فهرست مطالب

  • پیاپی 43 (زمستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/12/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • ایلناز حقیقت اصفهانی، محمدرضا نیکو*، ایوب کریمی جشنی، ناصر طالب بیدختی صفحات 1-13

    در این تحقیق، متدولوژی جدیدی برای تخصیص آب و بار آلودگی در رودخانه ها با لحاظ ذی نفعان مختلف، برمبنای یک مدل بهینه سازی چندهدفه، مدل شبیه سازی QUAL2K و سه روش مختلف تئوری بازی ها (گزینش اجتماعی بردا، مدل بازی نش و مدل بازی نش هرسنی)، ارائه شده است. مدل مذکور شامل تدوین و کالیبراسیون مدل شبیه سازی کیفی چند شاخصه رودخانه، شبیه سازی مونت کارلو، بهینه سازی چندهدفه تخصیص آب و بار آلودگی و مدل های چانه زنی بین گروداران می باشد. پس از تعیین گروداران، منحنی تعامل بین اهداف با تدوین مدل بهینه سازی چندهدفه تعیین شده است. سپس مجموعه توافق براساس اولویت های گروداران تشکیل شده و توسط روش های گزینش اجتماعی بردا، مدل بازی نش و نش هرسنی، مطلوب ترین استراتژی تخصیص با لحاظ نظر تصمیم گیران تعیین شده است. تحلیل حساسیت ها نشان داد که مهم ترین پارامتر غیرقطعی مساله، دبی بالادست رودخانه است. لذا با توجه به بازه تغییرات داده های مشاهداتی طی سال های 75 تا 85 و براساس تغییرات محتمل در دبی رودخانه در ماه بحرانی (مرداد ماه)، 6 سناریوی عدم قطعیت لحاظ و مدل به ازای آن ها اجرا گردید. نتایج حاصله از وضعیت شاخص کیفی DO و TSS بعد از اعمال تخصیص بهینه، نشان داد که اعمال سیاست-های تخصیص طبق متدولوژی پیشنهادی قادر است در نقطه کنترل کیفی پنجم، مقدار DO را تا 41%، و مقدار TSS را تا 38% بهبود بخشد. هم چنین وضعیت شاخص کیفی BOD در اکثر نقاط کنترل کیفی به مقدار کمی بهبود یافته است. نتایج کاربرد مدل پیشنهادی در رودخانه کر واقع در استان فارس، نشان دهنده کارایی مناسب آن در تعیین سیاست های تخصیص آب و بار آلودگی بوده است.

    کلیدواژگان: تخصیص آب و بار آلودگی، شبیه سازی کیفی رودخانه، گزینش اجتماعی بردا، مدل بازی نش هرسنی، رودخانه کر
  • عاطفه صیادی شهرکی*، عبدعلی ناصری، امیر سلطانی محمدی صفحات 14-23

    آزمایش های مزرعه ای به منظور شناخت شرایط موجود سامانه های زهکشی مفید هستند، اما محدودیت های قابل توجهی نیز دارند. از جمله اینکه، این آزمایش ها را نمی توان برای پیشبینی استفاده کرد. کاربرد مدل های شبیه سازی این محدودیت ها را تا حدود زیادی برطرف می کند. اما قبل از کاربرد چنین مدل هایی، درستی نتایج بدست آمده از آن ها باید با نتایج آزمایش های مزرعه ای مقایسه گردد. در این پژوهش از الگوریتم بهینه سازی تجمع ذرات و الگوریتم ژنتیک برای پیش بینی بارهیدرولیکی استفاده شده است. بدین منظور مزرعه 11-9R از مزارع نیشکر دعبل خزاعی انتخاب و تعدادی پیزومتر در فواصل مختلف از جمع کننده زهاب و در اعماق 2/2، 3، 4و 5 متری از سطح زمین نصب شد. تغییرات بار هیدرولیکی پیزومترها، و همچنین پارامترهای ورودی مدل شامل حجم آب آبیاری و دبی زهکش ها از مهر 1392 تا آذر 1393 بصورت روزانه برداشت شد. نتایج نشان داد که بالاترین دقت در پیش بینی بارهیدرولیکی مربوط به الگوریتم بهینه سازی تجمع ذرات می باشد. به طوری که مقدارمیانگین RMSE اعماق مختلف بین مقادیر اندازه گیری شده و شبیه سازی شده با الگوریتم های بهینه سازی تجمع ذرات و ژنتیک به ترتیب برابر 098/0و 114/0 و مقدار میانگین ضریب R^2 در اعماق مختلف برای الگوریتم های بهینه سازی تجمع ذرات و ژنتیک به ترتیب برابر 991/0و 94/0 بدست آمد. همچنین نتایج آزمون آماری مقایسه میانگین ها بین داده های اندازه گیری و شبیه سازی شده نشان می دهد، بین هیچکدام از مقادیر پیش بینی شده توسط مدل ها با داده های اندازه گیری شده اختلاف معنی داری وجود ندارد.

    کلیدواژگان: پیش بینی، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم تجمع ذرات، بار هیدرولیکی، دبی زهکش
  • فاطمه عوض پور، کیوان توکلی، حسین منتصری* صفحات 25-36
    در این تحقیق، با استفاده از مدل عددی فلوئنت به شبیه سازی میدان جریان حول تک صفحه مستغرق در کانال مستقیم، کانال قوسی بدون آبگیر و کانال قوسی با آبگیر پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد در حالت قرارگیری صفحه در مسیر مستقیم با زاویه °20، دو سلول چرخشی هم جهت در دو طرف صفحه قابل مشاهده است. در حالت قرارگیری صفحه با زاویه برخورد °40، علاوه بر دو سلول چرخشی ذکر شده یک گردابه نعل اسبی با جهت مخالف 2 سلول چرخشی قبلی در لبه پایینی سمت کم فشار صفحه ایجاد می شود که ابعاد آن در مقابل دو سلول قبلی کوچکتر است. با قرارگیری صفحه در قوس در حالتی که صفحه با جهت غالب جریان زاویه 20 و 40 درجه بسازد، جریان ثانویه باعث افزایش ابعاد دو سلول دو طرف صفحه شده که بیانگر افزایش کارایی صفحه در قوس است. در حالت وجود آبگیر جانبی در مسیر قوسی مکش ایجاد شده توسط آبگیر جانبی، باعث کاهش ابعاد گردابه های دو طرف صفحه می شود.
    کلیدواژگان: آبگیر جانبی، الگوی جریان، تک صفحه مستغرق، فلوئنت، کانال قوسی
  • مینا لطیفی، محمود ذاکری نیری*، صابر معظمی گودرزی صفحات 37-48

    استفاده بیش از حد از سوخت های سنگواره ای ، افزایش جمعیت جهان و به تبع آن گسترش روزافزون فعالیت های صنعتی برای تامین رفاه و نیازهای جمعیت کره ی  زمین، موجب افزایش غلظت گازهای گلخانه ای، به ویژه  CO2در چند دهه اخیر شده است. این افزایش در گازهای گلخانه ای موجب بروز پدیده ای به نام تغییر اقلیم گردیده است. هدف از این تحقیق بررسی اثر تغییر اقلیم با استفاده از خروجی سه شبیه اقلیمیMPI- ESM-MR ،CANESM2  و CCSM4 برگزیده از مجموعه ی مدل های  CMIP5 در دو دوره ی آینده ی نزدیک (2020-2049) و آینده ی دور (2070-2099) تحت نمایشنامه های واداشت تابشیRCP2.6 ، RCP4.5، RCP8.5  بر بارش، دمای حداقل و دمای حداکثر است. برای شبیه سازی فراسنج های اقلیمی حوضه ی زرینه رود داده های این سه شبیه با شبیه LARS-WG ریزمقیاس شدند. با توجه به آماره های ارزیابی نشان داده شد که شبیه اقلیمی MPI-ESM-MR نسبت به دو شبیه دیگر از عملکرد بهتری برای شبیه سازی فراسنج های اقلیمی برخوردار است. در ادامه، با بررسی نتایج به دست آمده، روند دما با افزایش و بارش، با افزایش و کاهش در شبیه های مختلف روبرو شد. ایستگاه سقز نسبت به تکاب روند شدیدتری را در شبیه سازی نشان داد، به گونه ای که دما در این ایستگاه به طور متوسط 0.5 تا 1.5 درجه ی سانتی گراد افزایش بیشتری را نسبت به ایستگاه تکاب نشان داده، و در  بارش هم در شبیه های کاهشی 10 تا 80 میلی متر کاهش، و در شبیه های افزایشی 5 تا 10 میلی متر افزایش را نسبت به تکاب نشان می دهد. همچنین دمای حداقل نسبت به دمای حداکثر افزایش بیشتری را در هر دو ایستگاه نشان می دهد.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، LARS-WG، CMIP5، RCP، زرینه رود
  • تورج سبزواری*، رامتین کریمی، مهدی کرمی مقدم صفحات 49-61

    دامنه های حوزه های آبخیز در طبیعت دارای هندسه مرکب هستند. شکل پلان (همگرایی، واگرایی و موازی) و میزان انحنای دامنه (مقعر، صاف و محدب)، نه شکل مختلف دامنه های مرکب را تشکیل می دهند. جهت بررسی میزان رواناب سطحی و زیر سطحی دامنه ها، طبق مکانیسم دانی بلاک نیازمند جداسازی منطقه اشباع از منطقه غیر اشباع می باشد. زمان پیمایش جریان زیر سطحی و سطحی دامنه ها یک پارامتر کلیدی در تخمین رواناب دامنه هادر بسیاری از مدل های بارندگی-رواناب مانند مدل های هیدروگراف واحد لحظه ای می باشند. در این تحقیق یک مدل جدید به نام گاما با هندسه و معادلات ساده تر به کار گرفته شد. در این مدل معادلاتی تحلیلی جهت محاسبه طول منطقه اشباع (SZL) و زمان پیمایش دامنه های مرکب (STT) ارایه شد. نتایج مدل اشباع پذیری و زمان پیمایش مدل پیشنهادی گاما با مدل زیگما و w که در تحقیقات گذشته ارایه شده بود مورد مقایسه قرار گرفت. برای ارزیابی دو مدل گاما و زیگما، مدل W به عنوان مبنا قرار گرفت و از دو معیار ریشه میانگین مربع خطاها (RMSE) و ضریب کارایی ناش (CE) استفاده گردید. متوسط مقدار RMSE برای تخمین SZL طبق مدل گاما و زیگما به ترتیب 0.84و 0.82 متر می باشند. متوسط مقادیر CE برای محاسبه پارامتر STT برای مدل گاما و زیگما به ترتیب 0.79 و 0.72 است که ارزیابی از نوع خوب می باشد. مدل گاما نتایج بسیار نزدیکی به مدل زیگما دارد ولی برای دامنه های واگرا صاف و محدب پیشنهاد نمی گردد.

    کلیدواژگان: دامنه های مرکب، زمان پیمایش زیر سطحی، طول منطقه اشباع
  • جواد شهرکی*، علی سردارشهرکی، صفیه نوری صفحات 64-75
    با وجود مطالعات فراوانی که تاکنون در بهره برداری از مخازن انجام شده است، به دلیل تمایل محققان به کاهش خطا در محاسبات، این موضوع هنوز جای مطالعه و بررسی داشته و مورد علاقه محققین آب می باشد.در این راستا استفاده از توانمندی الگوریتم های فراکاوشی که عموما برگرفته از طبیعت هستند و در مسائل پیچیده و مسائل بهینه سازی مورد استفاده قرارمی گیرند. در سالهای اخیر به شدت مورد توجه واقع گردید. از اینرو در پژوهش حاضر سعی گردیده است که تخصیص بهینه منابع آب مخازن چاه نیمه سیستان تحت سناریوهای مدیریتی با استفاده از تکنیک فرا ابتکاری کرم شب تاب مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحقیق نشان می دهد که بهترین مقدار تابع هدف 2309/66 میلیون متر مکعب بوده است. همچنین در سالهای اولیه مقدار رهاسازی بهینه الگوریتم کرم شب تاب به میزان 29.1376 میلیون متر مکعب با میزان تقاضا 98.3121 میلیون متر مکعب به دست آمده که به مقدار 69.1745 میلیون متر مکعب عدم تامین نیاز وجود داشته است. نتایج ارزیابی سناریوهای مختلف مدیریتی نشان داد که در صورت اجرای این طرح ها، مقدار آب تخصیص یافته به بخش کشاورزی کاهش چشم گیری خواهد داشت. از اینرو پیشنهاد می گردد که با گسترش حقابه ایران از افغانستان بتوان بر مشکلات و خشکسالی های چند دهه اخیر فائق آمد.
    کلیدواژگان: بهره برداری، الگوریتم فراکاوشی کرم شب تاب، بهینه سازی، چاه نیمه سیستان
  • فرزانه فتوحی فیروزآباد*، محمدرضا اختصاصی، محمد سفید، علی مروتی شریف آبادی صفحات 76-85

    با توجه به کاهش کمی و کیفی منابع آب در استان یزد، چاره ای جز تغییر دیدگاه به سمت مدیریت مصرف وجود ندارد. جداسازی آب آشامیدنی از آب غیرآشامیدنی یکی از مولفه های مدیریت کمی و کیفی مصرف را تشکیل می-دهد. سناریوهای تفکیک آب آشامیدنی و غیرآشامیدنی با استفاده از نرم افزار تحلیل شبکه EPANET در منطقه ی صفائیه یزد مورد بررسی فنی و اقتصادی قرار گرفت. سناریوها شامل شبکه ی دوگانه توزیع آب و جایگاه-های دولتی برداشت آب شرب می باشد. نتایج تحلیل اقتصادی روش ها با استفاده از شاخص ارزش فعلی خالص (NPV) نشان داد که هر دو روش دارای شاخصNPV مثبت است که این نشان دهنده موفق بودن پروژه ها از نظر اقتصادی می باشد. در رابطه با مقایسه قیمت فروش آب شرب، روش شبکه دوگانه با قیمت تمام شده هر مترمکعب 4700 تومان نسبت به روش جایگاه های دولتی برداشت آب با قیمت 4900 تومان، دارایNPV بالاتر و اقتصادی تر می باشد. میزان هزینه های برآوردی در منطقه پایلوت نشان داد که روش اول پرهزینه تر از روش دوم می باشد ولی پارامترهایی از جمله کهولت سن افراد، سهولت دسترسی مردم به آب شرب، پذیرش اجتماعی شبکه دوگانه نسبت به روش جایگاه های دولتی برداشت آب از مقبولیت بیشتری برخوردار است. با اجرای این پروژه می-توان با تعرفه پلکانی قیمت آب آشامیدنی و سهمیه بندی آب بهداشتی، فرهنگ صرفه جویی مصرف آب را به مراتب عادلانه تر از وضعیت کنونی مدیریت کرد.

    کلیدواژگان: جایگاه های دولتی برداشت آب، شبکه دوگانه توزیع آب، شهر یزد، مدیریت مصرف
  • معصومه رسولیان، طاهر صفرراد*، محمد اکبری نسب، نادیا طالب پور صفحات 87-99

    افزایش حجم ورودی آب رودخانه به سد در فصول پرآبی سبب گل آلودگی در قسمت های ورودی آب به سد می گردد. تاثیر آب شفاف و کدر روی سهم پریفیتون ها که در تغذیه آبزیان و همچنین در تصفیه آب های آلوده نقش مهمی دارند، از اهمیت ویژه ای برخوردار است به گونه ای که در آب های شفاف فراوانی بیشتری نسبت به آب های کدر دارند. در این مقاله با استفاده از تصاویر سنجنده سنتینل-2 و بهره گیری از ویژگیهای رفتار طیفی آب کدر و شفاف و تاکید بر کمیت های آماری به آشکارسازی آنها در سد سفیدرود طی دو فصل بهار (17 فروردین 1396) و تابستان (22 شهریور 1396) پرداخته میشود. در این راستا، پس از اعمال پیش پردازش های مورد نیاز (تصحیح هندسی و رادیومتریکی)، با بررسی منحنی رفتار طیفی این دو پدیده و همچنین شاخصOIF ، ترکیب های رنگی بهینه تشخیص داده شدند. براین اساس، مناسبترین ترکیب رنگی حاوی بیشترین حجم اطلاعات برای فصل بهار، ترکیب رنگی (a4،8،8) و برای فصل تابستان، ترکیب رنگی (8،1،a8) مشخص گردید. از طرف دیگر، با استفاده از مطالعه رفتار طیفی آب کدر و شفاف، در محدوده طول موج های 4/0 تا 87/0 میکرومتر (باندهای 1 تا a8)، این دو پدیده به خوبی قابل تفکیک از هم و سایر پدیدها هستند بنابراین، شاخص NDVI که تفاضل استاندارد شده محدوده طیفی مادون قرمز نزدیک(باند 8) و قرمز مرئی(باند 4) را بررسی می کند جهت آشکارسازی آب کدر و شفاف مورد توجه قرار گرفت و درنهایت از طریق اعمال آستانه هایی روی آن، آب کدر و شفاف از هم متمایز شدند.

    کلیدواژگان: آب کدر و شفاف، شاخص فاکتور بهینه، شاخص NDVI، سنجنده سنتینل-2، سد سفید رود
  • سعید گوهری، مرضیه رضایی* صفحات 101-112

    وقوع آبشستگی موضعی در اطراف پایه ها یکی از دلایل عمده ی عدم پایداری پل ها می باشد. ارائه روش های مناسب به منظور پیش بینی و کنترل عمق آبشستگی از مسائلی است که بسیار مورد توجه بوده و روش های مختلفی برای کنترل آبشستگی اطراف پایه های پل پیشنهاد شده است. در مطالعه ی حاضر اثر استفاده از آستانه اریب و تخت در کاهش آبشستگی اطراف پایه پل استوانه ای در شرایط آب صاف، در رسوبات غیر چسبنده مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. آستانه در پایین دست پایه قرار داده شده و میزان اثر آن بر کاهش آبشستگی با تغییر فاصله بین پایه و آستانه و همچنین تاثیر شکل هندسی آستانه مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این تحقیق از پایه ایی به قطر 50 میلی متر برای پایه پل استفاده شده است. نتایج نشان می دهد نصب آستانه در کنترل آبشستگی موثر بوده است. همچنین مقدار فاصله و شکل آستانه بیشترین تاثیر را کاهش میزان آبشستگی داشته است. قرار گیری آستانه تخت و اریب در پشت پایه به ترتیب باعث کاهش 11و 16 درصدی در حداکثر مقدار عمق آبشستگی شده است. با افزایش فاصله آستانه اریب تا پایه پل از اثر محافظتی آن کاسته می شود. همچنین آستانه اریب به مقدار بیشتری حجم آبشستگی اطراف پایه را نسبت به آستانه تخت کاهش می دهد و از توسعه ی حفره ی آبشستگی به بالا دست جلوگیری می کند.

    کلیدواژگان: آستانه، آبشستگی، پایه پل، رسوبات غیر چسبنده
  • ابوالقاسم صیادی، ناصر طالب بیدختی، محسن نجارچی*، سید محمد مهدی نجفی زاده صفحات 113-130

    در این مطالعه اثر تغییرات اقلیمی بر دما، بارندگی و رواناب در حوضه درودزن در شمال شرق استان فارس بررسی شده است. تغییرات دما و بارندگی در دو دوره آتی میانی و دور با استفاده از مدل 15 مدل گردش عمومی جو فاز 3 (CMIP3) ، تحت سه سناریو انتشار گازهای گلخانه ای A2، B1 و A1B ، ریز مقیاس نمای شده و مورد مطالعه قرار گرفت. تفاوت در میزان تغییرات دما و بارندگی در این دو دوره نسبت به مقادیر مشاهداتی در 15 مدل حاکی از وجود عدم قطعیت در نتایج می باشد. برای کاهش این عدم قطعیت و محدود کردن نتایج برای مدیریت و برنامه ریزی منابع آب، رویکرد گروهی مورد توجه قرار گرفت. برای تهیه رویکرد گروهی، از پارامترهای فایلهای سناریو 15 مدل فوق میانگین گرفته شد. به طوری که یک مدل جدید اقلیمی با عنوان میانگین گروهی چند مدله برای هر دوره به دست آمد. سپس روانابهای این دو دوره، تحت رویکرد مذکور، با استفاده از شبکه عصبی پیشخور تولید شد. نتایج نشان از افزایش میانگین ماهیانه دمای حداقل و حداکثر هر دو دوره تحت سه سناریو، دارد. در اکثر مدل ها، بارندگی در ماه های اولیه سال های میلادی کاهش و در فصل بهار افزایش، می یابد. به طور کلی میانگین بارندگی سالانه در این دو دوره تحت سه سناریوی انتشار، کاهش نشان داد. حداکثر مقدار کاهش در دوره آتی دور بود. علاوه بر این، رواناب دو دوره آتی نیز در اغلب سال ها کاهش نشان می دهد.

    کلیدواژگان: تغییرات اقلیمی، شبکه عصبی بارش-رواناب، ریزمقیاس نمایی آماری، مدل میانگین گروهی
  • ناصر طالب بیدختی*، محمدصادق خورشیدی علی کردی، معصومه حقیقت، محمدرضا نیکو صفحات 131-151

    در این مقاله، دو متدولوژی بهینه سازی بهره برداری تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی تدوین شده است. متدولوژی پیشنهادی اول، شامل مدلی بهم پیوسته است که قادر است سیاست های مدیریت عرضه و تقاضای آب را به صورت توامان در نظر گرفته و تحلیل نماید. در این مدل، تصمیم های بهینه برای بهره برداری توامان از سیستم مخزن-رودخانه-آبخوان در سطح حوضه آبریز برای شرایط توسعه سیستم تامین آب و افزایش تقاضاها تعیین شده است. همچنین، سناریوهای مختلف تغییر اقلیم را به منظور ارزیابی سیستم در شرایط مختلف در نظر گرفته است. در این مدل، با استفاده از مدل بهینه سازی چند هدفه NSGA-II، تخصیص آب سطحی و زیرزمینی با رویکرد برنامه ریزی آرمانی چندهدفه و برای دوره 10 ساله در شرایط اقلیمی مختلف، تعیین گردیده است. برای تحلیل مدل بهینه سازی، شاخص های عملکردی برای سیستم در ساختار بهره برداری تلفیقی به منظور ارزیابی و رتبه بندی رویکردهای بهره برداری تعیین گردیده است. در انتها، با استفاده از روش امتیازدهی بردا، مناسب-ترین جواب بر روی منحنی تعامل به دست آمده بین هدف های مختلف، انتخاب می گردد. در مدل دوم، علاوه بر تصمیم های بهینه برای بهره برداری توامان از سیستم مخزن-رودخانه-آبخوان در سطح حوضه آبریز برای شرایط توسعه سیستم تامین آب و افزایش تقاضاها، در قالب قواعد بهره برداری و منحنی های فرمان در بازه زمانی ماهانه تا هفتگی ارائه شده است. در انتها، با استفاده از مدل چانه زنی بازگشتی، مناسب ترین جواب از روی منحنی تعامل به دست آمده بین توابع هدف ذی نفعان مختلف تعیین شده است.

    کلیدواژگان: سیاست ها و قوانین بهره برداری تلفیقی، مدل شبیه سازی MODFLOW، مدل بهینه سازی چندهدفه NSGA-II، مدل چانه زنی بازگشتی، مدل امتیازدهی بردا
  • محمد گیوه چی*، بهاره پیرزاده، سکینه صفری صفحات 153-165

    جریان های گل آلود، جریان های ثقلی هستند که اختلاف چگالی یا اختلاف وزن واحد حجم بین دو سیال بواسطه رسوبات معلق می باشد. به واسطه فراوانی این جریان ها در طبیعت، شناخت و بررسی خصوصیات و عوامل موثر بر آن امری ضروری و اجتناب نا پذیر می باشد. ایجاد مانع در مسیر جریان غلیظ می تواند بر روی مشخصات جریان چگال از جمله میزان اختلاط و چگالی جریان تاثیر داشته باشد. در این مقاله، با استفاده از نرم افزار Flow-3D به بررسی تاثیر مانع ذوزنقه ای شکل در ویژگی های جریان گل آلود به خصوص میزان اختلاط آن، پرداخته شده است. به منظور صحت سنجی، نتایج مدل عددی حاضر با نتایج کار آزمایشگاهی ناجی ابهری و همکاران (1394) مقایسه گردید. بررسی نتایج نشان دهنده آن است که قرار گیری مانع ذوزنقه ای سبب افزایش مقدار انرژی آشفتگی به میزان حدود 1000 درصد، نسبت به حالت بدون مانع می گردد. نمودار تغییرات چگالی در عمق برای کانال با مانع و بدون مانع، حاکی از آن بود که چگالی جریان عبوری در حالت با مانع کمتر از حالت بدون مانع می-باشد. همچنین با افزایش یک درصدی میزان ارتفاع مانع ذوزنقه ای، به طور میانگین 2 درصد انرژی آشفتگی افزایش می یابد و با افزایش یک درصد زاویه ورودی مانع، متوسط 36/1 درصد افزایش انرژی آشفتگی را در پی دارد. بررسی نتایج حاصل از شبیه-سازی انجام شده با سرعت های مختلف بیانگر آن بود که با افزایش یک درصدی سرعت ورودی جریان آب زلال، به طور میانگین میزان انرژی آشفتگی 9/2 درصد افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: جریان گل آلود، مانع ذوزنقه ای، Flow-3D، اختلاط جریان، انرژی جنبشی آشفتگی
|
  • Atefeh Sayadi Shahraki * Pages 14-23

    Farm experiments are useful in knowing the drainage systems but they have considerable limitations including the inability to use them as prediction tools. Application of simulation models can cover these deficiencies but it is necessary to use the field data to evaluate the accuracy of the model. In this study, Particle Swarm Optimization Algorithm and Genetic Algorithm is used to predict hydraulic head. For this purpose, field R9-11 of the Debal Khazaei sugarcane plantation is selected and number piezometers were installed in different depth (2/2,3,4 and 5 meters from the ground) and distance from collector.Piezometers. hydraulic load changes, the volume of irrigation water and drainage flow were measured from September 2013 to November 2014 on a daily basis. The results showed that the Particle Swarm Optimization Algorithm has a highest accuracy in predicting hydraulic head. So that the average RMSE in different depths between measured and predicted with Particle Swarm Optimization Algorithm and Genetic Algorithm obtained 0.098 and 0.114 , respectively and the average coefficient R^2 in different depths for Particle Swarm Optimization Algorithm and Genetic Algorithm models obtained 0.991 and 0.94 respectively. The test results of the comparison between measured and simulated data show that, between any of the values predicted by the models, measured data were not significantly different.

    Keywords: Forecast, Artificial Neural Network, Drainage flow, Particle Swarm Optimization, hydraulic head
  • Fatemeh Avazpoor, Keivan Tavakoli, Hosein Montaseri * Pages 25-36
    In this paper, the physics of passed flow on submerged vane that placed at the bottom of different kinds of channels is studied. Also it presente the effects of: changing angle’s vane, the distance of vane from wall and the situation of vane in front of the lateral intake on the physics passed flow on submerged vane. In this order we use the fluent software to simulation flow pattern around the submerged vane at the bottom of straight channel, U shape channel and U shape channel whit lateral intake. The results show that when the vane placed at the bottom of the straight channel with angle of 20 degree 2 vortex by same direction at both side of the vane is created. By changing the vans angle from 20 to 40 degree, one smaller vortex with opposite direction near the bottom and close the trialing edge is created. This vortex is horseshoe vortex. By using vane in U shape channel, the vortex’s direction which is created by the vane,become greater than past. This subject show that workability of the vane in U shape channel is better than in straight channel. Horseshoe vortex’s formation close the trialing edge depends on the high angle of attack. In U shape channel with lateral intake vortex is smaller because of the suction that is made by lateral intake.
    Keywords: Lateral intake, flow pattern, submerged vanes, fluent, U shape channel
  • M. L, M. Z.N *, S. M.G Pages 37-48

    Excessive use of fossil fuels, the increasing world population and the ever-increasing of industrial activities accordingly to provide welfare and the needs of humans, thereby has been increased the concentration of greenhouse gases, particularly carbon dioxide in recent decades. This increase in greenhouse gases cause a phenomenon called climate change. The purpose of this study was to investigate the effect of climate change on the output of three CANESM2 MPI-ESM-MR and CCSM4 models selected from the CMIP5 model series in the near future (2020-2020) and the future of the future (2070-2099). ) Under the RCP2.6, RCP4.5, RCP8.5 radiation induction scenarios on precipitation, minimum temperature and maximum temperature. To simulate the climatic parameters of the Zarrine River basin, the data of these three models were microscopically compared with the LARS-WG model. According to the evaluation statistics, the MPI-ESM-MR climatic model has better performance than other two models for simulating climatic parameters. Subsequently, by examining the results for all stations, the temperature trend with increasing and precipitation decreased. Saqez Station showed a more intense trend in simulation as the temperature in this station is increased by an average of 0.5 to 1 ° C higher than the Takab station and in the rainfall, with a decrease of 3 to 30 mm, the ratio Shows Takab. Also, the minimum temperature is higher than the maximum maximum temperature at all stations.

    Keywords: Climate Change, LARS-WG, CMIP5, RCP, ZarrineRud
  • T. S *, R. K, M. K.M Pages 49-61

    Hillslopes of natural catchments have a complex geometry. In complex hillslopes, the plan shape (convergence, parallelity and the amount of profile curvature (concave, straight and convex) create nine different shapes of complex hillslopes. To examine the amount of surface and subsurface runoff of hillslopes based on Dunne-Black mechanism, the saturated and unsaturated zones of hillslopes must be first separated. Travel time of surface and subsurface flow is a key parameter in runoff prediction of most rainfall-runoff models like time-dependent hydrograph models. In this research, a new simple saturation model, called Gamma, was employed with simpler geometry and equations. In this model, analytical equations were introduced to calculate saturation zone length (SZL) and subsurface travel time (STT). Results of Gamma saturation model and travel time of the proposed model were compared with other complex saturation models like W model and Sigma model by using two criteria of root mean square error (RMSE) and Nash efficiency factor (CE). The mean of RMSE for SZL prediction according to Gamma and Sigma models are 0.84 and 0.82 respectively. The mean CE for STT prediction according to Gamma and Sigma models are 0.79 and 0.72 respectively that were evaluated well. The main goal of this study is the examination of the efficiency of three models in estimation of saturated zone length and subsurface travel time. According to the results, Gamma model results were very close to those of Sigma model but for the straight divergent and convex divergent hillslopes, the Gamma model is not recommended.

    Keywords: Saturation, Complex hillslope, Subsurface Travel time
  • Javad Shahraki *, Ali Sardar Shahraki, Safiyeh Nouri Pages 64-75
    Despite the many studies that have been done in reservoir exploitation, due to the willingness of researchers to reduce errors in calculations, this issue is still a matter of interest and is of interest to water researchers. In this regard, the use of the capability of Fractional Algorithms Which are generally derived from nature and used in complex problems and optimization problems. In recent years, it has been highly regarded. Therefore, in the present study, the optimal allocation of water resources in the semi-Sistan reservoir reservoirs has been investigated under management scenarios using the Fuzzy Firefighting Technique. The results of the research show that the best value of the target function was 2309/66 million cubic meters. Also, in the early years, the optimal release of firefighting algorithm was obtained at 29.1376 million cubic meters, with a demand of 98.3121 million cubic meters, of which 69.1745 million cubic meters were lacking. The results of the evaluation of various management scenarios showed that if these projects were implemented, the amount of water allocated to the agricultural sector would be significantly reduced. Therefore, it is suggested that with the spread of Iran's legitimate rights from Afghanistan, it will be possible to overcome the dangers and droughts of the last few decades.
    Keywords: Exploitation, Firefly Fractional Algorithm, Optimization, chahnime Sistan
  • Farzaneh Fotouhi Firoozabad *, Mohammad Reza Ekhtesasi, Mohammad Sefid, Ali Morovati Sharifabadi Pages 76-85

    In the current situation, we face the limited quantitative and qualitative water resources. We have no choice except to change the perspective towards consumption management. Separating drinking water from sanitary water is one of the components of the quality management of consumption. Two senarios are water harvesting stations and dual water distribution network.The scenarios of separation of drinking and non-drinking water were analyzed using the EPANET software in Safaieh region. The estimated cost of the pilot region showed that the first method was more costly than the second method. The results of the economic analysis of methods of separation of drinking and non-drinking water using the Net Peresent Value (NPV) showed that all methods have positive NPV index, which indicates that the projects are successful economically. In relation to the comparison of the sales price of drinking water, the first method, ie, plumbing to the home with a price of 4700 toman per cubic meter, is higher NPV and more economical than another method. But since other parameters such as the accessibility of people to the drinking water distribution network, the age of the people, public acceptance is important in selection of the best method of the separation of drinking water from non-drinking water. Dual water distribution network method is suggested. By implementing this project can be managed water consumption through the quota of sanitary water and correcting the price of drinking water.

    Keywords: Water harvesting stations, Dual water distribution network, Yazd city, Consumption management
  • Masoomeh Rasoolian, Taher Safarrad *, Mohammad Akbarinasab, Nadia Talebpoor Pages 87-99

    The effects of clear and turbid water on the contribution of prefitons, which play an important role in aquatic nutrition and in the treatment of contaminated waters, are very important in a way that is more abundant in clear waters than opaque waters. In this paper, using Sentinel-2 measuring images and using spectral properties of opaque and clear water, and emphasizing statistical quantities, they are to be detected in the Sefidrud Dam during two seasons (March 27 , 2017) and summer (September 13, 2017). In this regard, after applying the required preprocesses (geometric and radiometer correction), by examining the spectral behavior curve of these two phenomena as well as the OIF index, optimal color combinations were detected by the test and error method. Accordingly, the most suitable color combination contains the largest amount of information for the spring, the color combination (a4,8,8) and for the summer, the color combination (8.1, a8) was determined. On the other hand, using the spectral-velocity study of opaque and clear water, within the range of 4/0 – 87/0 μm (bands 1 through a8), these two phenomena are well-differentiated from each other and other phenomena. Therefore, the NDVI index, which examines the standardized difference of the near-infrared spectral range (band 8) and visible red (band 4), was considered for revealing cloudy and transparent water, and eventually, by applying thresholds on it, Cloudy and clear water was distinguished from each other.

    Keywords: Turbid, clear water, Optimum Factor Index, NDVI, sentinel-2 satellite, Sefidrud Dam
  • Saeed Gohari, MARZIEH REZAEI * Pages 101-112

    Local scouring around the pier is one of the main reasons for the instability of the bridges. Providing appropriate methods for predicting and controlling scour depth is one of the important issues that have been considered. Various methods have been proposed to control the scouring around the bridge pier. In this study, the effect of using the bed sill on scouring around the cylindrical bridge pier under clear water conditions has been investigated and compared in non-cohesive sediments. The bed sill has been placed at the downstream of the pier and its effect on reducing the scouring has been evaluated by changing distance between and the pier and sill geometry. In this research, a pier with 50 mm diameter was used. The results showed that bed sill setting has effect on scour reducing. Also, the distance and the shape of the sill have the greatest effect on reducing the scour. The placement of the straight and oblique bed sill at the backside of the pier resulted in a decrease of 11% and 16%, respectively, in the maximum of scour depth. By increasing the distance of sill to the oblique pier, its protective effect was reduced. Also the oblique bed sill more reduces the amount of scour around the pier relative to the straight bed sill and prevents the scour hole from developing to upwards.

    Keywords: Bed sill, Scour, Bridge pier, Non-cohesive sediments
  • Abolghasem Sayadi, Naser Taleb Beydokhti, Mohsen Najarchi *, Mohammad Mahdi Najafizadeh Pages 113-130

    This study investigated the effects of climatic changes on temperature, rainfall, and runoff in the Doroudzan catchment in the northeast of Fars province, Iran. Temperature and rainfall changes in two future middle and far period downscaled and studied using 15 CMIP3 climatic models, under emission scenarios A2, B1and A1B, from the database of the LARS WG5.5 model. The difference in the amount of variations in temperature and rainfall in the periods and the observational amounts under the 15 models indicated the uncertainty of the changes values. To reduce this uncertainty and limit the results to the management and planning of water resources, an ensemble approach was considered. For the preparation of the ensemble approach, the parameters from the files of the 15- models file scenarios were averaged so that a climatic ensemble model could be obtained for each period. Then, the runoffs of the next two periods were produced using the FEEDFORWARD neural network. The results indicated an increase in the average monthly maximum temperature and the minimum temperature. The results also showed a decrease in the rainfall in the early months of the year as well as an increase in the rainfall in the spring in most scenarios. Generally, results showed a reduction in the average annual rainfall. The maximum amount of reduction was in far future far period. Besides, a reduction occurred in the average runoff of the catchment in the periods, values in the most years.

    Keywords: climatic changes, rainfall-runoff ANN- statistical downscaling, ensemble model
  • Mohammad Sadegh Khorshidi Alikordi, Masoomeh Haghighat, Mohammad Reza Nikoo Pages 131-151

    In this paper, two optimization methodologies for conjunctive operation from surface and groundwater resources are developed. The first proposed methodology consists of an integrated model that is able to consider and analysis supply and water demand management policies, together. In this model, optimum decisions are determined for reservoir-river-groundwater system simultaneous operation for developing water supply and increasing water demands conditions. Also, different climate change scenarios are considered for evaluating the system in the different situations. In this model, using NSGA-II multi-objective optimization model that surface and groundwater allocation are determined with multi-objective goal programming approach for 10-year periods in different climate. For analyzing optimization model, performance criteria are determined for system in the conjunctive operation structure in order to evaluate and rank operation approaches. Finally, using Borda count model, an appropriate solution is chosen on the obtained trade-off among different objectives. In the second methodology, a simulation-optimization model is developed for conjunctive operation from surface and groundwater resooptimum decisions are determined for reservoir-river-groundwater system simultaneous operation under different climate scenarios for developing water supply and increasing demands system. They are presented in the operation rules framework and rule curves in the monthly and weekly time steps. Finally, using fallback bargaining model, an appropriate solution is determined in obtained trade-off among different objectives of stakeholders. The results show that, aquifer modeling has better estimation from water system situation in the case study and the proposed methodologies can determine solution that can provide the most possible compromise among different stakeholders.

    Keywords: Conjunctive operation polices, rules, MODFLOW simulation model, NSGA-II multi-objective optimization model, Fallback bargaining model, Count Borda model
  • Mohammad Givhighi *, Bahareh Pirzadeh, Sakineh Safari Pages 153-165

    muddy flows are gravitational flows, which are the difference in density or difference in weight of unit volume between two fluids due to suspended sediments. Due to the abundance of these streams in nature knowing and studying the characteristics and factors affective it is imperative and unavoidable. The creation of obstacle in the flow path can affect on the muddy flow character such as flow mixing rate and flow density. In this paper by the Flow 3D software the effect of trapezoidal obstacle in the characteristics of the muddy flow especially its mixing rate has been studied. : In order to Verification, results of the this numerical model Were compared with the results of laboratory work Naji Abhari et al. The results showed that the presence of the obstacle caused the kinetic energy of turbulence to increase by almost 1000% more than Without obstacle. the depth-density variation diagram for two channels showed that the current density in channel With obstacle was less than obstacle-free type. also by increasing 1% the height of obstacle, an average of 2% would be added to the turbulence energy and one-percent increase in the angle of entrance prevented an increase of 1.366 % of the energy of turbulence. Simulation for obstacle with different velocities indicates that with increasing the velocity of the pure water, the amount of maximum energy of turbulence and as a result of flow mixing increases.

    Keywords: muddy flow, Trapezoidal obstacle, Flow-3D, flow mixing, kinetic energy of turbulence