فهرست مطالب

مهندسی آبیاری و آب ایران - پیاپی 40 (تابستان 1399)

مجله مهندسی آبیاری و آب ایران
پیاپی 40 (تابستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/04/01
  • تعداد عناوین: 20
|
  • ایرج سعیدپناه*، سیامک طاهری صفحات 1-17
    در این پژوهش یک حل تحلیلی جدید به منظور مقایسه اثر ضریب قابلیت انتقال، ضریب ذخیره و نشت ویژه آبخوان های نشتی نامحدود و محدود در حالت جریان غیر دایمی آب های زیرزمینی با به دست آوردن یک حل دقیق ارایه شده است و این نتایج حاصل شد: 1- افزایش ضریب قابلیت انتقال، ضریب ذخیره و نشت ویژه آبخوان نشتی نامحدود و محدود، موجب کاهش مقدار افت سطح پیزومتریک می شود. 2-در همه آنالیزهای حساسیت بررسی شده مشاهده شد که در ضریب قابلیت انتقال، ضریب ذخیره و یا نشت ویژه یکسان، مقدار افت سطح پیزومتریک آبخوان نشتی نامحدود نسبت به آبخوان های نشتی محدود بیشتر است و مقدار افت سطح پیزومتریک آبخوان نشتی محدود 2 نسبت به محدود 1 بیشتر است. 3- افزایش ضریب قابلیت انتقال و نشت ویژه آبخوان نشتی نامحدود و محدود موجب می شود که جریان آب زیرزمینی زودتر به حالت دایمی برسد.4- افزایش ضریب ذخیره آبخوان نشتی نامحدود و محدود موجب می شود که جریان آب زیرزمینی دیرتر به حالت دایمی برسد. 5- در ضریب قابلیت انتقال، ضریب ذخیره و یا نشت ویژه یکسان، آبخوان نشتی نامحدود نسبت به محدود دیرتر به حالت دایمی می رسد و آبخوان نشتی محدود 1 نسبت به محدود 2 زودتر به حالت دایمی می رسد.
    کلیدواژگان: آبخوان نشتی، جریان غیر دائمی، ضریب قابلیت انتقال، ضریب ذخیره، نشت ویژه
  • مریم تیموری یگانه، علی آرمان* صفحات 18-32
    برآورد مقدار بار رسوبی که یک جریان مشخص قادر به حمل آن است، یکی از موضوعات اصلی تحقیقات رسوبی می باشد. رودخانه شاهرود واقع در استان قزوین یکی از رودخانه های مهم استان قزوین می باشد که نقش مهمی در تامین آب کشاورزی منطقه بخصوص تامین آب سد سفید رود دارد.در تحقیق حاضربا استفاده از مدل HEC-RAS به بررسی وضعیت فرسایش و رسوبگذاری رودخانه شاهرود پرداخته شد. همچنین با استفاده از دبی های حداکثر اندازه گیری با طول دوره آماری 25 ساله در ایستگاه هیدرومتری رجایی دشت واقع برروی رودخانه شاهرود و با استفاده از نرم افزار SMADA دبی با دوره بازگشتهای مختلف محاسبه وبرای شبیه سازی هیدرولیکی رود خانه مورد استفاده  قرار گرفت. در نهایت مدل برای  دبی 25 ساله (93/507 متر مکعب بر ثانیه) اجرا گردید. بعد از کالیبره نمودن مدل برای شرایط هیدرولیکی رود خانه و مدل سازی شرایط جریان شبه غیرماندگار اطلاعات شرایط مرزی و عمق نرمال به مدل معرفی شد با استفاده از رابطه های انتقال رسوب ، ظرفیت انتقال رسوب رودخانه شاهرود محاسبه شد. مقایسه بین نتایج بدست  آمده و داده های اندازه گیری شده نشان داد که معادله  ایکرز - وایت با داشتن متوسط خطای 16 درصد در بازه مورد بررسی نسبت به سایر توابع برآورد بهتری دارد.
    کلیدواژگان: رودخانه شاهرود، فرسایش ورسوبگذاری، مدل HEC-RAS
  • محمد همتی*، سهیلا علیزاده، مهدی یاسی، رسول ایلخانی پور صفحات 33-45
    طرح های توسعه منابع آب دارای اثرات زیست محیطی متعددی می باشند، که تغییر رژیم طبیعی رودخانه و کاهش جریان سطحی پایین دست از مهم ترین آن است. برآورد جریان زیست محیطی مورد نیاز، برای سلامت رودخانه ها و اکوسیستم های آبی پایین دست از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با توجه به اینکه رودخانه آجی چای تامین کننده 10 درصد سهم آب سطحی ورودی به دریاچه ارومیه است. لذا تامین و تخصیص نیاز آب زیست محیطی این رودخانه یک کار مهم بشمار می رود. هدف اصلی در این پژوهش، ارزیابی توزیع ماهیانه جریان زیست محیطی یک رودخانه شاخص با جریان دایمی (آجی چای در حوضه دریاچه ارومیه)، با استفاده از روش های اکو- هیدرولوژیکی می باشد. بطور کلی نتایج تحقیق حاضر نشان داد که برآورد جریان زیست محیطی از روش  FDC-shifting تطابق بهتری با پتانسیل جریان آجی چای و روش مدیریت زیست محیطی آن دارد. برای حفظ رودخانه آجی چای در حداقل وضعیت اکولوژیکی قابل قبول (کلاس مدیریت زیست محیطی C)، شدت جریان متوسط سالیانه معادل 52/1 مترمکعب بر ثانیه، باید در موقعیت ایستگاه  هیدرومتری آخولا (در کیلومتر 70 از دریاچه ارومیه)، برقرار باشد.
    کلیدواژگان: آجی چای، آخولا، اکولوژی، حوضه دریاچه ارومیه، کیفیت آب
  • پریسا آذر تکله، نازیلا کاردان*، محمدرضا امامی آزادی صفحات 46-63
    تجربه طولانی مدت احداث پل بر روی رودخانه ها، مهندسان را به این نتیجه رسانده است که در طراحی پل ها فقط در نظر داشتن مسایل سازه ای، زمین شناسی، موقعیت راه و پتانسیل ترافیک کافی نمی باشد بلکه باید اثر نیروهای هیدرودینامیکی را نیز مورد توجه قرار داد. در این تحقیق نیروهای هیدرودینامیکی وارد بر پایه پل با بررسی تاثیر مقطع هندسی پایه (دایره ای، مستطیلی گردگوشه و بیضی با نسبت L/B طول به عرض مختلف)، و تاثیر نسبت G/D (G فاصله لب به لب دو پایه) در گروه پایه ها با در نظر گرفتن اندرکنش سازه-سیال در نرم افزار آباکوس شبیه سازی شده است. نتایج حاصله نشان داد در مقطع بیضی به دلیل انطباق بیشتر با الگوی جریان نیروی درگ کمتری ایجاد می شود. همچنین در این مقطع افزایش نسبت L/B نیز موجب بهبود نتایج می گردد. در گروه پایه های در راستای هم، در مقطع دایره ای در فاصله کمتر از D5/2، پایه ها نظیر یک جسم صلب عمل می کنند. در این مقطع فاصله D2/3، به عنوان نسبت بحرانی شناخته شده و پس از این فاصله، ضریب درگ در هر سه پایه کاهش و به مقدار ثابتی رسیده است. فاصله بحرانی برای مقطع مستطیلی گردگوشه و بیضی به ترتیب برابر با D6/2، و D3/2 بوده و پس از آن ضریب درگ برای هر سه پایه برابر با ضریب درگ برای پایه منفرد می باشد.
    کلیدواژگان: آباکوس، پایه پل، پایه منفرد، گروه پایه ها، نیروی هیدرودینامیکی
  • محمدرضا گودرزی*، حسام گودرزی صفحات 64-78

    امروزه بکارگیری مدل های داده محور ابزارهای جدیدی برای شبیه سازی و مدلسازی در علوم مختلف می باشد. فرآیند بارش- رواناب از مهم ترین و پیچیده ترین پدیده ها در چرخه هیدرولوژی است. در این مطالعه ضمن معرفی مدل ترکیبی موجک-دسته بندی گروهی داده ها، کارایی آن جهت مدل سازی فرآیند بارش-رواناب حوضه آبریز قره سو مورد مطالعه قرار گرفت. در ابتدا سری های زمانی بارش و رواناب با استفاده از تبدیل موجک به چندین زیرسری تجزیه گشته تا بر ناایستایی آن غلبه گردد. سپس این زیرسری های زمانی به عنوان ورودی روش دسته بندی گروهی داده ها برای پیش بینی رواناب روزانه درنظر گرفته شده است. کارایی مدل ترکیبی با شاخص های ضریب تبیین (DC) و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) ارزیابی شدند. نتایج حاصل از مدل ها بیانگر آن است که بیشترین مقدار ضریب تبیین و مقدار ریشه میانگین خطا برای مدل منفرد GMDH به ترتیب 65/0 و 07/0 و برای مدل ترکیبی به ترتیب 91/0 و 05/0 است. دلیل برتری مدل ترکیبی نسبت به مدل منفرد ناشی از این است که مدل ترکیبی دسته بندی گروهی داده های موجکی، به جای استفاده از سری زمانی داده های بارش و رواناب در یک مقیاس کلی، از چندین زیرسری پردازش شده زمانی با درجات تجزیه مختلف به عنوان ورودی در مدل استفاده می نماید. همچنین نتایج نشان داد که مدل ترکیبی  Wavelet-GMDH در مقایسه با سایر مدل های ترکیبی مانند شبکه عصبی مصنوعی موجکی (WANN) به سبب عملکرد لایه ای مدل GMDH که دربرگیرنده ترکیبات دوتایی از متغیرهای ورودی است و با انتخاب تعداد نرون های بهینه در هر لایه حرکت به سمت داده های پیش بینی شده را جهت دهی می نماید، دارای کارایی و دقت بیشتری است.

    کلیدواژگان: روش دسته بندی گروهی داده ها، تبدیل موجک، تابع موجک، مدلسازی بارش-رواناب، حوضه آبریز قره سو
  • رستم صادقی تالارپشتی، کیومرث ابراهیمی*، عبدالحسین هورفر صفحات 79-92

    برآورد دقیق ضریب زوال آلودگی با توجه به تاثیر آن در مصرف اکسیژن محلول رودخانه ها از موارد مهم در مدیریت کیفیت منابع آب است. هدف مقاله حاضر برآورد ضریب زوال دو رودخانه تالار و بابلرود با اندازه گیری های میدانی و تدقیق روابط تجربی پرکاربرد در دو فصل بهار و تابستان است. پارامترهای کیفی شامل DO، BOD، pH، EC، نیترات، فسفات و درجه حرارت در رودخانه تالار در 5 ایستگاه به طول مقادیر 4 کیلومتر و در بابلرود در 3 ایستگاه به طول کل8/2 کیلومتر در ماه های اردیبهشت و مرداد 1397 اندازه گیری و ثبت شد. سپس برآورد ضریب زوال با استفاده از مدل تحلیلی استریتر فلپس برآورد شد. بر اساس نتایج در هر دو رودخانه مقدار ضریب زوال در تابستان بیشتر از بهار است. مقدار متوسط ضریب زوال در رودخانه تالار در فصل بهار 57/1 و در تابستان 11/6 و در بابلرود، در بهار 2/1 و در تابستان (1/day) 34/8 محاسبه شد.  همچنین بر اساس تغییرات شیب نمودار اکسیژن محلول بدست آمده در هر دو رودخانه، در فصل بهار اکسیژن محلول مقادیر بیشتر (متوسط تالار 47/7 و بابلرود 58/7 میلی گرم در لیتر) و در تابستان مقادیر کمتری (متوسط تالار 15/5 و بابلرود 93/5 میلی گرم در لیتر) داشته است. در رودخانه تالار مقدار BOD در فصل بهار 34/4 و در تابستان 9/7 میلی گرم در لیتر و در بابلرود در بهار 9/2 و در تابستان 2/3 میلی گرم در لیتر اندازه گیری شده که نشان دهنده افزایش آلاینده ها در فصل تابستان می باشد.

    کلیدواژگان: استریتر- فلپس، اکسیژن خواهی بیوشیمیایی، اکسیژن محلول، بازهوادهی، خودپالایی
  • مجتبی قره محمودلو*، مریم صیادی صفحات 93-111

    در این پژوهش به منظور بررسی کیفی آب رودخانه های گاماسیاب و قره سو واقع در استان کرمانشاه از اطلاعات یک دوره آماری 5 ساله در طی سال های 1397-1393 استفاده شد. جهت ارزیابی هیدروشیمی آب، ابتدا تیپ و رخساره هیدروژیوشیمیایی آب رودخانه ها با استفاده از نمودارهای استیف و پایپر تعیین شد. سپس براساس نمودار گیبس و نسبت های یونی عوامل کنترل کننده پارامترهای شیمیایی آب دو رودخانه مشخص گردید. همچنین به منظور تعیین فرآیندهای تاثیرگذار بر هیدروشیمی آب دو رودخانه از تحلیل عاملی و خوشه ای استفاده شد. در نهایت برای پیش بینی امکان انحلال و رسوب برخی از کانی ها از شاخص های اشباع استفاده شد. نتایج این پژوهش نشان داد که، در هر دو رودخانه تیپ و رخساره غالب بی کربنات کلسیت می باشند. همچنین عامل اصلی در تغییر کیفیت شیمیایی آب در هر دو رودخانه گاماسیاب و قره سو واکنش آب-سنگ می باشد. این عامل را می توان با توجه به نتایج حاصل از تحلیل عاملی و خوشه ای به انحلال (1) سازندهای کربناته و تبخیری و (2)  سازندهای دولومیتی در حوضه آبخیز دو رودخانه نسبت داد. هرچند که انحلال سازندهای کربناته با توجه به فراوانی و گسترش آنها در دو حوضه تاثیر پررنگ تری در تغییر شیمی آب دارد. بطوریکه باعث افزایش چشمگیر برخی از پارامترهای شیمیایی نظیر کلسیم، منیزیم و بی کربنات در آب این دو رودخانه و همچنین اشباع بودن آب آنها نسبت به آراگونیت، کلسیت و دولومیت ‎شده است. با توجه به سهم کم عامل دوم در تغییر پارامترهای شیمیایی، آب هر دو رودخانه نسبت به کانی های تبخیری نظیر گچ، هالیت و انیدریت در همه ایستگاه ها تحت اشباع می باشد.

    کلیدواژگان: اندیس اشباع، تحلیل عاملی، خوشه بندی سلسله مراتبی، کیفیت آب های سطحی، هیدروشیمی
  • سمیرا رضاپوریان قهفرخی، محمد مهدی احمدی*، کوروش قادری صفحات 112-123

    فرسایش دیواره بدلیل فرسایش سطحی در نتیجه نیروهای هیدرولیکی جریان و تخریب دیواره بدلیل اثرنیروی ثقل است. به این دلیل که میزان نیروی مقاوم دیواره در مقابل فرسایش با درصد اشیاع دیواره تغییر می کند، احتمال تخریب دیوار به احتمال بیشتر شدن نیروهای وارده به دیوار از نیروی مقاوم دیوار بستگی دارد. درجه اشباع دیوار رودخانه با افزایش تراز آب افزایش می یابد، بنابراین احتمال تخریب دیوار با احتمال وقوع سیلاب همبستگی دارد. بنابراین نرخ فرسایش دیواره رودخانه یک پدیده احتمالاتی است. در این تحقیق مدلی ریاضی برای پیش بینی میزان فرسایش دیواره رودخانه توسعه داده شده است. این مدل بر مبنای روش پیشنهاد شده توسط Duan (2005) می باشد. از مدل توسعه داده شده برای محاسبه میزان فرسایش در یک محدوده ی پیچان رودی از رودخانه زاینده رود استفاده گردیده است. نتایج خروجی از مدل، نرخ فرسایش 4/0 متر بر سال دیوار رودخانه را برآورد نموده است که نشان دهنده ناپایداری رودخانه در این محدوده است.

    کلیدواژگان: دینامیک رودخانه، مهاجرت رودخانه، زاینده رود، فرسایش، مدل ریاضی
  • سید مصطفی اشرفی، خلیل اژدری*، سید حسین حسینی، صمد امامقلی زاده صفحات 124-140

    نشت آب از پی سدهای انحرافی و اهمیت کنترل آن، همواره مورد توجه محققین بوده است. در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی، عددی و تحلیلی نشت آب و راه های کنترل آن پرداخته شده است. نتایج نشان داد که استفاده از کف بند و پرده آب بند تاثیر زیادی در کاهش دبی نشت داشته، به طوری که برای مدل کف بند با دو پرده آب بند، به ازای هد بالادست 47 سانتی متر، مقدار دبی نشت 60% کاهش نشان داد و وقوع پدیده جوشش را به تاخیر انداخت. بررسی ها نشان داد که دبی خروجی با عمق آب بالادست رابطه خطی داشت. استفاده از یک پرده آب بند در پی سد نیز بهترین عملکرد را در کاهش نیروی زیرفشار از خود نشان داد که حدود 22% آن را کاهش داد. همچنین کاربرد دو پرده آب بند و کف بند علاوه بر کنترل پدیده جوشش، مقدار گردیان خروجی را به ازای هد بالادست 75 سانتی متر تا 763/0 کاهش داد. اعمال مدل کف بند و پرده آب بند به لحاظ اقتصادی جایگزین مناسبی برای مدل کف بند و دو پرده آب بند می باشد. مدل عددی نیز مطابقت قابل قبولی با مدل آزمایشگاهی در شبیه سازی گرادیان خروجی، نیروی زیرفشار و دبی نشت داشت به طوری که در تمام مدل ها مقدار خطا کمتر از 5% بود. با نزدیک تر شدن پرده آب بند به مرکز کف بند، شکل خط جریان در زیر کف بند همگن تر شد که نتیجه آن تغییرات یکنواخت پتانسیل در زیر کف بند می باشد. همچنین نتایج موجود با مدل های تحلیلی مختلف مقایسه شد و تیوری خوسلا بیشترین مشابهت را با نتایج آزمایشگاهی و عددی نشان داد.

    کلیدواژگان: پرده آب بند، دبی نشت، کف بند، گرادیان خروجی، مدل آزمایشگاهی و عددی، نیروی زیرفشار
  • مریم محمدزاده، مهدی همایی*، صفورا اسدی کپورچال، مهناز اسکندری صفحات 141-163
    شوری منابع آب و خاک یکی از مهم ترین عوامل در کاهش عملکرد گیاهان در مناطق خشک و نیمه خشک است که رشد و توسعه گیاهان را محدود می نماید. یکی از راهکارها برای غلبه بر مشکل شوری خاک، آبشویی آن است. ارزیابی مقدار آب مورد نیاز در این فرآیند، صرفه جویی در مصرف آب و استفاده بهینه از منابع آبی به منظور مدیریت صحیح آب از پراهمیت ترین موارد در اجرای آبشویی است. هدف از این پژوهش، بررسی مدل های نظری برای شبیه سازی شوری نهایی و مقایسه آن با مقادیر واقعی بود. بدین منظور آزمایش های اصلاح خاک های شور و سدیمی در منطقه جفیر در دشت خوزستان به روش مزرعه ای از طریق استوانه های مضاعف انجام پذیرفت. در تمام آزمایش ها، آبشویی به روش غرقاب متناوب تا عمق 150 سانتی متر خاک با کاربرد 100 سانتی متر آب آبشویی و تناوب 25 سانتی متری صورت پذیرفت. چهار مدل نظری آبشویی شامل سری مخازن (SRM)، مدل حل عددی (NM)، مدل ستون پیوسته (TPTM) و مدل مخزن با مجرای فرعی (SRBM) به منظور پیش بینی شوری نهایی خاک و مقایسه آن با مقادیر واقعی انتخاب شدند. نتایج نشان داد دو مدل سری مخازن و مخزن منفرد کارایی بیشتری داشته اند. در نهایت، هرچند که به ازای عمق های مختلف آب آبشویی، عملکرد مدل های مورد بررسی متفاوت بوده، لیکن با توجه به پایین تر بودن آماره های RMSE و RMSEn در مدل سری مخازن نسبت به سایر مدل ها، این مدل برای پیش بینی نتایج حاصل از آبشویی و اصلاح خاک منطقه مورد مطالعه مناسب تر بوده و شوری نهایی را با دقت بیشتری برآورد می کند.
    کلیدواژگان: آبشویی، خاک شور، خاک سدیمی، مدل سازی
  • مهران صابری تنسوان، زهرا گنجی نوروزی*، مهدی دلقندی، وجیهه درستکار صفحات 164-177

    یکی از منابع خطا در شبیه سازی سیل تخمین زبری است. در این مطالعه به کمک نرم افزارهای HEC-RAS، GIS و  HEC-GEORAS سیل بر روی رودخانه های اترک علیا، چایلق، گلیان و بخشی از رودخانه اترک با زبری های مختلف شبیه سازی شد و آنالیز حساسیت پارامترهای سیل از قبیل سطح سیل گیر، عمق و سرعت، نسبت به تغییر ضریب زبری برای سیلاب با دوره بازگشت های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد به عنوان نمونه برای دوره بازگشت 100 ساله به ازای افزایش 10 درصدی ضریب زبری، عمق و سطح سیل گیر هر کدام حدود 1/1 درصد افزایش یافته و  سرعت حدود 4 درصد کاهش یافته است. همچنین به ازای کاهش10 درصدی ضریب زبری، تغییرات عمق، بسیار ناچیز بوده اما سطح سیل گیر 1/1 درصد کاهش یافته و  سرعت حدود 3/8 درصد افزایش یافته است. همچنین مشخص شد که پارامتر سرعت جریان به تغییر زبری واکنش بیشتری نسبت به عمق و سطح سیل گیر دارد و عمق جریان کمترین وابستگی به میزان تغییر ضریب زبری را داشت، به طوریکه به ازای کاهش ضریب زبری بیش از 10 درصد، تغییرات عمق بسیار اندک بود. این روند برای همه دوره برگشت ها تقریبا مشابه می باشد.

    کلیدواژگان: پهنه بندی سیلاب، روندیابی، سرعت جریان، HEC-RAS
  • امید طیاری*، عباس حاجی پور صفحات 178-187

    استان کرمان با متوسط بارندگی 130 میلیمتر در سال جزو استان های خشک محسوب می شود . لذا تولید حداکثر محصولات گیاهی با مصرف حداقل آب از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد. یکی از راه های استفاده بهتر و بیشتر از آب در بخش کشاورزی، بالا بردن ظرفیت نگهداری آب در خاک و جلوگیری از نفوذ عمقی آن می باشد . استفاده از هیدروژل های سوپر جاذب از روش های جدیدی است که تحقیقات زیادی در مورد آن انجام گرفته است. در راستای این تحقیقات در یک آزمایش گلخانه ای اثر تیمارهای نوع خاک، درصد رطوبت و میزان سوپر جاذب در قالب طرح کامل تصادفی فاکتوریل با سه فاکتور، نوع خاک (سبک و سنگین)، درصد رطوبت (در سه سطح 40٪، 60٪ و 80٪) و میزان سوپر جاذب (در 5 سطح 0، 100، 200، 400 و 800 کیلوگرم در هکتار) ، روی ارتفاع و سطح برگ گیاه ذرت مورد مطالعه و بررسی قرار گرفتند. اثر تیمار نوع خاک، درصد رطوبت و میزان سوپر جاذب بر ارتفاع گیاه و آماس برگ نسبت به شاهد تفاوت معنی دار نشان داد. بهترین نتایج صفات رویشی گیاه از میزان مصرف 400 کیلو سوپر جاذب در خاک سبک با 60 درصد رطوبت بدست آمد. در نهایت از کاربرد سوپر جاذب در خاک های سبک با رطوبت60درصد بهترین نتیجه رشد و نمو ذرت بدست آمد.

    کلیدواژگان: سوپر جاذب، ذرت، نوع خاک، میزان رطوبت، طرح کامل تصادفی
  • محمد فاریابی صفحات 188-207

    در این تحقیق عوامل موثر بر کیفیت و آلودگی نیتراته آب زیرزمینی دشت زیدون در استان خوزستان بررسی شده است. به این منظور از 25 حلقه چاه کشاورزی نمونه برداری شده و سپس پارامترهای شیمیایی نمونه های آب (شامل کل جامدات محلول، دما، کاتیون ها و آنیون های اصلی) اندازه گیری شده است. جهت بررسی عوامل موثر بر کیفیت آب زیرزمینی از دیاگرام های ترکیبی، شاخص اشباع کانی ها و روش آماری تحلیل عاملی استفاده شده است. نتایج این تحقیق نشان داد که آب زیرزمینی در بخش وسیعی از منطقه مورد مطالعه کیفیت نامناسبی دارد. به طوری که میزان شوری آب زیرزمینی در بخش های میانی و شمالی دشت بیش از 3000 میکروموهس بر سانتی متر می رسد. غلظت یون های سدیم و کلراید نیز در این مناطق به ترتیب بیش از 400 و 550 میلی گرم در لیتر است. از لحاظ آلودگی نیتراته، آغشتگی و آلودگی آب زیرزمینی در بخش مرکزی و شمالی منطقه مشاهده می شود. میزان غلظت یون نیترات در این مناطق بین 15 تا 100 میلی گرم در لیتر متغیر است. با توجه به نتایج حاصله مهمترین عوامل موثر بر کیفیت آب زیرزمینی، واکنش بین آب و سازندهای زمین شناسی و آلودگی توسط فعالیت های کشاورزی و فاضلاب های خانگی هستند.

    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، کیفیت شیمیایی، آلودگی نیتراته، دشت زیدون
  • فریبا نیرومندفر، حسین خزیمه نژاد*، عباس خاشعی سیوکی صفحات 208-226
    منابع آب زیرزمینی در ایران به ویژه در دشت های کویری استان خراسان جنوبی به دلیل خشکسالی، افزایش تعداد چاه های کشاورزی و برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی وضعیت مطلوبی ندارند و با خطر تخریب و افت دایم سطح آب مواجه اند. هدف اصلی این پژوهش، بررسی عوامل موثر بر روند افت تراز آب زیرزمینی در دشت سرایان (ممنوعه بحرانی)، واقع در استان خراسان جنوبی بوده است. در این پژوهش تلاش شده است تا با استفاده از روش های پایش خشکسالی SPI و GRI و میانگین متحرک، اثر بارندگی و خشکسالی افت تراز آب زیرزمینی دشت سرایان بررسی شود. همچنین با استفاده از نرم افزار Arc GIS نقشه های هم افت و هم عمق برای سال های قبل و بعد از نصب کنتور هوشمند چاه های پیزومتری دشت رسم گردید. نتایج نشان از این دارد که در بازه زمانی 4 ساله بعد از نصب کنتور هوشمند نسبت به بازه زمانی 4 ساله قبل از نصب کنتور هوشمند، روند میزان افت حجم آبخوان به اندازه 36/14 درصد کاهش یافته است. هیدروگراف تراز آب زیرزمینی نیز نشان داد در طی 23 سال به میزان 25 متر سطح آب کاهش یافته است. مهم ترین عوامل موثر بر افت آب زیرزمینی در دشت سرایان بر برداشت بی رویه از آب زیرزمینی، تاثیر خشکسالی های متوالی و در نتیجه کاهش تغذیه آبخوان تعیین گردید.
    کلیدواژگان: SPI، GRI، کنتور هوشمند آب، افت، برداشت بی رویه، دشت سرایان
  • آرش تافته*، ناصر دواتگر، سینا ملاح صفحات 227-238
    مدیریت مناسب آب در شبکه های آبیاری و زهکشی بدون پهنه بندی نیاز آبی گیاهان درسطح کلان امکان پذیر نیست. در این مطالعه که در پایلوت های اجرایی موسسه تحقیقات خاک و آب کشور در خوزستان انجام پذیرفت با استفاده از اطلاعات هواشناسی موجود در استان تبخیر-تعرق مرجع و نیاز آبی گیاه گندم در پایلوت های اجرایی تعیین و در نهایت روش های مختلف پهنه بندی مانند روش رگرسیونی، روش وزنی عکس فاصله و روش کوکریجینگ مورد ارزیابی قرار گرفتند. همچنین معادلات رگرسیونی نمایی و لگاریتمی که جواب مناسب تری را ارایه می دادند نیز مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله واسنجی این روابط 8 و 16 درصد خطا داشتند و نشان می دادهند که متغیر تبخیر-تعرق و نیاز آبی نسبت به پارامتر ارتفاع دارای همبستگی معنی داری بوده و لذا این دو متغیر دارای پیسوتگی مکانی بوده و بر اساس تغییرات ارتفاعی روند معنی داری را از خود نشان می دهند.  در مرحله ارزیابی بین روش های بکار رفته نتایج نشان داد که روش کوکریجینگ دارای ضریب همبستگی82/0و شاخص توافق  66/0، میانگین ریشه مربعات خطای 9/22 و میانگین نرمال ریشه مربعات خطای 05/0 با خطای نرمال 5 درصد کمترین خطا را در برآورد نیاز آبی گندم نسبت به سایر روش های این مطالعه داشته و با استفاده از این روش می توان با دقت مناسبی پهنه بندی نیاز آبی را انجام داد. با استفاده از این نقشه های بدست آمده می توان دید مناسبی از تغییرات نیاز آبی گندم داشت و الگوی کشت را بر اساس آن مدیریت نمود.
    کلیدواژگان: خوزستان، روش کوکریجینگ، روش وزنی عکس فاصله، سامانه اطلاعات جغرافیایی، معادلات رگرسیونی
  • محمدرضا نیک پور*، سجاد عبداللهی اسدآبادی صفحات 239-255
    بارش یکی از مهم ترین رخدادهای هیدرولوژیکی بوده و پیش بینی آن می تواند به عنوان یک ابزار کاربردی در بهره برداری و مدیریت بهینه منابع آب مورد استفاده قرار گیرد. در پژوهش حاضر از مدل های شبکه عصبی مصنوعی (ANN) و موجک- عصبی (WANN) برای شبیه سازی بارش ماهانه در ایستگاه های سینوپتیک منتخب استان اردبیل شامل اردبیل، خلخال، مشگین شهر و پارس آباد طی دوره آماری مشترک 225 ماهه در سال های 1395-1375 استفاده شد. برای پیش بینی کوتاه مدت بارش ماهانه (یک ماه بعد) سناریوهای مختلف بر اساس تاخیرهای بارش تعریف شد. نتایج بیانگر عملکرد قابل قبول و برتری مدل WANN با بیشترین ضریب تعیین (R2) وکمترین ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) برای همه ایستگاه ها و به ازای بهترین الگو در مرحله صحت سنجی بود. مقادیر R2 و RMSE برای ایستگاه اردبیل به ترتیب برابر 88/0 و 13/7 میلی متر، ایستگاه خلخال برابر 91/0 و 03/6 میلی متر، ایستگاه مشگین شهر برابر 92/0 و 57/6 میلی متر و برای ایستگاه پارس آباد برابر 87/0 و 56/8 میلی متر به دست آمد. در همه ایستگاه ها، اعمال سناریوی ترکیبی تاخیرهای بارش، کمینه و بیشینه دما توسط مدل برتر (مدل WANN) باعث بهبود جزیی نتایج مدل گردید اما هزینه محاسباتی مدل را نیز به مراتب افزایش داد. هم چنین در همه ایستگاه ها، اضافه شدن رطوبت نسبی و سرعت باد به عنوان متغیرهای ورودی تا حدودی باعث کاهش عملکرد مدل شد. نتایج کلی پژوهش حاضر نشان داد که با استفاده از مدل WANN به همراه تاخیرهای مناسب بارش در مقیاس زمانی ماهانه، می توان بارش ماهانه (ماه آینده) ایستگاه های منتخب استان اردبیل شامل اردبیل، خلخال، مشگین شهر و پارس آباد را با دقت قابل قبول پیش بینی نمود.
    کلیدواژگان: : استان اردبیل، بارش ماهانه، تاخیرهای بارش، شبکه عصبی مصنوعی، موجک- عصبی
  • علی دهقانی، سمیه امیرتیموری*، محمدرضا زارع مهرجردی صفحات 256-269

    کاهش نزولات جوی و استحصال بی‏رویه از منابع آب زیرزمینی دشت شهداد سبب تغییرات شدید در نظام بهره ‏برداری از منابع آب منطقه شده است. آب یکی از مهم‏ترین نهاده ‏ها برای تولید محصولات کشاورزی به‏ شمار می‏رود و مدیریت کارآی این نهاده‏ی کمیاب یکی از زمینه‏ های مهم توسعه کشاورزی محسوب می‏شود. لذا هدف این مطالعه، شناسایی اثرات سیاست‏های قیمتی و غیرقیمتی آب آبیاری بر الگوی‏ کشت و سود ناخالص کشاورزان بخش شهداد از توابع شهرستان کرمان است. سیاست‏ قیمتی آب آبیاری (افزایش هزینه ‏های استحصال آب از طریق افزایش هزینه برق مصرفی) تحت سناریوهای 25، 50، 75 و100 درصد و سیاست غیرقیمتی آب آبیاری (کاهش آب در دسترس کشاورزان) با پیش فرض‏های، 5، 10 و 15 درصد در نظر گرفته شد. به‏ منظور تحقق اهداف مطالعه، از مدل برنامه‏ ریزی ریاضی مثبت با تابع هزینه درجه دوم و تابع تولید با کشش جانشینی ثابت استفاده شد. داده ‏های مورد نیاز با استفاده از روش نمونه ‏گیری تصادفی ساده و تکمیل 106 پرسش‏نامه در سال زراعی 96-1395 جمع‏آوری گردید. نتایج به ‏دست آمده نشان داد که با اتخاذ سیاست قیمتی آب آبیاری، سطح زیرکشت محصولاتی که مصرف آب کمتری دارند، افزایش و سطح زیرکشت سایر محصولات منتخب، کاهش می‏یابد. سود ناخالص مدل تحت سناریو 100 درصد افزایش هزینه‏ های استحصال آب، 26 درصد کاهش خواهد یافت. اتخاذ سیاست غیرقیمتی آب آبیاری تحت سناریوی 15 درصد، سبب کاهش سطح زیرکشت همه‏ی محصولات منتخب می‏شود و با اعمال این سناریو، سود ناخالص مدل، 48 درصد کاهش می‏یابد. بنابراین اتخاذ سیاست‏های مکمل مانند افزایش قیمت محصولات، استفاده از ارقام با عملکرد بالا و به ‏کارگیری سیستم ‏های نوین آبیاری هم‏زمان با اجرای این سیاست، توصیه می‏شود.

    کلیدواژگان: : بخش شهداد، برنامه ریزی ریاضی مثبت، تابع تولید با کشش جانشینی ثابت، تابع هزینه درجه دوم
  • فاطمه شفیعی*، فاطمه جعفری صیادی، پریسا نوری درزیکلایی صفحات 270-286

    بخش کشاورزی بزرگترین مصرف کننده آب است و از آنجایی که طی سال های اخیر با تغییرات اقلیمی و به دنبال آن وقوع خشکسالی، بحران آب به عنوان نخستین پدیده بحرانی در سطح جامعه شناخته می شود، مدیریت و افزایش کارایی مصرف آب، موثرترین راه در استفاده مطلوب و بهینه از منابع آب موجود در بخش کشاورزی است. هدف این مطالعه، شناسایی چالش ها و الزامات در مدیریت بهینه آب کشاورزی در استان مازندران بود. این پژوهش به صورت کیفی با استفاده از فن دلفای برای دستیابی به توافق گروهی انجام شد. جامعه آماری این تحقیق را 23 نفر از کارشناسان و متخصصان موضوعی تشکیل دادند. این تحقیق در سه مرحله انجام شد که در نهایت 29 چالش و 24 الزام به وسیله متخصصان معرفی شدند. پس از حذف گویه هایی که کمتر از 80 درصد نسبت به آنها توافق جامع وجود داشت، 17 چالش و 17 الزام بدست آمد که مهمترین چالش ها شامل عدم انتخاب الگوی کشت متناسب با اقلیم هر منطقه و عدم استفاده از سامانه آبیاری نوین و مهم ترین الزامات هم شامل استفاده از مکانیزاسیون کشاورزی و روش های نوین آبیاری و توجه به نقش آموزش و ترویج کشاورزی بودند.

    کلیدواژگان: روش دلفای، مدیریت آب، متخصصان، کشاورزی
  • وحید شهابی زاد، آرش کاغذلو، علی دیندارلو* صفحات 287-298

    یکنواختی توزیع آب یکی از مهم ترین عوامل ارزیابی سامانه های آبیاری است. هدف از این تحقیق بررسی راندمان یکنواختی پخش یا ضریب کریستین سن (CU) و ضریب یکنواختی توزیع (DU) در سامانه آبیاری عقربه ای با فواصل مختلف قوطی های اندازه گیری در راستای شعاعی و به دست آوردن رابطه بین این دو ضریب است. به این منظور سه سناریو در آرایش چیدمان قوطی ها برای ارزیابی دستگاه عقربه ای مستقر در کشت و صنعت مگسال قزوین در نظر گرفته شد. در سناریو اول فواصل 60 قوطی در راستای شعاعی 5 متر، در سناریو دوم مساحت تحت آبیاری سامانه، به 60 دایره مساوی متحدالمرکز تقسیم شد و که محل قرارگیری هر قوطی حد وسط فاصله بین دایره های متحدالمرکز بود و در سناریوی سوم 15 قوطی اول به فاصله 10 متر، 20 قوطی دوم به فاصله 5 متر و 25 قوطی سوم به فاصله 2 متر در راستای شعاعی قرار گرفت. در حالت اول تمام آبپاش ها سالم و در حالت دوم جهت بررسی اثر آرایش قوطی‏ها در ضرایب CU و DU، 30 آبپاش مسدود شد. نتایج حاصل از پژوهش نشان داد که در حالت اول ضرایب CU و DU برای سناریو اول به ترتیب 4/84 و 79، برای سناریو دوم 9/83 و 8/74 و برای سناریو سوم 9/80 و 5/73 و در حالت دوم ضرایب CU و DU برای سناریو اول به ترتیب 1/75 و 3/65، برای سناریو دوم 8/77 و 8/64 و برای سناریو سوم 4/82 و 7/73 به دست آمد. در آبیاری عقربه‏ای ازآنجاکه قوطی‏ها دارای وزن می‏باشند نمی‏توان از فرمول‏های روش آبیاری بارانی کلاسیک استفاده نمود. در این تحقیق با استفاده از اندازه‏ گیری های صورت گرفته CU و DU در سامانه عقربه ای مورد مطالعه و همچنین یافته‏ های دیگر محققین یک رابطه رگرسیونی خطی با ضریب تعیین 89/0 بین CU و DU در آبیاری عقربه‏ای به دست آمد. که با استفاده از این رابطه می‏توان حجم محاسبات Du در آبیاری عقربه‏ای را کاهش داد

    کلیدواژگان: آبیاری عقربه ای، ضریب یکنواختی پخش، ضریب یکنواختی توزیع، ارزیابی
  • بختیار کریمی*، شلیر صولت صفحات 299-314
    شبیه سازی توزیع و توزیع مجدد رطوبتی در خاک و همچنین آگاهی از ابعاد پیاز رطوبتی می تواند به عنوان یکی از معیارهای بهبود طراحی سیستم آبیاری قطره ای مورد توجه باشد. جهت انجام آزمایش های این تحقیق از یک مدل فیزیکی پلکسی گلاس شفاف با ابعاد  (3m×1.22m×0.5m) استفاده شد. در این تحقیق از سه نوع بافت (متوسط، سنگین و سبک) مجزا استفاده گردید. همچنین دبی قطره چکان ها با زمان آبیاری 6 ساعت و با مقادیر 4/2 و 4  لیتر بر ساعت اعمال گردید. در این تحقیق با استفاده از داده های به دست آمده از مطالعات آزمایشگاهی و با استفاده از آنالیز رگرسیون غیر خطی (با استفاده از نرم افزار اکسل 2010، Toolbar Solver)، یک مدل تجربی به منظور پیش بینی توزیع و توزیع مجدد افقی جبهه رطوبتی برای سیستم آبیاری قطره ای سطحی ارایه گشت. به طور مشابه شعاع خیس شده پیاز رطوبتی (در فاز توزیع و توزیع مجدد رطوبت) در اعماق مختلف با بهینه کردن ضرایب پیش بینی شده و متناسب با آن شکل کامل پیازرطوبتی برآورد شد. نتایج ارزیابی عملکرد مدل های پیشنهادی نشان داد که مقادیرR2 بین 7/0 تا 89/0، شاخص آماری RMSE بین 54/1 تا 3 سانتیمتر و مقادیر MAE نیز بین 38/1 تا 6/2 سانتیمتر برای فاز توزیع، نوسان دارد. همچنین شاخص های R2 بین6/0 تا 92/0، RMSE بین 15/2 تا 93/3 سانتیمتر و MAE نیز بین 7/1 تا 67/3 سانتیمتر در فاز توزیع مجدد رطوبت، متغیر است. با مقایسه نتایج بین مقادیر اندازه گیری شده و شبیه سازی شده می توان نشان داد که مدل های پیشنهادی توانایی قابل قبولی در پیش بینی شکل جبهه رطوبتی در هر دو فاز توزیع و توزیع مجدد را دارند.
    کلیدواژگان: قطره ای سطحی، توزیع مجدد رطوبت، پیاز رطوبتی، مدلسازی
|
  • Iraj Saeedpanah *, Siamak Taheri Pages 1-17
    In this study with respect to the sensitivity analysis of transmissibility coefficient, storage coefficient and specific leakage of infinite and finite leakage aquifers in the unsteady flow state of groundwater, which was carried out using an analytical method, these results were obtained: 1. Withincreasing the coefficients of transmissibility, storage and specific leakage of infinite and finite leakage aquifer, the drawdownreduces. 2. In all of the examined sensitivity analysis, it was observed that the drawdown of infinite leakage aquifer is more than the finite leakage aquifer and the drawdown of finite leakage aquifer 2 is more than the finite leakage aquifer 1. 3. With increasing the transmissibility coefficient and specific leakage of infinite and finite leakage aquifer, the groundwater flow reaches earlier to steady state. 4. With increasing the storage coefficient of infinite and finite leakage aquifer, the groundwater flow reaches later to steady state. 5. Infinite leakage aquifer reaches the steady state later than the finite leakage aquifer and finite leakage aquifer 1 reaches the steady state earlier than the finite leakage aquifer 2.
    Keywords: Leakage aquifer, Unsteady flow, Transmissibility coefficient, storage coefficient, Specific leakage
  • Maryam Teymoori Yeganeh, Ali Arman * Pages 18-32
    Estimating the amount of sediment load that a specific stream can carry is one of the main subjects of sedimentary research. Shahroud River in Qazvin province is one of the important rivers in Qazvin Province which plays an important role in providing agricultural water in the region, especially providing water to the Sefid Rud dam. In this study, using the HEC-RAS model to study the erosion and sedimentation status of Shahrood River paid. Also, using maximum discharge measurements with a 25-year statistical period in Rajai Dasht hydrometric station located on Shahroud River and using Smada software discharg with different return periods and for calculating the hydraulic modeling of the river, were used. Finally, the model was run for 25 years (507.93 cubic meters per second). After calibrating the model for river hydraulic conditions and modeling inappropriate inappropriate flow conditions, the boundary information and depth were introduced into the model. Using the transfer of sediment ratios, the sedimentation capacity of Shiroud River was calculated. Comparison between the obtained results and the measured data showed that the Ackers-White equation with a mean error of 16% in the range was better than other functions.
    Keywords: Shahroud River, Erosion, HEC-RAS model
  • Mohammad Hemmati *, Soheyla. Alizadeh, Mehdi Yasi, Rasoul Ilkhanipour Pages 33-45
    Development of water resources projects are accompanied by several environmental impacts, among them, the changes in the natural flow regime and the reduction of downstream water flows. The assessment of environmental flow requirements in a river eco-system is a challenging practice. Ajichay River is the most important river of Urmia Lakes Basin, Providing 10% of entrance surface water flow to the lake. Therefore, Provision of environmental water requirements of this river is to be an important task. The main aim of the present study was to use different Eco-hydrologic methods to determine the environmental flow requirements in a typical perennial river, the Ajichay River. The overall results indicate that the FDC Shifting method is well adapted to the river condition. In order to maintain the Ajichay River at minimum acceptable environmental status (i.e. Class C of the River environmental management), an average annual flow of 1.52 m3/s is to be allocated along the river in the Akhula Station, located 70 km upstream from the Urmia Lake.
    Keywords: Ajichay river, Akhula, ecology, Urmia Lake Basin, Water Quality
  • Parisa Azar, Nazila Kardan *, Mohammadreza Emami Azadi Pages 46-63
    The long term experience of bridge constructing on rivers has led to conclude that in designing of bridges, only consideration of structural issues such as, geology, road conditions and traffic potential are not enough, and also, the effect of the hydrodynamic forces must be considered in designing of river bridges. In this research, the hydrodynamic forces that entered on bridge piers has been simulated with ABAQUS software to investigate the effect of different shapes of cross-section such as circular, semi-circular rectangular and elliptical with different L/B ratios, Reynolds number in both single piers and group piers with different G/D ratios (G shows the side by side distance of two piers) with respect to the fluid-structure interaction. It was concluded that the drag and lift forces considerably decrease because the cross-section shape has high adaption with the flow patter. So, the minimum drag force is shown in elliptical cross-section. In this cross-section, with increasing the L/B ratio, the drag coefficient also was decreased. In the group piers with tandem arrangement and circular cross-section, the two cylinders behave like a single body when L/D ratio is less than 2.5. In this cross-section, the L/D ratio of 3.2 is known as the critical spacing (L/D)c, and then after this spacing, the drag coefficient is decreased in three piers. The critical spacing is 2.6 and 2.3 for semi-circular rectangular and elliptical cross-sections respectively. After this spacing, the drag coefficient of each three piers in tandem arrangement is equal to the single pier one.
    Keywords: ABAQUS, bridge pier, Single pier, Group piers, Hydrodynamic Forces
  • Mohammadreza Goodarzi *, Hesam Goodarzi Pages 64-78

    Rainfall-runoff process is one of the most important and complex phenomena in the hydrological cycle. Therefore, in its modeling, different perspectives for the development and improvement of predictive models have been presented. In this study, while introducing a combination of wavelet-group classification of data, its effectiveness for modeling the rainfall-run-off process in the Ghara-eos watershed was studied. At first, the rainfall and runoff time series were decomposed using a wavelet transform to several sub-basins to overcome its non-state. Then, these time subcircuits are considered as inputs of the grouped data collection method for predicting daily runoff. The efficiency of the combined model with DC and root mean square error (RMSE) were evaluated. The results of the validation of the models indicate that the highest amount of explanation coefficient and the lowest root mean of error for the single GMDH model were 0.65 and 0.07, respectively, and for the combined model of grouping the wavelet data The order is 0.91 and 0.05. The reason for the hybrid model's superiority to the single model is that the combination model of the grouping of wavelet data, instead of using the time series of rainfall and runoff data on a general scale, uses several time- Different decompositions are used as inputs in the model. Also, the results showed that the Wavelet-GMDH combination model compared to other composite models such as Waveline Artificial Neural Network (WANN) due to the GMDH model layer function, which includes binary combinations of input variables, and by selecting the number of optimal neurons in Each layer directs motion to the predicted data, has more efficiency and accuracy.

    Keywords: Group method of data handeling, wavelet transform, wavelet function, Rainfall-runoff modeling, Gharesoo watershed
  • Rostam Sadeghi Talarposhti, Kumars Ebrahimi *, Abdolhossein Hoorfar Pages 79-92

    Accurate estimation of pollution decay coefficient is due to its effect on the oxygen consumption of the river’s solution of important issue, in managing the quality of water resources. The main purpose of this paper is to determine the decay factor of two rivers of Iran, named Talar and Babolrood Rivers. It has been done by measuring the field and elucidating the common empirical equations in two seasons of spring and summer. The qualitative parameters including DO, BOD, pH, EC, nitrate, phosphate and temperature in Talar River were measured in 5 sections of a total length of 4 km long, and in Babolrood River in 3 sections at a total length of 2.8 km, in May and August 2018. Then the decomposition coefficient was estimated using Streeter-Phelps Analytic Model. DO and BOD values were also analyzed in both spring and summer seasons. Based on the results in both case studies, the decay rate in summer was more than spring. The decay rate in Talar River was calculated equal to 1.57 in spring and 6.11 in summer, and in Babolrood, spring was 1.2 and in the summer was 8.34 (1/ day). Also, based on the slope changes, the dissolved oxygen content in both rivers increased in spring and decreased in the summer. In Talar River the BOD was equal to 4.34, in spring and 7.44 mg per liter in summer, and in Babolrood River in spring was equal to 2.5 and in the summer equal to 3.2 mg per liter.

    Keywords: Streeter-Phelps, BOD, Dissolved oxygen, Reaeration, Self-Purification
  • Mojtaba G.Mahmoodlu *, Maryam Sayadi Pages 93-111

    In this study, to investigate the water quality of Gamasyab and Ghareh-Sou rivers in Kermanshah province, data from a 5-year statistical period during 2014-2018 was used. To evaluate the water hydrochemical properties, the water type and hydrogeochemical facies of rivers water were first determined using Stiff and Piper diagrams. Next, the controlling factors of the water chemistry of two rivers were determined using Gibbs diagram and Ionic ratios. Also, factor analysis and cluster analysis were used to determine the processes affecting the hydrochemistry of river water. Finally, to predict the possibility of dissolution and precipitation of some minerals, their saturation indices were estimated. The results showed that water type and facies are bicarbonate calcite in both rivers. Also, the main factor in changing the chemical quality of water in both Gamasyab and Ghareh-Sou rivers is water-rock reaction. According to the results of factor and cluster analysis, this factor can be attributed to the dissolution of (1) carbonate and evaporation (2) dolomite formations in the rivers watershed. However, the dissolution of carbonate formations due to their abundances and distributions two watersheds has a more significant effect on the change in water chemistry.This resulted an increase in some chemical parameters such as calcium, magnesium and bicarbonate in the water of these two rivers and also caused positive water saturation index for aragonite, calcite and dolomite minerals. Considering the low contribution of the second factor in changing the chemical parameters, the saturation indices for evaporative minerals of gypsum, halite and anhydrite is negative.

    Keywords: saturation index, Factor analysis, Hierarchical clustering, Surface waters quality, Hydrochemistry
  • Samira Rezapourian Qahfarokhi, MohammadMehdi Ahmadi *, Kourosh Qaderi Pages 112-123

    Bank erosion consists of two processes: basal erosion due to hydraulic force and bank failure under the influence of gravity. Because riverbank resistance force varies with the degree of saturation of bank material, the probability of bank failure is the probability of the driving force of bank failure being greater than the bank resistance force. . The degree of saturation of bank material increases with river stage; therefore, the frequency of bank failure is correlated to the frequency of flooding. Consequently, the rate of bank is a probabilistic phenomenon. In this research, a mathematical model was developed to predict riverbank erosion rate. This model is based on Duan (2005) approach. The model was used to compute riverbank erosion rate of a meander reach in the Zayande Rud river. The model result indicates that the rate of bank erosion at the ZayandeRud river is approximately 0.4 m/year, and bank surfaces are not stable

    Keywords: River Dynamic, River Migration, Zayande Rud, Erosion, mathematical model
  • Seyyed Mostafa Ashrafi, Khalil Azhdary *, Seyyed Hossin Hossieni, Samad Emamgholizadeh Pages 124-140

    Seepage of diversion dams foundation and importance of its control, has always been of interest to researchers. In this study, seepage parameters and their control, were investigated experimentally, numerically and analytically. Results showed that using apron and cut off were effective on reduction of seepage discharge so that model with apron and two cut off for upstream head of 47 cm, seepage discharge about 60% decreased and occurrence of piping postponed. Investigations showed that outlet discharge had direct relation with upstream water head. Using a cut off on dam foundation showed the best performance on reduction of uplift force and reduced about 22%. Also application of apron and two cut off beside the control of piping, decreased exit gradient for upstream head of 75 cm up to 0.763. Results for model of apron and cut off on foundation in control of seepage discharge was so similar to model of apron and two cut off, so it is suitable alternative in terms of economic instead of apron and two cut off. Numerical model had good agreement with experimental model on simulation of exit gradient, uplift force and seepage discharge for whole models and error was less than 5%. Results showed, when cut off located at the center of apron, flow line was more symmetrical, potential line and potential changes under the apron were less. Also results compared with different analytical models and Khosla method showed more similarity with experimental and numerical results.

    Keywords: Cut off, Seepage, apron, exit gradient, experimental, numerical model, Uplift force
  • Maryam Mohammazadeh, Mehdi Homaee *, Safoora Asadi Kapourchal, Mahnaz Eskandari Pages 141-163
    Soil and water salinity is one of the most important factors in reducing the yield of plants in arid and semi-arid regions, which tends to limit plant growth and its development. In saline soils, yield production directly influences by soluble salts in the root zone as well as by shallow water table depth. The first step for reclamation of such soils is reducing salinity to optimum level by leaching practice. Assessing the quantity of water required for this practice, as well as saving the applied water and proper use of water resources for optimal water management are of great importance for leaching process. The objectives of this study were to investigate theoretical models to predict ultimate salinity and to compare the predicted outcomes with experimentally obtained data. For this purpose, several field saline-sodic soil reclamation experiments were carried out in Jafir area, Khuzestan plain, Iran, by using double rings. All experiments were conducted by applying 100 cm water depth in four-25 cm intervals and intermittent ponding method. Four theoretical leaching models including series of reservoirs (SRM), numerical solution (NM), continuous column (TPTM) and secondary reservoir (SRBM) models were used to predict the ultimate salinity. All models outputs were then verified with the real data. Results indicated that among four examined models, the SRM and SRBM models provide more reliable outputs. Although the performance of studied models differed for different depths of applied leaching water, but considering the lower RMSE and RMSEn values of SRM model, this model is more suitable for forecasting the results of leaching and soil reclamation in the study area. This model could reasonably well estimate the designated final salinity.
    Keywords: Saline soil, sodic soil, Leaching, Modeling
  • Mehran Saberi Tanasvan, Zahra Ganji Noroozi*, Mahdi Delghandi, Saeed Nikghalb Ashouri, Vajiheh Dorostkar Pages 164-177

    Roughness estimation is one of error sources in flood simulation. In this study the flood was simulated in Atrak Olya, Chaylogh, Gelian and a part of Atrak river with different roughness coefficient using HEC-RAS ،GIS and HEC-GEO RAS and the effect of roughness coefficient on flood area, flood depth and velocity in different return period were studied. Results showed that for 100-year flood, the flood area and depth increased 1.1% and the flood velocity decreased around 4% for each 10 % increment of roughness coefficient. In addition, for each 10% decline in roughness coefficient, the depth variation was not considerable but the flood area decreased 1.1% and the flood velocity increased about 8.3%. The flood velocity to roughness variation was more sensitive than flood depth and area. Depth flood had the less dependence to roughness and it changes very low with more than 10% change in roughness coefficient. This trend is almost similar for all return periods

    Keywords: Flood Zoning, Routing, Flow Velocity Roughness Coefficient, Shirvan, HECRAS
  • Omid Tayari *, Abbas Hajipour Pages 178-187

    Kerman province with mean annual precipitation about 130 mm is categorized among dry provinces.Then producing the maximum agricultural products using minimum water consumption is highly important increasing soil water content and preventing of water deep.Percolation is one of the best ways to use water more efficiently in agricultural practices. In this regard using super absorbent gel is one of the newest methods that. Some studies have been carried on it.In a greenhouse test the effect of soil type , percent of soil moisture content and the amount of super absorbent in a purely random test of factorial with three factors : soil type ( heavy or light ) , percent soil moisture and the amount of super absorbent ( 0 , 100 , 200 , 400 , 800 , kg/ha ) , the effect of them evaluated on the height of maize , and surface of plant . The effect of soil type.  Percent of soil moisture and the amount of super absorbent showed significant difference on plant height and inflammation of leaf.The best results on growing factor of the plant achieved by using 400 kg of s.j in light soil with 60 % of soil water content.

    Keywords: Super absorbent, Corn, Soil type, Moisture, completely randomized design
  • Mohammad Faryabi Pages 188-207

    This research investigates the factors affecting the quality and nitrate pollution of groundwater of Zeidoun plain in Khuzestan province. To this purpose, 25 agricultural wells were sampled and then the chemical parameters of water samples (including total dissolved solids, temperature, and cations and major anions) were measured. To investigate the factors influencing groundwater quality, compositiondiagrams, mineral saturation index and factor analysis method have been used.The results of this study showed that the groundwater has an unsuitable quality in the vast part of the study area. So that the salinity of groundwater is more than 3000 µmohs/cm in the middle and northern parts of the plain. Also, the concentration of sodium and chloride ions in these areas is more than 400 and 550 mg/l respectively. From the Nitrate pollution view point, groundwater contamination and pollution was occurred in central and northern parts of the study area. The concentration of nitrate in these regions varies from 15 to 100 mg/l. According to the results, the most important factors influencing the groundwater quality are water- rock interaction and pollution by agricultural activities and municipal wastes.

    Keywords: Groundwater, Chemical Quality, Nitrate pollution, Zeidoun plain
  • Fariba Niroumandfar, Hossien Khozeymehnehad *, Abbas Khashei Siuki Pages 208-226
    Groundwater resources in Iran, especially in the desert plains of southern Khorasan province are not in appropriate condition due to drought, increasing number of farming wells, and sustained pumping and they are subject to destruction and permanent groundwater withdrawal. This study mainly aims to investigate the factors affecting the groundwater withdrawal procedure in Sarayan plain (critical forbidden zone) located in South Khorasan province. In this research, groundwater withdrawal of Sarayan plain is investigated using SPI and GRI drought monitoring methods and fluid average, rainfall and drought effects. Also, using Arc GIS software, both drop and depth maps were drawn up for the years before and after the installation of a smart water meter for piezometric wells of the plain.The results indicate that the groundwater withdrawal reduction procedure has increased 14.36% during the 4-year period after the installation of the smart water meter compared to the 4-year period before its installation. The unit hydrograph of plain showed that groundwater withdrawal has dropped by 25 meters over a period of 23 years. Sustained groundwater pumping, the effects of successive droughts and consequent reduction of the aquifer recharge have been determined as the most important factors affecting groundwater withdrawal in Sarayan plain
    Keywords: SPI, GRI, smart water meter, withdrawal, sustained pumping, Sarayan plain
  • Arash Tafteh *, Naser Davatgar, Sina Mallah Pages 227-238
    Suitable water management in irrigation and drainage networks without mapping water requirement of different plants in macro levels is not possible. Iran was located in arid climate and has Drought problems and management of Drought, need to macro management of its water resources. In this study using meteorological data in Khuzestan, reference evapotranspiration and Wheat water requirement was determined in pilots. Finally different methods of mapping for example regression method, Inverse Distance Weighted and Co- Kridging were evaluated. In calibration stage power and logarithmic regression presented suitable results and have 8 and 16percent error respectively. Result show that ET0 and water requirement have significant relation with height. So these parameters have spatial continuity. In evaluating stage,  The result show that Co- Kridging method with  0.82 R2 (regression coefficient) , 0.66 d(Agreement index)  , 22.9 Root Mean Square Error  and 0.05 Normal Root Mean Square Error  and  5 percent Normal error  has lowest error in estimation of water requirement  of wheat and using this method can mapping water requirement with well accuracy. So Co- Kridging method is the best method between other methods. Use map obtained can has suitable conclusion from wheat water requirement changes in Khuzestan and manage crop pattern base of maps.
    Keywords: : Co-Kridging, GIS, Inverse Distance Weighted (IDW), Khuzestan, Regression equation
  • _ Mohamadreza Nikpour *, Sajjad Abdollahi Asadabadi Pages 239-255
    Precipitation is one of the most important hydrological events and its prediction can be used as a practical tool for optimum utilization and management of water resources. In the present study, artificial neural network (ANN) and wavelet-artificial neural network (WANN) were used for monthly precipitation perdiction at selected synoptic stations in Ardabil province, including Ardabil, Khalkhal, Meshginshahr and Parsabad during the 225 months for the years 1996-2016. For the short-term forecast of monthly precipitation (one month later), different scenarios were defined based on precipitation delays. Results indicated that the WANN model with the highest determination coefficient (R2) and minimum root mean square error (RMSE) was acceptable for all stations. The values of R2 and RMSE for Ardabil station were equal to 0.88 and 7.13 mm, for Khalkhal station were equal to 0.91 and 6.36 mm, for Meshginshahr station were equal to 0.92 and 6.97 mm and for Parsabad station were equal to 0.86 and 8.51 mm, respectively. In all stations, utilization of  the superior model (WANN model) with the combination scenarios i.e. rainfall delays, the minimum and maximum temperature improved the results of the model, but on the other hand, increased the computational cost of the model. Also, in all stations, the addition of relative humidity and wind speed as input variables somewhat reduced the performance of the model. The general results of this study showed that the WANN model with appropriate rainfall delays on a monthly scale can be utilized to predict monthly precipitation of selected stations in Ardabil province, including Ardabil, Khalkhal, Meshginshahr and Parsabad with acceptable accuracy.
    Keywords: Ardabil Province, wavelet analysis, Monthly precipitation, Gene expression programming, Artificial Neural Network
  • Ali Dehghani, Somayeh Amirtaimoori *, MohammadReza Zare Mehrjerdi Pages 256-269

    Reduction of atmospheric precipitation and excess exploitation of groundwater resources in Shahdad plain caused severe changes in the system of water resources use in this region. Water is one of the most important inputs for agricultural production and efficient management of this rare resource is one of the most important fields of agricultural development. The purpose of this research is to identify the effects of price and non-price policies of irrigation water on the cropping pattern and gross profit of farmers in the Shahdad county of Kerman province. Irrigation water price policy (increasing costs of water extraction by increasing the cost of consumed electricity) and the non-price policy for irrigation water (reducing available water for farmers) was assumed with default, 5, 10 and 15 percent. To achieve these goals, a positive mathematical programming model with quadratic cost function and the Production Function with Constant Elasticity of Substitution was used. The required data were collected using simple random sampling method and completed 106 questionnaires in 2016-17. The results showed that by adopting a price policy for irrigation water, the areas under cultivation of products with less water consumption would increase and the areas under cultivation of other selected crops would be reduced. Gross profit model under scenario 100% increase in the costs of water extraction, decreased by 26%. Adopting a non-price policy for irrigation water under the 15% scenario has led to a reduction in areas under cultivation of all selected products and the gross profit model, by applying this scenario, is reduced by 48%. Therefore, the adoption of complementary policies such as rising prices of crops, the use of varieties with high yield and the use of new irrigation systems is suggested in conjunction with this policy.

    Keywords: Positive Mathematical Programming, Production Function with Constant Elasticity of Substitution, Quadratic Cost Function, Shahdad County
  • Fatemeh Shafiee *, Fatemeh Jafary Sayadi, Parisa Noori Darzikolaie Pages 270-286

    Water is one of the important factors in agricultural sector and as the crucial factor of development and sustainability in agriculture, but nowadays water is limiter factor in this sector. Since the agricultural sector is the largest consumer of water, managing and increasing water efficiency is the most effective way to use the available water resources in this sector optimally. The purpose of this study was to investigate the various challenges and requirements in water management in Mazandaran province. The data of this qualitative study were collected using Delphi technique to reach group consensus. The population of the study consisted of 23 specialists in irrigation of agricultural. The study was conducted in three phases that finally presented 29 challenges and 24 requirements by experts. After eliminating the items with less than 80% agreement, there were 17 challenges and 17 requirements. The most important challenges included not choosing a suitable cropping pattern for each region and not using modern irrigation systems and most important requirements. These included were the use of agricultural mechanization and modern methods of irrigation and the role of agriculture education and extension.

    Keywords: Delphi Technique, Water management, experts, Agriculture
  • Vahid Shahabizad, Arash Kaghazlo, Ali Dindarlo* Pages 287-298

    Uniformity of water distribution is one of the most important factors in the evaluation of irrigation systems. The aim of this study was to investigate the uniformity of distribution (CU) and distribution uniformity coefficient (DU) in center pivot irrigation system with different distances of cans in radial direction and to obtain the relationship between these two coefficients. In this regard, three scenarios in the layout arrangement of cans were considered for evaluating the center pivot irrigation system in the Qazvin Megsal Cultivation-Industry. In the first scenario, the distance of 60 cans in a radial direction of 5 meters, in the second scenario, the area under irrigation of the system was divided into 60 equal concentric circles, and the location of each can placed middle of distance of circles, and in the third scenario, 15 cans were spaced 10 meters, 20 second cans The distance of 5 meters and 25 cans was spaced 2 meters in a radial direction. In the first case, all sprinklers were healthy and in the second case, 30 sprinklers was blocked to examine the effect of cans arrangement on CU and DU coefficients. The results showed that in the first case, the CU and DU coefficients for the first scenario were 84.4 and 79 for the second scenario, 83.9 and 74.8 and for the third scenario it was 80.9 and 73.5, respectively, and in the second case The CU and DU coefficients for the first scenario were 75.1 and 65.3, respectively, for the second scenario, 77.8 and 64.8, respectively, for the second scenario 82.8 and 73.7, respectively. It is not possible to use the formulas of the classical sprinkler irrigation method because the cans are weighed. In this study, using the measurements of CU and DU in the center pivot system and as well as the findings of other researchers, a linear regression relationship with a coefficient of 0.89 between CU and DU in irrigation was obtained. . Using this relationship, we can reduce the volume of Du calculations in irrigation.

    Keywords: Center pivot Irrigation, uniformity coefficient, Distribution Uniformity
  • Bakhtiar Karimi *, Shelir Solat Pages 299-314
    Simulation of soil moisture distribution and redistribution, as well as knowledge about wetted dimension in drip irrigation can be considered as important criteria for improving the drip irrigation design. The experiments were carried out in a transparent plexy-glass tank (0.5m *1.22m * 3m) using three different soil textures (i.e. medium, heavy and fine). The emitter outflows were considered as 2.4 and 4 lit/hr with irrigation duration equal to 6hr. In this study, nonlinear regression method (i.e. Microsoft Excel Solver tool 2010) based on experimental data was utilized to develop empirical model for estimating the horizontal distribution of the wetting front in surface drip irrigation. Similarly, the radius of wetted bulb (in the distribution and redistribution phase) at different depths was estimated by optimizing the calculated coefficients of equations and finally, the full shape of the wetting pattern was simulated. The results of proposed models based on performance criteria showed that for distribution phase, the values of R2, RMSE and MAE varied between 0.7-0.89, 1.54-3 cm and 1.38-2.6 cm, respectively. Furthermore, for redistribution phase the R2, RMSE and MAE ranges were 0.6-0.92, 2.15-3.93 cm and 1.7-3.67, respectively. The comparison results of measured and simulated data revealed that proposed models can predict the shape of the moisture front in both distribution and redistribution phases with good accuracy.
    Keywords: Modeling, moisture redistribution, surface drip irrigation, wetting bulb