فهرست مطالب

مهندسی آبیاری و آب ایران - پیاپی 38 (زمستان 1398)
  • پیاپی 38 (زمستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/10/01
  • تعداد عناوین: 19
|
  • رامین منصوری*، فاضل معافث، مسعود بهشتی راد، علی کاربخش صفحات 1-12
    پرتاب کننده های جامی شکل یکی از انواع مهم مستهلک کننده ها می باشند و نقش استهلاک انرژی جریان در سرریز ها را به عهده دارند. در این پژوهش به بررسی خصوصیات هیدرولیکی جریان بر روی پرتابه جامی شکل با مدل عددی  فلوئنت پرداخته شده است. در این تحقیق به منظور گسسته سازی محیط شبیه سازی از سه نوع شبکه محاسباتی سازمان یافته (درشت، متوسط و ریز) استفاده شد. به منظور شبیه سازی جریان از مدل های آرام،  k-ε (Standard، RNG و Realizable) و مدل k-ω (استاندارد و SST) استفاده گردید. همچنین به منظور یافتن بهترین شرایط دیواره دو نوع تابع دیواره استاندارد (Standard) و غیرلغزشی (Non equilibrium) مورد بررسی قرار گرفت. معیار مقایسه در این پژوهش نیز پروفیل بالایی جت آب می باشد. نتایج نشان داد شبکه محاسباتی ریز، شرط سرعت ورودی برای  مرز ورودی جریان همچنین فشار خروجی برای مرز هایی که با هوا در تماس می باشند، بهترین جواب ها را ارئه می دهد. همچنین تابع دیواره استاندارد نیز برای اثر تابع دیواره انتخاب و مدل آشفته k -ε (Standard)منطبق ترین نتایج با نتایج آزمایشگاهی دارد. همچنین از بررسی جت ریزشی هرچه جت آب به حوضچه نزدیکتر می شود نتایج محاسباتی با نتایج عددی اختلافشان بیشتر می گردد. پروفیل زیرین جت آب حساسیت کمتری نسبت به پروفیل بالایی جت اب نسبت به تغییرات هیدرولیکی دارد. در بررسی فشار نیز مشخص شد نتایج نشان می دهد که مقادیر عددی فشار در عدد فرود پایین اختلاف زیادی با نتایج آزمایشگاهی دارد.
    کلیدواژگان: پرتابه جامی شکل، مدل آشفتگی، تابع دیواره، فلوئنت، شبکه محاسباتی
  • محمد واقفی*، کیومرث محمودی، مریم اکبری صفحات 13-29
    عوامل مختلفی مانند خطاهای انسانی و دستگاهی، شرایط اندازه گیری و طبیعت جریان در شرایط یکتا ممکن است سبب بروز داده هایی شود که با الگوی نرمال جامعه آماری در تناقض باشند؛ به گونه ای که این گمان به وجود آید که با یک روند متفاوت تولید شده اند. در یک تعریف کلی به این نوع از داده ها، داده های غیرنرمال (پرت یا خارج از محدوده) گفته می شود. شناسایی داده های پرت از جنبه های مختلف دارای اهمیت بوده و منجر به شناخت هرچه بهتر و دقیق تر الگوی جریان می شود. هدف اصلی از انجام این تحقیق، بررسی و شناسایی داده های پرت موجود در آزمایشات الگوی جریان در یک کانال قوسی با زاویه مرکزی 180 درجه و عرض 1 متر با و بدون وجود آبشکن در قوس با استفاده از روش های آماری است. کانال مورد نظر در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه خلیج فارس قرار داشته و برای برداشت سرعت های سه بعدی جریان از سرعت سنج وکترینو استفاده شده است. به منظور شناسایی داده های پرت در این تحقیق از روش های انحراف مطلق میانگین، خوشه بندی K-Means، ضریب چگالی محلی و روش رای گیری استفاده شده است. نتایج حاصل از اجرای این روش ها بر داده های آزمایشگاهی برداشت شده نشان داد که کارایی بیشتر روش ها مناسب است. در این مقاله در نهایت برای حصول بهترین نتیجه، از روش رای گیری استفاده شده است. در این روش، داده هایی به عنوان کاندیدای داده پرت نهایی در نظر گرفته می شوند که توسط بیشتر روش ها به عنوان داده پرت شناسایی شده باشند.
    کلیدواژگان: روش های آماری، داده های پرت، الگوی جریان، قوس 180 درجه تند، سرعت سنج Vectrino
  • ابوالفضل ساغری، مجتبی صانعی*، خسرو حسینی صفحات 30-41
    سرریزهای جانبی سازه های هیدرولیکی هستند که برای انحراف جریان در سیستم های آبیاری و زهکشی مورد استفاده قرار می گیرند. سرریزهای جانبی کلیدپیانویی از سال 2017 مورد مطالعه قرار گرفتند. این سرریزها دارای ضرایب آبگذری قابل توجهی نسبت به سرریز جانبی مستطیلی کلاسیک در عرض محدود کانال جانبی هستند. در این تحقیق ضریب دبی چهار تیپ مختلف A، B، C و D سرریز جانبی کلیدپیانویی ذوزنقه ای تحت شرایط جریان آزاد اندازه گیری شده و با نتایج سرریز جانبی مستطیلی کلاسیک مقایسه شد. نتایج نشان داد که ضریب دبی سرریزهای تیپ A> تیپ B> تیپ C>تیپ D است که بسیار متفاوت با نتایج به دست آمده برای سرریزهای کلیدپیانویی به کار گرفته شده در وضعیت نرمال (جریان عمود بر محور سرریز) است. راندمان سرریزهای جانبی کلیدپیانویی در مقایسه با سرریزهای جانبی مستطیلی کلاسیک () با افزایش هد روی سرریز کاهش می یابد تا جایی که در نسبت عمق جریان بالادست به ارتفاع سرریز () بیشتر از 45/1 به مقدار خاصی مجانب می شود. همچنین در این تحقیق یک رابطه چندجمله ای درجه 3 برای تخمین دقیق ضریب دبی هر یک از تیپ های مختلف سرریز جانبی کلیدپیانویی ذوزنقه ای ارائه شد.
    کلیدواژگان: جریان آزاد، جریان زیربحرانی، سرریز جانبی کلیدپیانویی، ضریب دبی، کانال مستقیم
  • هانیه حقیقت پناه، پیام خسروی نیا*، علی حسین زاده دلیر صفحات 41-61

    یکی از مهم ترین مسائلی که در علم مهندسی رودخانه مورد توجه ویژه قرار دارد، ساماندهی رودخانه در محل قوس می باشد. عملیات ساماندهی رودخانه ها جهت جلوگیری از تغییر انحناء قوس، حفاظت از دیواره خارجی در برابر فرسایش و هم چنین کنترل رسوب گذاری در مجاورت دیواره داخلی رودخانه ها انجام می شود. یکی از روش های کاربردی جهت ساماندهی رودخانه ها، تثبیت سواحل و محافظت آن در برابر فرسایش، استفاده از صفحات مستغرق می باشد. صفحات مستغرق سازه های هدایت کننده جریان می باشند که در کف رودخانه با زاویه ای نسبت به جریان اصلی نصب شده و برای اصلاح الگوی جریان مجاور بستر، طراحی می گردند. در این تحقیق پس از انجام تحلیل ابعادی و تعیین پارامترهای بدون بعد موثر، صفحات مستغرق در سه طول و سه زاویه مختلف در کانالی با قوس ملایم سینوسی قرار داده شد و عملکرد آن ها با یکدیگر مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش طول و فاصله بین صفحات مستغرق در یک عدد فرود ثابت، حداکثر عمق آبشستگی افزایش می یابد، به طوری که بیش ترین مقدار حداکثر عمق آبشستگی صفحه اول در زاویه 110 درجه و طول  66/2 مشاهده شد. مناسب ترین زاویه برای استقرار صفحات مستغرق، زاویه 140 درجه و مخرب ترین زاویه استقرار، زاویه 110 درجه است.

    کلیدواژگان: اصلاح الگوی جریان، ساماندهی رودخانه، صفحات مستغرق، عمق آبشستگی، فرسایش
  • سعید دیمه ور، ابوالفضل اکبرپور* صفحات 62-75
    شکست سد از جمله مهمترین مسائل مرتبط با مهندسی آب است که محققین زیادی به بررسی این پدیده پرداخته اند. معادلات حاکم بر شکست سد، معادلات آب های کم عمق است. بسیاری از محققین سعی کرده اند پدیده شکست سد را با استفاده از روش های عددی، بررسی کنند. اکثر این روش های عددی مانند حجم محدود، معادلات دیفرانسیل را در شرایط ساده و پیچیده هندسی و با شبکه بندی دامنه مسئله، حل می کنند. اخیرا از روش های عددی جدیدی به نام روش های بدون شبکه برای حل معادلات دیفرانسیل استفاده می شود. در این روش ها نیازی به شبکه بندی دامنه مسئله نیست. در این پژوهش معادلات آب کم عمق  با استفاده از روش بدون شبکه پتروو-گالرکین به همراه تابع شکل حداقل مربعات متحرک، مدل سازی شد. سپس با استفاده از یک مثال استاندارد به صحت سنجی مدل پرداخته شد. با محاسبه میزان خطا مشخص شد این روش از دقت مناسبی برخوردار بود به طوری که میزان جذر میانگین مربعات خطا برابر 00246/0 بدست آمد. در نهایت با استفاده از مدل، مسئله شکست سد شبیه سازی شد و نتایج بدست آمده با نتایج حاصل از روش بدون شبکه گالرکین مقایسه شد.
  • حمید زارع ابیانه*، آرمان حیدری، پیمان دانشکار آراسته صفحات 76-88

    بررسی عملکرد شبکه های آبیاری به منظور شناخت وضعیت موجود، انجام برنامه ریزی و بهبود شبکه ها و سامانه های آبیاری در هر منطقه ضروری می باشد. ارزیابی شبکه آبیاری قزوین با برخی شاخص های مبتنی بر هزینه تولید به ازای نهاده های آب و زمین نشان داد دامنه ارزش محصول در سطح خالص و در سطح زیرکشت 1891-1179 و 1768-1633 دلار بر هکتار و در واحد آب تحویلی 68/0 تا 1/1 دلار بر مترمکعب است. مقایسه نتایج در سه ناحیه تاکستان، قزوین و بوئین زهرا نشان داد که ناحیه تاکستان به واسطه بیش آبیاری در آینده نامناسب خواهد بود. درحالی که سایر نواحی، بیان گر نیازمندی گیاه به آب و شرایط کم آبیاری بود. شاخص خودکفایی مالی حاکی از تامین حدود یک سوم کل هزینه های بهره برداری و نگهداری شبکه توسط بهره برداران و وابستگی به منابع دولتی می باشد. شاخص بازگشت ناخالص سرمایه برای شبیه سازی شبکه ای مشابه 101 درصد شد که بیان گر اقتصادی بودن اجرای شبکه است. نتایج نشان داد ارزش ناخالص محصولات به واسطه افزایش قیمت جهانی پایه گندم و افزایش قیمت تضمینی گندم، 98/59 میلیون دلار است. مدیریت مصرف منابع محدود آب به دلیل مشارکت کم بهره برداران در مدیریت و سیاست گذاری های شبکه ضعیف است. لازم است تا ضمن مشارکت بهره برداران، با به کارگیری روش های نوین آبیاری و روش های به زراعی، وضعیت مصرف آب و راندمان آبیاری در شبکه آبیاری قزوین بهبود یابد.

    کلیدواژگان: استاندارد ارزش ناخالص محصول، بازگشت ناخالص سرمایه، خودکفایی مالی شبکه
  • محسن بنی اسدی، نجمه سید علیخانی، هرمزد نقوی* صفحات 89-103

    این پروژه به منظور بررسی تاثیر سامانه های سطوح آبگیر با تیمارهای مختلف، در ذخیره سازی مطلوب رطوبت در پروفیل خاک چاله نهال، جهت استقرار و توسعه پوشش گیاهی مثمر به مدت 5 سال در استان کرمان به اجرا در آمده است. اندازه گیری و ثبت داده های رطوبت خاک در زمان های 1 روز بعد از بارندگی، 1 روز قبل از آبیاری، 1 روز بعد از آبیاری و هر 5 روز یکبار در طول دوره رشد گیاه، با استفاده از دستگاه رطوبت سنج TDR در عمق های 25، 50  و 75 سانتی متری چاله نهال برای هر یک از سامانه های سطوح آبگیر انجام گرفت. نتایج مقایسه میانگین درصد رطوبت خاک در تیمارهای مختلف نشان داد که در عمق 25 سانتی متری چاله نهال، تیمارها نقشی در تغییرات میزان رطوبت خاک نداشته اند. در عمق 50 سانتی متری خاک، بین تیمارهای مختلف در سطح احتمال 5 درصد تفاوت معنی دار وجود داشته است. در عمق 75 سانتی متری خاک، بین تیمارهای جمع آوری پوشش گیاهی سامانه با فیلتر سنگریزه ای و جمع آوری پوشش گیاهی سامانه بدون فیلتر سنگریزه ای در سطح احتمال 5 درصد و بین تیمارهای عایق نمودن بخشی از سطح سامانه با فیلتر سنگریزه ای و عایق نمودن بخشی از سطح سامانه بدون فیلتر سنگریزه ای در سطح احتمال 4 درصد تفاوت معنی دار وجود داشته است. بدین ترتیب استفاده از سامانه های سطوح آبگیر باران به ویژه سامانه عایق به همراه به کارگیری فیلتر سنگریزه ای جهت افزایش ذخیره رطوبت پروفیل خاک در ناحیه توسعه ریشه درختان مثمر در باغات دامنه ای توصیه می گردد.

    کلیدواژگان: سطوح آبگیر باران، رطوبت خاک، ذخیره رطوبت، استحصال آب، باغات در اراضی شیب دار
  • الهام مهرابی گوهری، حمیدرضا متین فر*، روح الله تقی زاده مهرجردی، اعظم جعفری صفحات 104-123

    برآورد  مستقیم برخی از ویژگی های خاک وقت گیر ، پر هزینه و گاها امکان پذیر نیست، در سال های اخیر از روش های غیر مستقیم برای برآورد این خصوصیات استفاده می شود. در مطالعه حاضر بر اساس تکنیک هایپرکیوب، محل  115 پروفیل شناسایی و سپس نمونه برداری از افق ها انجام گرفت و درصد شن و رس و سیلت نمونه های خاک اندازه گیری شد. متغیرهای محیطی یا فاکتورهای خاکسازی که در این پژوهش استفاده شد شامل: اجزاء سرزمین ، داده های تصویر لندست 8 ، نقشه سطوح ژئومورفولوژی و شاخص های منتج از آن  و داده های طیف سنجی انعکاسی می باشد. همچنین، جهت ارتباط دادن بین داده های خاک (رس، شن و سیلت) و متغیرهای کمکی از مدل های شبکه عصبی مصنوعی، رگرسیون درختی و نروفازی بهره گرفته شد. نتایج این تحقیق نشان داد که مدل نروفازی دارای دقت بیشتری نسبت به شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون درختی به منظور پیش بینی هر سه پارامتر رس، شن و سیلت میباشد. مقدار متوسط خطا  در روش نروفازی با روش رگرسیون درختی مقایسه شد و نتایج نشان داد که مقدار متوسط مربعات خطا در مدل نروفازی برای متغیر رس1.43 و برای شن 1.98 و برای سیلت2.1 بوده که برای رس 71/6 ،برای شن 49/8 و برای سیلت 42/5 واحد نسبت به رگرسیون درختی کاهش داشت . نتایج  همچنین نشان داد که برای پیش بینی رس، شن و سیلت پارامترهای  داده های طیفی، شاخص خیسی، شاخص همواری با درجه تفکیک بالا بیشترین سهم را در برآورد دارند.

    کلیدواژگان: شاخص خیسی، داده های طیفی، شبکه عصبی مصنوعی، رگرسیون درختی، نروفازی
  • وحید یزدانی*، حمید منصوریان صفحات 124-142

    امروزه به دلیل رونق در بخش کشاورزی و افزایش استفاده ازکودهای شیمیایی و دفع نادرست فاضلاب های صنعتی و شهری احتمال آلودگی لایه های آبدار افزایش یافته است؛ بنابراین نیاز به شناسایی مناطق آسیب پذیر آبخوان برای جلوگیری از آلودگی آب های زیر زمینی و مدیریت کاربری اراضی احساس می شود. بدین منظور، جهت تعیین پتانسیل آلودگی آب های زیر زمینی از چهار روش AVI، GOD، DRASTIC و SINTACS بر روی قسمتی از دشت قزوین استفاده گردید. بر اساس مقایسه های صورت گرفته میان شاخص ها و کلاس های تعیین شده در هر شاخص، کلاس آسیب پذیری غالب منطقه کم تا متوسط تعیین شد. در دو شاخص DRASTIC و SINTACS بیشترین حساسیت منطقه مورد مطالعه در قسمت مرکزی دشت قرار گرفته است. برای شاخص AVI بیشترین سطح از منطقه دارای آسیب پذیری خیلی کم بوده و برای شاخص GOD بیشترین مساحت در کلاس متوسط قرار می گیرند. از مقایسه شاخص های مذکور، در شاخص SINTACS آسیب پذیری منطقه محافظه کارانه تر از سایر شاخص ها محاسبه شده است و در شاخص AVI  کمترین آسیب پذیری برای منطقه مشخص شده است. از میان شاخص های فوق با توجه به حساسیت آب های زیرزمینی در منطقه روش SINTACS از سایر روش ها برآورد بهتری از آسیب پذیری آب های زیرزمینی در اختیار قرار می دهد. میزان تاثیرگذاری پارامترهای موثر در تعیین آسیب پذیری روش های DRASTIC و SINTACS با استفاده از تحلیل حساسیت حذف پارامتر، مورد ارزیابی قرار گرفت و در نهایت نتایج تحلیل حساسیت نشان داد که پارامتر تغذیه خالص و نوع خاک بیشترین تاثیر را در تعیین آسیب پذیری منطقه دارند.

    کلیدواژگان: آسیب پذیری لایه آبدار، تحلیل حساسیت، SINTACS، DRASTIC، God، AVI
  • فهیمه شریفان، حسین خزیمه نژاد* صفحات 143-159

    آب های زیرزمینی قسمت زیادی از منابع آب آبیاری اراضی کشاورزی است؛ بنابراین باید مدیریت صحیحی در نحوه بهره گیری از این منابع انجام شود. این پژوهش، به بررسی کمی و کیفی آبخوان با استفاده از روش درونیابی IDW در نرم افزار ARC GIS 10.2 و مخاطرات ناشی از برداشت بی رویه از آب زیرزمینی دشت سرایان پرداخته است. تعداد چاه های مورد بررسی در این پژوهش 30 حلقه و سال مطالعاتی برای داده های برداشت آب چاه ها از سال 1391 تا 1395، داده های افت سطح ایستابی از سال 1365 تا 1396 و داده های کیفی از سال 1387 تا 1395 در نظر گرفته شد. نتایج تحقیق حاضر نشان داد میزان برداشت آب از چاه ها در سال 1391 بیشتر از سال 1393 و در سال 1395 به حداقل مقدار خود رسیده است به طوری که اکثر چاه های واقع حوضه مورد مطالعه از برداشت 24 لیتر در ثانیه به 9 لیتر در ثانیه رسیده است. همچنین افت سطح ایستابی در یک دوره زمانی 31 ساله، 20 متر بدست آمد. علاوه بر آن، نتایج نشان داد؛ در دوره زمانی مورد مطالعه کیفیت آب زیرزمینی در این دشت به شدت کاهش یافته و این کاهش کیفیت باعث کاهش عملکرد گیاهان در منطقه مورد مطالعه شده است.

    کلیدواژگان: : آب زیرزمینی، آسیب، درون یابی، GIS
  • مهران قدرتی، ایرج سعیدپناه* صفحات 161-177

    در طول دو دهه گذشته به علل مختلف از جمله کاهش بارندگی ها، افزایش جمعیت، مدیریت نامناسب آب، برداشت از منابع آب زیرزمینی به صورت مدیریت نشده در کشور افزایش یافته است که کاهش تراز آب زیرزمینی، ایجاد فرونشست ها و فروچاله ها در دشت ها از پیامدهای آن بوده است. مدیریت صحیح منابع آب زیرزمینی از طریق دو مولفه اصلی کاهش برداشت از آبخوان و افزایش تغذیه آن امکان پذیر می باشد. هدف از انجام تحقیق حاضر، مکان یابی مناسب جهت تغذیه مصنوعی آبخوان هشتگرد در ایران از طریق ایجاد بندهای تاخیری و یا حوضچه های تغذیه با در نظر داشتن عدم قطعیت های موجود در این زمینه و رعایت معیارهای لازم با استفاده از روش منطق فازی می باشد. در این روش هر یک از معیارهای فنی و اقتصادی موثر در انتخاب محل مناسب، به صورت لایه رستر تولید گردیده و توابع عضویت فازی معیارها تعیین گردید. در نهایت به روش های مختلف، همپوشانی فازی لایه ها بررسی و مناطق مناسب تعیین گردید. نتایج نشان داد مناطق مناسب در بستر و اطراف رودخانه کردان در بالادست اتوبان تهران- تبریز به مساحت 90 هکتار و در پایین دست راه آهن تهران- تبریز به مساحت 350 هکتار مشخص گردید. با عنایت به جهت جریان آب زیرزمینی و تامین مساحت مورد نیاز تغذیه مصنوعی، منطقه 90 هکتاری اطراف رودخانه کردان در بالادست اتوبان تهران- تبریز به عنوان مناسب ترین گزینه جهت ایجاد بندهای تاخیری و حوضچه های مصنوعی تعیین گردید.

    کلیدواژگان: آبخوان هشتگرد، آب زیرزمینی، تغذیه مصنوعی، منطق فازی، GIS
  • نیر آقابیگی، اباذر اسمعلی عوری*، رئوف مصطفی زاده، محمد گلشن صفحات 176-187

    تغییر اقلیم یکی از مهم ترین چالش هایی است که بخش های مختلف زندگی انسان را تحت تاثیر قرار می دهد، در دهه های اخیر شرایط اقلیمی سبب تغییر در حجم، زمان و مدت رواناب شده است که پیامد این اتفاق در عرصه مدیریت منابع آب، تحولات و تغییرات بسیاری را به وجود خواهد آورد. هدف از پژوهش حاضر به دست آوردن نوسانات رواناب طی دهه های آینده (2030-2011)، با استفاده از مدل IHACRES می باشد. بدین منظور پارامتر های اقلیمی دمای حداکثر، دمای حداقل و بارش طی دهه های آینده (2030-2011) با استفاده از مدل ریزمقیاس نمایی LARS-WG و استفاده از خروجی مدلHadCM3  بررسی شدند و داده های به دست آمده با استفاده از مدل IHACRES در 8 ایستگاه هیدرومتری واقع در جنوب و جنوب غربی استان اردبیل اجرا شدند و میزان رواناب در ایستگاه ها طی دهه های آینده (2030-2011) تخمین زده شدند. نتایج نشان می دهد میزان بارش طی دهه های آینده دچار نوساناتی شده و به طورکلی برای دوره زمانی 2030-2011 مقدار بارندگی 68/3 درصد کاهش یافته و دمای حداقل 48/16 و دمای حداکثر نیز 39/5 درصد افزایش یافته است. هم چنین بررسی میزان رواناب طی دهه های آینده در ایستگاه های هیدرومتری نشان داد که دبی متوسط به طورکلی 16/0 درصد کاهش یافته است و از طرف دیگر تعداد وقایع دبی اوج افزایش یافته است که بیش ترین افزایش مربوط به ایستگاه هیدرومتری یامچی با دبی متوسط 09/2 مترمکعب بر ثانیه و 16 روز دبی اوج بالای 6 مترمکعب برثانیه می باشد.

    کلیدواژگان: مدل LARS-WG، مدل HADCM3، ریز مقیاس نمایی، تغییرات رواناب
  • شهلا توانگر، حمیدرضا مرادی*، علیرضا مساح بوانی صفحات 188-202

    تغییرات خصوصیات بارش تحت تاثیر تغییر اقلیم شامل تغییر تعداد روزهای مرطوب، مدت بارش، شدت بارش و هم چنین تغییر در مقدار بارش می باشد. هدف این تحقیق تعیین اثر تغییر اقلیم بر مقدار و شدت باران در سواحل جنوبی دریای خزر است. به همین منظور مولفه های بارش در سه دوره (2030-2011)، (2065-2045) و (2099-2080) در شمال ایران با استفاده از پیش بینی های مدل چرخش عمومی جوHadCM3 ، سناریوی انتشارA1B  و همچنین مدل ریزمقیاس سازی LARS-WG پیش بینی گردید. بر اساس نتایج به طور کلی میانگین بارش ماهانه افزایش یافته اما الگوی مشخصی برای این تغییرات در مقیاس ماهانه در بین ایستگاه های مطالعاتی به دست نیامده است. تغییرات فصلی بارندگی طی دوره های آتی مورد مطالعه به گونه ای خواهد بود که در فصل زمستان افزایش و در فصل تابستان کاهش بارش را شاهد خواهیم بود. بررسی شدت بارش در قالب منحنی های IDF نیز نشان دهنده افزایش حداکثر شدت بارش 30 دقیقه ای طی دوره های آتی نسبت به دوره مشاهداتی در تمامی ایستگاه ها به استثناء ایستگاه بابل می باشد. بیش ترین و کمترین میزان حداکثر شدت 30 دقیقه ای طی دوره های مورد مطالعه و در دوره بازگشت های 2، 5، 10، 20، 50 و 100 ساله به ترتیب مربوط یه ایستگاه انزلی و سنگده می باشد. هم چنین بیشترین میزان تغییرات حداکثر شدت 30 دقیقه ای به میزان 3/38 درصد مربوط به ایستگاه گرگان در دوره بازگشت 100 ساله و طی سال های 2099-2080 روی خواهد داد. کمترین میزان این تغییرات به میزان 88/0 درصد مربوط به ایستگاه بهشهر در دوره بازگشت 5 سال و طی سال های 2030-2011 می باشد. نتایج تحقیق حاضر بیانگر تشدید وقایع بارش و پیامدهای آن بر رواناب، نفوذ، فرسایش خاک و رسوب سواحل جنوبی دریای خرز در آینده می باشد که مستلزم برنامه ریزی جامع در راستای سازگاری با تغییرات اقلیمی پیش رو در منطقه شمال کشور خواهد بود.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، ریزمقیاس سازی، مدلLARS-WG، مدل HADCM3
  • پیمان معدنچی*، کاکا شاهدی، محمود حبیب نژاد، کریم سلیمانی، احمد فاتحی مرج صفحات 203-226

    خشکسالی تقریبا در تمام مناطق آب و هوایی رخ می دهد از جمله مناطق پر بارش و کم بارش و عمدتا به کاهش مجموع بارندگی دریافتی در یک دوره طولانی از زمان مثلا یک فصل یا یک سال مربوط می شود. خشکی یکی از ویژگی های دائمی آب و هوای مناطق کم بارش است اما خشکسالی اختلالی موقتی است. یکی از مناطقی که در چند سال اخیر به شدت تحت تاثیر پدیده خشکسالی قرار گرفته است استان کرمان بوده، این حقیقت لزوم انجام تحقیقات گسترده ای را در این زمینه بیان می کند. در این تحقیق از نمایه بارش استاندارد شده بارش SPI با هدف تعیین نقاط حساس به خشکسالی و شناسایی ویژگی های خشکسالی در استان کرمان استفاده شده است. پس از جمع آوری داده های بارش 59 ایستگاه موجود در استان اعم از باران سنجی و سینوپتیک از سال 1353 تا 1383و حذف ایستگاه های دارای آمار ناقص، میزان نمایه SPI در مقیاس های زمانی 1 ،3 ،6 ،9 و 12 ماهه بدست آمد، بررسی روش های مختلف درون یابی برای پهنه ‏بندی خشکسالی با استفاده از سیستم‏های اطلاعات جغرافیایی  (GIS) نشان داده است که روش کرجینگ برای درون یابی شدت دوره‏ های خشک مناسب است. لذا با استفاده از این روش و با کمک نرم افزار (GS+) مقادیر نقطه ای نمایه SPI (اعداد به دست آمده برای هر ایستگاه) به سطح تعمیم داده شد و همین طور با تعیین دوره های خشک ایستگاه ها در مقیاس های زمانی، نقشه ‏های هم شدت و نقشه های هم ارزش بزرگی تهیه شد. نتایج حاصل از این تحقیق مشخص می کند که قسمت هایی از جنوب غربی و غرب استان در محدوده شهرستان های بافت، رابر و سیرجان از نظر احتمال وقوع خشکسالی از حساسیت بیشتری برخورار هستند و هرچه مقیاس زمانی بالاتر می رود قدر مطلق مجموع دوره های خشک بیشتر می شود.

    کلیدواژگان: استان کرمان، بزرگی خشکسالی، پهنه بندی، خشکسالی اقلیمی، شاخصSPI، کریجینگ
  • اشکان ملکشاهی، عبدالله درزی نفت چالی*، بهروز محسنی صفحات 227-244

    مدیریت صحیح آب در مزارع کشاورزی، تا حد زیادی به برآورد مناسب تبخیر- تعرق به عنوان جزیی اساسی از چرخه هیدرولوژیکی، بستگی دارد. اگرچه روش فایو- پنمن- مانتیث توانایی تخمین تبخیر- تعرق مرجع را با دقت مناسب دارد، ولی به دلیل پیچیدگی بیشتر آن، استفاده از روش های ساده تر در فرایندهای برنامه ریزی و مدل سازی اولویت دارد. در مطالعه حاضر، با استفاده از داده های هواشناسی ایستگاه دشت ناز ساری، قابلیت 14 روش برای برآورد مقادیر روزانه، ماهانه و فصلی تبخیر- تعرق مرجع ارزیابی شد. این روش ها شامل، سه روش دما محور، چهار روش تابش محور، سه روش تبخیر محور و چهار روش ترکیبی بودند. کارایی هر روش با استفاده از آماره های ضریب تعیین (R2)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، درصد خطا (PE) و انحراف میانگین مطلق (MAD) ارزیابی شد. بررسی ها نشان داد که معادلات تابش محور نسبت به سایر روش ها کارایی بهتری در برآورد تبخیر- تعرق مرجع داشتند. معادلات فایو- 24 تابشی (با R2=0.9 و mm/day RMSE=0.31)، ایرماک (با R2=0.97 و mm/day RMSE=0.15) و بلانی- کریدل (با R2=0.93 و mm/day RMSE=0.38) بهترین روش ها بودند. دو روش ایرماک و ریتچی بیشترین دقت را در فصول پاییز و زمستان داشتند.. در فصل بهار استفاده از معادله فایو- 24 پن با میانگین خطای 5/0 میلی متر (در مقایسه با مدل فایو- پنمن- مانتیث) و در فصل تابستان معادله روهور با میانگین خطای 8/6 میلی متر توصیه می شود. براساس نتایج، روش های ایرماک، فایو- 24- تابشی، ریتچی، پریستلی- تیلور و بلانی- کریدل به ترتیب پنج روش برتر در منطقه مطالعه بودند.

    کلیدواژگان: چرخه هیدرولوژیکی، دشت ناز، مدلسازی، معادلات تابش محور، نیاز آبیاری
  • سمانه نگارچی، محمد رضا زارع*، صدیقه نبی ئیان، رحمان خوش اخلاق صفحات 245-258

    با توجه به افزایش بحران و کمیابی آب، تخصیص درست آب منابع موجود، چالش‏های بزرگ مسئولان در حوضه زاینده ‏رود است. کشاورزی و بخصوص بخش زراعت، بیشترین مصرف آب را در این حوضه به خود اختصاص داده ‏است. بنابراین باید چگونگی تخصیص آب در این بخش به دقت مورد بررسی قرار گیرد. این مطالعه بدنبال آن است تا با تعیین ارزش اقتصادی و تخمین توابع اقتصادی آب در بخش زارعت با بکارگیری الگوریتم وراثتی و منحنی شکست تقاضا، به تعیین تخصیص بهینه آب بر اساس افزایش رفاه مصرف آب در حوضه زاینده رود بپردازد. جهت کاهش ریسک کشاورزی، از داده ‏های چهار سال متوالی و با در نظر گرفتن دو سناریو، استفاده شده است. نتایج نشان داد که تخصیص آب در بیشتر فعالیت های زراعی در غرب زاینده ‏رود از ارزش اقتصادی آب منفی برخوردار بوده که منجر به کاهش رفاه آب در این منطقه شده است. لذا بهترین تخصیص در بخش زراعت برای مصارف این بخش در مرکز و شرق این حوضه بوده است. همچنین نمودار تابع تقاضای آب در استان اصفهان بالاتر از تابع تقاضای آب در استان چهارمحال و بختیاری قرار دارد و  مصرف آب در استان اصفهان مازاد رفاهی برابر با  694900268888 ریال در بر دارد. نتایج و پیشنهادات دراین مطالعه، به تصمیم گیرندگان و مدیران در جهت رسیدن به استفاده بهینه از آب و برنامه ریزی پایدار در این حوضه، یاری خواهد رساند.

    کلیدواژگان: حوضه زاینده رود، منحنی شکست تقاضا، رفاه، الگوریتم وراثتی
  • لیلی شرفی پور، مصطفی احمدوند* صفحات 259-275

    در شرایط بحران آب، واکاوی رفتار حفاظت از آب کشاورزان و تعیین کننده های آن ضروری است. از این روی، پژوهش حاضر با هدف شناسایی تعیین کننده های رفتار حفاظت از آب گندم‏کارن شهرستان ارزوئیه با استفاده از تئوری انگیزش حفاظت صورت پذیرفت. روش انجام این پژوهش کمی و به شیوه پیمایش بود. جامعه آماری تحقیق گندم‏ کاران آبی بخش مرکزی شهرستان ارزوئیه واقع در استان کرمان بود (1350=N) که تعداد 132 کشاورز با استفاده از جدول نمونه ‏گیری بارتلت و همکاران به صورت تصادفی در بین روستاهای دهستان بخش مرکزی این شهرستان انتخاب و مورد مطالعه قرار گرفتند. ابزار پژوهش پرسش نامه ای محقق ساخته بود که روایی آن توسط پانلی از متخصصان دانشگاهی و بخش اجرا (کارشناسان مدیریت جهاد کشاورزی شهرستان ارزوئیه) تایید شد و پایایی پرسش نامه نیز با انجام مطالعه راهنما و محاسبه ضریب آلفای کرونباخ (86/0-58/0) به دست آمد. نتایج حاصل از همبستگی اجزاء تئوری انگیزش حفاظت نشان داد که مولفه های هزینه ‏های پاسخ، کارآمدی پاسخ و خودکارآمدی رابطه معناداری با رفتار حفاظت از آب دارند. فزون بر آن، در اعتبار سنجی تئوری انگیزش حفاظت، نتایج آزمون برازش مدل نشان داد که در مجموع شاخص‏های DF/CMIN، NFI، IFI، CFI و RMSEAدر سطح مطلوبی قرار دارند و مولفه های تئوری انگیزش حفاظت قادر به تبیین بیش از 28 درصد از تغییرات در رفتار حفاظت از آب کشاورزان هستند که در این میان، خودکارآمدی تنها متغیر معنادار شناخته شد و تاثیر سایر متغیرها بر رفتار احراز نگردید. به منظور ایجاد درک عمیق تر از تعیین کننده های رفتار حفاظت از آب گندمکاران از آزمون تحلیل خوشه ‏ای استفاده شد که نتایج نشان داد گندم کاران مورد مطالعه به سه گروه حفاظت‏ گرای مثبت‏نگر، مصرف ‏گرای منفی‏‏ نگر و مصرف‏گرای مثبت‏ نگر قابل تفکیک اند.

    کلیدواژگان: ارزوئیه، تئوری انگیزش حفاظت، حفاظت آب، رفتار حفاظتی، مدیریت آب کشاورزان
  • نادر کوهی چله کران*، حمید نجفی نژاد صفحات 276-288

    به دلیل قرار گرفتن موقعیت جغرافیایی کشور ایران در شرایط خشک و نیمه خشک، همواره کم آبی و خشکسالی کشاورزی را تهدید می کند. آبیاری نواری تحت فشار (Tape)  نمونه ای از سیستم های آبیاری تحت فشار است که در استفاده بهینه از آب مورد استفاده قرار می گیرد. تعیین زمان و مقدار آبیاری با در نظر گرفتن عوامل وابسته بسیار پیچیده است و از مشکلاتی است که همواره در پیش روی کشاورزان و کارشناسان بوده است. هدف از این طرح ارزیابی سطوح مختلف آبیاری با استفاده از سیستم آبیاری نواری تحت فشار (Tape) و تعیین آب مورد نیاز با استفاده از تانسیومتر در زراعت ذرت دانه ای بود. آزمایش به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار و و چهار تیمار آبیاری که شامل 3 تیمار مکش در FC 2/1، FC 5/1 و FC 8/1 و تیمار آبیاری برابر با نیاز آبی خالص گیاه (تیمار شاهد) بود  که به مدت سه سال (1391-1389) در ایستگاه تحقیقات کشاورزی کرمان اجرا شد. برای اعلام زمان آبیاری با استفاده از تانسیومتر هنگامی که میزان تخلیه آب به حد نصاب آبیاری برای هر کدام از تیمارها رسید، عملیات آبیاری صورت گرفت. با توجه به دور و مقادیر آبیاری در تیمارها، تیمار شاهد بیشترین عملکرد محصول و بهترین کارآیی مصرف آب را داشت. با این وجود تیمار FC2/1 نسبت به سایر تیمارها عملکردی نزدیک به تیمار شاهد داشت. با توجه به این که میزان آب مصرفی در تیمارها تقریبا نزدیک به هم بوده و حتی تیمارهای FC5/1 و FC8/1  نسبت به تیمار FC2/1 اندکی آب بیشتری نیز مصرف کرده اند اما به دلیل این که دور آبیاری در تیمار FC2/1 نسبت به تیمارهای دیگر کمتر بوده است و کرت ها زودتر از تیمارهای دیگر آبیاری شدند عملکرد در غالب صفات مورد مطالعه بهتر گردیده است. با توجه به پارامترهای بررسی شده در این مطالعه می توان تیمار FC2/1 را که نیازی به محاسبات عددی ندارد برای استفاده زارعین پیشنهاد داد.

    کلیدواژگان: : آبیاری قطره ای نواری (Tape)، کم آبیاری، بیلان آب خاک، تانسیومتر، ذرت دانه ای
  • علی زین الدینی*، مهدی امیرپور، فاطمه ابراهیمی میمند، پیمان اسفندیارپور صفحات 289-299

    در سال های اخیر نامطلوب شدن کیفیت آب های آبیاری اثرات سوء زیادی بر رشد و تولید پسته گذاشته است. این مطالعه به منظور بررسی تاثیر پارامترهای مهم کیفی آب های آبیاری و درجه بندی آن ها بر عملکرد پسته انجام گردید. بدین منظور 53 منبع آب انتخاب شد. از هر منبع آب نمونه هایی برداشت و تجزیه کامل شد ند. برای کلیه باغات پرسش نامه های عملکردی- مدیریتی تهیه گردید. بررسی روابط رگرسیون چند متغیره گام به گام نشان داد از پارامترهای بررسی شده به ترتیب شوری، SAR و بر آب آبیاری بیشترین تاثیر را بر عملکرد پسته دارند. ضریب همبستگی ((R2رابطه بین عملکرد با شوری 82/0، SAR حدود 81/0 و بر برابر با67/0 می باشد. درجه بندی پارامترهای کیفی آب در کلاس های مناسب (S1،S2 ، S3 (و نامناسب (N) انجام گردید. افزایش بیش از حد مجاز پارامتر های بررسی شده، اثر کاهشی بر عملکرد داشته و حدود 65 درصد از عملکرد باغات تحت تاثیر این پارامتر ها می باشند. بررسی های آماری نشان می دهد میانگین شوری آب منطقه مورد مطالعه 11 دسی زیمنس بر متر، SAR حدود 1/20 و بر 9/6 میلی گرم بر لیتر است که بیشتر از حد مجاز هستند. با توجه به تاثیر قابل توجه کیفیت آب بر عملکرد پسته، اعمال مدیریت آبیاری برای کاهش اثر سوء آن ضروری به نظر می رسد و در مناطق پسته کاری جدید طبقه بندی آب ها بر پایه جدول پیشنهادی توصیه می شود.

    کلیدواژگان: هدایت الکتریکی، نسبت جذب سدیم، بر، عملکرد، پسته
|
  • Ramin Mansouri *, Fazel Moafi, Masood Beheshti Rad, Ali Karbakhsh Pages 1-12
    Flip bucket are one of the most important types of Energy depreciations and it play the role of energy depreciation in Spillway. In this research, the hydraulic flow characteristics of a flip bucket are investigated with FLUENT model. In this study, three types of computational grid (coarse, intermediate, and fine) were used to discriminate the simulation environment. In order to simulate the flow, the k-ε (Standard, RNG, Realizable) and k-ω (standard and SST) models were used. Also, in order to find the best wall function, two types, standard wall and non-equilibrium wall function were investigated. The comparison criterion in this study is also the trajectory profile of jet water. The results show that the fine computational grid, the input speed condition for the flow input boundary, and the output pressure for the boundaries that are in contact with the air, provide the best possible results. Also, the standard wall function is chosen for the effect of the wall function, and the turbulent model k -ε (Standard) has the most consistent results with experimental results. When the jet is getting closer to end of basin, the computational results increase with the numerical results of their differences. The lower profile of the water jet has less sensitivity to the hydraulic jet profile than the hydraulic jet profile. In the pressure test, it was also found that the results show that the numerical values of the pressure in the lower landing number differ greatly in experimental results.
    Keywords: Flip bucket, Turbulence model, wall function, Fluent, computational grid
  • Mohammad Vaghefi *, Kumars Mahmoodi, Maryam Akbari Pages 13-29
    Various factors such as human or instrument errors, measurement conditions, and the nature of the flow under unique circumstances may lead to generation of data inconsistent with the normal pattern of the statistical population, and result in the assumption that they may have been generated through a different process. In a general definition, these data are called outlier data. Identification of outliers is significant in many aspects, and will thus result in an ever better and more precise understanding of flow pattern. The main purpose of this study was analysis and identification of outliers existing in flow pattern experiments in a bend channel with a central angle of 180 degrees and width of 1 meter in the presence and absence of a spur dike in the bend by employing statistical methods. The intended channel is located in the Hydraulic Laboratory of Persian Gulf University, and Vectrino velocimeter has been utilized for collection of 3D flow velocities. Median of Absolute Deviations (MAD), K-Means Clustering, Local Density Factor (LDF), and Voting were the methods employed for outlier detection in this study. The results of applying these methods on the collected experimental data suggested that most of the methods were efficient and appropriate. Eventually, the Voting method was used to achieve the optimum results in this paper. In this method, the data which have been identified as outlier by most of the methods are considered the final candidates as outlier
    Keywords: Statistical methods, Outlier Data, Flow Pattern, 180 Degree Sharp Bend, Vectrino Velocimeter
  • Abolfazl. Saghari, Mojtaba Saneie *, Khosrow Hosseini Pages 30-41
    Side weirs are hydraulic structures used for flow diversion in irrigation and drainage systems. Piano-key side weirs (PKSW) were investigated since 2017. For the specific width of a diversion channel, the discharge coefficient of PKSWs is far greater than that of classic rectangular side-weirs (CRSWs). In this study, the discharge coefficient of various types (A, B, C, and D) of Trapezoidal Piano Key Side-Weirs (TPKSWs) have been measured and compared with the discharge coefficient of CRSWs under the free-flow condition. The results showed that the performance of TPKSWs can be classified: Type A> Type B>Type C>Type D. But, these results were different for normal TPKWs. Discharge efficiency (e) of TPKSWs relative to CRSWs decreases with increasing the upstream head. At  (ratio of the upstream flow depth to the weir height)>1.45, the discharge efficiency of types-A, -B, -C, and -D TPKSW approached 1.91, 1.81, 1.75, and 1.67, respectively. Moreover, this study presented a three-degree polynomial function to estimate the discharge coefficient of TPKSW.
    Keywords: Discharge coefficient, free-flow condition, piano-key side weirs (PKSW), straight channel, subcritical-flow condition
  • Haniyeh Haghighatpanah, Payam Khosravinia *, Ali Hosseinzadeh Dalir Pages 41-61

    One of the most important issues in river engineering science is the river training in the bend of the rivers. Training operations are carried out to prevent changing the curvature in the bend of the rivers, protecting the external bank against erosion, and also controlling sedimentation in vicinity of the internal bank of the rivers. The use of submerged vanes is one of the practical methods used to train the rivers, stabilize the bank of the rivers and protect it against erosion. Submerged vanes are guidance stream structures that are installed at the river bed with an angle to the main flow and designed to adjacent flow pattern improvement. In this study, after dimensional analyzing and determining the effective dimensionless parameters, submerged vanes are placed in three lengths and three different angles in a channel with a mild sinuosity curvature and their performance was compared with each other. The results showed that by increasing the length and distance between submerged vanes in a constant Froude number, the maximum scour depths, increases, so that the maximum scour depth was observed for first vane in the angle of 110 degree and length of 2.66 H0. The most suitable and destructive angles for the establishment of submerged vanes are equal to 140 degree and 110 degree, respectively.

    Keywords: Erosion, Flow Pattern Improvement, river training, Scour Depth, Submerged vanes
  • Saeed Deymevar, ABOLFAZL AKBARPOUR * Pages 62-75
    Dam break is one of the most important problem of water engineering. many researchers have studied this phenomenon.  The equations governing for dam break are shallow water equations.  Many researchers have tried to investigate the dam breaking phenomenon using numerical methods. Most of these numerical methods, such as finite volume method, are being used to solve differential equation in some simple and complex case with meshing problem domain. Recently new numerical methods called Meshless methods have been developed to solve differential equations. these methods need no meshing or re-meshing on the domain the shortages of meshing disappeared. In this research, shallow water equations were modeled using a Meshless Local Petro-Gallerkin method (MLPG) with Moving Least Squares (MLS) shape function.  Then, using a standard example, the model's accuracy was investigating and the model error rate was calculated.  it was indicated that the model has a good accuracy, so that the root mean square error was 0.00246 respectively.  Finally, using the model, the dam break problem was simulated and the results were compared with the solutions of the Galerkin-free method.
    Keywords: : Dam Break, Meshless Local Petrov-Galerkin, Moving Least Squares Shape Function, Shallow water
  • Hamid Zare Abyaneh *, Arman Heidari, Peyman Daneshkar Arasteh Pages 76-88

    Assessment of irrigation system performance for identifying current condition, managing, improving irrigation networks and systems is necessary in each region. Evaluation of Qazvin irrigation network with some indexes based on product cost per water and land factors showed that output per irrigated neat and cropped area 1179-1891 and 1633-1768 $/hac and output per unit irrigated supply 0.65 to 1.1 US$/m3.  Comparing results in three regions of Takestan, Qazvin and Boen Zahra indicated that in the Takestan due to overwater will not be suitable in the future, while the rest of areas showed water requirement and deficit irrigation condition. The Financial self-sufficiency indicated that this ratio will provide about one-third of all operating costs and protect by operators and dependence on government resources. Gross investment return index for network simulation was 101 percent what expresses the performance of the network is economical. The results indicated that neat value of products due to increasing the wheat price and the wheat guaranteed price is 59.98 M$. The water consumes management is poor due to a few contributions of operators in management. It is necessary to contribute operators with using irrigation new methods and farming methods, water consume condition and irrigation efficiency in Qazvin irrigation network will improve.

    Keywords: Standardized water management institute, Gross return on investment, Financial self sufficiency
  • Mohsen Baniasadi, Najmeh Seyed Alikhani, Hormozd Naghavi * Pages 89-103

    Present research has been executed in Chaharmahal va Bakhtiary Province during 5 years in order to investigation of impact of optimized microcatchment systems in moisture storage of soil profile for establishment and development of hillside orchards. Essential hypothesis in this research is the practicability of moisture storage in soil profile by using microcatchment systems. Towards this attempt, in a rangeland of 20 percent slope, microcatchments were made with 5 different treatments including natural surface, removed surface with gravelly filter, removed surface without gravelly filter, isolated surface with gravelly filter and isolated surface without gravelly filter, with 5 replicates and 3 cultivar of almond. Soil moisture was measured in the times of, one day after rainfall, one day befor irrigation, one day after irrigation and once in each 5 days by TDR in depth of 25, 50 and 75 centimeters of soil profile of cultivated ditch. Comparison of means of soil moisture showed that in depth of 25 centimeters of soil profile, different treatments had not effective role in soil moisture variations. In depth of 50 centimeters, the means of moisture value had significant difference between different treatments. In depth of 75 centimeters, the means of moisture value had significant difference between removed surface with gravelly filter and removed surface without gravelly filter(p<0.05) and also between isolated surface with gravelly filter and isolated surface without gravelly filter(p<0.04). So utilization of optimized microcatchment systems especially isolated surfaces with gravelly filter can be recommended for increasing of moisture storage of soil profile in hillside orchards

    Keywords: Microcatchments, soil moisture, moisture storage, Rainwater harvesting, hillside orchards
  • Elham Mehrabi Gohari, Hamidreza Matinfar *, Rohollah Taghizade Mehrjardi, AZAM JAFARI Pages 104-123

    Direct estimation of some soil characteristics is time consuming, costly and sometimes not possible. In recent years, indirect methods have been used to estimate these properties. In the present study, to predict the soil texture fractions, 115 profiles were identified based on the Hypercube technique, and the horizons were sampled and the percentage of sand, clay and silt of soil samples were measured. Environmental variables used in this study include the terrain attributes (derived from a digital elevation model), Landsat 8 image data (acquired in 2015), geomorphological map, and spectrometric data (laboratory data). Artificial neural network, regression tree and neuro-fuzzy models were used to make a correlation between soil data (clay, sand and silt) and environmental variables. The results of this study showed that the neuro-fuzzy model was more accurate in prediction of the three parameters of clay, sand and silt than artificial neural network and tree regression. The RMSE value in the neuro fuzzy model was compared to regression tree model. The neuro fuzzy model results were, for clay surface 1.43 %, for sand surface 1.98% and for silt surface 2.1% that reduced by 6.71%, 8.49% and 5.42% for clay, sand and silt respectively, compared to regression tree model. The results also showed that the most important auxiliary variables are spectrometric data followed by MrVBF and wetness index.

    Keywords: Wetness Index, VIS, NIR, Artificial Neural Network, Tree Regression, Neuro-Fuzzy
  • Vahid Yazdani*, Hamid Mansourian Pages 124-142

    These days, boom in agricultural section, use of pesticide lavishly, disposal of Industrial and urban wastes result in boosting the probability of aquifer pollution. So, it needs to identify the vulnerable regions for preventing of groundwater pollution and land use management. Thus, we use four methods (AVI، GOD، DRASTIC و SINTACS) for evaluating of ground water contamination in Qazvin- plain. Based on the comparison between indexes and classifications show the majority of vulnerability classification in this region is low to moderate. DRASTIC and SINTACS indexes are the most sensitivities in the central of plain. AVI index is low sensitive and GOD index is classified in moderate. By comparison the following indexes, the vulnerability of SINTACS index region calculated more conservative than other indexes, but AVI index is the lowest vulnerability. Among the above indicators with respect to the groundwater sensitivity in the area, SINTACS index is the better estimation than other indexes. The amount of effective parameters for determining vulnerability in DRASTIC and SINTACS by using the remove of parameters been evaluated, finally the analytical results show that the net nutrition parameters and the type of soil were the most impact on vulnerability of this region.

    Keywords: Aquifer Vulnerability, Sensitivity analysis, SINTACS, DRASTIC, God, AVI
  • Fahimeh Sharifan, Hossien Khozeymehnehad * Pages 143-159

    Groundwater resources provide a large portion of the water used to irrigate farming lands. Therefore, one should adopt appropriate management strategies for utilizing these resources. This research investigates, both qualitatively and quantitatively, an acquirer using IDW interpolation technique, as implemented in ArcGIS 10.2 Software, so as to evaluate consequences of unleashed withdrawal of groundwater across Sarayan Plain. To this end, a total of 30 wellbores were studied and water withdrawal data during 2012-2016, water table level drop data during 1986-2017, and qualitative data during 2008-2016 were considered. Results of the present research indicated that, the rate of withdrawal from the wells in 2012 was larger than that in 2014 and minimal in 2016 when most of the wells within the studied watershed had their water withdrawal rates decreased from 24 L/s to as low as 9 L/s. Moreover, during the 31-year period studied herein, the water table level was found to go deeper by 20 m. The results further indicated that, during the studied period, the quality of groundwater across the plain decreased significantly, leading to degraded yield of the corps across the region.

    Keywords: Ground water, Damage, Interpolation, GIS
  • Mehran Ghodrati, Iraj Saeedpanah * Pages 161-177

    Over the last two decades, unmanaged using of groundwater resources has increased in Iran. Also decreasing of precipitation, increasing of population and lack of culture creation for water consumers have caused reduction of groundwater level and downing of the plains and deserts. Reduction of using of groundwater resources and increasing of recharge of groundwater resources are two main methods for correct management groundwater resources. In this research, suitable locations will be determined in the Hashtgerd aquifer. In these locations, delayed dams and recharge ponds will be constructed. For considering of uncertainty and necessary criteria, this research utilizes fuzzy logic method. Fuzzy logic method produces effective technical and economic criteria as a grid and determines their fuzzy membership functions. By using of fuzzy overlapping, suitable locations were distinguished. These locations are in around and the bed of the Kordan River (the upstream of Tehran- Tabriz highway) with a total area of 90 hectares and the downstream of Tehran- Tabriz railway with a total area of 350 hectares. By attention to groundwater flow direction and selection of optimum area for artificial recharge of aquifer, around and the bed of the Kordan River (the upstream of Tehran- Tabriz highway) with a total area of 90 hectares was selected for construction of delayed dams and recharge ponds. The water volume for artificial recharge was predicted 12 MCM per year.

    Keywords: Hashtgerd aquifer, Groundwater, Artificial recharge, Fuzzy logic, GIS
  • Nayer Aghabeigi, Abazar Esmali Ouri *, Raoof Mostafazade, Mohammad Golshan Pages 176-187

    Climate change is one of the most important challenges that have significant effects on human life. In the recent decades, the climate situation resulted in changes in the volume, duration and time of runoff, which might have many considerable effects on the management of water resources. In this study, the main purpose is to obtain fluctuation of runoff over the coming decades (2030-2011) using the IHACRES model. For this purpose, the maximum temperature, minimum temperature and precipitation parameters over the coming decades (2030-2011) were investigated using the LARS-WG program and the HadCM3 model. The obtained data of HadCM3 have entered the IHACRES model at 8 hydrometric stations, located in Ardabil province south and southwest. So, the runoff rate was achieved in the coming decades (2030-2011). The result shows that the precipitation rate has fluctuated in the coming decades, and for the period of 2011-2030, precipitation has decreased till 3.68% and the maximum temperature and minimum temperature increased, 16.48 and 5.39 percent, respectively. Also, the results of the runoff amount during the next decades at the hydrometric stations showed that the average discharge has decreased total 0.16 percent, and on the other hand, peak discharge has increased. The highest increase in the floods evens was observed in the Yamchi hydrometric station with 2.09 m3.s-1average and 16 days with discharge higher than 6 cubic meters per second.

    Keywords: : LARS-WG model, HADCM3 Model, exponential fine-scale, runoff variation
  • Shahla Tavangar, Hamidreza Moradi *, Ali Reza Massah Bavani Pages 188-202

    Rainfall properties is impacted by climate change that includes change in number of wet days, duration, intensity and amount of precipitation. This article shows impact of climate change on intensity and rainfall amount in south coast of Caspian Sea. In this research, rainfall is estimated by the aid of HadCM3, A1B and LARS-WG for triple periods 2011-2030, 2045-2065 and 2080-2099. According to estimation results, average precipitation will increase but there is not any evident pattern for monthly scale in study stations. Additionally, according to results, seasonal rainfall changes will increase in winter and in contrary, it will decrease in summer. Intensity simulation results by IDF curves determine that maximum 30-minute intensity will increase in future periods in compares with observational periods except Babol station. In addition, the maximum and minimum 30-minutes intensities in studied return periods, 2, 5, 10, 20, 50, and 100 years are belonged to Anzali and Sangdeh, respectively. Furthermore, maximum 30-minutes intensities in studied return period of 100 years will be %38 will occur in Gorgan in 2080-2099 and minimum will be %0.88 that will occurred in Behshahr in 2030-2011 Finally, this research shows that precipitation events will exacerbate in future periods, which will have consequence in runoff, percolation, sediment and soil erosion in south coast of Caspian Sea that it needs to proper planning for more adaption to climate change in Iran northern region.

    Keywords: Climate change, Downscaling, LARS-WG model, HADCM3 Model
  • Peyman Madanchi*, Kaka Shahedi, Mahmud Habibnejad, Karim Solaimani, Ahmad Fatehi Marj Pages 203-226

    Drought occurs in all climatic zones including areas with low and high rainfall. It is related to amount of rainfall decrease in a long time period such as a season or year. Dryness is one of the permanent features of climatic zones with low rainfall, but the drought is a temporary disturbance. One of the areas severely affected by drought in recent years is Kerman Province. This fact reveals need to carry out extensive research in this area. In this study, the standardized precipitation index (SPI) was applied in order to the drought zoning in Kerman province. After collecting data from 59 stations including synoptic and rain-gauge in the province from 1974 to 2004 and removing incomplete statistics, the SPI index computed in scales 1, 3, 6, 9 and 12 months. Evaluation of different interpolation methods for drought zoning using Geographic Information System (GIS) showed that Kriging method is suitable for interpolation of the drought severity. Therefore, using this method and by applying GS + software, local values of SPI index used for drought periods monitoring were extended to the areal values. We have produced maps of intensity and the same value magnitude with determination a period of dry in stations in time scale. The results showed that have more sensitivity for drought accurence a portion of west souther and west earas of kerman province, located in baft, sirjan and rabor towns. Whatever time scale goes higher then, absolute related with dryness periods get more.

    Keywords: Climatic Drought, Drought magnitude, Kerman province, Kirijing, SPI Index, Zoning
  • Ashkan Malakshahi, Abdullah Darzi Naftchali *, Behruz Mohsenii Pages 227-244

    Proper water management in agricultural fields is largely depends on suitable estimation of evapotranspiration (ET), as a major component of hydrological cycle. The FAO-Penman- montieth method has the ability to provide appropriate estimation of ET, however, due its complexity, using simpler methods is preferred for programming and modeling processes. In this study, using the weather data of the Dasht-e- Naz station in Sari, the capability of 14 methods for estimation daily, monthly and seasonal reference ET was evaluated. These methods included three temperature- based methods, four radiation- based methods, three pan evaporation- based methods and four combined methods. The performance of each method was assessed using statistics including coefficient of determination (R2), root mean square error (RMSE), percent error (PE) and Mean Absolute Deviation (MAD). Investigations showed that the radiation- based equations were more appropriate for estimating ET than other methods. The Irmak (with R2=0.87 and RMSE=5.77 mm d-1) and Ritchi (with R2=0.93 and RMSE=12.59 mm d-1) methods were the best methods with the highest accuracy in the autumn and winter seasons. In the spring, the use of the FAO-24 Pen (with an average error of 0.5 mm) and Rohwer (with an average error of 6.8 mm) (equations are recommended for spring and summer. Based on the results, the Irmak, FAO-24-Radiation, Ritchie, Priestley-Taylor and Blaney-Cridlle methods were five best methods in the study area.

    Keywords: Hydrological Cycle, Dasht-e-Naz, modelling, Radiation based equations, Irrigation requirement
  • Samaneh Negarchi, Mohamadreza Zare *, Sedighe Nabieian, Rahman Khosh Aghlaqh Pages 245-258

    Due to the increasing crisis and scarcity of water, the proper allocation of available water resources is a major challenge for authorities in the Zayandehrood Basin. Agriculture, especially cultivation, has the highest water use in the basin. Therefore, how to allocate water in this section should be carefully considered. This study seeks to determine optimal water allocation based on increasing the welfare of consumption by estimating the economic value and functions of water in the cultivation sector using the Genetic algorithm method and the Kinked demand curve model in the Zayandehrood basin. In order to reduce agricultural risk, four years of data were considered and for this, two scenarios were considered. The results showed that the water allocation in most of the agricultural activities in the west of Zayandehrud has a negative economic value, which has led to a decrease in water welfare in this area. So, the best allocation in the agriculture sector was in the center and east of the basin. Also, the water demand function graph in Isfahan province is higher than the water demand function in Chaharmahal and Bakhtiari province and welfare surplus due to water consumption in Isfahan province is about 694900268888 Rials. The results and suggestions in this study will help decision makers and managers to achieve optimal water use and sustainable planning in this basin.

    Keywords: Zayanderud basin, Kinked demand curve, Genetic Algorithm, welfare
  • Leila Sharafipoor, Mostafa Ahmadvand * Pages 259-275

    In the context of the water crisis, it is essential to identify farmers’ water protection behavior and its determinants. Therefore, the present study was conducted using Protection Motivation Theory (PMT) as a basis for identification of the main determinants of Orzuiyeh County wheat farmers’ water protection behavior under water crisis. The research design was quantitative, using survey research method. Thepopulation was irrigated wheat farmers in central district of Orzuiyeh County in Kerman province, among whom 132 wheat farmers were determined as sample based on Bartlett and colleagues sample size table. The main instrument of the research was a researcher-made questionnaire whose validity was confirmed by a panel of academic experts as well as the staffs in Jihad-e-Agriculture management of Orzuiyeh County. The reliability of the questionnaire was also determined by conducting a pilot study and calculating the Cronbach's alpha coefficient (0.58-0.86). The results of the correlation matrix of components of Protection Motivation Theory showed that the response costs, response efficacy, and self-efficacy had a significant relationship with the farmers’ water protection behavior. In the validation of the Protection Motivation Theory, the results of the fitting test showed that the DF/CMIN, NFI, IFI, CFI and RMSEA indices were in a good level. The results of path analysis also showed that the components of Protection Motivation Theory could explain more than 28% of the changes in farmers’ water protection behavior, among which self-efficacy made a significant contribution, while other components were non-significant. Finally, cluster analysis was used to better understand farmers' water behavior and based on the results three groups of farmers were identified including, positive protective, negative consumerism, and positive consumerism.

    Keywords: Water management, Protection behavior, Protection motivation theory, Conservation, Orzuiyeh
  • Nader Kuhi Chellekaran *, Hamid Najafinezhad Pages 276-288

    Due to the geographical location of Iran and its location in arid and semi-arid, dehydration and agricultural drought are always threatening it. Drip tape irrigation (Tape) is an example of pressurized irrigation systems used for efficient use of water. To determine the timing and amount of irrigation is very complex because of dependent factors. This complexity is one of the problems that farmers and experts confront it. The purpose of this study is to evaluate the different levels of irrigation using drip tape irrigation (Tape) and to determine the required water using Tensiometer in corn cultivation. A complete randomized block design experiment was conducted at Kerman Agricultural Research Station with three replications and four irrigation treatments. It included 3 suction treatments 1.2FC, 1.5FC or 1.8FC and the 4th treatment- irrigation water requirement of the plant (the control treatment)-for three years (2010-2012). To determine the irrigation time using tensiometer when the water extraction for each of the treatments reached to 1.2FC, irrigation was done. With regard to the interval and amount of irrigation in treatments, the control treatment had the highest yield and the most efficient water use. However, the treatment of 1.2FC had the closer performance to the control treatment than other treatments. The amount of water used in treatments was almost equal. Although treatments 1.5FC and 1.8 FC had a little more water consumption than the treatment 1.2FC, the yield of treatment 1.2FC was better in all plant parameters because its irrigation interval was lower than other treatments and the plots were irrigated sooner. According to the findings, the treatment FC1/2 which needs no calculation can be recommended to the farmers.

    Keywords: drip tape irrigation (Tape), Deficit irrigation, Soil water balance, Tensiometer & zea maize
  • Ali Zeinedini *, Mehdi Amirpour, Fatemeh Ebrahimi Maymand, Peyman. Esfandyarpour Pages 289-299

    In recent years, the undesirable quality of irrigation water has a profound effect on the growth and production of pistachios. These studies were conducted to investigate the effect of important irrigation water qualitative parameters and classification of them on pistachio yield. For this purpose, 53 water sources were selected with a variety of quality in pistachio orchards. Sampling and complete analysis were done for each source water sample. For all the gardens, management questionnaires were prepared. Step-by-step multi-variable regression analysis shows that the EC, SAR and B of water, were more effective on pistachio yield, respectively. The correlation coefficient (R2) of the relationship between the yield and water salinity, SAR and B was about 0.82, 0.81 and 0.67 respectively. The qualitative characteristics of irrigation water quality were ranked in suitable classes (S1, S2, and S3) and unsuitable (N). Excessive threshold increases of these characteristics have a decreasing effect about 65% on yield of the studied orchards. The statistical analysis shows that the average of water salinity is 11 dS. m-1, SAR is about 20.1 and B is 6.9 mg.l-1. Due to the negative effects of irrigation water quality on pistachio yield, to achieve optimal use, special management practices is necessary, and a new classification for irrigation water based on the proposed table is recommended in pistachio orchids.

    Keywords: Electrical conductivity, sodium adsorption ratio, Boron, Yield, Threshold limit