل استحصال با استفاده از نرم افزارهای مایک و متلب پرداخته می شود. در این تحقیق، ابتدا با نرم افزار متلب کانال شبیه سازی شد، سپس با استفاده از نرم افزار مایک مش بندی و توپوگرافی پیاده سازی شد. نتایج شامل سرعت آب در 36 نقطه بین کانال در عمق های مختلف استخراج شد و درنهایت با استفاده از محاسبات نرم افزار متلب دبی و توان حاصل از کانال شبیه سازی شده، محاسبه شد. نتایج نشان دهنده آن است که بهترین حالت، ارتفاع شاخص موج 1/5متر، پریود 5 ثانیه، شیب بستر 7/5%، ارتفاع کانال 4/95 متر، فاصله کانال تا ساحل، 75 متر و فاصله کانال های جریان شکافنده 10 متر است که با مشخصات امواج برخی نقاط سواحل مازندران مطابقت دارد و توانی حدود 30 کیلووات از آن قابل استحصال است. این حالت از بین 23 حالت بررسی شده به دست آمده است. مهم ترین پارامترهایی که بیشترین تغییر را در استخراج توان ایجاد می کنند، ارتفاع شاخص موج و ارتفاع کانال هستند. در حالت های بررسی شده، توان تقریبا از صفر تا 29/2 کیلووات تغییر می کند و برای تنها چهار حالت توان بالاتر از 17 کیلووات بوده و قابل بررسی است.
    کلیدواژگان: جریان های شکافنده، استحصال انرژی، کانال مصنوعی، دریای خزر
  • قاسم لرستانی*، رضا اسماعیلی صفحات 87-96

    امروزه علائم و نشانه های بحران آب در کشور به شکل افت سطح آب زیرزمینی، فرونشست زمین، فرسایش خاک، طوفان های گردوغبار و خشک شدن تالاب ها، رودخانه ها و دریاچه ها بیش از گذشته جلوه می نماید. در این وضعیت شناسایی دقیق منابع آبی و حراست از آن برای کاهش اثرات سوء کم آبی ضروری و پراهمیت است. این پژوهش به منظور شناسایی بهتر پهنه های آبی، ارزیابی دقت و صحت محدوده های آبی تمیزداده شده از محیط های غیرآبی، با استفاده از شاخص های طیفی سنجش ازدور در محدوده دریاچه سد لار واقع در جنوب غرب قله دماوند انجام شده است. چهار شاخص طیفی نرمال شده تفاوت پوشش گیاهی، نرمال شده تفاوت آب ژائو، نرمال شده تفاوت آب مک فیترز واصلاحی نرمال شده تفاوت آب برای شناسایی توده آب و تمایز آن از سایر عوارض طبیعی و مصنوعی روی تصویر لندست 8 و سنیتل 2 اجرا شد. نتایج نشان می دهد؛  بالاترین دقت کلی مربوط به شاخص اصلاحی نرمال شده تفاوت آب با ضریب کاپای 0/9247 و کمترین میزان دقت کلی متعلق به شاخص نرمال شده تفاوت آب ژائو با ضریب کاپای 0/9165است. تمایل بیشتر ضریب کاپا به سمت 1+، هم نمایانگر تمیز دادن بهتر پهنه های آبی نسبت به خشکی در شاخص اصلاحی نرمال شده تفاوت آب است.  پیشنهاد می شود تحقیقات مشابهی در چند پهنه آبی متعلق به سایر مناطق کشور به طورهم زمان برای شناسایی پهنه های آبی صورت گیرد تا به واسطه تغییر شرایط محیطی، شاخص های طیفی گفته شده موردبررسی و ارزیابی دقیق تری قرار گیرد.

    کلیدواژگان: شاخص های طیفی، دقت کلی، ضریب کاپا، سد لار
  • سعید شربتی* صفحات 97-109
    با ادامه روند کاهش سطح آب در آینده در دریای کاسپی، انسداد تنها راه ارتباطی خلیج گرگان با دریای مادری در ناحیه چاپاقلی میسر خواهد بود. بر این پایه یافتن راه حلی برای ارتباط دهی خلیج و دریای کاسپی با احداث یک کانال جدید می تواند حیات این بوم سازگان را تضمین کند. این مقاله به بررسی وضعیت تعویض آب در خلیج گرگان از راه کانال های ارتباطی جدید و لایروبی کانال های قدیمی در سناریوهای کاهشی سطح آب می پردازد. در این پژوهش نسبت به جفت نمودن به هنگام ماژول های هیدرودینامیک و انتقال- پخش از مدل  مایک 21 در چهار تراز اقدام شده است. کانال های گلوگاه با داشتن زمان تعویض 106، 87، 5/70 و 5/71 روز و انزان با داشتن زمان تعویض 117، 108/6، 64/6و 79/5 روز به ترتیب در ترازهای 27، 27/5، 5/ 28و 25/9 متر در اولویت پژوهش و اجرا قرار دارند. بیشینه طول کانال های گلوگاه و انزان در خلیج گرگان به ترتیب برابر 2 و 2/7 کیلومتر محاسبه شد. کانال های اسماعیل سای، آشورآده و خزینی دارای بیشترین زمان تعویض آب بوده و بیشترین نیاز برای لایروبی را در هر تراز کاهشی در نظر گرفته شده دارند. نظر به اتصال کانال انزان به عمیق ترین بخش خلیج گرگان و جلوگیری از جانشینی بوم شناختی مخرب در آینده پیشنهاد می شود تا کانال یادشده به عنوان کانال اتصال دهنده خلیج گرگان با دریای کاسپی موردتوجه جامعه پژوهشی و مسئولان قرار گیرد.
    کلیدواژگان: خلیج گرگان، تعویض آب، کاهش سطح آب، کانال، مایک 21
  • ندا مشهدگرمه، مهدی مظاهری*، جمال محمدولی سامانی صفحات 111-123
    در این تحقیق حل تحلیلی صورت دوبعدی معادله جابه جایی- پراکندگی- واکنش در دامنه محدود در رودخانه، با استفاده ازروش تبدیل انتگرالی تعمیم یافته استخراج شده است. شرط مرزی بالادست دیریشلت، به همراه تابع غلظت ورودی با الگوی زمانی نامنظم و دلخواه، شرط مرزی پایین دست و سواحل رودخانه نیومن در نظر گرفته شد. همچنین شرط اولیه نیز به صورت تابع مکانی کلی در دامنه لحاظ شد. به منظور ارزیابی حل استخراج شده، نتایج حاصله از حل پیشنهادی با حل تحلیلی به دست آمده با استفاده از روش تابع گرین مقایسه شد. به این ترتیب که در دو مثال فرضی مجزا برای حالتی که آلاینده ورودی از مرز صفر و شرط اولیه به صورت تخلیه ناگهانی جرم مشخصی از یک ماده آلاینده در یک نقطه معین در دامنه باشد؛ نیز در حالتی که هم زمان شرط اولیه و شرط مرزی با الگوی زمانی نامنظم و دلخواه در دامنه فعال باشند، مقایسه انجام شده و شاخص های آماری محاسبه شد. مقدار شاخص آماری ضریب هم بستگی برابر با یک و میانگین خطای نسبی حدود 0/1 درصد به دست آمد. مقادیر شاخص های محاسبه شده بیانگر انطباق کامل نتایج حاصل از هر دو حل تحلیلی با یکدیگر است. حل تحلیلی پیشنهادی به دلیل انعطاف پذیری بالادر اتخاذ توابع گوناگون به عنوان شرط مرزی و اولیه، قابلیت بالایی به منظور کاربرد در صحت سنجی حل های عددی پیچیده معادله انتقال آلودگی در حالت های دوبعدی را دارد.
    کلیدواژگان: معادله انتقال آلودگی، شرط مرزی با الگوی زمانی نامنظم، دامنه محدود، تکنیک تبدیل انتگرالی تعمیم یافته
  • حسین شاهمیرزایی*، عبدالرضا اسرار، رضا مردانی، محمد هادی سخنور صفحات 125-132
    در این مقاله به بررسی تولید امواج صوتی حاصل از تابش یک پالس لیزری بر یک ورق فلزی پرداخته ایم. به این منظور پس از مرور فرایندهای شناخته شده و معرفی معادله حاکم بر لیزر آکوستیک، نمایه پالس یک لیزر NdYAG را به عنوان منبع اپتوآکوستیکی با تابش مستقیم پرتو لیزر به یک سلول فوتورزیست و اندازه گیری کرده و در معادله حاکم بر پدیده بر لیزر آکوستیک جایگذاری کردیم. درنهایت جواب حاصل از حل معادله ها به روش عددی و اندازه گیری مستقیم امواج صوتی ایجادشده را مقایسه کردیم. نتایج نشانگر آن است که بین پهنای پالس صوت ایجادشده و پهنای پالس لیزر رابطه مستقیم وجود دارد. همچنین بین ضخامت بلوک تبدیل و پهنای موج صوتی حاصل رابطه عکس وجود دارد. مقایسه نتایج شبیه سازی و اندازه گیری های تجربی با استفاده از میکروفون لیزری با آشکارساز فوتودیود و طیف اندازه گیری شده با طیف نگار صوتی، همخوانی مناسبی را نمایش می دهند. همچنین قاعده کلی شباهت نمایه پالس صوتی ایجادشده با پالس لیزر مولد صوت در این آزمایش مشاهده شد.
    کلیدواژگان: لیزر، آکوستیک، لیزرآکوستیک
  • عباس اسدزاده، سید محمد علوی*، محمود کریمی، هادی امیری صفحات 133-148
    اهمیت شناخت کانال آکوستیک زیرآب و اثرات آن روی سیگنال های آکوستیکی، با توجه به کاربردهای فراوان آن در زمینه های مختلف مانند پایش محیط، اکتشاف در اقیانوس ها و عملیات نظامی، روزبه روز در حال افزایش است. در مقاله حاضر به شبیه سازی اثر چند مسیری در محیط زیر آب، بر اساس مدل سازی ها پرداخته و با حل معادله های سیگنال دریافتی در یک آرایه چندسنسوری، نتایج حاصله در خصوص تابع توزیع چگالی احتمال، کشیدگی، چولگی، کپستروم، تابع پراکندگی، تاخیر پخش شدگی کانال و میزان انعکاس موجود در کانال ارائه شده است. رفتار سیگنال در یک آرایه خطی، نسبت به یک منبع ثابت با مدل سازی سیگنال دریافتی بررسی و تحلیل شده است. همچنین اندازه گیری های میدانی در خصوص بررسی پدیده چند مسیری در دریا صورت پذیرفته و سناریوی اندازه گیری، تحلیل سیگنال و نتایج در خصوص پاسخ ضربه و رفتار آماری سیگنال در آزمون میدانی ارائه شده است. نتایج حاصل از تحلیل داده های واقعی، تطابق مناسبی با توزیع ناکاگامی برای اندازه سیگنال آکوستیکی عبوری از دریا نشان داده است.
    کلیدواژگان: انتشار امواج آکوستیک، پردازش سیگنال آکوستیکی، چند مسیری، آرایه گیرنده، سیگنال چیرپ
|
  • Seyed Taleb Hosseini *, Sadegh Yari Pages 1-12

    Tidal asymmetry in the south-east of the Kish Island (Persian Gulf) is investigated in this study using water-level and velocity profile (3 layers) data recorded by an ADCP for a period of 35 days at a station with the depth of 12m. In the whole water column, the dominant current is forced by tide which periodically alters velocities in east (in high tide) and west (during low tide) directions. The weak residual current diverts current field as partially southward especially in two deep layers. Due to atmospheric forces, residual current partially disperse observed current from east-west direction in the upper layer. Tide is mixed mainly semidiurnal at the study area and principal triad tides K1-O1-M2 produce 13.66-day periodic asymmetries including an ebb-dominance and a flood-dominance during spring and neap tides respectively. Although, the contribution of the ebb-dominance asymmetry induced by this triad is dominant in all 35 days. During the whole period, shallow water components induce a flood-dominance asymmetry condition.

    Keywords: Tidal Current, Tidal Asymmetry, Harmonic Analysis, Spectral Analysis, Flood-Dominance, Persian Gulf
  • Mina Mohammadi Pasand, A Bidokhti, Hesam Mehrfar * Pages 13-23
    With identification of monthly surface currents in an ocean area, one can detect accumulation of pollutants, sea fronts and ocean eddies. Surface currents are derived from two components; Ekman component (current due to wind) and geostrophic current (current due to change in sea surface height). Since measurement of oceanic currents is difficult and time consuming, OSCAR satellite data is used in this paper to look at the current vectors in the Indian Ocean using Arcmap software. After plotting the vectors of these streams, the path of each current flow and its characteristics are noted and the average surface waters of the North Indian Ocean are surveyed in different sections of the study. The results show six sustained and significant flow patterns in the north of the Indian Ocean along with their ivy. The strongest current in the north of the Indian Ocean, the Somali stream, and the eastern Arabic flow are weaker than all the streams of this region. The average flow velocity is 0/12 m/s. Typical velocity varies from 0.001 m/s to 1.37 m/s is this ocean. Currents with measo-scale eddies have also a typical velocity of 0.7 m/s.
    Keywords: North Indian Ocean, Surface current, GIS, OSCAR Data
  • Zohreh Younespour Masulele, Kamran Lari *, Roxana Moogouei Pages 25-32
    Increasing water and soil pollution causes a lot of environmental problems. Meanwhile, different methods of controlling and decontamination of pollution with modern technologies have arisen, and these methods generally bring a lot of costs in a way that is not economical at times. One of the methods used to treat water and soil pollution is the use of plants, which is called purification plant. Identification of active and important plants in this field improves the efficiency and protection of the environment. The purpose of this study is to cultivate two aquatic species (bamboo and straw) in a laboratory environment to determine their ability to remove nitrate, salt and chlorine from raw water. For this purpose, NaCl and potassium nitrate with different concentrations in raw water and the absorption of the elements by the leaves of bamboo leaves and straw and the remaining amount of elements in raw water were measured on days 1 and 14. The results show that most bamboo plants are able to remove elements in raw water. So that at the highest concentration, removal of nitrate, sodium, potassium and chlorine are 46.28%, 32.62%, 24.73% and 27.98%, respectively.
    Keywords: Phytoremediation, Bamboo, straw
  • Mohammad Pakhirehzan, Maryam Rahbani *, Hossein Malakooti Pages 33-46
    Wind-induced waves are the most complex waves among sea waves. In special circumstances such as extreme winds and storms however, it is essential to estimate and predict them correctly. In this research, the height and period of waves was investigated during winter Shamal wind using SPM method and a numerical simulation employing Coupled Ocean-Atmosphere-Wave Sediment Transport COAWST, in the northwest of the Persian Gulf in January 2015. The beginning of the winter Shamal wind coincides with the passage of a cold front over the Persian Gulf, when the wind speed increases and the direction of wind changes to north and northwest. According to the results simulated wave height and period from COAWST show better agreement with field data compared with those of SPM method. This conclusion is also verified with statistical methods such as RMSE. In both methods, the frequency spectrum of the region is single-peak. Besides, the peak of the spectrum of SPM and COAWST, shows under-prediction in comparison with the field data. According to the standard spectrums, the JONSWAP represents the closest wave spectrum of the area under investigation.
    Keywords: : SPM Method, COAWST, Wave Spectrum, SHAMAL Wind, Persian Gulf
  • Saeid Mollaesmaeilpour, Mahdi Mohammad Mahdizadeh *, Esmaeal Hasanzade, Mohammad Reza Khalilabadi Pages 47-59
    The main feature of the Arabian Sea is the monsoon reversing winds during the summer and winter monsoon. The seasonal variations of hydrophysical parameters of Arabian Sea surface are strongly influenced by seasonal monsoon winds. In this study, the distribution of sea surface temperature (SST), sea surface salinity (SSS) and the mixed layer depth (MLD in the region between 56E-73.4E and 18N-25N are investigated using MITgcm model with a spatial resolution of 2 arc-minutes during Monsoon. Temperature, salinity, wind, net heat flux and evaporation minus precipitation rate are applied to the model as initial data. The model has been steady after 20 years. The results of modeling show that the average SST during the summer monsoon is 2.1ºC more than the winter monsoon. The model predicted the summer cooling of Arabian Sea well, so that in the southwestern region and during the winter monsoon SST is about 0.5°C more than the summer monsoon. On the other hand, the difference SSS between two monsoons is about 0.1PSU. The MLD is deeper during the winter monsoon than summer monsoon. The shallowest MLDs occur during the summer monsoon and on the southern coasts of Iran specially in the coast of Chabahar, while during the Winter Monsoon, The deepest MLDs are found in the western coast of India and also the shallowest in the coast of Oman.
    Keywords: Northern Arabian Sea, monsoon, SST, SSS, MLD, MITgcm Model
  • Masoomeh Rasoolian, Nadia Talebpur, Ali Naseri Pages 61-71

    The tide is an essential information in conducting studies on sedimentation, morphological changes and flooding of coasts, erosion as well as coastal strip management. Due to lack of measurement information in many coastal and marine areas, wave characteristics are estimated using different methods. Marine wave forecasting projects are often performed by numerical models or empirical methods. In the present study, the tidal flow velocity in Bushehr Bay is modeled using the numerical model TELEMAC-2D and the dominant flow direction in the area is analyzed. Model settings include irregular trigonometric grid in x and y with the ratio of one to three from the smallest 30m grid to the largest 810m grid, a time step of 30 seconds, the bed friction law using Stickler Theory 50 m1/2s-1  used. The model ran for one month on 2011/07/12 in the Bushehr Bay. After running the model, the current velocity data are compared with the corresponding measurement data and the TPXO Global Database, the results showed an increase of correlation from 41/86% to 91/41% indicating that the model is suitable for flow rate modeling in Bushehr Bay. At the end, the dominant flow in the northwest is presented.

    Keywords: Sea Level, Tidal current velocity, numerical simulation, TELEMAC, Bushehr Bay
  • Baharak Sabahi Namini, Madjid Ghodsi Hassanabad *, Sara Allahyaribeik, Mojtaba Ezam Pages 73-85
    T Today, many schemes are being considered for using renewable sources of energy such as ocean wave energy. While the Caspian Sea, for example, has waves that do not hold much energy for extraction purposes, if waves energy of the sea could be augmented, a greater amount of energy could be possible. In our research, we model the natural phenomenon of rip currents to achieve this objective. We used MATLAB for simulations and MIKE for meshing and topography in modeling rip currents, while considering different variables including: significant wave height and period of incident waves, sea bottom slope, height of rip channel, and channel gap. From the data, we calculated the amount of extractable power. Our results show the rate of water flow in the channel at different depths at 36 different points. We used a program written in MATLAB to show the flow rate and power generated from the simulated channel. Our findings indicate that the optimum condition can be achieved when the significant wave height is 1.5m, period is 5sec, sea bottom slope is 7.5%, height of channel is 4.95m, distance from channel to beach is 75m, and channel gap is 10m. When these conditions are applied to a width of 100m, 30kW power can be expected and in 23test cases, we found a reasonable outcome. The variables with the most important effects on changes in power extraction were wave height and channel height. Moreover, in the cases we investigated, power ranged from approximately zero to 29.2Kw, and in four cases, it was greater than 17Kw.
    Keywords: rip currents, Extraction of Energy, Artificial Channels, Caspian Sea
  • Ghasem Lorestani *, Reza Esmaili Pages 87-96

    The signs and symptoms of the water crisis in Iran appear to lead to the decline in groundwater levels, land subsidence, soil erosion, dust storms, and the drying of wetlands, rivers and lakes. In this situation, the accurate identification and conservation of water resources is essential to reduce the effects of water scarcity. This research was conducted to better identify the water areas and assess the accuracy of aqueous clearances from non-aquatic environments using spectral measurements of distance from the Lar dam in the southwest of Damavand Peak. Four NDVI, NDWI Gao, NDWI McFeeters and MNDWI spectral indices were used to identify the water mass and distinguish it from other natural and artificial effects on Landsat 8 and Sentinel2 images. The results show the highest overall accuracy is related to the MNDWIindex and the lowest overall accuracy is related to the NDWI Gao index. The kappa coefficient also represents a better separation of water zones from land in the MNDWI index. It is suggested that similar investigations be carried out in different areas of the country simultaneously to identify the aquifers so that the spectral indexes can be studied and evaluated more appropriately due to changing environmental conditions.

    Keywords: Spectral indices, Overall accuracy, Kappa coefficient, Lar dam
  • Saeed Sharbaty * Pages 97-109
    By the continued trend of decreasing water level the only connecting way of the bay to the mother sea will be possible in the Chapaghli area in the future .Accordingly, finding a solution to link Gorgan Bay to the Caspian Sea through construction of a new channel can guarantee the survival of this ecosystem. This paper addresses water change status in the Gorgan Bay via new communication channels and dredging old channels under the scenarios of declining water levels. In this research, two modules from two dimensional Mike21 model including advection-dispersion and Hydrodynamic under water reducing level scenarios were coupled together. Galogah channel by having the exchange time of 106, 87, 70.5 and 71.5 days and Anzan channel by having the exchange time of 117, 108.6, 64.6 and 79.5 days at levels 27, 27.5, 28.5 and 29.5 meters respectively were the priority of research and implementation. The maximum length of the Galogah and Anzan channels in Gorgan Bay were calculated 2 and 2.7 km, respectively. The Ismailsai, Ashurada, and Khozini channels had the highest water exchange time and also had the greatest need for dredging at any considered decreasing level. In view of connecting the Anzan Canal to the deepest part of the Gorgan Bay and preventing future destructive ecological succession, it is recommended that the Canal be considered as the connecting channel of the Gorgan Bay with the Caspian Sea by the research community and authorities.
    Keywords: Gorgan Bay, Water Exchange, Water Level Decreasing, channel, Mike 21
  • Neda Mashhadgarme, Mehdi Mazaheri *, Jamal Mohammad Vali Samani Pages 111-123
    In this research, the analytical solution to bi-dimensional Advection-Dispersion-Equation was obtained in the finite domain at the open channels using Generalized Integral Transform Technique (GITT). The upstream boundary condition was considered Dirichlet type with arbitrary and irregular time pattern of the entrance concentration. The downstream, right and left bank boundary condition was considered zero gradient. The initial condition function was assumed in the general form. The Evaluation of the derived solution was performed using two hypothetical examples and by comparing the results with the analytical solution resulting from the Green’s Function Method (GFM). In this way, in the first example, the entrance concentration from the upstream boundary was assumed zero and the initial condition function was considered impulsive at the specific point at the domain. At the second example, the irregular time pattern function of the entrance concentration from the upstream boundary and impulsive initial condition function was considered simultaneously. The results of both examples were compared with the results of GFM and the concentration contours at different times were presented. The results show good agreement between the proposed solution and the GFM solution and report the performance of the proposed solutions is satisfactory and accurate. The proposed analytical solution has high flexibility in adopting the various functions as the initial and boundary conditions. So it is very applicable and useful for verification of the two-dimensional complex numerical models.
    Keywords: Pollutant transport Equation, initial condition, boundary condition with irregular time pattern, finite domain, Generalized Integral Transform Technique
  • Hossein Shahmirzaee *, Abdorreza Asrar, Reza Mardani, Mohammad Hadi Sokhanvar Pages 125-132
    In this paper sound generation by laser pulse irradiated on a solid block is investigated. After an introduction to known mechanisms and main equation of laser acoustics, the laser pulse profile of NdYAG laser by straight radiation on a photo-resistor was recorded and the profile was substituted as an optoacoustic source in related equation of sound evolution. Finally the solution of numerically solved equation and measured generated sound were compared. Results show that there exists direct relationship between generated sound pulse width and laser pulse width. Furthermore there exists reverse relationship between generated sound pulse width and solid block thickness. In addition, results of simulation and experimental data measured by laser microphone with photo-resistor detector are compared by obtained sound spectrum from Spectrogram which confirm previous theoretical and experimental data. Finally general rule of the similarity of sound pulse profile and sound generator laser pulse profile are observed in this experiment.
    Keywords: Laser, Acoustic, Laser Acoustic
  • Abbas Asadzade, Seyed Mohammad Alavi *, Mahmood Karimi, Hadi Amiri Pages 133-148
    The importance of identifying underwater acoustic channels and their effects on signals is increasing due to its widespread use in various fields such as environmental monitoring, explorations in oceans and military operations. In this paper, we simulate the multi-path effect in underwater environment based on near-real-world models and by analyzing the received signal equations in a multi-sensor array. The results are expressed in terms of probability density, kurtosis, skewness, cepstrum and reflection volume in the channel. Based on received signal modeling, the signal behavior in a linear array is investigated and analyzed in a few depths relative to a fixed source. Moreover, to investigate the multi-path phenomenon, actual measurements were made in the sea and measurement scenario, signal analysis, results of the impulse response and its statistical behavior are presented. The results of real data analysis show that the magnitude of the acoustic signal transmitted by sea has a Nakagami distribution.
    Keywords: Acoustic wave propagation, Acoustic signal processing, Multi-path, Receiver array, Chirp signal