فهرست مطالب

مهندسی آبیاری و آب ایران - پیاپی 39 (بهار 1399)
  • پیاپی 39 (بهار 1399)
  • تاریخ انتشار: 1399/03/11
  • تعداد عناوین: 20
|
  • وحید شهابی زاد، مهدی بهرامی* صفحات 1-12

    امروزه استفاده از پلیمرها و مواد اصلاح کننده خاک و آب، اهمیت قابل توجهی در بخش کشاورزی دارد. یکی از مهم ترین پلیمرها که باعث کاهش فرسایش خاک و افزایش نفوذ آب در خاک می‏‏شود پلی اکریل آمید بانام تجاری PAM است. تحقیقات انجام شده در مورد اثر استفاده از PAM بر خصوصیات فیزیکی خاک (مانند هدایت هیدرولیکی اشباع) نتایج یکسانی نداشته است. در این تحقیق اثر شش غلظت 0، 5،10، 15، 20 ، 25 و 30 میلی‏‏گرم بر لیتر که به‏ صورت محلول PAM که به خاک اضافه شد، روی هدایت هیدرولیکی اشباع خاک‏ های لوم شنی، لوم و لوم رس سیلتی به روش بار ثابت در آزمایشگاه با پنج تکرار بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت هر میلی‏‏گرم بر لیتر محلول PAM، لزجت محلول 9/1 درصد افزایش یافت. در خاک لوم شنی با افزایش غلظت PAM، هدایت هیدرولیکی اشباع خاک به‏صورت خطی و معنی‏داری کاهش یافت. با افزایش هر 5 میلی گرم بر لیتر محلول PAM هدایت هیدرولیکی اشباع خاک لوم شنی 6/2 سانتی متر بر ساعت کاهش یافت.در خاک سبک لوم شنی اثر افزایش لزجت محلول PAM عبوری از محیط متخلخل مشهودتر از اثر پیوند بین ذرات رس و PAM بود.در خاک های لوم و لوم رس سیلتی روند تغییرات هدایت هیدرولیکی اشباع خاک نسبت به غلظت PAM به صورت سهمی درجه 3 بود. در خاک لوم تا غلظت 20 میلی‏گرم بر لیتر PAM و در خاک لوم رس سیلتی تا غلظت 25 میلی‏گرم بر لیتر PAM هدایت هیدرولیکی اشباع خاک افزایش و در غلظت های بزرگ تر از این مقادیر، هدایت هیدرولیکی اشباع کاهش یافت.برای خاک های لوم و لوم رس سیلتی با افزایش غلظت محلول PAM تا مقدار بهینه مصرف اثر پیوند بین ذرات رس و PAM و بعدازآن اثر لزجت محلول PAM مشهود بود.

    کلیدواژگان: لزجت محلول پلی اکریل آمید، نفوذپذیری خاک، مواد اصلاح کننده خاک
  • ریحانه امینی، حسام قدوسی*، کاظم شاهوردی صفحات 13-21
    ایجاد و انتشار جریان های غیرماندگار در کانال های آبیاری موجب تغییر در دبی تحویلی به آبگیرها می شود. جریان های غیرماندگار در کانال های آبیاری معمولا در اثر باز و بسته شدن سازه های آب بند ایجاد شده و بسته به نوع بهره برداری، ممکن است ناگهانی یا تدریجی باشند. تاکنون مطالعه جریان های غیرماندگار تدریجی در کانال های آبیاری در تحقیقات مختلف مورد توجه قرار گرفته است. شبیه سازی جریان های غیرماندگار تدریجی اغلب با استفاده از مدل های هیدردینامیکی موجود انجام می شود اما این مدل ها قادر به شبیه سازی جریان های غیرماندگار ناگهانی نمی باشند. در این تحقیق با استفاده از روش عددی MacCormack که یک روش مرتبه دوم می باشد اقدام به توسعه مدل عددی حل معادلات حاکم بر جریان های غیرماندگار ناگهانی گردید و برای مهار نوسانات غیرواقعی نیز از روش TVD استفاده گردید. مدل در محیط برنامه نویسی متلب جهت شبیه سازی امواج مثبت ایجاد شده در اثر بسته شدن ناگهانی یک دریچه در انتهای کانال E1R1 از شبکه آبیاری دز و یک کانال فرضی توسعه یافت. نتایج نشان داد که هر چه دبی عبوری در لحظه بسته شدن دریچه بیشتر باشد، خطاهای حل عددی نیز افزایش یافته و کاربرد همزمان روش مک کورمک و TVD می تواند خطای حل عددی را کاهش دهد و نوسانات سطح آب را مطابق با واقعیت شبیه سازی نماید
    کلیدواژگان: تغییرات کل از بین رونده، جریان غیرماندگار، روش صریح، سنت ونانت، مک کورمک
  • محمد همتی*، حجت احمدی، سجاد احمد حمیدی صفحات 22-33

    در سال های اخیر، به دلیل مدیریت ضعیف منابع آب، افزایش زمینهای کشاورزی و احداث بیش از حد سد بر روی رودخانه های تغذیه کننده دریاچه، دریاچه ارومیه با بحران زیست محیطی مواجه شده است. در این تحقیق مدل سه بعدی (Mike 3 flow model FM)  برای بررسی تاثیر جهت باد و احداث میانگذر بر روی چرخش جریان و توزیع شوری در لایه های مختلف، بکار برده شد. به منظور واسنجی و صحت سنجی مدل از داده های شوری اندازه گیری شده در دو عمق متفاوت (نزدیک سطح آب و بستر) و در موقعیت های مختلف دریاچه استفاده گردید. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که سرعت و جهت باد از پارامترهای مهمی است که نقش اساسی را در الگوهای چرخشی جریان به ویژه در لایه سطحی آب و توزیع شوری دریاچه در هر دو حالت با و بدون میانگذر دارد. علاوه بر آن، نتایج سه بعدی شبیه سازی نشان داد که به دلیل جهت باد و وجود میانگذر، جهت جریان و توزیع شوری در لایه های سطحی و نزدیک بستر متفاوت می باشد.

    کلیدواژگان: الگوی جریان، تراز آب، جریان های لایه ای، دریاچه ارومیه، _ MIKE3
  • حسین آذرپیوند، علیرضا عمادی*، محمد صدقی اصل صفحات 39-51

    سرریزهای کنگره ای، سازه های اقتصادی جهت افزایش بازده خروجی سرریز در یک عرض محدود می باشند که در پلان به شکل ذوزنقه، مثلث و غیره دیده می شوند. افزایش ظرفیت سرریز از طریق افزایش عرض آن همواره میسر نیست، استفاده از سرریزهای کنگرهای به واسطه افزایش طول موثر آن ها در ارتفاع هیدرولیکی و عرض مشخص می باشد. در این تحقیق، سرریزهای چند وجهی ذوزنقه ای شکل در پلان که روی بال آن ها، جهت افزایش جریان عبوری، کنگره جدید اضافه گردیده است مورد بررسی قرار گرفته اند، آزمایش ها روی 27 مدل آزمایشگاهی با 9دبی مختلف و در مجموع با 243 آزمایش که در بال آن ها کنگره مضاعف ایجاد شده بررسی گردید و همچنین شبیه سازی های جریان عبوری با استفاده از نرم افزار Flow-3D انجام شده است. نتایج حاصل از حل عددی برای تعیین ضریب دبی سرریز با داده های آزمایشگاهی صحت سنجی شد که نشان داد تطابق خوبی بین حل عددی و آزمایشگاهی وجود دارد و نرم افزار Flow-3D از قابلیت بالایی برای شبیه سازی جریان بر روی سرریز های کنگره ای برخوردار است. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که در مورد کلیه سرریزهای چندوجهی مرکب ذوزنقه ای شکل نسبت پارامتر، ضریب دبی به  ( بار هیدرولیکی کل و:P  ارتفاع سرریز) ابتدا افزایش یافته و پس از رسیدن به مقدار حداکثر، شروع به کاهش می نماید. با افزایش کنگره در بال سرریز در نتیجه افزایش طول موثر، مقدار دبی عبوری در یک مقدار  مشخص افزایش می یابد. دبی عبوری در سرریزهای چند وجهی ذوزنقه ای شکل با پلان های مرکب نیم دایره بهتر از مربعی و سرریز مرکب مربعی بهتر از سرریزهای ذوزنقه ای ساده می باشد بطوریکه دبی جریان عبوری حدود 15 درصد نسبت به سرریز کنگره ای ذوزنقه ای افزایش دارد و بازه ضریب دبی از مرز 4/0در سرریز کنگره ای به مرز 65/0 در سرریز مرکب می رسد .

    کلیدواژگان: بار هیدرولیکی، سرریزهای چند وجهی مرکب، طول موثر، نرم افزار Flow-3D
  • جلال زندی، کریم سلیمانی*، محمود حبیب نژاد روشن، عطالله کاویان صفحات 52-67

    در تحقیق حاضر کارایی دو نوع خاکپوش کاه و کلش گندم و تراشه های چوب پوست درخت در کاهش رواناب و رسوبدهی در مقیاس حوزه های آبخیز تک منبع مورد آزمون قرار گرفت. به اینمنظور در بالادست سد قشلاق سنندج در استان کردستان سه حوزه آبخیز کوچک حدود یک هکتاری (یکی به عنوان آبخیز شاهد و دو آبخیز دیگر تیمار شده با خاکپوش) انتخاب شد. پس از اجرای تیمارهای حفاظتی به میزان سه تن بر هکتار، در نقطه خروجی هر کدام از حوزه های آبخیز، فلوم اندازه گیری میزان جریان نصب شد. نتایج شاخص کارایی کاهش رواناب و رسوب نشان داد که کاربرد خاک پوش کاه و 22/54 و 13/24 درصد میزان رواناب و به ترتیب 58/75 و 44/10 کلش گندم و تراشه های چوب پوست درخت به ترتیب درصد میزان رسوب را نسبت به حوزه آبخیز تک منبع بدون تیمار کاهش داده است .سایر بررسی ها نشان داد که خاکپوش کاه و کلش گندم در جلوگیری از تولید رواناب و کاهش رسوبدهی عملکرد بهتری نسبت به تراشه های چوب از خود نشان می دهد. این عملکرد بهتر میتواند به دلیل در هم تنیدن و چسپیدن الیاف کاه و کلش به همدیگر و ایجاد مانع در جهت جریان و تله انداری ذرات رسوب در پشت کاه و کلش باشد.

    کلیدواژگان: حفاظت آب و خاک، حوزه آبخیز تک منبع، خاک پوش، رسوب معلق، سد قشلاق
  • صدیقه اروند، مهدی دلقندی*، زهرا گنجی نوروزی، اکبر علیپور صفحات 68-81

    افزایش شهرنشینی و مناطق نفوذناپذیر درشهرها منجر به رخداد سیلاب های شدیدتر می گردد که نتیجه این امر افزایش مشکلات شهروندان و خسارت اقتصادی می باشد. مدل های رایانه ای می توانند یک راه حل مناسب برای غلبه بر این مشکلات باشند. اما استفاده از مدل های هیدرولوژیکی برای شبیه سازی رواناب مستلزم واسنجی مناسب پارامترهای دخیل در روندیابی هیدروگراف می باشد. بنابراین در مطالعه حاضر، مدل مدیریت سیلاب SWMM5.0 برای شبیه سازی مقدار کمی رواناب یک زیرحوضه شهری واقع در شهرستان نیشابور انتخاب گردید. داده های مورد نیاز از 9 رخداد بارش جمع آوری شد و مدل با استفاده از 6 رخداد واسنجی و با 3 رخداد دیگر ارزیابی گردید. کارایی مدل با استفاده از میانگین ریشه دوم خطای نرمال شده (NRMSE)، راندمان مدل (EFF) و ضریب باقیمانده (CRM) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل SWMM5.0 می تواند با دقت، شکل هیدروگراف، دبی پیک و زمان رسیدن به دبی پیک را شبیه سازی کند. به طوری که مقادیر EFF، NRMSE، CRM در مرحله اعتبارسنجی به ترتیب 80 درصد، 4/29 درصد و m3/s 16/0- بدست آمد. به طور کلی می توان گفت مدل SWMM5.0 می تواند ابزار مدل سازی مفیدی برای شبیه سازی هیدروگراف رواناب شهری باشد. در پایان از مدل ارزیابی شده برای شبیه سازی سیلاب با دوره بازگشت های 2، 5 و 10 ساله استفاده گردید.

    کلیدواژگان: هیدرولوژی شهری، رواناب، SWMM، مدل سازی
  • محسن مسلم زاده، سعید فرزین*، حجت کرمی صفحات 82-97

    هدف از پژوهش حاضر، بررسی تاثیر تفاضل گیری های فصلی، غیرفصلی و ترکیبی بر میزان ایستایی سری زمانی دبی ماهانه رودخانه دز طی 60 سال می باشد. همچنین تاثیر میزان ایستایی بر عملکرد مدل های SARIMA در پیش بینی سری زمانی از جنبه های مختلف بررسی شده است. ابتدا پایداری واریانس سری زمانی بررسی شده و تبدیلات لازم جهت مانا کردن واریانس اعمال گردیده است. سپس به کمک آزمون من-کندال فصلی، ایستایی میانگین ارزیابی شده و از نتایج آن برای ارزیابی وجود روند و نیاز به تفاضل گیری استفاده شده است. با استفاده از تفاضل گیری های فصلی، غیر فصلی و ترکیبی، سه سری جدید ایجاد شده که ایستا بودن آن ها به همراه سری اصلی، با تحلیل نمودار ACF و آزمون دیکی-فولر تعمیم یافته مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه، نوع و تعداد پارامترهای موردنیاز در مدل ها برای هرکدام از حالات تعیین شده است. نتایج حاکی از آن است که هنگام استفاده از تفاضل گیری ترکیبی، تعداد مدل های مورد نیاز برای بررسی به شدت کاهش یافته به طوری که برای مدل سازی سری با تفاضل گیری فصلی، 196 و برای مدل سازی سری با تفاضل ترکیبی، تنها 16 مدل نیاز به بررسی داشتند. درحالی که نتایج خروجی بهترین مدل از هر دو نوع سری تفاضلی تقریبا نزدیک به هم بود اما بهترین مدل از سری تفاضلی فصلی، با معیارهای ارزیابی 47/92=MAE، 4/154=RMSE و 61/0=R، برتری خود را نسبت به دیگر مدل ها نشان داد. در نهایت، از مدل منتخب یعنی 12(1،1،1) (4،0،4)  SARIMA برای پیش بینی دبی رودخانه در 24 ماه آینده استفاده شده است.

    کلیدواژگان: تفاضل گیری، ایستایی، پیش بینی، دبی رودخانه، SARIMA
  • حامد کاوه، محمدهادی نظری فر، امیر سالاری* صفحات 98-112

    برآورد دقیق تبخیر و تعرق مرجع، نقشی مهم در مدیریت و مطالعات منابع آب دارد. روش های نقطه ای متعددی جهت محاسبه تبخیر و تعرق مرجع وجود دارد، روش‏های درون یابی تیسن و زمین ‏آمار، از جمله روش‏هایی هستند که امکان برآورد تبخیر و تعرق را در مقیاس منطقه‏ای فراهم می‏سازند. در این روش ها برای برآورد و تعمیم متغیر، علاوه بر مقدار آن در ایستگاه محل اندازه‏گیری، رابطه آن با مقدار و موقعیت متغیر در سایر ایستگاه‏ ها نیز در نظر گرفته می‏شود. در این تحقیق، از آمار 16 ایستگاه هواشناسی سینوپتیک و کلیماتولوژی موجود در سطح استان همدان استفاده و تبخیر و تعرق مرجع ماهانه و سالانه کلیه ایستگاه‏ها توسط دو روش پنمن مانتیس و تورنت وایت تعیین گردید. نتایج نشان داد که در روش کوکریجینگ، بهترین متغیر کمکی، ارتفاع ایستگاه می باشد. تحلیل داده ها، نشان از وجود غیرهمگنی ژیومتریک داشت. بهترین مدل واریوگرام در روش کریجینگ مدل نمایی به دست آمد. بیشترین خطای روش تیسن مربوط به مناطق شمال غربی و جنوبی استان همدان با دامنه تغییر 5/0 درصد تا 16 درصد بود. دامنه تغییرات خطای روش کریجینگ بین صفر تا 12 درصد متغیر بوده و بین مناطق شمال غربی و جنوب غربی منطقه مورد مطالعه توزیع گردید. نتایج نشان داد روش کریجینگ در مقیاس ماهانه و روش فاصله وزنی معکوس در مقیاس سالانه نتایج مطلوب‏تری ارایه می دهند. بنابراین طبق بررسی ‏ها و همچنین لزوم بومی سازی نقطه ای مقادیر تبخیر و تعرقمرجع، در مقیاس ماهانه، روش های زمین آمار و در مقیاس سالانه (با توجه به سهولت کاربرد)، با در نظر گرفتن دقت مورد نیاز، استفاده از روش تیسن ارجحیت دارد.

    کلیدواژگان: زمین آمار، تیسن، تبخیر- تعرق، پنمن مانتیث
  • سمیرا گوهری، مجید رحیم پور*، کوروش قادری، محمدمهدی احمدی صفحات 113-126

    بهینه سازیشبکه هایتوزیع آببدون در نظر گرفتن عدم قطعیت های موجود در پارامترهای تعیین کننده در طراحی شبکه، امری غیر واقعی به نظر می رسد. بنابراین توسعه روش هایی که بتوانند عدم قطعیت های موجود در متغیرهای تاثیر گذار در طراحی شبکه های توزیع آب را مدلسازی کند ضروری می باشد. در این تحقیق مدلی بر مبنای رویکرد شبیه سازی- بهینه سازی شبکه های توزیع آب به صورت تلفیق الگوریتم ژنتیک با نرم افزار EPANET، با متغیرهای فازی توسعه داده شده است. همچنین، شبکه های توزیع آب به گونه ای بهینه می شوند که با وجود از دسترس خارج شدن هریک از لوله های شبکه (شکست لوله از شبکه) اختلالی در عملکرد شبکه ایجاد نشود. در این مدل تقاضای گره ها و هد در دسترس به صورت فازی و با استفاده از توابع عضویت مثلثی بیان شده است. علاوه بر این هد مطلوب گره ها نیز به صورت فازی در نظر گرفته شده و با استفاده از ارتباط بین هدهای فازی در دسترس و مطلوب گره ها، محدودیت های فازی به محدودیت های قطعی تبدیل شده اند. آزمون درستی مدل با استفاده از بهینه سازی شبکه توزیع آب تک مخزنی در یک سطح (لوله) برکنار شده با تقاضای فازی اجرا شده است. سپس به عنوان مطالعه موردی به بهینه سازی شبکه توزیع آب شهر جنگل با تقاضای فازی (تحت شرایط برکناری یکی از لوله ها از شبکه) پرداخته شد. نتایج حاصل از این مدل نشان داد که هزینه بدست آمده از بهینه سازی شبکه توزیع آب با یک سطح (لوله) برکنار شده با تقاضای فازی به خاطر جبران شرایط برکناری هر یک از لوله ها به منظور تامین هد گره ها با توجه به میزان وسعت شبکه ها افزایش  30 تا 70 درصدی داشته است.

    کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، بهینه سازی، پارامترهای فازی، شبکه توزیع آب، عدم قطعیت
  • فرهاد یزدان دوست*، محمدمسعود نوروزی صفحات 127-141

    در این تحقیق، به مقوله برنامه ریزی نیازهای آبی در نواحی خشک، به کمک منابع غیرمتعارف (آبهای بازچرخانی و نمک زدایی) با رویکرد مدیریت بهم پیوسته منابع آب پرداخته شده است. برای ارزیابی نقش آبهای غیرمتعارف، یک جعبه ابزار (toolbox) طراحی شده که شامل مدلسازی بهم پیوسته، کمی سازی،  سناریوهای منابع و مصارف و ابزار تصمیم سازی است. برای بررسی نقش آب غیرمتعارف در تخصیص یکپارچه منابع و مصارف، مدل ارزیابی و برنامه ریزی منابع در این جعبه ابزار به کار گرفته شد؛ ابتدا شرایط موجود، در مدل شبیه سازی و واسنجی گردید. سپس سناریوهای منابع (متعارف و غیرمتعارف) و مصارف (شرب، کشاورزی و صنعت) برای پیش بینی در سال افق طرح مورد تحلیل قرار گرفت. از دیگر قابلیت های جعبه ابزار، رتبه دهی مطلوبیت سناریوها از طریق ابزار تصمیم سازی چندمعیاره چند شاخصه (MADM) است، که این امکان را به وجود آورده که علی رغم پیچیدگی عوامل موجود در تصمیم گیری، رابطه بین آنها به صورت سیستماتیک بررسی گردد. مطالعه، روی حوضه کاشان انجام گرفت که به دلیل استفاده بی رویه از منابع متعارف، با بحران مواجه است. نتایج نشان داد که امکان افزایش سطح زیرکشت، در این گونه حوضه ها وجود ندارد، اما صنعت می تواند، به شرط استفاده از آبهای غیرمتعارف، تا حد معینی افزایش یابد؛ در این حالت، از میزان کمبود آب نیز نسبتا کاسته می شود. گزینه انتقال آب از سایر حوضه ها، در مقایسه با گزینه استفاده از آبهای غیرمتعارف، گزینه مناسبی نیست. نتایج مبین نقش برجسته آب بازچرخانی برای صنعت، و آب نمک زدایی شده برای شرب است. طبق این تحقیق، جعبه ابزار به دلیل دربرگیری ابزارهای مناسب و قابل تعمیم، کمبودها را به صورت یکپارچه ارزیابی کرده و به سوی تصمیم گیری مناسب تر هدایت می کند.

    کلیدواژگان: آب غیرمتعارف، بازچرخانی، آب لب شور، جعبه ابزار، تصمیم سازی چند شاخصه، مدیریت بهم پیوسته منابع، نرم افزار DEFINITE
  • تحلیل «منابع و مصارف» و «ناپایداری منابع آب» در حوضه آبریز زاینده رود
    جواد اطاعت*، سعید صالحیان صفحات 142-158

    حوضه آبریز زاینده رود در منطقه مرکزی ایران از مناطق دارای مسیله ناپایداری منابع آب است. در این پژوهش منابع و مصارف آب های سطحی و زیرزمینی حوضه زاینده رود در ارتباط با ناپایداری منابع آب در حوضه مورد مطالعه قرار می گیرد. روش انجام این پژوهش به صورت توصیفی- تحلیلی و با اتکا بر تحلیل داده های منابع و مصارف آب می باشد. برای بررسی منابع، تغییرات حجم ذخیره سد زاینده رود و برای مصارف، تخصیص آب به بخش های شرب، صنعت و کشاورزی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج پژوهش نشان می دهد منابع آب حوضه در دهه های اخیر روند کاهشی داشته ولی مصارف آب حوضه روند متفاوتی داشته است، به طوری که حجم مصرفی آب شرب کماکان روند افزایشی داشته ولی تخصیص آب به بخش کشاورزی مختل شده است. با بروز ناپایداری منابع آب کشاورزی، بخش اعظم مسیر رودخانه از جریان دایمی آب محروم گردیده و اختصاص آب به بخش کشاورزی در بخش میانی و پایین دست حوضه با مشکل مواجه شده است. با بروز ناپایداری منابع آب، کشاورزان برای جبران کاهش جریان آب رودخانه، به حفر چاه و بهره برداری بیشتر از آب زیرزمینی اقدام نموده اند که خود روند ناپایداری منابع آب حوضه را تشدید کرده است. با ادامه این روند پایداری محیطی و حیات انسانی در حوضه با خطر جدی روبرو می باشد.

    کلیدواژگان: منابع و مصارف آب، ناپایداری منابع آب، منابع آب سطحی، منابع آب زیرزمینی، حوضه آبریز زاینده رود
  • احسان محمدی، معصومه دلبری*، بهروز ابول پور، ام البنی محمدرضاپور، پیمان افراسیاب صفحات 159-174

    در سیستم های سنتی آبیاری، مدیریت نامناسب تخصیص آب سبب ضعف عملکرد شبکه آبیاری، افزایش تلفات و کاهش بهره وری مصرف آب (CWP) می شود .استفاده از مدل های غیر خطی در کنار استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) می تواند موجب تقویت مدیریت شبکه آبیاری در شرایط عدم قطعیت شود. هدف این پژوهش بررسی تخصیص بهینه آب و بررسی دلایل عدم افزایش بهره وری مصرف آب در بخش های مختلف شبکه توزیع آبیاری می باشد. در این راستا، در مرحله اول نقاطی از شبکه توزیع آب که اثرات بیشتری بر تغییرات بهره وری مصرف آب داشته، شناسایی شدند. سپس مقدار   CWP به یک مقدار بهینه در شرایط عدم قطعیت ارتقا داده شد. برای این منظور از مدل های برنامه ریزی فازی برای تخصیص آب شبکه آبیاری سد سیستان متناسب با تغییرات مکانی نیاز آبی آن شبکه، استفاده شد. نتایج نشان داد که بیشترین مقدار CWP مزارع گندم برابر 45/0 کیلوگرم بر متر مکعب و در نقاطی از شبکه با دامنه تغییرات تلفات دبی 360 تا 400 لیتر بر ساعت بر متر است. مشاهدات در نقاط بحرانی نشان داد که مقدار CWP لزوما به مقدار محصول بستگی ندارد؛ بلکه به عوامل مدیریتی در شبکه آبیاری و مساحت مزارع نیز وابسته است. بنابراین، مناطقی با CWP بهینه می توانند به عنوان الگوهای مناسبی در افزایش ضریب مدیریتی در نظر گرفته شوند.

    کلیدواژگان: بهره وری، تخصیص آب، برنامه ریزی فازی، سیستم اطلاعات جغرافیایی، مدیریت توزیع آب
  • رضا دهقانی بیدگلی*، حمیدرضا کوهبنانی، محمدرضا یزدانی صفحات 175-187
    نشست زمین یکی از مخاطرات طبیعی با عواقب فاجعه بار است. به دلیل استخراج بیش ازحد منابع آب زیرزمینی و افت سطح پیزومتریک در بسیاری از آبخوان های کشورمان، نشست زمین با سرعت های مختلف در حال رخ دادن است. فن تداخل سنجی راداری با دریچه مصنوعی در مناطقی که اطلاعات ژیودتیک زمینی کافی موجود نیست، روشی است که جابجایی در راستای قایم را به خوبی و در گستره وسیع نمایش می دهد. در تحقیق حاضر از دو تصویر جدید Sentinel-1A   با فاصله زمانی 11 ماه برای بررسی نرخ فرونشست در دشت سمنان استفاده گردید. پس از اطمینان از همبستگی بالای دو تصویر، تداخل نگار اولیه تهیه گردید و پس از حذف فازهای غیرضروری، فاز جابجایی محاسبه و سپس به مولفه قایم تبدیل گردید. نتایج این تحقیق نشان داد بیشینه مقدار فرونشست دشت سمنان برابر 10 سانتی متر در سال بود. در  مناطق با نرخ بالای فرونشست عموما در حوالی شهر سمنان در سمت شرق و جنوب با فاصله حداکثر 10 کیلومتری از شهر واقع شده اند. به دلیل متمرکز بودن پدیده نشست زمین در سمنان می توان با مدیریت صحیح منابع آبی سرعت این پدیده را در منطقه مورد مطالعه کاهش داد.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، تداخل سنجی، سنتینل، فرونشست، سمنان
  • میثم عابدین پور*، رضا نوروز ولاشدی، مجتبی خوش روش، مهدی مکاری، دانیال قربانی صفحات 188-200
    خطوط ساحلی از مهم ترین پدیده های سطح زمین هستند که از طبیعتی پویا برخوردارند. پایش مناطق ساحلی پارامتری مهم در توسعه پایدار و حفاظت از محیط زیست است. پایش نواحی ساحلی، نیاز به استخراج خطوط ساحلی در زمان های مختلف دارد. امروزه داده های سنجش از دور به عنوان کارآمدترین منبع اطلاعاتی برای بررسی و تفسیر لندفرم های ساحلی، سطوح جزرومدی، تغییرات خطوط ساحلی، عمق و ژرفای آب نظایر آن به شمار می رود. هدف از این تحقیق برآوردی از آهنگ تغییرات خط ساحلی منطقه خلیج میانکاله واقع در سواحل جنوب شرقی دریای مازندران با استفاده از تکنیک های سنجش از دور است. این تحقیق به بررسی و تفسیر کیفی و کمی از تغییرات خطوط ساحلی در بازه زمانی 44 ساله می پردازد. ابزار اصلی پژوهش، تصاویر سنجنده MSS، TM، RVB، OLI و ETM+ ماهواره لندست است که این تصاویر مربوط ده سال در بازه 1972 لغایت 2016 است. نتایج تغییرات خالص نشان می دهد که در این بازه 44 ساله در ابتدا پسروی چشمگیر آب دریا و در پی آن خلیج میانکاله رخ داده است. اما پس از سال 1977 این روند معکوس شد. برآورد آهنگ تغییرات خط ساحلی با میانگین گیری وزنی گویای آن است که در فاصله 44 ساله این مطالعه خط ساحلی به شکل متوسط از خود پیشروی نشان می دهد.
    کلیدواژگان: پایش تغییرات، تالاب، سنجش از دور، مازندران، میانکاله
  • مینا آقاجانزاده سراسکانرود، جواد بهمنش*، حسین رضایی، نسرین آزاد صفحات 201-219

    در این تحقیق، اثر تغییر اقلیم بر منابع آب زیرزمینی دشت میاندوآب در استان آذربایجان غربی مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا، سناریوهای A1B، A2 و B1 از طریق مدل ریزمقیاس نمایی LARS-WG و با به کار بردن مدل گردش عمومی جو HadCM3 و مدل شبکه عصبی مصنوعی در دو دوره زمانی مختلف (2065-2046، 2099-2080) مورد مطالعه قرار گرفتند. بدین منظور از داده های ماهانه عمق سطح آب زیرزمینی 25 چاه پیزومتری در دشت میاندوآب با دوره آماری 10 ساله (2005-2014) و داده های روزانه و ماهانه بارش، دماهای کمینه و بیشینه و ساعت آفتابی ایستگاه سینوپتیک میاندوآب در یک دوره آماری 20 ساله (1995-2014) استفاده گردید. نتایج ارزیابی داده های مشاهداتی و شبیه سازی شده توسط مدل  LARS-WG با استفاده از شاخص های آماری مختلف بیانگر این است که اختلاف های معنی داری بین مقادیر شبیه سازی شده و مشاهداتی وجود ندارد. تحلیل عملکرد مدل شبکه عصبی مصنوعی نشان داد که مدل مذکور از دقت خوب و مناسبی در شبیه سازی تغییرات عمق سطح آب زیرزمینی در دشت مورد بررسی برخوردار است. نتایج نشان داد که متوسط عمق سطح آب زیرزمینی بطور میانگین در دوره اول (2065-2046) و دوره دوم (2099- 2080) به ترتیب 87/2 و 3/9 درصد افزایش می یابد. در حقیقت، افزایش قابل توجه دما و به تبع آن افزایش مصرف آب زیرزمینی باعث عمق عمیق تر آب زیرزمینی می شود.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، عمق آب زیرزمینی، مدل ریزمقیاس نمایی LARS-WG، مدل گردش عمومی جو HadCM3
  • سمیه امامی، یحیی چوپان، میلاد خیری قوجه بیگلو، موسی حسام* صفحات 220-234

    کمبود منابع آب به ویژه در ایران و بروز خشکسالی های اخیر، دستیابی به یک سیاست جهت تخصیص بهینه ی آب را از اهمیت خاصی برخوردار نموده است. تخصیص بهینه آب تحت شرایط کنترل شده و نیز شرایط اقلیمی و واقعی، در دو دهه گذشته یکی از موارد جلب توجه محققین و مهندسین بوده است. در این پژوهش روشی جدید جهت برآورد و تخصیص بهینه آب ارایه شده است. الگوریتم رقابت استعماری (ICA) یک الگوریتم بهینه سازی جدید می باشد و در مقایسه با سایر الگوریتم های مختلف بهینه سازی، توانایی بهینه سازی همتراز و یا حتی بالاتر را در مسایل مختلف بهینه سازی داراست. این الگوریتم سرعت مناسبی در یافتن جواب بهینه دارد، به عبارت دیگر نرخ همگرایی بالایی دارد و می تواند بهینه سراسری را در یک مسیله بهینه سازی پیدا نماید. در این پژوهش الگوریتم رقابت استعماری برای بهینه سازی مقادیر منابع آب در طی سال های زراعی 82-1370 در مورد شبکه آبیاری و زهکشی صوفی چای برای رسیدن به بهینه ترین سیاست استفاده شد. نتایج اعمال الگوریتم رقابت استعماری به مسیله تخصیص بهینه آب و مقایسه آن با الگوریتم ژنتیک، حاکی از موفقیت 40-35% الگوریتم مورد نظر می باشد. هم چنین نتایج حاکی از آن است که در مجموع با تخصیص بهینه منابع آب بین بخش های مختلف (کشاورزی و خدمات)، حدود 40 درصد درآمدهای حاصله نسبت به وضعیت کنونی بهبود می یابد.

    کلیدواژگان: منابع آب، بهینه سازی، کشاورزی، خشکسالی
  • هاجر فضل الهی، روح الله فتاحی، کیومرث ابراهیمی* صفحات 235-247

    امروزه ارزش اقتصادی منابع آب به عنوان شاخصی مهم در مصرف بهینه و مدیریت عرضه و تقاضای آب بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. در مقاله حاضر با ارتقاء و کاربرد یک مدل ریاضی موجود تعیین ارزش اقتصادی آب، اثر آب مجازی در افزایش ارزش اقتصادی منابع آب بررسی شده است.  این بررسی برای دشت اراک و محصولات استراتژیک گندم، جو، یونجه و ذرت علوفه ای در سه حالت وزن دهی مساحت تحت کشت، حجم آب مصرفی و درآمد محصول انجام شد. اطلاعات لازم شامل اطلاعات هواشناسی، کشاورزی، احجام آب مصرفی و مقادیر هزینه ها و درآمد ها برای سال زراعی 1395- 1394 تهیه و به کار رفت. نتایج نشان داد که ارزش اقتصادی منابع آب کشاورزی دشت اراک در هر سه حالت مختلف وزن دهی، با لحاظ آب مجازی که به جایگزینی محصولات منجر شد، افزایش می یابد. به طوری که با کشت ذرت علوفه ای به جای یونجه در سه روش وزن دهی مساحت تحت کشت، حجم آب مصرفی و درآمد محصول، به ترتیب 36، 28 و 5/40 درصد افزایش در ارزش اقتصادی منابع آب ایجاد می شود. افزایش ارزش اقتصادی منابع آب از راهکارهای نیل به توسعه پایدار و تامین امنیت غذایی است.

    کلیدواژگان: آب مجازی، ارزش اقتصادی آب، مدل ریاضی، وزن دهی
  • مجتبی عباسیان، علی سردارشهرکی* صفحات 248-261

    آب بخش شهری زاهدان از طریق انتقال آب از مخازن چاه نیمه سیستان تامین شده که خود دچار بحران شدید آبی است. از اینرو پیش بینی تقاضای آب شرب این شهر، کمک موثری به مدیران و بهره برداران سیستم آب شهری خواهد نمود، تا بتوانند نسبت به مدیریت صحیح مصرف اقدام نمایند. لذا در این مقاله از شبکه های عصبی مصنوعی GMDH و RBF که از ابزارهای قدرتمند برای تجزیه و تحلیل و مدل سازی روابط غیرخطی به حساب می آیند، برای برآورد تقاضای ماهانه آب شهری زاهدان در سال 1396 استفاده شد. پارامترهای موثر انتخاب شده، شامل میانگین دمای ماهانه، درصد رطوبت نسبی، متوسط میزان بارندگی، ساعات آفتابی و مصرف ماه قبل می باشند. نتایج بدست آمده و مقایسه شاخص های MSE  و MAE نشان می دهد با توجه به بررسی هفت ساختار مختلف با تعداد متفاوت نرون و لایه های نهان، شبکه عصبی GMDH با  سه لایه نهان که دارای یک نرون در لایه اول، سه نرون در لایه نهان دوم و سه نرون در لایه نهان سوم می باشد، بهترین نتیجه را برای پیش بینی تقاضای کوتاه مدت آب شرب نشان داد. با مقایسه توابع فعالیت خطی و غیر خطی مشخص شد که در لایه خروجی مدل های عصبی GMDH و RBF، توابع غیر خطی عملکرد بهتری نسبت به توابع خطی از خود نشان می دهند. همچنین در بین مدلهای GMDH نیز مدلهای با خروجی غیرخطی نسبت به مدل های با خروجی خطی مناسب تر می باشند. همچنین نتایج حاکی از آن بود که بزرگتر کردن ساختار شبکه، تاثیر چندانی بر بهبود نتایج ندارند.

    کلیدواژگان: پیش بینی کوتاه مدت، تقاضای آب، شبکه عصبی مصنوعی، RBF، GMDH
  • عبدالرضا موسوی، کریم سلیمانی، فاطمه شکریان*، سید حسین روشان صفحات 262-275

    منابع آب های زیرزمینی به عنوان اصلی ترین و مهمترین منبع آب شرب، کشاورزی و صنعت به شمار می روند. بررسی تغییرات کیفیت و افت تراز این منابع در نتیجه برداشت بی رویه یک امر ضروری است. در این تحقیق تغییرات مکانی و زمانی پارامترهای کیفیت آب زیرزمینی از نظر شرب و کشاورزی در 18 حلقه چاه در طول دوره آماری 1394-1370 در دشت لردگان استان چهارمحال و بختیاری بررسی شد. پارامترهای مورد نظر شامل Cl−، TH، TDS، Na+، SO42−، SAR و EC بودند. به منظور تخمین مدل نیم تغییرنما و تعیین بهترین روش درون یابی از نرم افزار GS+ 5.1.1 و معیارهای ارزیابی RMSE و MBE استفاده شد. در نهایت تغییرات مکانی پارامترها با استفاده از روش IDW در نرم افزار ArcGIS 10.3 ترسیم و روند تغییرات پارامترها نیز با استفاده از آزمون ناپارامتری من-کندال در نرم افزار MAKESENS 1.0 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که پارامترهای TH و TDS از نظر شرب شرایط مطلوب تری نسبت به پارامترهای Cl−، Na+ و SO42−در کل دشت دارند. همچنین از نظر کشاورزی پارامترهای SAR و EC در طول دوره ی آماری در کل دشت شرایط خیلی خوبی را دارند. نتایج روندیابی نیز نشان داد که پارامترهای TDS، TH، EC، SO42− و Cl− دارای روندی مثبت و پارامترهای SAR و Na+ دارای روندی نزولی است.

    کلیدواژگان: : آزمون من - کندال، تحلیل روند، سختی آب، کریجینگ
  • حمیدرضا سالمی، سید معین الدین رضوانی، علی قدمی فیروزآبادی*، نیازعلی ابراهیمی پاک صفحات 277-288

    کمبود آب و خشکسالی های اخیر لزوم توجه بیشتر به افزایش بهره وری آب را بیش از پیش نمایان کرده است. در این راستا استفاده از سامانه های آبیاری تحت فشار به عنوان گزینه ای برای جایگزینی روش های آبیاری سنتی قابل توصیه است. لذا این تحقیق به منظور بررسی کارایی و عملکرد این سامانه ها و تعیین بهره وری آب آبیاری در مزارع سیب زمینی استان های همدان و اصفهان به ترتیب 10 و 9  سیستم آبیاری بارانی کلاسیک ثابت و آبفشان غلتان مورد ارزیابی فنی قرارگرفتند و مشخصه های راندمان پتانسیل چارک پایین، راندمان کاربرد چارک پایین، یکنواختی توزیع و ضریب یکنواختی کریستین سن تعیین شدند. میانگین مشخصه های این پارامترها به ترتیب در مزارع اصفهان به ترتیب 5/61، 58، 8/66 و 8/75 درصد و در همدان به ترتیب 9/53، 8/44، 1/71 و 1/81 درصد بدست آمد. با تعیین حجم آب مصرفی و میزان عملکرد محصول، میزان متوسط بهره وری فیزیکی آب در مزارع مورد مطالعه در همدان و اصفهان به ترتیب 6/6 و 3/6 کیلوگرم بر مترمکعب تعیین شد. متوسط حجم آب مصرفی در دو منطقه مورد مطالعه در استان های اصفهان و همدان به ترتیب 6745 و 6298 متر مکعب در هکتار بدست آمد. نتایج این پژوهش نشان داد که در اکثر مزارع مورد مطالعه، کم آبیاری صورت گرفته است. از مسایل عمده در نتایج این ارزیابی ها می توان به عواملی نظیر طراحی نادرست، عدم تطابق ضوابط طراحی با فاز اجرایی، اجرای نامناسب، اطلاعات ناکافی از بهره برداری و نگهداری سامانه و  عدم تطابق میزان آب مصرفی با نیاز آبی گیاه اشاره نمود. همچنین استفاده  هم زمان  از تعداد زیاد آبپاش و استفاده  بیش از یک آبپاش  روی لوله فرعی آبیاری در سیستم های آبیاری کلاسیک ثابت،  دلیل اصلی پایین بودن  ضریب یکنواختی  و یکنواختی توزیع آب بوده است.

    کلیدواژگان: آبیاری تحت فشار، بهره برداری، بهره وری آب، راندمان کاربرد آب
|
  • Vahid Shahabizad, Mehdi Bahrami * Pages 1-12

    Nowadays, the use of polymers and soil and water reclamation agents has a significant bearing on agriculture. Polyacrylamide is one of the most important polymers that reduces soil erosion and increases water penetration in the soil by the PAM brand. Research on the effect of using PAM on soil physical properties (such as saturated hydraulic conductivity) has not had the same results. In this study the effect of six concentrations 0, 5, 10, 15, 20, 25and 30 mg/l dissolved PAM on saturate hydraulic conductivity 3 different soil textures (sandy loam, loam and silty clay loam) were studied in laboratory. Saturation hydraulic conductivity was measured with constant head method. For each treatment five replications were considered. Results showed that PAM viscosity increased about 1.9 % relative to water for each mg/l increase in PAM concentration. In sandy loam soil, with increasing PAM concentration, the hydraulic conductivity of soil saturation decreased linearly and significantly. With increasing of 5 mg / l of PAM solution, the hydraulic conductivity of sandy loam soil 2.6 cm / h decreased. In sandy loam soil, the effect of increasing the viscosity of PAM solution passing through the porous medium was more evident than the effect of the bond between clay and PAM particles. In loamy and silty clay loam soil texture, the trend of saturation hydraulic conductivity changes was compared to the PAM concentration as a parabolic curve. In the loam soils up to 20 mg / l PAM concentration and in the silty clay loam soil up to 25 mg / l PAM, the hydraulic conductivity of soil saturation increased and in concentrations greater than these values, the saturated hydraulic conductivity decreased. For loam soil and silty clay loam with increasing concentration of PAM solution to the optimum amount, the effect of bond between clay and PAM particles and later on the effect of viscosity PAM solution was evident.

    Keywords: viscosity dissolved PAM, soil permeability, soil amendment
  • Reyhane Amini, Hesam Ghodousi *, Kazem Shahverdi Pages 13-21
    Creation and propagation of unsteady flow in irrigation canals causes changes in water delivery to canal intakes. Unsteady flow in irrigation canals usually form by operation of check structures. Up to now simulation of unsteady gradually varied flow in irrigation canals has been considered in various researches. Simulation of unsteady gradually varied flow mostly done using available hydrodynamic models, but these models can’t simulate unsteady rapidly varied flow. In this research, using MacCormack numerical method, a numerical model was developed to solve the governing equations for rapidly unsteady varied flows, and the TVD method was used to control unrealistic and non-physical oscillations. The model was developed in MATLAB programming environment to simulate positive waves caused by the suddenly closure of a gate at the end of the E1R1 canal in Dez irrigation network and a hypothetical channel. The results showed that the higher flow in the gate at the moment of gate closure causes the higher numerical solution errors. Also, the results showed that the simulation using MacCormack method would have a large error, but the simultaneous application of the TVD and MacCormack method could reduce the numerical solution errors and simulate the water surface fluctuations according to the reality.
    Keywords: Explicit Scheme, MacCormack, Saint-Venant, TVD, Unsteady flow
  • Mohammad Hemmati *, Hojat Ahmadi, Sajad Ahmad Hamidi Pages 22-33

    In recent years, Lake Urmia has encountered with environmental crisis, due to poor management of water resources, increasing the agricultural land and over the construction of dams on feeding rivers. In this research, a 3D model (Mike 3 flow model FM) was applied to investigate the effects of changes in wind direction and construction of causeway on flow circulation and salinity distribution in Lake Urmia. The salinity data measured in two depths (near the water surface and close to the bed), and different locations were used to evaluate the calibration and verification of the model. The results of the present study showed that the wind speed and its direction are one of the important parameters that play a major role in flow circulation patterns, especially in the surface layer of the water, and salinity distribution in both cases with and without causeway. Moreover, three-dimensional simulation results revealed that the flow path and salinity distribution were different in surface and bottom layers, due to the wind direction and construction of the causeway.

    Keywords: Flow Pattern, Water level, Stratified flows, Lake Urmia, MIKE 3
  • Hossien Azarpeyvand, AliReza Emadi *, Mohammad Sedghi Asl Pages 39-51

    Labyrinth weirs are some cost-effective structures, having trapezoidal, triangular and other formats, utilized for increasing the output efficiency in a limited width. Raising the capacity of labyrinth weirs via increasing their width is not always possible. The labyrinth weirs are used due to the increase in their efficient length on a given hydraulic height and width. The present study investigates the weirs having trapezoidal polyhedron format, on the wings of which some new labyrinth have been added so that their spillover discharge rate will be reinforced. The experiments in this study were conducted on 27 laboratory models having 9 different discharge rates, on whose wings double labyrinth have been added, totally through 243 experiment. Besides the spillover simulations were performed using the Flow-3D software. The results obtained from the numerical analysis for the determining the spillovers discharge rate coefficient were validated using laboratory data and it demonstrated a good correspondence between the numerical solutions and laboratory findings. It is also suggested that the Flow-3D software has a high potential in simulating the flow on labyrinth weirs. Laboratory results also indicated that, regarding all the compound polyhedron trapezoidal weirs, the parameter ratio, flow rate coefficient to ratio (Ht: total hydraulic load and P: spillways height) firstly raise and then start to reduce once they reach the maximum level. The spillover discharge rate increases for a given when the effective length of the weirs’ wing is raised. The discharge rate on the weirs having semi-circular compound format is better than this rate of ones having the square format and the ones having compound square format have spillover discharge rates better than the ones having simple trapezoidal format, in a manner that the discharge rate of the current flow is increased 15 percent more than the trapezoidal dam labyrinth spillways and flow rate coefficient interval increases from 0.4 percent of dam labyrinth spillways to 0.65 on the compound spillways.

    Keywords: : hydraulic load, spillover’s discharge rate, combined polyhedron weirs, Effective length, Flow-3D
  • Jalal Zandi, Karim Solaimani *, Mahmood Habibnezhad Roshan, Ataollah Kavian Pages 52-67

    In this study, the effectiveness of wheat straw mulch and wood shred was investigated in order to reducing runoff and sediment yield from unit source micro-catchments. Three micro-catchments (one for control and two others for treatments) were selected with an area of 1/ha for each wich are located in upstream of Gheshlagh Dam in Kurdistan province. After the implementation of treatments (application rate of 3 ton. ha-1), each micro-catchment was equipped with one flume at its outlet to measure the runoff rate and turbidity during storm events across one-year sampling from 2014-2015. The result of RRE and SLRE showed that straw mulch and wood shred have reduced runoff by 24.54 and 13.24 percent, and sediment yield by 58.75 and 44.10 percent in comparison to the untreated micro-catchment, respectively. Wheat straw mulch showed better performance in reducing runoff and sediment than wood shred. This might be due to the twisted fibers of straw mulch, the formation of barrier against the flow, and filtration of sediment particles by straw.

    Keywords: Soil, Water Conservation, Unit source micro-catchment, Mulch, Sediment load, Gheshlagh Dam
  • Sedigheh Arvand, Mahdi Delghandi *, Zahra Ganji, Akbar Alipour Pages 68-81

    The increasing of urbanization and the increase of impervious areas in cities has as a consequence extreme flooding events, with increase in citizens’ problems and economical losses. In order to be able to overcome mentioned problems, computer models are an appropriate solution. The use of hydrological- model to simulate the runoff necessitates the proper calibration of the different parameters involved in the routed hydrograph. Therefore, In the present study, the Storm Water Management Model (SWMM5.0) was chosen to simulate quantity of runoff of an urban subcatchment, located in Neyshabur. Data from nine rainfall events were collected. the model was calibrated using six rainfall events and validated using three new events.  The model performance was evaluated based on the Normalized Root Mean Squared Error (NRMSE), Coefficient of Residual Mass (CRM), and EFFiciency of model (EFF). The results showed that the SWMM model could simulate accurately the shape of the hydrograph, the peak discharge and the time of peak. For validation events, values of NRMSE, EFF and CRM were 29.4%, 80% and -0.16 m3/s, respectively. Overall SWMM model was found to be a very useful modelling tool, which can be used for the simulation of urban runoff hydrographs. finally, the evaluated model used to simulate 2, 5 and 10-year return period flood.

    Keywords: urban hydrology, runoff, SWMM, Modeling
  • Mohsen Moslemzadeh, Saeed Farzin *, Hojat Karami Pages 82-97

    The purpose of this study was to investigate the effect of seasonal, non-seasonal and combined differentiations on the time series stability of Dez River’s monthly discharge for 60 years. Also, the effect of the stability level on the performance of SARIMA models in the prediction of the time series is investigated from different aspects. Out of 720 data, 80% are taken into account for the calibration and the rest for the validation period. First, the stability of the variance of time series was investigated and the necessary transformations were applied to stabilize the variance. Then, with the help of seasonal Mann-Kendall test, the average stability was evaluated and its results have been used to assess the existence of the process and the need for differentiation. Using seasonal, non-seasonal and combined differentiations, three new series have been created, whose stability with the original series have been investigated by analyzing the ACF graph and the generalized Dickey-Fuller test. In the following, the type and number of parameters required in the models are determined for each scenario.  The results indicate that when using combined differentiation, the number of models needed for review is severely reduced so that for modeling of series with seasonal differentiation, 196 and for modeling of combined differentiation series, only 16 models need to be investigated. While the outcomes of the best model of both types of differentiated series were almost the same, the best model of the seasonal differencing series, with the criteria of the assessment of MAE= 92.4, RMSE = 154.4 and R = 0.61 showed its superiority over the other models. Finally, the selected model namely SARIMA (4, 0, 4) (1, 1, 1)12 has been used to predict the river flow in the next 24 months.

    Keywords: differentiation, Stability, prediction, River Flow, SARIMA
  • Hamed Kaveh, Hadi Nazarifar, Amir Salari * Pages 98-112

    Estimation of reference evapotranspiration is one of the important components of water balance in each region and that is one of the effective factors in proper irrigation planning for improving water use efficiency. Among the methods that allow the estimation of variables on a regional scale, two methods of geostatistics and Theissen have key roles for land interpolation in extensive level. This study was conducted in Hamadan province. The best variograms was determined, which were the best fit for the exponential model in Kriging method. In the Theissen method's internal analysis, large values of errors are expanded for those stations located in the north-west and south regions, and the range of error variations is between 0.5% to 16%. But in the Kriging method, these errors are distributed in the north-west and south-west regions, while this method estimated better than Theissen's method, and the range of error variations is between 0% to 12%. Comparison of geostatistics and Theissen interpolation methods showed that in the scale of the seasonal, the geostatistical methods have a higher accuracy, but on an annual scale considering the ease of using the Theissen method, taking into account the accuracy required, there is the possibility of using Theissen's method.

    Keywords: : Geostatistics, Thiessen, evapotranspiration, Penman-Montith
  • Samira Gohari, Majid Rahimpour *, Kourosh Qaderi, MohammadMehdi Ahmadi Pages 113-126

    Optimization of water distribution networks, regardless of uncertainties of effective variables in design of network is unrealistic. Therefore, developing method based on uncertainties variables in water distribution network design is necessary. In this research, a model based on simulation-optimization approach (combination of genetic algorithm and EPANET software) with fuzzy variables has been developed. Also, water distribution networks without causing disruption in their Performance with level-1 redundant have been optimized. In this model, fuzzy nodal demands and fuzzy available nodal heads are characterised by triangular membership functions. Furthermore, desirable nodal heads are also considered as fuzzy and relationship between fuzzy available nodal heads and fuzzy desirable nodal heads is used to convert fuzzy constraints to crisp constraints. For validation of model, the program has been implemented for optimization of level-1 redundant water distribution single network with fuzzy demands then paid to the optimization Jangal water distribution network with fuzzy demands (under one pipe failure condition) as a case study. The result of this model shows the cost of optimal design of Level-1 redundant water distribution networks model with fuzzy demands regard of scale of network 30% to 70% is increases due to providing nodal heads to offset the one pipe failure condition from network.

    Keywords: water distribution networks, optimization, GA, Uncertainty, Fuzzy parameter
  • Farhad Yazdandoost *, MohammadMasoud Noruzi Pages 127-141

    To assess the role of non-conventional water in arid regions, an Operational toolbox was designed comprising an integrated allocation model and a decision support module. The Water Evaluation And Planning System (WEAP) was used to define and calibrate the existing conditions. Possible scenarios for water supply (including conventional and non-conventional water) and consumptions (including drinking, agriculture and industry) where examined under current and potential future scenarios. A multiple attribute decision-making tool was utilised to rank various scenarios. The toolbox was used in an arid catchment of Iran, where indiscriminate use of conventional water resources, has posed a dominating water shortage.The results of the various scenarios showed that there is no scope to increase in agriculture allocation while the industrial allocation may be increased provided the non-conventional water is utilised to a certain extent. The results obtained from the toolbox has indicated that water transfer from other catchments is not an attractive option compared to the use of non-conventional water The results imply the effective role of recycling for the industrial water allocation, and desalination for the drinking water supply management.

    Keywords: Brackish Water, Integrated Water Resources Management, MCDM, Non-conventional Water, Recycling water, Toolbox
  • Evaluation of “Supply and consumption”, and instability of water resources in Zayandeh-Rud River Basin
    Javad Etaat *, Saeid Salehian Pages 142-158

    Zayandeh-rud basin which is located in central Iran, is one of the areas with serious water instability problems. This research had studied water resources and the use of surface and underground waters on Zayandeh-rud Basin and its relation to instability of water resources in the basin. The method of this research is descriptive-analytic and is based on data analysis of water resources and water use. To evaluate water resources, water storage changes in Zayandeh-rud dam is studied, and the amount of drinking Water allocation, and also industry and agriculture sectors usage were studied. The research results show that Basin water resources have been decreasing in recent decades, while water consumption in the basin have had a different trend. Drinking water consumption has been increasing but water allocation to agricultural sector had substantially decreased. Instability of agricultural water resources has caused the river's course to dry out and also continuous flow of water is ceased and therefore many problems had arisen in relation to the allocation of water to agricultural sectors in the middle and lower area of the Basin. To compensate all of this instability and water shortage, farmers have drilled lots of wells and exploited too much underground water for agriculture, which has intensified the instability and shortage of water resources in the Basin. As this devastating cycle continues, environmental and human sustainability in the Basin will be in serious danger.

    Keywords: Water supply, uses, instability of water resources, Surface water resources, Groundwater resources, Zayandeh, Rud basin
  • Ehsan Mohammadi, Masoomeh Delbari *, Behrouz Abolpour, Omolbani Mohammadrezapour, Peyman Afrasiab Pages 159-174

    In traditional irrigation systems, inappropriate management of water allocation may lead to poor performance of the irrigation district, an increase in water losses, and a reduction in crop water productivity (CWP). Using optimization methods and nonlinear models along with the geographical information system (GIS) can improve the management of an irrigation district under uncertain condition. The objective of this study is to investigate the optimal water allocation and reasons for the CWP reduction in irrigation distribution district. To do so, in the first stage, those sites of water distribution district with the highest effects on CWP variability were identified. Then, the CWP was increased, later. For this purpose, fuzzy programming models and the possibility theory are used to prepare a water allocation plan for the irrigation system of Sistan Dam. The results show that the highest CWP of irrigation district for wheat fields is 0.45 kg/m3, which exist at the sites by the range of discharge losses in 360 to 400 L/m/hr. The analysis of these critical spots shows that the CWP values do not necessarily depend on crop productivity but they may depend on the management factors of irrigation district and the cultivated areas. Therefore, the spots with an optimized CWP could be considered as suitable patterns for increasing the management efficiency.

    Keywords: Productivity, Water allocation, fuzzy programming, Geographical information system, Water Distribution Managemen
  • Reza Dehghani Bidgoli *, Hamidreza Koohbanani, Mohammadreza Yazdani Pages 175-187
    Gradual or sudden subsidence of Earth's surface is one of the natural hazards with catastrophic consequences. Due to excessive extraction of underground water resources and the drop in piezometric levels in many of aquifers, ground subsidence is occurring at different speeds. InSAR techniques in areas where sufficient land is not available geodetic data, the way they move vertically as well as a wide range of displays. In this study of one coherent pair image of Sentinel 1 with an interval of 11 months was used to check the rate of subsidence in the plain of Semnan. After securing the high correlation between the two images, the original interferogram were prepared and the removal of unnecessary phases, phase shift is calculated and then became vertical component. The results show Semnan plain in most cases is more than 10 cm of subsidence. Generally, areas with high rates of subsidence near the city of Semnan in the East and South are up to 10 kilometers away from the city have been located. Because of this phenomenon centered in Semnan, it would be proper management of water resources in the region quickly reduce this phenomenon.
  • Meysam Abedinpour *, Reza Norooz Valashedi, Mojtaba Khoshravesh, Mahdi Mokari, Danial Ghorbani Pages 188-200
    Coastlines are one of the most important phenomenon in the surface of the earth, with a dynamic nature. Monitoring of coastal area is an important parameter for sustainable development and environmental protection. Coastal area monitoring requires the extraction of coastlines at different times. Today, data collection is considered as the most efficient source of information for the study of coastal landforms, tidal levels, coastline variation, and depth of the water. The purpose of this study was to estimate the changes in the coastline of the Miankaleh gulf area that is located on the southeast coast of the Caspian Sea, using remote sensing techniques. This study examines the qualitative and quantitative interpretation of coastline changes in the 44 years period. The main research tool is the MSS, TM, RVB, OLI and ETM+ Land Rover satellite images. The results of net changes show that, a deramatic rise was occurred in the gulf of Miankaleh. But after year of 1977, this trend was reversed. The coastal variation line with estimation of mean weighted suggests that, the study area was appears to be moderately antecedent, in the period of 44-year.
    Keywords: Mazandaran, Miankaleh, Remote Sensing, Monitoring of Changes, Wetland
  • Mina Aghajanzadeh Sarasakanroud, Javad Behmanesh *, Hossein Rezaie, Nasrin Azad Pages 201-219

    In the present research, the climate change effect on groundwater resources of Miandoab plain in West Azerbaijan province was investigated. In this direction, the scenarios including A1B, A2 and B1 via LARS-WG downscaling model and with applying the HadCM3 general circulation model and artificial neural network model in two different periods (2046-2065, 2080 -2099) were studied. For this purpose, monthly groundwater depths data of 25 piezometric wells in the Miandoab plain with a 10-year statistical period (2005-2014) and daily and monthly data of rainfall, minimum and maximum temperatures and sunshine hours of the Miandoab synoptic station in a 20-year statistical period (1995-2014) were used. The evaluation results of the observed and simulated data by the LARS-WG model, using different statistical indices indicates that there is no significant differences between simulated and observed values. The performance analysis of the artificial neural network model shows that the mentioned model has good and suitable accuracy in simulating the changes in groundwater depth in the studied plain. The results showed that the average depth of groundwater level in the first period (2046-2065) and the second period (2080-2099) increases 2.87% and 9.3%, respectively. In fact, considerable augmentation of temperature and consequently increasing the groundwater consumption cause to deeper depth of the groundwater.

    Keywords: Climate change, Groundwater depth, HadCM3, LARS-WG
  • Somayeh Emami, Yahya Choopan, Milad Kheiry Goje Biglo, Mosa Hesam * Pages 220-234

    Water scarcity especially in Iran and the recent drought, achieving a water policy is of important particular. Optimal water collocation under controlled and climatic and real conditions, in the past two decades, it has been one of the major concerns of researchers and engineers. The main purpose of this research is to use the imperialist competitive algorithm (ICA) to estimate and water allocation. the imperialist competitive algorithm is a new optimization algorithm and compared with other optimization has par or even higher ability to optimize a variety of issues. This algorithm for finding the optimal solution is speed. In other words, an optimal convergence rate is high and can find global optimized in optimization problems. In this study, ICA was used for optimizing water resources values from 1991 to 2003 agriculture years about the Sofi-Chay drainage network to achieve the most optimal policy. The results of the application of the ICA to the issue of water allocation and compared with genetic algorithm results indicate that the proposed method is very successful. The results showed that the results of the implementation of the ICA algorithm in comparison with the genetic algorithm are very close to the measured values of water allocated. The results showed that the results of the implementation of the ICA algorithm compared with the Genetic algorithm is very close to the measured values of water allocated. Also, the results showed that the lowest amount of water allocation in the 4th study area in 1997-2003 and the highest amount of water allocation in the 1st study area in 1991-1994 and 1998-1999. The results showed that the results of the implementation of the ICA algorithm in comparison with the genetic algorithm are very close to the measured values of water allocated. Also, the results showed that the lowest amount of water allocation in the 4th study area in 1997-2003 and the highest amount of water allocation in the 1st study area in 1991-1994 and 1998-1999. The results also indicate that generally, optimal water resource allocation between different parts (agriculture and services), 40% of the proceeds is recovering from the current situation.

    Keywords: Water Resources, optimization, Agriculture, Drought
  • Hajar Fazlolahi, Rohallah Fatahi, Kumars Ebrahimi * Pages 235-247

    Optimal water consumption and the supply & demand management would require a better focus on the economy of water resources. This study evaluates the effects of virtual water on the economic value of water resources using a mathematical model. The model has been applied to the Arak Plain, central Iran, for four strategic crops of wheat, barley, alfalfa and corn with three weighting methods of “cultivated area”, “water consumption volume”, and “income”. Meteorological and agricultural data, water consumption data as well as incomes and expenses of the water section in 2015-2016 were used in this research. Results show that the economic value of agricultural water resources in the Arak Plain increased for all the three weighting methods by considering the virtual water that led to substituting the products. Replacing alfalfa with sorghum would increase the economic value of water resources by 36.0%, 28.0%, and 40.5%, using the three weighting methods of “cultivated area”, “water consumption volume”, and “income”, respectively. Increasing the economic value of water resources is one of the main ways towards sustainable development and food security.

    Keywords: mathematical model, virtual water, water economic value, weighting
  • Mojtaba Abbasian, Ali Sardar Shahraki * Pages 248-261

    The water requirement of the urban district of Zahedan City in Iran is met by the transfer of water from Sistan Chah-Nimeh reservoirs that are themselves suffering from severe water crisis. So, the prediction of the urban demand for drinking water can greatly help managers and users of urban water systems to use sound management practices. The present paper uses the artificial neural networks of GMDH and RBF, as two vigorous tools for the analysis and modeling of nonlinear relationship, to estimate monthly demand for drinking water in Zahedan in 2017. The selected parameters include mean monthly temperature, relative humidity percentage, mean precipitation, sunny hours, and previous-month consumption rate. The results of comparing MSE and MAE indicators show that after studying different structures with various number of neurons and hidden layers, the GMDH neural network with three hidden layers that has one neuron in layer 1, three neurons in hidden layer 2, and three neurons in hidden layer 3 yields the best results for the predication of short-term demand for drinking water. The comparison of linear and nonlinear activity functions reveals that in output layer of GMDH and RBF neural models, the nonlinear functions outperform linear functions. As well, among the GMDH model, the models with nonlinear output show better performance than those with linear output. Also, it is shown that the expansion of the network structure cannot improve the results considerably.

    Keywords: Short-Term Forecast, Water Demand, Artificial Neural Network, RBF, GMDH
  • Abdolreza Mousavi, Karim Solaimani, Fatemeh Shokrian *, Sayed Hussein Roshun Pages 262-275

    Groundwater resources are considered as the most important sources of drinking water, agriculture and industry. investigation of quality changes and decreases is necessary in groundwater level due to excessive exploitation of these resources.In this research, investigated the spatiotemporal variations of groundwater quality parameters for drinking and agriculture in 18 wells during the statistical period of 1991-2015 in Lordegan plain of Chaharmahal and Bakhteyari province.The studied parameters were including Cl-, TH, TDS, Na+, SO4-2, SAR and EC. In order to estimating the semivariance model and determining the best interpolation method used the GS+ 5.1.1 software and RMSE and MBE criteria. Finally, spatial variation of parameters was calculated using IDW method in ArcGIS10.3 and parameters variations trend investigated using nonparametric Man-Kendall test in MAKESENS 1.0 software. The results showed that the TDS and TH parameter is better condition in plain than Cl-, Na+ and SO4-2 Also; in agricultural aspect the SAR and EC parameters have a very good condition during the statistical period in this plain. Trend analysis results showed that the TDS, TH, EC, SO4-2 and Cl- parameters have positive and SAR and Na+ have descended trend.

    Keywords: mann-kendall test, Trend Analysis, water hardness, Kriging
  • HamidReza Salemi, Sayed Moin Rezvani, Ali Ghadami Firouzabadi *, NiazAli Ebrahimipak Pages 277-288

    The water shortage and the recent droughts have revealed the necessity of paying attention on increasing the water productivity, more than done in the past. In this regard, using pressurized irrigation systems is recommended as alternatives for surface irrigation systems. So this study, in order to assess the system performance and water productivity in such systems, nine and ten of the existing sprinkler irrigation systems (constant classic and wheel move) were evaluated in Isfahan and Hamedan Provinces, respectively. The Potential and the actual application efficiency of the low quarter, the distribution uniformity and the Christiansen's coefficient of uniformity were determined. The Averages of PELQ, AELQ, CU and DU in Isfahan province were 61.5%, 58%, 66.8% and 75.8%, respectively and those of Hamedan province were 53.9%, 44.8%, 71.1% and 81.1%, respectively. By determining the average of water consumption and the crop yield, the averages of water productivity in Hamadan and Isfahan provinces were found 6.6kg.m-3 and 6.3kg.m-3, respectively. The averages of water consumption in the irrigated potato fields in Hamadan and Isfahan were 6745 m3/ha and 6298 m3/ha, respectively. The results of this study showed that in most of the studied fields, deficit irrigation has been happened. From the results of these assessments, it can be deduced that the main problems in the implementation of these systems are: inaccuracy of design, the mismatch of design criteria with the implementation phase, incorrect performance, insufficient users' knowledge and the lack of accordance between the amount of water used and the crop water requirement.

    Keywords: Pressurized irrigation, Utilization, water application efficiency, Water productivity