فهرست مطالب

فصلنامه مهندسی منابع آب
پیاپی 42 (پاییز 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/08/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • حمید گهرنژاد*، ابوالفضل شمسایی، سارا نظیف، محمود ذاکری نیری صفحات 1-17

    تغییرات اقلیم در بالا آمدن سطح آب های آزاد موثر بوده است. با توجه به اثرات آن در مدیریت سواحل و بنادر، افزایش سطح آب ها را بایست با استفاده از روش های مناسب بررسی نمود. در تحقیق حاضر تاثیر تغییرات اقلیم در افزایش سطح آب دریا در ساحل جنوب ایران بررسی می گردد. پیش بینی کننده های بالا آمدن سطح آب دریا از متغیرهای آب و هوایی تعیین و برای انتخاب در میان متغیرهای مختلف شبیه سازی در این تحقیق از روش رگرسیون گام به گام استفاده شد. برای ارزیابی اثرات تغییر اقلیم از نتایج شبیه سازی متغیرهای آب و هوایی تحت سناریوی تغییر اقلیم A1b توسط یک مدل GCM به نامCGCH3 استفاده شده است. دو مدل شبکه عصبی-موجک و نروفازی-موجک برای بررسی ارتباط بین متغیرهای اقلیمی و تغییرات سطح دریا توسعه داده شد. در این مدل ها از تئوری موجک برای تفکیک سری های زمانی داده های ورودی و خروجی استفاده شد و سپس از تئوری های سیستم استنتاج عصبی-فازی و شبکه عصبی برای ایجاد ارتباط بین اجزای پیش بینی کننده ها و پیش بینی شونده ها استفاده شد. نتایج مدل های مختلف به کار رفته در سناریو تغییر اقلیم، طیف وسیعی از تغییرات سطح دریا در ایستگاه های مختلف را نشان داد. مدل منتخب (Anfis-Haar) که دارای شاخص عملکرد بهتری نسبت به سایر مدل ها بود، نشان داد که سطح آب دریا از 48 سانتیمتر در منهی الیه غربی خلیج فارس تا 16 سانتیمتر در شرق دریای عمان تغییر می نماید. بنظر می رسد میزان تغییرات در آبهای کم عمق و محصور بیشتر از مناطقی باشد که در مجاورت آب های آزاد قرار دارند.

    کلیدواژگان: سناریوی تغییر اقلیم، افزایش سطح دریا، شبکه عصبی-موجک DWNN و نروفازی-موجک DWANFFS
  • احمد خورسندی آقائی* صفحات 17-27

    در این مقاله پدیده فرونشست زمین ، درز و شکاف های ایجاد شده در طرح تغذیه مصنوعی جنوب نیروگاه شهید مفتح همدان به صورت موردی تحقیق شده است. پدیده ایجاد شده در زمین شناسی وآب زیرزمینی نادر بوده که در این تحقیق مشخصات هندسی درز و شکافهای استخرهای تغذیه اندازه گیری شده است. لوگ های زمین شناسی موجود از محل بررسی و نتایج گویای وجود لایه های ریز دانه در ساختمان زمین شناسی آبخوان است که در اثر بهره برداری بی رویه آب زیرزمینی جابجا شده اند که ماسه دهی چاه های آب نیروگاه واطراف آن شاهدی بر این ادعا می باشد. در سایت تغذیه مصنوعی مورد بررسی این تحقیق تفاوت کیفیت آب تغذیه وآب آبخوان به ناپایداری وتحرک بیشتر رسوبات دانه ریزوجابجائی آنهاشدت بخشیده وافزون بر آن عدم رعایت خصوصیات هیدرولیک چاه های تغذیه باعث ایجاد جریان آشفته وجابجائی بیشتر رسوبات دانه ریز ودر نتیجه فرونشست زمین در استخرهای تغذیه شده است .

    کلیدواژگان: فرونشست زمین، تغذیه مصنوعی، رسوبات ریزدانه، تفاوت کیفی آب ها
  • علیرضا غلامی، مجید حیدری*، بهرام رضایی صفحات 27-36

    روندیابی یکی از قدیمی ترین روش های محاسبه هیدروگراف خروجی می باشد. روش موج دینامیک یکی از پیچیده ترین و دقیق-ترین روش های روندیابی می باشد که با حل عددی کامل معادلات سنت ونانت انجام می گردد. با در نظر گرفتن هیدروگراف خروجی یک جریان به عنوان معلومات مسئله و خصوصیات مسیر جریان، معادلات سنت ونانت با روش تفاضل محدود حل شده و هیدروگراف ورودی محاسبه گردید. این روش به عنوان روندیابی معکوس مورد بررسی قرار گرفت و نتایج آن با مشاهدات آزمایشگاهی مقایسه شد.یک جریان به صورت غیرماندگار ایجاد گردید وبدون درنظر گرفتن تلفات مسیر،برداشت آزمایشگاهی انجام شد و داده های آزمایشگاهی با برنامه نوشته شده جهت روندیابی کنترل گردید. سپس با استفاده از پارامترهای آماری نتایج بدست آمده،بررسی ونشان داده شد مدل ایجاد شده جهت محاسبه هیدروگراف های ورودی دقت بالایی دارد.نتایج روندیابی معکوس درنه هیدروگراف آزمایش شده نشان داد، بین خروجی های برنامه با مشاهدات آزمایشگاهی تطابق خوبی وجود دارد که این موضوع با بدست آمدن خطای نسبی ماکزیمم 5 درصد در هیدروگراف های شماره 4 و 5 نتیجه شد. همچنین در این پژوهش مشخص گردید با افزایش میزان دبی ورودی میزان خطا افزایش که این مقادیر در هیدروگراف 9 به پایین ترین مقدار رسیده است. به طورکلی این روش برای دبی های آزمایشگاهی کمتر از 40 لیتر در ثانیه دقت بالایی دارد.

    کلیدواژگان: روند یابی معکوس، معادلات سنت ونانت، موج دینامیک، روش تفاضل محدود
  • مهرداد خیرایی*، منوچهر فتحی مقدم صفحات 37-51

    به طور معمول سرریزها از جنس بتن و دارای بدنه نفوذناپذیر هستند، که سبب می شود فقط توانایی عبور جریان از روی تاج خود را دارا باشند. در این میان سرریزهای گابیونی با داشتن خصوصیاتی هم چون پایداری، نفوذپذیری و صرفه اقتصادی در شمار سازه های توصیه شده برای مطالعات آینده می باشند. در این تحقیق تاثیر اندازه مصالح، شیب بالادست و شیب پایین دست بر فاکتور کاهش دبی جریان در سرریزهای کرامپ گابیونی با شرایط جریان مستغرق بررسی شد. برای انجام آزمایش ها 8 مدل مختلف سرریز گابیونی و 3 مدل سرریز نفوذناپذیر در یک فلوم آزمایشگاهی افقی به طول، عرض و ارتفاع به ترتیب 15، 3/0 و 5/0 متر مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها برای دامنه وسیعی از دبی، عمق بالادست، عمق پایین دست، اندازه مصالح، شیب بالادست و شیب پایین دست انجام شد. نتایج نشان داد در تمامی مدل های گابیونی با افزایش نسبت عمق پایین دست به عمق بالادست سرریز (Y2/Y1) فاکتور کاهش دبی، کاهش می یابد. به ازای نسبت Y2/Y1 ثابت، با افزایش شیب بالادست و یا پایین دست سرریز کرامپ گابیونی، فاکتور کاهش دبی، کاهش می یابد. همچنین اندازه مصالح تاثیر معنی داری بر فاکتور کاهش دبی ندارد. در این تحقیق با استفاده از رگرسیون غیرخطی رابطه ای با همبستگی بین 79/0 تا 96/0 جهت محاسبه میزان فاکتور کاهش دبی ارائه شده است.

    کلیدواژگان: جریان مستغرق، سرریز کرامپ، فاکتور کاهش دبی، گابیون
  • تورج سبزواری*، مهدی کرمی مقدم، زهرا قدم پور صفحات 51-64
    تخمین رواناب سطحی و زیرسطحی به عنوان اجزاء رواناب مستقیم حوضه جهت طراحی سازه های هیدرولیکی بسیار حائز اهمیت است. در بسیاری از حوضه ها با نفوذپذیری خاک تراوا و پوشش گیاهی مناسب، جریان زیرسطحی از اهمیت بالایی در ایجاد رواناب برخوردار است. در این تحقیق از سازوکار هورتونی برای تخمین رواناب سطحی صفحات حوضه با کاربرد روش موج جنبشی استفاده گردید. برای پیش بینی جریان زیرسطحی دامنه های آبخیز از حل معادله ریچاردز در محیط غیراشباع توسط نرم افزار Hydrus استفاده شد و آب نگار رواناب زیرسطحی دامنه ها محاسبه گردید. برای صحت سنجی از داده های آزمایشگاهی دستگاه باران ساز به طول 2 متر، عرض 1 و عمق 0.35 متر با خاک بافت ماسه ای متوسط استفاده شد. آزمایش ها تحت سه زاویه شیب 1/0، 3،6 و 9 درجه و تحت بارش های 31.73،47.6 و 63.46 میلی متر بر ساعت انجام گرفت. جریان سطحی و زیرسطحی دستگاه به ترتیب با نتایج روش موج جنبشی و نتایج مدل Hydrus مقایسه گردید. متوسط خطای پیش بینی اوج رواناب سطحی با کاربرد روش موج موجی در 12رویداد محاسبه شده 3.5 درصد و متوسط خطای پیش بینی اوج ر رواناب زیرسطحی در 9 رویداد 10 درصد بوده است که مقادیر مناسبی هستند. نتایج مدل Hydrus جهت تخمین رواناب دامنه های افقی با شیب صفر دارای 40 درصد خطا در محاسبه اوج رواناب زیرسطحی بود که مناسب نبوده اند.
    کلیدواژگان: موج جنبشی، Hydrus، رواناب سطحی، رواناب زیرسطحی
  • محمد حیدرنژاد*، امین اسکندری، علیرضا مسجدی، محمدحسین پورمحمدی، امیر عباس کمان بدست صفحات 65-77
    به کارگیری پرتابه های جامی شکل در سدها، که جزء مستهلک کننده های جریان به صورت عمودی هستند، موجب استهلاک کارمایه ناشی از عبور سیلاب می شود. از این سازه به منظور کاهش هزینه ها در مقایسه با سایر مستهلک کننده های کارمایه استفاده می شود. برخورد افشانه آب با بستر منجر به ایجاد چاله ی آبشستگی شده ،که این امر می تواند پایداری سد و سازه های مرتبط را به خطر بیاندازد. در تحقیق حاضر، پدیده ی آبشستگی پائین دست یک پرتابه ی جامی شکل در شرایط آزاد، و همچنین در شرایط وجود دندانه مستطیلی و مثلثی در پایاب با فواصل چیدمان مختلف در 9 بده، و مجموعا 45 آزمایش، بررسی شد. نتایج نشان دادند که وجود دندانه های جام اثر زیادی بر گستره و عمق آبشستگی می گذارد، بدین ترتیب که پرتابه ی جامی شکل با دندانه های مستطیلی یک در میان نسبت به حالت بدون دندانه حدود 13 درصد کاهش آبشستگی را سبب می شود. همچنین، حداکثر عمق آبشستگی در حالت جام با دندانه های مستطیلی یک در میان در بازه ی مطلوب تر از مابقی نمونه های آزمایشگاهی به وقوع می پیوندد. سپس نتایج حاصل با تعدادی از رابطه های تجربی مقایسه شده و مشخص گردید که رابطه ی مارتینز B نتایج نزدیکتری را به مقادیر واقعی به دست می دهند.
    کلیدواژگان: پرتاب های جامی شکل، مستهلک کننده انرژی، عمق آبشستگی، دندانه های مستطیلی و مثلثی
  • زهرا قدم پور*، محمد صادق نرگس صفحات 77-92
    حفظ میزان فشار در محدوده ی معین در خطوط لوله ی فراساحلی و اطلاع از عملکرد فشار در طول مسیر یکی از مهمترین عوامل در هیدرولیک خطوط لوله و محافظت در برابر خسارات محتمل وقوع است. عملکرد فشار و میزان فشار با توجه به نوع فاز سیال (تک فازی یا چند فازی) با هم متفاوت بوده و هنگامی که فاز گاز (هوا) به درون خط لوله راه می یابد بر نوع الگوی جریان (در جریان همزمان گاز- مایع الگو های جریانی نظیر جریان روان لایه ای، لخته ای و... هستند) و فشار اعمال شونده  به خط لوله  تاثیر می گذارد. در این مقاله به بررسی الگوهای جریانی و اثرات فازهای جریان بر حداکثر فشار  در جریان دو فازی آب - هوا به صورت شبیه سازی عددی پرداخته و به منظور ایجاد درکی بهتر از عملکرد فشار در خطوط لوله، با جریان تک فازی آب مقایسه گردیده است. نتایج حاصل نشان می دهد که هندسه و میزان غلظت هوای ورودی از کمیت های تاثیر گذار بر رژیم جریانی و به تبع آن فشار ایجاد شده در خط لوله بوده و هوا بسته به نحوه ی استقرار در خط لوله می تواند باعث ایجاد فشارهایی بیشتر یا کمتر نسبت به جریان تک فازی گردد. فشار در حالت تک فازی در جریان قائم رو به بالا بیشترین اختلاف را نسبت به جریان دو فازی با غلظت های مختلف هوا دارا است (26 درصد اختلاف فشار بیشتر) و جریان دو فازی در هندسه های ارائه شده در بیشترین حالت دارای افزایش 23 درصدی فشار در جریان دو فازی نسبت به حالت تک فازی است.
    کلیدواژگان: حداکثر فشار، جریان دوفازی، خطوط لوله فراساحلی، الگوی جریان
  • فریدون قدیمی*، شیما سادات محمدی صفحات 91-103
    روش های مختلفی جهت تعیین دوره های سیلابی رود ها وجود دارد. پرهزینه بودن اغلب روش ها ما را برآن می دارد که با استفاده از روش های رسوب شناسی کم هزینه، دوره های سیلابی رودها را تعیین کنیم. بدین منظور از پادگانه های آبرفتی که شواهد خوبی جهت بررسی سیلاب های گذشته هستند، استفاده شده است. با بررسی ویژگی های رسوب شناسی و تعیین رخساره های رسوبی پادگانه ها در رود نیزار قم می توان به دوره ها و فراوانی سیلاب های به وقوع پیوسته گذشته در رودها دست یافت. پس از تعیین قطر بزرگ ترین ذرات، با استفاده از منحنی هیلستروم و روابط تجربی، سرعت جریان و آبدهی سیلاب های گذشته به دست آمد. در نهایت، تعیین معادلات مربوط به تغییرات قطر - سرعت و قطر - بده جریان به همراه شبیه سازی رسوبی توالی ها، پیش بینی سیلاب های آینده را امکان پذیر کرد. در این تحقیق مشخص گردید که رود نیزار درگذشته با روند افزایش آبدهی مواجه بوده و در آینده نیز  مواجه خواهد بود. از این رو می بایست با توجه به محل منشاء سیلاب، زمینه بهسازی ابنیه و ساختمان ها در مسیر رود خصوصا در منطقه ساحلی شهر قم را فراهم نمود.
    کلیدواژگان: سیلاب های گذشته، تراس رودخانه ای، قطر ذرات، رودخانه نیزار
  • رسول رجب پور*، محمدحسین احمدی، ناصر طالب بیدختی، غلامرضا رخشنده رو صفحات 103-118

    در این تحقیق با در نظر گرفتن تلمبه دور متغیر ، تاثیر تغییر دور بر عملکرد تلمبه، هیدرولیک شبکه و میزان کارمایه مصرفی در شبکه توزیع آب در دو حالت تک هدفه و چندهدفه با استفاده از الگوریتم جدید G-JPSO بررسی شد. تابع هدف در مسئله ی تک هدفه به حداقل رساندن هزینه ی انرژی مصرفی در طول شبانه روز است و  متغیرهای تصمیم میزان دور تلمبه در ساعات مختلف شبانه روز بود. در مسئله ی بهینه سازی چندهدفه، هدف اول حداقل ساختن هزینه کارمایه مصرفی و هدف دوم حداکثر نمودن قابلیت اطمینان هیدرولیکی تلمبه و گره و یا تلفیقی از آنها بود. جهت تعیین برنامه ی بهره برداری بهینه ی تلمبه ها یک شبیه بهینه یابی- شبیه سازی مبتنی بر الگوریتم بهینه یابی G-JPSO تهیه شد. در این شبیه الگوریتم در محیط MATLAB با بخش هیدرولیکی شبیه EPANET به عنوان مرجعی از فرامین و اطلاعات تلفیق گردید. شبیه پیشنهادی در شبکه ی توزیع ون زیل استفاده شد و دستورالعمل بهره برداری بهینه ی استخراج و نتایج با الگوریتم JPSO و جامعه مورچگان مقایسه گردید. نتایج تحقیق نشان دادند که در مسئله ی تک هدفه جواب حاصله از الگوریتم G-JPSO نسبت به JPSO و ACO به ترتیب 28/3 و 38/0 درصد بهتر شد، و در حالت کلی هزینه ی کارمایه مصرفی تلمبه های دور متغیر نسبت به تلمبه های دور ثابت پایین تر گردید. در مسئله ی چند هدفه در تمام حالات بهینه سازی الگوریتم G-JPSO توانست در مقایسه با الگوریتم ACO به نقاطی دست یابد که علاوه بر کاهش هزینه، قابلیت اطمینان بالاتری را دارا باشند.

    کلیدواژگان: بهینه سازی چندهدفه، قابلیت اطمینان، بهره برداری، پمپ دور متغیر، G-JPSO
  • سارا عبدی، عیسی معروف پور* صفحات 119-131

    ارزیابی عملکرد هیدرولیکی قطره چکان ها به عنوان مهم ترین بخش سامانه آبیاری قطره ای، بسیار مهم و ضروری است. بدین منظور ، 8 نمونه لوله قطره چکان دار، 6 نمونه از نوع غیر تنظیم کننده فشار و 2 نمونه از نوع تنظیم کننده فشار بر مدل فیزیکی آبیاری قطره ای ساخته شده در آزمایشگاه آب دانشگاه کردستان، آزمایش گردیدند. آزمایش ها در 4 دمای مختلف آب شامل 13، 23، 33 و 43  درجه سانتی گراد با فشارهای متفاوت، در محدوده صفر تا 2/1 برابر فشار حداکثر، انجام شد. نتایج نشان دادند به لحاظ ضریب تغییرات ساخت، تمامی لوله های قطره چکان دار آزمایش شده به غیر از 3 نمونه، در تمامی دماها و فشارهای آزمایش، از بالاترین درجه کیفیت برخوردارند. براساس درصد خطای اندازه گیری بده، از 8 لوله قطره چکان دار آزمایش شده، 4 نمونه در درجه خوب، 2 نمونه در درجه قابل قبول، 1 نمونه در درجه متوسط و 1 نمونه در درجه غیر قابل قبول قرار داشت. میزان یکنواختی پخش تمامی لوله های قطره چکان دار آزمایش شده، به غیر از 2 نمونه ، در تمامی فشارها و دماهای آزمایش در طبقه عالی و یا خوب قرار داشت. میزان ضریب یکنواختی کریستیان سن تمامی نمونه ها بیش از 70 درصد بود. میزان ضریب تغییرات بده در لوله های قطره چکان دار، در محدوده 7/7 تا 2/37 درصد بود که 2 نمونه در درجه خوب، 4 نمونه قابل قبول و 2 نمونه غیر قابل قبول بود. به طور کلی وضعیت  لوله های  قطره چکان دار آزمایش شده از لحاظ شاخص های هیدرولیکی کیفیت تولید، مطلوب ارزیابی می شود.

    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای، ضریب تغییرات ساخت، ضریب یکنواختی، یکنواختی پخش
  • نفیسه خرم شکوه، محمدرضا نیکو*، سید محمد علی زمردیان صفحات 131-140

    سدهای تاخیری پاره سنگی از جمله روش های سازه ای مهار کردن سیلاب هستند که هیچ هسته یا غشاء نفوذ ناپذیری نداشته و به طور عمده جهت مهار سیلاب به کار می روند. این سدها بده ی اوج سیلاب عبوری را کاهش داده و در زمان وقوع آن تاخیر ایجاد می نمایند؛ بدین ترتیب خسارات جانی و مالی سیل را در پایین دست، کمتر می کنند. شاید بتوان گفت برای اولین بار، روش شناسی جدیدی برای تدوین یک نمونه ی شبیه سازی- بهینه سازی جهت تعیین مشخصات بهینه ی سدهای تاخیری پاره سنگی در این پژوهش ارائه گردیده است. نمونه ی مذکور، برمبنای فرانمونه ی شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه، و نمونه ی بهینه سازی الگوریتم ژنتیک استوار است. بدین منظور، در ابتدا، از داده های منتج از آزمایش های مربوط به نمونه ی آزمایشگاهی محیط متخلخل پاره سنگی، مربوط به خرم شکوه (1391) جهت آموزش و اعتبارسنجی نمونه ی شبکه ی عصبی پرسپترون چند لایه استفاده شده است. در ادامه، با اتصال نمونه ی شبکه ی عصبی مصنوعی صحت سنجی شده به عنوان یک فرانمونه ی شبیه ساز رفتار هیدرولیکی سد پاره سنگی، به نمونه ی بهینه سازی الگوریتم ژنتیک، نمونه ی شبیه سازی- بهینه سازی، به منظور تعیین مشخصات بهینه ی سد تاخیری پاره سنگی با لحاظ تعامل بین متغیرهای طراحی و آب نگار سیل عبوری از سد تاخیری پاره سنگی، تدوین گردید. نتایج حاصل از روش شناسی پیشنهاد شده، نشان می دهند که ضخامت بهینه ی محاسبه شده مربوط به محیط متخلخل پاره سنگی، بازاء جمیع بده ی سیلاب های محتمل، 6/17 سانتیمتر بوده و همچنین قطر متوسط بهینه ی سنگدانه های تعبیه شده در بدنه، 2 سانتیمتر حاصل گردیده است. همچنین، بازاء مقادیر بهینه ی طراحی، بده ی اوج آب نگار سیل عبوری از محیط متخلخل پاره سنگی %18/47 کاهش یافته است و طول مدت سیلاب نیز در شرایط بهینه، %94/39 افزایش داشته است.

    کلیدواژگان: سد تاخیری پاره سنگی، شبکه عصبی پرسپترون چند لایه، فرامدل، مدل بهینه سازی الگوریتم ژنتیک، مخلوط رسوبات چسبنده و غیرچسبنده
  • سمانه پورمحمدی*، محمدتقی دستورانی، علیرضا مساح بوانی، محمدحسن رحیمیان، هادی جعفری صفحات 141-153

    تغییر اقلیم تاثیر زیادی بر تمامی ابعاد زندگی بشر گذاشته است. از جمله تاثیرات محسوسی که تغییر اقلیم داشته است، کاهش منابع آب سطحی و زیرزمینی کشور بوده که دستخوش تغییراتی زیادی شده است. تغییرات اقلیمی بر میزان، زمان و نوع بارش، تاثیر در کیفیت آب، باعث افزایش خشکسالی، افزایش تقاضا برای آب، تغییر در نوع مدیریت منابع آب و همچنین افزایش سطح آب دریاها و مشکلات ناشی از آن می شود. تغییر اقلیم بر دامنه ی تغییرات دمایی نیز تاثیرات زیادی داشته است به طوری که بر مقادیر حد نهایی دمای کمینه و بیشنه موثر بوده، و دامنه ی تغییرات دمایی را تحت تاثیر قرار داده است، بنابراین هدف از تحقیق حاضر بررسی آثار تغییر اقلیم بر بارش، دمای کمینه و بیشنه حوضه ی آبخیز تویسرکان در استان همدان به کمک 15 الگوی گردش عمومی جو تحت دو نمایشنامه ی A1B و B1  در دوره ی 2039-2011 است. به این منظور با استفاده از توزیع آماری بتا تغییرات بارش، دمای کمینه و بیشینه استخراج شده از  15 الگوی گردش عمومی جو، در احتمال وقوع 20، 50 و 80 درصد محاسبه گردید. نتایج نشان دادند که از احتمال وقوع 20 به 80 درصد تحت هر دو نمایشنامه ی A1B و B1 دمای کمینه و بیشینه در حال افزایش و بارش در حال کاهش است. دمای کمینه و بیشینه تحت نمایشنامه ی A1B بیشتر از نمایشنامه ی B1 افزایش یافته، و بارش تحت تاثیر نمایشنامه ی B1 نسبت به نمایشنامه یA1B  بیشتر کاهش یافته است. در نهایت، نتایج نشان دادند که بارش 19 تا 22% کاهش و دمای کمینه 13 تا 20% و دمای بیشینه 2/4 تا 6/4 درصد نسبت به دوره ی پایه تا سال 2039، در حوضه ی آبخیز تویسرکان افزایش خواهد یافت.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، LARS-WG، حوزه آبخیز تویسرکان، تابع توزیع بتا
|
  • Hamid Goharnejad *, Abolfazl Shamsai, Sara Nazif, Mahmood Zakeri Niri Pages 1-17

    The investigations in recent two decades have demonstrated the global sea level rise which is much more related to climate change phenomena and its impacts. In this study the impact of climate change on sea level rise at the southern coastal line of Iran is evaluated. The climatic output data of a GCM (General Circulation Model) named CGCM3 under climate change scenario of A1b was used. Among different variables simulated by this model, those of maximum correlation with sea level changes in the study region and least redundancy among themselves are selected for sea level rise prediction using stepwise regression. Two models of Discrete Wavelet Artificial Neural Network (DWNN) and Discrete Wavelet Adaptive Neuro-Fuzzy Inference system (DWANFIS) are developed to explore the relationship between climatic variables and sea level changes. In these models wavelet is used to disaggregate the time series of climatic variables as well as sea level data into different components and then ANFIS/ANN are used to relate the disaggregated components of predictors and predictands to each other. The results of this study show a significant increase of sea level in future under climate change impacts which should be incorporated in coastal areas management. The selected model (Anfis-Haar), which had a high performance index, showed that the sea level changes from 48 centimeters in the west of the Persian Gulf to 16 centimeters in the east of the Oman Sea. The changes in shallow and enclosed waters appear to be greater than other parts of studied area.

    Keywords: Climate change scenarios, Sea-level rise, DWNN, DWANFIS
  • Pages 17-27

    In this article the phenomenon of land subsidence and the resulting cracks and fissures of artificial recharge plan of Hamedan Shahid Mofateh power generation as case study has been investigated. This is an unusual phenomenon and in this research the geometrical properties of the fissures of recharge ponds are measured. The results reveal the existence of fine layers in the geology of the aquifer, which are displaced in the long run as the consequence of groundwater overdraft. Sand making of some of the water wells around study area is proof of this claim. At the site of the artificial recharge subject of this research, the difference between the quality of recharge water and the aquifer and their interaction have intensified the instability and the movement of the fine sediments. In addition, the neglect of hydraulic principles of the groundwater during the construction and operation of the recharge wells has resulted in turbulent and speed flows, intensified displacement of fine sand and ultimately the localized subsidence at the site of the plan.

    Keywords: land subsidence, artificial recharge, fine sediment, waters different qualify
  • ALIREZA GHOLAMI, MAJID HEIDARY *, BAHRAM REZAEI Pages 27-36

    Routing is one of the oldest methods for calculating output hydrographs. Dynamic wave dynamics is one of the most complex and precise methods of routing, which is accomplished by solving a complete number of Saint Vincent's equations. With regard to the flow hydrograph of a stream as problem information and flow path characteristics, the equations of Saint- Venant and the finite difference method were solved and the input hydrograph was calculated. This method was investigated as a reverse order and its results were compared with laboratory observations. An uncontrolled flow was created and, regardless of the path loss, the laboratory was taken and laboratory data was controlled with the program written for adjustment. Then, using the statistical parameters of the obtained results, it was examined and shown that the created model for calculating the input hydrographs has high accuracy. The results of the reverse routing analysis of the tested hydrograph showed that there is good agreement between the program outputs and experimental observations, which resulted in a relative error of maximum 5% in hydrographs 4 and 5. Also, in this study, increasing the amount of discharge flow increased the error rate, which reached the lowest value in the hydrograph 9. In general, this method has high accuracy for laboratory fluxes less than 40 liters per second.

    Keywords: Reverse Procrastination, Saint-Venant Equations, Dynamic Wave, Finite Difference Method
  • Mehrdad Kheiraei *, Manoochehr Fathi Moghadam Pages 37-51

    Weirs are usually constructed by concrete and are impervious so that the water can only flow above the crest. In this between, Gabion weirs with instinctive characteristics including stability, conductivity and economic justification are strongly advised. In this study, the effects of material size, upstream and downstream slopes were investigated on the discharge reduction factor of gabion crump weirs under submerged flow conditions. For this purpose, 8 models of gabion weirs and 3 models impervious weirs constructed in a horizontal flume with 15m long, 0.3m wide and 0.5m deep. The tests were carried out for different variables, including discharge, upstream and downstream depths, material size and upstream and downstream slopes. The results showed that the flow reduction factor decreased as the ratio of the upstream depth to the downstream (Y2/Y1) increased. For a constant ratio of Y2/Y1, the flow reduction factor decreased when upstream or downstream slope increased. It was found that the material size has no significant effect on the flow reduction factor. Based on regression analysis, an empirical equation was developed for estimation of the flow reduction factor which its correlation coefficient variation was in the range of 0.79 to 0.96.

    Keywords: Crump weir, Flow reduction factor, Gabion, Submerged flow
  • TOURAJ SABZEVARI *, Mehdi Karami Moghadam, Zahra Ghadampour Pages 51-64
    Prediction of surface and subsurface runoff as elements of direct runoff of catchment is very important for designing hydraulic structures. In many of the catchments with high permeability and suitable vegetation, subsurface flow is also highly important. In this research, Hortonian mechanism has been used for predicting surface runoff of catchment overland using Kinematic wave method. For prediction of subsurface runoff of catchments hillslopes, Richard equation in an unsaturated zone by means of Hydrus software was used. Runoff hydrograph of subsurface runoff was calculated. For verification, experimental data from rainfall simulator with length of 2 meters, width of 1 meter and depth of 0.35 with loamy sand was used. The experiments were conducted under three angles of 0.1, 6.3 and 9 degrees and under rainfall intensity of 31.73, 47.6 and 63.46 millimeter per hour (mm / h), respectively. The subsurface and surface flow of the system were compared with the results of the kinematic wave in the surface flow and the results of the Hydrus model in the subsurface flow. The peak runoff mean error predicted by the kinematic wave method in the 12 events calculated is 3.5% and the mean prediction error of the subsurface runoff peak in 9 events is 10%, which is an acceptable value. The results of the Hydrus model for predicting the slope of zero tilt angle had 40% error in calculating the subsurface runoff peak that has not been acceptable.
    Keywords: Surface runoff, Subsurface runoff, Hydrus, Kinematic wave
  • Amin Eskandari, Alireza Masjedi, Mohammadhossein Pourmahammadi, Amirabbas Kamanbedast Pages 65-77
    Using flip buckets as a part of the flow dissipaters in vertical case in dams would lead to dissipation of the energy from the flood passage. This structure is used to reduce costs in comparison with other energy dissipaters. Water jet collision with the river bed leads to the creation of scouring hole which can reduce the stability of dams and relevant structures. In the present study, the scouring phenomenon of the downstream of a flip bucket in free conditions and also in the presence of slots with rectangular and triangular shapes in various intervals distances with 9 flow rates and a total of 45 tests have been investigated. The results of this study showed that the presence of a slot would have a lot of effects on the depth and extent of scouring, so that a flip bucket with alternate rectangular slot compared to a non-slotted case causes about 13 percent less scour. Also, the maximum scour depth in bucket mode with alternate rectangular slots occurred in a more favorable range than the rest of the models. Then, the obtained results were compared with a number of empirical formulas and it was determined that Martinez B relation provides closer results to real values.
    Keywords: Flip buckets, energy dissipater, scouring depth, rectangular, triangular slots
  • Zahra Ghadampour *, Mohammad Sadegh Narges Pages 77-92
    One of the most important factors in pipeline hydraulics and its protection against probable damages is keeping the pressure in a specific limit and also knowing how the pressure functions in the pipe through the pipeline route. Pressure function and pressure amount differ from each other regarding the phase of the fluid (single phase or multiple phase), and when gas phase (air) enters the pipeline, it affects the flow regime (simultaneously when gas-liquid flows there are such regimes as stratified, slug, etc.) and the applied pressure. The present study aims to investigate the effects of flow patterns and phases on maximum pressures along pipelines and to compare it with those of single-phase flows. Results show that the geometry and the percentage of entrained air are the main factors affecting flow patterns and pressure experienced by pipeline systems. For single phase mode, pressure is increased up to 26% in vertical upward flows compared to air-water flows with a different air percentage. Moreover, among various geometries considered in this research for two-phase flows, pressure at most has a 23- percent increase compared to that of single-phase flows.
    Keywords: Maximum pressure, Two phase flow, Offshore pipeline, Flow regime
  • Rasoul Rajabpour *, Mohamadhossein Ahmadi, Naser Talebbeydokhti, Gholam Reza Rakhshandehroo Pages 103-118

    In this research, by considering the variable-speed pump, the effect of speed on pump performance, network hydraulics and energy consumption in a water distribution network in both single-objective and multi-objective models was investigated by using the new G-JPSO algorithm. The objective function in the single-objective problem is to minimize the amount of energy consumption throughout the day, and the decision variables are the amount of pump rounds in different hours of the day and night. In the multiobjective optimization problem, the first goal was to minimize the cost of consuming energy and the second goal was to maximize the hydraulic reliability. In order to determine optimal pump operation program, an optimization-simulation model based on G-JPSO optimization algorithm was developed. In this model, the algorithm was integrated into the MATLAB environment with the hydraulic part of the EPANET model as the reference of the commands and information. The proposed model was used in the Vanzyl distribution network and the optimal exploitation instructions were extracted and the results were compared with the JPSO algorithm and the ACO. The results of the paper showed that in the single-objective problem, the G-JPSO algorithm's results are 3.28 and 0.38 percent better than JPSO and ACO, respectively. In general, the energy consumption of variable-speed pumps was lowers the constant- speed pumps. In a multi-objective problem, in all optimization scenarios, the G-JPSO algorithm was able to achieve points in comparison with the ACO algorithm, which, in addition to cost reduction, has higher reliability.

    Keywords: Multi-Objective Optimization, Reliability, Operation, Variable-Speed Pump, G-JPSO
  • Sara Abdi, Eisa Maroufpoor * Pages 119-131

    The emitters are the most important part of drip irrigation systems, so the evaluation of the hydraulic performance of drippers is very important to have an efficient irrigation system. Therefore, in this study, 8 Trickle Tube with in Line Emitter, 6 model of non-compensating and 2 model compensating was tested on the constructed physical model of trickle irrigation in the water laboratory of University of Kurdistan. Experiments in 4 different water temperatures of 13, 23, 33 and 43 ° C was investigated on the models in different pressures ranging from 0 to 1.2 times the maximum pressure. The results showed coefficient of variation manufactured of all models excluding 3 models were at the highest level of quality at all temperatures. The percentage flow rate measurements error, were good in the 4 models, acceptable in the 2 models, the average degree in the 1 model and unacceptable in the 1 model. The emission uniformity of all Trickle Tube with in Line Emitter excluding 2 models were excellent or good at all pressures and temperatures. In all Trickle Tube with in Line Emitter, Christiansen uniformity coefficient was more than 70 percent in the all models. The coefficient of variation of the discharge Trickle Tube with in Line Emitter, were in the ranging from 7.7 to 37.2 percent and was two models good, 4 model acceptable and 2 model unacceptable. In summary, the overall condition tested Trickle Tube with in Line Emitter in terms of production quality hydraulic indicators are desirable assessed.

    Keywords: Coefficient of variation manufactured, Drip Irrigation, Emission uniformity, Uniformity coefficient
  • Nafiseh Khoramshokooh, Mohammad Reza Nikoo *, Seyed Mohammad Ali Zomorodian Pages 131-140

    Detention rockfill dams are one of the structural methods that can control flood risks with no impermeable core or membrane. These dams decrease the maximum discharge of flood hydrograph and postpone the time of its occurrence reducing life and financial losses in downstream. In this research study, maybe for the first time, a new methodology based on Multi-Layer Perceptron (MLP) artificial neural network meta-model and genetic algorithm optimization model is proposed for optimum design of detention rockfill dam. Hence, results of experiments done on the rockfill dam model, from Khorramshokouh (1391), are used in order to train and validate the MLP neural network model. The MLP neural network model is in fact a meta-model of simulating the hydraulic performance of detention rockfill dam which is linked to genetic algorithm optimization model to determine the optimal features of detention rockfill dam regarding the relationship between design variables and flood hydrograph passed through the porous media. Results of the proposed methodology depict that for the total discharges of probable floods, the optimum thickness of detention rockfill dam and the mean diameter of rockfills in the porous media are 17.6 cm and 2 cm, respectively. Also, in the optimum state, the peak discharge of flood hydrograph has 47.18% reduction and flood duration increases 39.94%.

    Keywords: Detention Rockfill Dam, Multilayer Perceptron Neural Network, Meta-model, Genetic Algorithm Optimization Model, Cohesive, Non-cohesive Mixed Sediment
  • Mohammadtaghi Dastourani, Alirez M, M.H R, H. J Pages 141-153

    Climate change impacted of the amount, timing and type of precipitation, also was impacted on water quality, increased droughts, increased demand for water, changes in the management of water resources, as well as sea level rise and its complications. Climate change also had great influence on the temperature changes so that maximum and minimum values and extreme temperature. The aim of the present study was to evaluate the impact of climate change on rainfall, minimum and maximum temperature use with 15 of atmospheric general circulation model under two scenarios A1B and B1 in the period 2039-2011. For this purpose, the use of beta statistical distribution of rainfall changes, minimum and maximum temperatures were calculated from 15 general circulation model, the probability of 20, 50 and 80 percent, respectively. The results showed that the probability of 20 to 80 percent under both scenarios A1B and B1 minimum and maximum temperatures are rising and the rain is falling. The minimum and maximum temperatures under A1B increased more than B1 scenario and precipitation reduced under B1 more than A1B scenario. The results showed that 19 to 22% decrease in precipitation and minimum temperature of 13 to 20% and a maximum temperature of 2.4 to 6.4 percent increase compared to baseline the Tuyserkan catchment.

    Keywords: climate change, Beta probability distribution, LARS-WG, Tuyserkan catchment