فهرست مطالب

علوم و مهندسی آبیاری - سال چهل و سوم شماره 2 (تابستان 1399)

فصلنامه علوم و مهندسی آبیاری
سال چهل و سوم شماره 2 (تابستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/07/13
  • تعداد عناوین: 15
|
  • مریم صادقیان، حجت کرمی، سید فرهاد موسوی* صفحات 1-18

    خشک  سالی به عنوان یک بلای طبیعی نا محسوس تقریبا در تمامی اقلیم ها رخ می دهد و مشخصات آن از یک منطقه به منطقه دیگر متفاوت است. با توجه به نوسانات بیشتر در مقادیر بارندگی دربخش های جنوبی، شرقی و مرکزی ایران و در نتیجه آسیب پذیریبیشتر آن ها نسبت به پدیده خشک سالی، هدف اصلی این تحقیق یافتن مناسب  ترین روش برای پیش  بینی خشک سالی شهر سمنان می باشد. در پژوهش حاضر، با استفاده از روش های سری های زمانی، شبکه عصبی مصنوعی (ANN) و سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی (ANFIS) سعی شده تا مدل های مناسب برای پیش بینی خشک سالی شهر سمنان ارایه گردد. در این مدل سازی ها از داده های میانگین ماهانه شامل بارندگی، دما، حداکثر و حداقل دما، رطوبت نسبی، حداکثر و حداقل رطوبت نسبی و شاخص خشک سالی SPI طی دوره آماری 1966 تا 2013 استفاده شده است. بر اساس نتایج، SPI و مقادیر پیشین آن نسبت به بارش عملکرد مناسب تری را داشت. با بررسی تمامی مدل ها، مدل 6(1،0،1)(0،0،1)ARIMA با برازش مناسب داده های SPIبا کمترین مقدار جذر میانگین مربعات خطا (RMSEبرابر 442/0 در مرحله آموزش و 521/0 در مرحله آزمون) و مناسب ترین ضریب همبستگی (R) برابر 889/0 در مرحله آموزش و 846/0 در مرحله آزمون) به عنوان مدل برتر انتخاب شد. با استفاده از این مدل، مقادیر SPI برای 12 گام زمانی بعدی پیش بینی گردید. مدل ANFIS  با مقادیر 513/0=RMSE، 377/0=MAE، و ضریب همبستگی (R) برابر 861/0 در مرحله آموزش و 518/0=RMSE، 41/0=MAE، و 841/0=R در مرحله آزمون و ANNبا مقادیر 534/0=RMSE، 393/0=MAE و 85/0=R در مرحله آموزش و 532/0=RMSE، 402/0=MAE، و 837/0=R در مرحله آزمون به ترتیب در رتبه های بعدی قرار گرفتند.

    کلیدواژگان: پیش بینی خشک سالی، مدل سری زمانی، شبکه عصبی، سیستم های استنتاج عصبی- فازی تطبیقی
  • عبدعلی ناصری*، رسول ترکمان سهرابی، سعید برومندنسب، عاطفه صیادی شهرکی صفحات 19-34

    مدیریت مصرف نیتروژن درشرایط کمبود آب یکی از عوامل مهم در بهبود عملکرد ذرت میباشد. به منظور بررسی اثر مدیریت آبیاری و مقادیر مختلف کود نیتروژن بر عملکرد، اجزای عملکرد دانه و بهره وری آب ذرت، این آزمایش در سال زراعی 94-1393 به صورت کرت های خرد شده در قالب بلوک های کامل تصادفی و با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز انجام گرفت. عامل اصلی شامل دو شیوه مدیریت آبیاری جویچه ای (با دبی پیوسته و کاهش دبی) بود. مقادیر نیتروژن در چهار سطح صفر، 50، 75 و 100 درصد تامین نیاز نیتروژن به عنوان تیمار فرعی طرح گردید. بررسی عملکرد و اجزای عملکرد تیمارهای معرفی شده نشان داد که کاهش مصرف کود نیتروژن به صورت معنی دار سبب کاهش عملکرد و اجزای عملکرد گیاه ذرت می شود. در این تحقیق برای عملکرد دانه ذرت مقادیری بین 5/5 تا 6/10 تن در هکتار و برای عملکرد بیولوژیکی ارقامی در بازه 2/12 تا 9/34 تن در هکتار به دست آمد. بیشترین بهره وری آب دانه برابر 25/1 کیلوگرم در متر مکعب و بیشترین بهره وری آب بیولوژیکی برابر 15/4 کیلوگرم در مترمکعب مربوط به آبیاری با کاهش دبی با دریافت 100 درصد نیاز نیتروژن بدست آمد. از طرفی مصرف کامل کود نیتروژن سبب تولید حداکثر محصول ذرت شده است. بر اساس نتایج این مطالعه توصیه می شود  ضمن توجه به افزایش بهره وری آب (با کاهش مصرف آب)، در راستای افزایش عملکرد محصول نیز اقداماتی صورت گیرد.

    کلیدواژگان: آبیاری جویچه ای، شاخص سطح برگ، عملکرد گیاه، ذرت
  • زینب افشاری پور، عبدالرضا بهره مند، محمد عبدالحسینی* صفحات 35-48

    عدم لحاظ شدن اثر توام متغیرهای وابسته در تحلیل فراوانی یک رویداد منجر به کم تخمینی یا بیش تخمینی خطر ناشی از رویداد می گردد. بنابراین باید در طراحی سازه های هیدرولیکی و مدیریت کنترل سیلاب، تحلیل به صورت چندمتغیره صورت گیرد. در این تحقیق به منظور انجام تحلیل فراوانی سیل، دو سری زمانی حداکثر سالانه یکی بر مبنای دبی و دیگری بر مبنای حجم به عنوان معیارهای حدی بودن در مقیاس زمانی روزانه استخراج گردید. بدین منظور یک سری 40 ساله از داده های رواناب ثبت شده در ایستگاه هیدرومتری تمر در بالادست سد بوستان مورد استفاده قرار گرفت. هم چنین از توابع مفصل به عنوان بهترین ابزار در تحلیل فراوانی چندمتغیره استفاده شد. نتایج نشان داد که مفصل فرانک و t-EV برازش بهتری به ترتیب برای سری های دبی و حجم داشتند. سپس براساس تابع مفصل منتخب، برای هر دو سری دبی و حجم، دوره بازگشت های دومتغیره، محاسبه گردید و مقادیر دوره بازگشت به دست آمده از توابع مفصل منتخب با دوره بازگشت یک متغیره مورد مقایسه قرار گرفت. برای رویدادی با مقادیر دبی و حجم به ترتیب برابر m3/s 272 و MCM38 در دوره بازگشت 100 سال در سری معیار حدی دبی، دوره بازگشت برای حالت توام «و» 635 سال و برای حالت توام «یا» 54 سال به دست آمد. در نتیجه می توان گفت تحلیل چندمتغیره با استفاده از توابع مفصل به واسطه در نظر گرفتن وابستگی بین متغیرها، نسبت به تحلیل یک متغیره جامع تر بوده و عملکرد بهتری دارد.

    کلیدواژگان: تحلیل فراوانی دومتغیره، دوره بازگشت دومتغیره، سیلاب، مفصل
  • مهدی رادفر* صفحات 49-61
    در این مطالعه خشکسالی کشاورزی در دشت شهرکرد در نیم قرن اخیر با روش (ETDI) اصلاح شده ارزیابی شد و با شاخص بارش استاندارد در مقیاس های زمانی مختلف مقایسه گردید. همچنین شدت و تداوم خشکسالی های کشاورزی نیم قرن اخیر با روش لوکاس مشخص گردید. نتایج بیانگر آن است که شاخص SPI3 برآورد نسبتا خوبی از ETDI ارایه می نماید. بررسی تاریخی خشکسالی های کشاورزی موید وجود خشکسالی های مداوم با شدت های مختلف در منطقه است. حدودا در 50% از دوران سپری شده نیم قرن اخیر منطقه دارای شدت خشکسالی های کشاورزی نسبتا آزاردهنده بوده و مابقی دوران ملایم تر شده است. دشت یک خشکسالی کشاورزی مداوم بیست وهشت ساله (1987-1960) را پشت سر گذارده که احتمالا اثرات مخربی بر وضعیت کشاورزی و مراتع منطقه داشته است. از آن به بعد حدود دوازده سال (1999-1988) شدت خشکسالی های کشاورزی ملایم تر شده ولی مجددا از سال 2000 به مدت چهارسال روبه افزایش نهاده و سپس روند کاهشی به خود گرفته است. ضروری است سازمان ها و ادارات ذیربط با همکاری ثمنهای (NGO) فعال نسبت به برنامه ریزی مداوم برای اجرای سیاست های مقابله با خشکسالی ها اقدامات لازم را به عمل آورند.
    کلیدواژگان: خشکسالی کشاورزی، شدت، تداوم، دشت شهرکرد
  • نگار نورمهناد* صفحات 63-76
    آگاهی از میزان آب مصرفی گیاه در دوره های مختلف رشد نقش مهمی در مدیریت منابع آب و برنامه ریزی آبیاری دارد. هدف از این پژوهش تعیین ضریب گیاهی یک جزیی و دو جزیی فلفل و میزان نیاز آبی آن در شرایط پوشش سطح خاک بادرصدهای مختلف زایکوسیل می باشد. تیمارهای آزمایشی شامل پوشش 25، 50 و 75 درصد از سطح خاک توسط ماده زایکوسیل (ZY25، ZY50 و ZY75) بود که با تیمار شاهد (Ctrl- بدون پوشش) مقایسه شدند. بر اساس نتایج به دست آمده بیشترین نیاز آبی در تیمار شاهد 68/985 میلی متر و پس از آن در تیمار ZY25  و ZY50 به ترتیب 1/909 و 1/781  میلی متر به دست آمد. تیمارZY75  کمترین نیاز آبی (4/681 میلی متر) را در طول دوره به خود اختصاص داد. مقایسه ضرایب گیاهی نشان داد تیمار بدون پوشش، بیشترین و تیمار ZY75 کمترین مقدار ضریب گیاهی منفرد و دو جزیی را در تمامی مراحل رشد داشت. ضریب گیاهی پایه (Kcb) به ترتیب در تیمار شاهد، ZY25، ZY50 و ZY75 از مقدار حداقل 15/0، 135/0، 12/0 و 105/0 در ابتدای دوره به 43/1، 3/1، 15/1 و 01/1 در دوره میانی تغییر یافت. بیشترین تفاوت بین Kc و Kcb در مرحله ابتدایی رشد مشاهده شد. در مرحله میانی مقدار Kc و Kcb به یک دیگر نزدیک می شود. مقدار نوسانات ضریب تبخیر (Ke) در طول دروه رشد در تیمار شاهد بیشتر و در تیمار ZY75 کمتر (منحنی هموارتر) بود. زیرا افزودن زایکوسیل تا حد زیادی تبخیر از خاک را کنترل و آن را کاهش می دهد. بر عکس نوسانات ضریب گیاهی دو جزیی (Kcb+Ke) در تیمار شاهد کمتر و در تیمار ZY75 بیشتر بود.
    کلیدواژگان: تبخیر تعرق، ضریب گیاهی منفرد، دوره رشد، نیاز آبی
  • نوشین رمضانی، غلامعباس صیاد*، عبدالرحمن برزگر، احمد لندی صفحات 77-92
    ساختمان خاک به عنوان یکی از شاخص های اصلی کیفیت خاک نقش بسیار مهمی در خصوصیات هیدرولیکی دارد. این مطالعه با هدف اندازه گیری خصوصیات هیدرولیکیدر ساختمان های مختلف خاکدر استان لرستان صورت گرفت. مطالعه در شرایط آزمایشگاهی بر روی نه ستون دست نخورده با سه نوع ساختمان مختلف دانه ای، مکعبی و فشرده انجام شد.پارامترهای هیدرولیکی از نظیر شدت جریان پایدار (Q)، هدایت هیدرولیکی اشباع(Ks) و غیراشباع ((h)K)، طول ماکروسکوپی مویینگی (λc) و تعداد منافذ فعال هدایت کننده آب () با استفاده از دستگاه نفوذسنج مکشی و در مکش های مرز ورودی یک، چهار، ده و 14 سانتی متر اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که ساختمان خاک به طور معنی داری بر پارامترهای هیدرولیکی تاثیر داشت. خاک های با ساختمان دانه ای و خاک های با ساختمان فشرده به ترتیب دارای بیشترین و کمترین تعداد منافذ درشت و متوسط بودند. متوسط تعداد منافذ درشت و متوسط در خاک های با ساختمان دانه ای به ترتیب 93 درصد و 89 درصد بیشتر از خاک های با ساختمان فشرده بود. در همه ساختمان ها شدت جریان پایدار، هدایت هیدرولیکی اشباع و غیراشباع با کاهش مکش (از 14 به یک سانتی متر) افزایش یافتند.هدایت هیدرولیکی اشباع نسبت به هدایت هیدرولیکی غیراشباع در مکش های دیگر، دارای تغییرپذیری بیشتری بود. میزان اختلاف هدایت هیدرولیکی اشباع بین خاک های با ساختمان دانه ای و خاک های با ساختمان فشرده به طور متوسط 91 درصد محاسبه شد. خاک های با ساختمان فشرده با بیشترین میزان طول ماکروسکوپی مویینگی کمترین پتانسیل وقوع جریان ترجیجی آب در خاک را داشتند. به طور میانگین طول ماکروسکوپی مویینگی در خاک های با ساختمان فشرده نسبت به خاک های با ساختمان دانه ای و مکعبی به ترتیب 20 درصد و 14 درصد بیشتر بود.
    کلیدواژگان: طول ماکروسکوپی مویینگی، شدت جریان پایدار، هدایت هیدرولیکی
  • مجید جعفری*، یعقوب دین پژوه، اسماعیل اسدی، صابره دربندی صفحات 93-106
    یکی از مولفه های مهم در برنامه ریزی و بهره برداری از مخازن آب و طراحی سامانه های آبیاری، تبخیر می باشد. تخمین دقیق تبخیر از یک سو و پیچیدگی رابطه علت و معلولی این پدیده از سوی دیگر، استفاده از روش های جدید داده کاوی را اجتناب ناپذیر می سازد. تخمین دقیق تبخیر در هرمنطقه به ویژه در نواحی خشک و نیمه خشک از اهمیت به سزایی برخورداراست. در این مطالعه امکان شبیه سازی تبخیر از تشت در شش ایستگاه سینوپتیک آذربایجان شرقی (تبریز، جلفا، مراغه، میانه، مرند و اهر) با استفاده از مدل شبکه بیزین بررسی شد. داده های هواشناسی مورد استفاده شامل حداکثر و حداقل دمای هوا، دمای نقطه شبنم، حداکثر و حداقل رطوبت نسبی، تعداد ساعات آفتابی و سرعت روزانه باد در خلال سال های 1391-1371 بودند. مدل ها برای یکایک ایستگاه های مذکور بسط داده شدند. آماره های R2، RMSE، MAE و D برای ارزیابی عملکرد مدل ها به کار برده شد. نتایج نشان داد که در مرحله آزمون میانه مقادیرR2معادل 75/0 و میانه نظیر RMSEمعادل 4/2بوده است. هم چنین میانه مقادیر MAEو D به ترتیب 91/1 و 57/1 بود. در حالت کلی نتایج نشان دهنده ی قابل قبول بودن کاربرد مدل های بسط داده شده برای تبخیر از تشت در منطقه مورد مطالعه می باشد.
    کلیدواژگان: آذربایجان شرقی، تبخیر از تشت، تخمین، شبکه بیزین
  • جوانشیر عزیزی مبصر* صفحات 107-121

    سامانه‎های آبیاری تحت فشار با استفاده از پارامترهای آب، خاک و گیاه طراحی می‎شوند. طراحی موفق این سامانه‎ها به عوامل زیادی از قبیل شرایط اقلیمی، کیفیت آب، وضعیت توپوگرافی، مشخصات خاک، نوع محصول و شرایط اجتماعی- فرهنگی بستگی دارد. این تحقیق در دشت اردبیل با مساحت تقریبی121000 هکتار برای پتانسیل‎یابیاراضیمستعد برایاجرایسامانه‎های مختلف آبیاری انجام شد. در این تحقیق جهت پتانسیل یابی اراضی در ابتدا میزان تاثیر عوامل مختلف با استفاده از اعداد صحیح (3+) تا (3-) در 7 درجه امتیاز‎دهی شد. در ادامه با استفاده از فرایند تحلیل سلسله مراتبی و در محیط نرم‎افزاری  Expert Choice وزن‎دهی انجام گرفت. وزن‎های به دست آمده برای هر پارامتر، در محیط ArcGIS با روش توابع هم‎پوشانی وزنی به نقشه تبدیل شدند. با استفاده از روش برهم‎نهی نقشه‎های مختلف در هر روش آبیاری، پتانسیل آن روش آبیاری برای دشت محاسبه و پهنه‎بندیگردید.نتایج نشان دادحدود 72 درصد از اراضی دشت قابلیت اجرای سامانه آبیاری سطحی، 59 درصد مناسب برای آبیاری بارانی، 45درصد قابلیت اجرای آبیاری قطره‎ای و 5/32 درصد برای آبیاری عقربه‎ای مناسب است. همچنین نتایج نشان داد که مهم‎ترین عوامل محدود کننده برای استفاده از سامانه‎های آبیاری شامل توپوگرافی، کیفیت آب و کل آب قابل دسترس بودند. از طرفی بر اساس نتایج این تحقیق در شمال و شمال‎غرب دشت اردبیل، یون‎های کلر و سدیم عوامل محدود کننده اجرای آبیاری بارانی و شوری عامل محدود کننده سامانه آبیاری قطره‎ای است.

    کلیدواژگان: آبیاری بارانی، آبیاری قطره‎ای، تحلیل سلسله مراتبی، ArcGIS
  • سعید خوش طینت، بابک امین نژاد*، یوسف حسن زاده، حسن احمدی صفحات 123-137
    هدف از تحقیق حاضر تهیه نقشه پتانسیل منابع آب زیرزمینی در مناطق کم آب (دشت سرو استان آذربایجان غربی) با استفاده از مدل آنتروپی شانون و نسبت فراوانی می باشد. بدین منظور، داده آبدهی چاه های بهره برداری محدوده جمع آوری و پس از آن، آبدهی چاه های مذکور به آبدهی بالا (بیشتر از 11 مترمکعب بر ساعت) و پایین (کمتر از 11 مترمکعب بر ساعت) تقسیم شد. در نهایت داده های با آبدهی بالاتر نیز به دو دسته جهت ساخت مدل یا مرحله واسنجی (داده های آموزش) و صحت سنجی یا اعتبارسنجی (داده های آزمایش) تقسیم گردید. سپس عوامل موثر بر پتانسیل آب زیرزمینی شامل شیب زمین، جهت شیب، ارتفاع، بارش، انحنای کلی زمین، زمین شناسی (سن)، کاربری اراضی، فاصله تا رودخانه، فاصله تا گسل و نقشه خاک تهیه شد. در نهایت پس از تهیه نقشه پتانسیل آب زیرزمینی توسط مدل های مذکور، اقدام به صحت سنجی آن ها شد. نتایج صحت سنجی با داده های آموزش (نرخ موفقیت) نشان داد که سطح زیر منحنی (AUC) در مدل نسبت فراوانی 88 درصد و در مدل آنتروپی شانون برابر 84 درصد است. نتایج صحت سنجی با داده های آزمایش (نرخ پیش بینی) نشان داد که سطح زیر منحنی در مدل نسبت فراوانی 84 درصد و در مدل آنتروپی شانون برابر 81 درصد است. بنابراین، مقایسه دو مدل نشان داد که هر دو مدل دارای صحت قابل قبولی هستند، اما با توجه به نتایج صحت سنجی، مدل نسبت فراوانی دارای عملکرد نسبتا بهتری می باشد. مهم ترین فاکتورهای موثر در پتانسیل یابی آب زیرزمینی در دشت سرو، کاربری اراضی، خاک، زمین شناسی و طبقات ارتفاعی می باشند.
    کلیدواژگان: آبدهی چاه، نسبت فراوانی و آبدهی، شیب زمین، سطح زیر منحنی
  • وحید غفوری، حسین صدقی، رضا افشین شریفان*، سید محمدجعفر ناظم السادات صفحات 139-153

    تحلیل خشک سالی با توجه به تاثیرات قابل ملاحظه بر کشاورزی و منابع آب، از اهمیت زیادی برخوردار است. با توجه به همبستگی معنی دارمشخصه های خشک سالی هواشناسی با یک دیگر و وجود مناطق فاقد آمار، در این تحقیق یک تحلیل فراوانی منطقه ای دو متغیره در محدوده نیمه خشک استان فارس ارایه شده است.هدف اصلی این تحلیل آشکارسازی تاثیر وابستگی مشخصه های خشک سالی بر فراوانی وقوع و دوره بازگشت آن ها است. به منظور تحلیل فراوانی منطقه ای از روش خشک سالی شاخص در ترکیب با روش گشتاورهای خطی استفاده گردیده و توزیع دو متغیره خصوصیات خشک سالی برای مناطق همگن از طریق توابع مفصل تخمین زده شده است. نتایج نشان داد تابع گامبل مناسب ترین مفصل به منظور نشان دادن توزیع دو متغیره خشک سالی در این منطقه می باشد. مقایسه دوره بازگشتیک متغیره و دو متغیرهمشخصه های منطقه ای خشک سالی نیز نشان می دهد، مقادیر شدت و مدت بدون بعد برای دوره بازگشت 100 ساله در حالت یک متغیره معادل 95/8 و 42/5 بوده و بر اساس توزیع دو متغیره، همین مقادیر در حالت (D ≥ 5/42 and S ≥ 8/95) دارای دوره بازگشت 195 سال و در شرایط (D ≥ 5/42 or S ≥ 8/95) دوره بازگشتی معادل 67 سال دارند.

    کلیدواژگان: گشتاور خطی، تابع مفصل، دوره بازگشت
  • مهسا محمودی، محمدرضا مجدزاده طباطبایی*، سید سعید موسوی ندوشنی صفحات 155-170

    حفظ و نگه داری رودخانه ها در حالت تعادل (رژیم) از اهمیت بالایی برخوردار بوده و تعیین هندسه هیدرولیکی پایدار در رودخانه ها، از مهم ترین مواردی است که طراحی و ساماندهی رودخانه براساس آن پایه گذاری می شود. در این تحقیق، در ابتدا یک مدل تحلیلی با به کارگیری تیوری های حدی ارایه شده و روابط هندسه هیدرولیکی چند متغیره قابل کاربرد در رودخانه هایی که بار بستر بر ریخت شناسی آن ها غالب است،  استخراج شد. سپس با مطالعه صحرایی روی تعدادی از رودخانه های کشور در دو استان خوزستان و چهارمحال و بختیاری، در مجموع از بستر 24 ایستگاه آب سنجی در بازه های شنی 17 رودخانه، به منظور شناخت نحوه دانه بندی ذرات رسوبی بستر، نمونه برداری شد. با توجه به ساختار بسترهای شنی، با استفاده از روش های سطحی و حجمی و با تفکیک رسوبات در دو بخش ذرات سطح بستر و لایه مسلح نمونه برداری ‏ها انجام شد. سپس روابط رژیم با استفاده از رگرسیون غیرخطی به دست آمده و تاثیر دانه‏بندی ذرات در ساختار بستر در این روابط بررسی گشت. مقایسه توان های هندسه هیدرولیکی توسعه یافته حاصل از مدل تحلیلی با نتایج حاصل از مطالعه صحرایی و نیز مقایسه با روابط هندسه هیدرولیکی موجود، هم خوانی مناسبی را نشان می دهد. در انتهامدل تخمین ابعاد پایدار با داده های صحرایی کشور ایران مورد واسنجی قرار گرفته و به طور متوسط خطای نسبی محاسبه عرض و عمق مقطع پر به ترتیب 26 درصد و 24 درصد به دست آمده است.

    کلیدواژگان: تعادل، هندسه هیدرولیکی، تئوری های حدی، بسترهای شنی، روابط رژیم
  • زهرا طاهری، کاظم اسماعیلی*، حسین صمدی بروجنی، سعیدرضا خداشناس صفحات 171-186

    انتقال رسوبات چسبنده توسط جریان، پدیده پیچیده ای است که برای مدیریت رسوب در کانال های انتقال اهمیت اساسی دارد. در این تحقیق با استفاده از فلوم دایره ای به بررسی فرآیند فرسایش رسوبات چسبنده پرداخته شد. بر اساس نتایج استوانه ته نشینی، زمان تحکیم رسوبات 1، 3، 14 و 28 روز در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که فرسایش رسوبات تابعی از زمان تحکیم و تنش برشی بستر است. هم چنین مشاهده شد با افزایش تنش برشی، با زمان تحکیم یک روز نوع فرسایش از نوع سطحی به توده ای تبدیل می شود در حالی که در دوره های تحکیم دیگر در تمام تنش ها، نوع فرسایش سطحی است. تنش برشی آستانه فرسایش رسوبات چسبنده بستر برای زمان های تحکیم انتخابی 1، 3، 14 و 28 روز بترتیب 15/0، 62/0، 83/0 و 11/1 نیوتن بر متر مربع بدست آمد. در همین راستا نتایج حاکی از آن است که در تنش برشی یکسان، افزایش دوره تحکیم، موجب کاهش نرخ فرسایش گردیده است.

    کلیدواژگان: تنش برشی بحرانی، غلظت تعادلی، فرسایش، فلوم دایره ای
  • مهرزاد مرادی، منوچهر فتحی مقدم*، لیلا داودی صفحات 187-199

    برخلاف سرریزهای معمولی نفوذ ناپذیر، مواد فیزیکی و شیمیایی از درون سرریزهای گابیونی به پایین دست عبور می کنند. بنابراین سرریزهای گابیونی  سازه هایی با حداقل اثرات منفی بر محیط زیست بوده و به سازه های دوست دار محیط زیست معروف هستند. در این تحقیق تاثیر اندازه مصالح، شیب بالادست و شیب پایین دست بر فاکتور کاهش دبی جریان در سرریزهای گابیونی با شرایط جریان مستغرق بررسی شد. در ابتدا پس از شناسایی پارامترهای موثر، رابطه عمومی بدون بعد توسعه داده شده است. برایانجام آزمایش ها 16 مدل مختلف سرریز گابیونی  در یک فلوم آزمایشگاهی افقی به طول، عرض و ارتفاع به تر تیب برابر  15، 3/0 و 5/0 متر مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها برای دامنه  وسیعی از دبی،عمق بالادست،عمق پایین دست، اندازه مصالح، شیب بالادست و شیبپایین دست انجام شد. نتایج نشان داد در تمامی مدل های گابیونی  با افزایش نسبت عمق پایین دست به عمق بالادست سرریز (Y2/Y1) فاکتور کاهش دبی، کاهش می یابد. به ازایمقدار ثابت نسبت (Y2/Y1)، افزایش شیب بالادست و یا پایین دست سرریز لبه پهن گابیونی، فاکتور کاهش دبی رو به افزایش می گذارد. هم چنین اندازه مصالح تاثیر معنی داری بر فاکتور کاهش دبی ندارد. در این تحقیق با استفاده از رگرسیون غیر خطی رابطه ای با ضریب تعیین بین 12/0 تا 91/0 جهت محاسبه میزان فاکتور کاهش دبی ارایه شده است.

    کلیدواژگان: عمق آب بالادست، آستانه استغراق، نسبت استغراق، فاکتور کاهش دبی، شیب سرریز، مصالح گابیون
  • محسن رحم دل*، حسین ثنایی نژاد، هادی جباری نوقابی صفحات 201-214

    نظر به اهمیت نوع، میزان و خصوصیات ابرناکی، هم چنین نقش رطوبت و شرایط ناپایداری در فرایند بارش، تحقیق زیر برای واکاوی مشخصات ابرها در فصول مختلف سال و  بررسی برخی شاخص های فیزیکی تاثیر گذار بر بارش، انجام شد. به این منظور در ابتدا، اطلاعاتابرناکیشهر مشهد در دوره زمانی 2010-1986 از بانک اطلاعاتی اداره کل هواشناسی خراسان رضوی استخراج گردید.  مقدار ابرناکی، فراوانی رخداد ابرهای پایین، متوسط و فراوانی رخداد ابرهای با رشد قایم شامل ابرهای کومولوس نوع2 و کومولونیمبوس، در ماه های مختلف سال مشخص شد. در بررسی خصوصیات فیزیکی ابرها، با توجه به نقش دمای ابر درفرایند بارش، با استفاده از نمودارهای جوبالای ایستگاه مشهد، در بازه زمانی 1992 تا 2011،  دمای پایه ابر در ماه های مختلف مشخص گردید. سپس با توجه به اهمیت و  نقش شرایط ناپایداری و رطوبت جو، در ایجاد بارش به بررسی رابطه بین برخی شاخص های ناپایداری، شامل شاخصCAPE  ، شاخص K، شاخصshowalter و شاخص آب قابل بارش، با میزان بارش پرداخته شد، در انتها با ایجاد یک معادله رگرسیونی، سهم هر کدام از این شاخص ها در میزان بارش مشخص گردید. بررسی ها نشان داد که ارتباط برخی از شاخص ها و لگاریتم بارش، به صورت خطی نمی باشد. اما، نتایج حاصل از تحلیل واریانس رگرسیون، نشان از معنی دار بودن رگرسیون در سطح 99درصد داشت یعنی حداقل یکی از شاخص های ناپایداری دارای رابطه خطی با لگاریتم طبیعی بارش شش ساعته است. مشخص شد که تنها ارتباط متغیرهای K و SI با لگاریتم طبیعی بارش در سطح اطمینان 95 درصد معنی دار هستند.

    کلیدواژگان: شاخص آب قابل بارش، شاخص Showalter، شاخص CAPE، شاخص K، نمودارهای جوبالا
  • مراد اسدی، مهدی مظاهری*، جمال محمدولی سامانی صفحات 215-230

    حل عددی معادله های دوبعدی جریان نیازمند گسسته سازی ترم های مکانی و زمانی است و با انتگرال گیری عددی از ترم های زمانی، به روزرسانی معادله ها انجام می شود. در راستای افزایش دقت و پایداری حل، بیش تر از روش های با دقت مرتبه دو برای انتگرال گیری زمانی ترم های معادله ها استفاده می شود. در این مطالعه دو روش متداول در انتگرال گیری زمانی شامل روش Runge-Kuttaمرتبه 3و روش تجزیه عملگر Strang، که دارای دقت مرتبه دو هستند موردبررسی قرارگرفته اند. برای داشتن قضاوتی صحیح از عملکرد این دو روش نسبت به هم، شیوه های عددی کاملا یکسانی در برخورد با ترم های مکانی و ترم منبع های معادله به کار گرفته شد. سپس با استفاده از دو مدل به دست آمده که تنها روش برخورد با ترم های زمانی در آن ها متفاوت است، مسایل یک بعدی و دوبعدی دارای نتایج آزمایشگاهی یا حل تحلیلی اجرا شد. نتایج نشان می دهد که در مسایل یک بعدی با نوسان زیاد، روش رانگ کوتا مرتبه3 در ابتدا خطای کم تری داشته، اما با کاهش میزان نوسان، هر دو روش به دقت مشابهی خواهند رسید. در مسایل دوبعدی، پارامتر خطا در روش Strangبرای تکرارهای مختلف روند یکنواختی خواهد داشت. اما مقدار خطای روش رانگ کوتا مرتبه3 کم است که با تکرار محاسباتاندکی افزایش می یابد.  بااین وجود هر دو مدل، مسایل جریان یک و دوبعدی را به درستی مدلسازی کرده که به خوبی بیانگر چینش صحیح روش های به کاررفته در آن ها در برخورد با ترم های مکانی، زمانی و ترم منبع ها است.

    کلیدواژگان: معادله های دوبعدی آب های کم عمق، روش های انتگرال گیری زمانی متفاوت، روش Runge-Kutta مرتبه 3، روش تجزیه عملگر Strang
|
  • Maryam Sadeghian, Hojat Karami, Seyed Farhad Mousavi * Pages 1-18

    Introduction Drought phenomenon is one of the natural and creeping disasters, which occurs in almost every climate and its properties vary spatially. A considerable number of scientific research has been done on drought in Iran and throughout the world. These studies have examined various aspects of drought. Through such research and knowledge effective and efficient solutions could be found to deal with good management of drought. Since Iran is located in an arid region of the world, nowhere in the country is immune from this phenomenon. This research has attempted to present appropriate models to predict drought for the city of Semnan, Iran.

    Keywords: Prediction of drought, Time-series model, Artificial Neural Network (ANN), Adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS), Semnan city
  • Abed Ali Naseri *, Rasoul Torkaman Sohrabi, Saeid Boroomand Nasab, Atefeh Sayadi Shahraki Pages 19-34

    The agricultural sector is the largest consumer of renewable water. Improvement of water consumption pattern in this sector could reduce the pressure on water resources. To monitor water consumption in agriculture, it is necessary to study water productivity indicators in addition to monitoring irrigation efficiency, which determines the performance of irrigation systems. This research was conducted to evaluate the efficiency of two-way, closed-end furrow irrigation and the effect of irrigation management and different levels of nitrogen fertilization on yield, yield components and water productivity of maize. Because of its specific characteristics (the presence of four carbons, and in particular, its heat-soaking character), corn is closely matched to arid and semi-arid regions. Iran has a good climate diversity, including areas susceptible to corn production. Khuzestan province, due to its flat and fertile lands and high sunny hours, is suitable for planting most crops, especially corn. In many Iranian farms, traditional furrow irrigation is used for row plants.

    Keywords: Furrow irrigation, Leaf area index, plant yield, Maize
  • Zeynab Afsharypour, Abdolreza Bahremand, Mohammad Abdolhosseini * Pages 35-48

    Peak, volume, and duration are the main characteristics of a flood. Therefore, in designing hydraulic structures, the frequency analysis of flood should be done considering the multivariate point of view in order to decrease the flood damage. Since the interaction of dependent variables is not considered in the univariate frequency analysis, it can lead to underestimating or overestimating the magnitude of a certain event. Copula is a powerful tool, which has the capability and efficiency required for concurrent analysis of behavior of the variables and the correlation among them. This research emphasizes the necessity of bivariate analysis of flood in designing the hydrological structures and decreasing the flood damage. Therefore, copula functions were used for bivariate frequency analysis of flood (discharge and volume).

    Keywords: Bivariate frequency analysis, Bivariate return period, Flood, Copula
  • Mahdi Radfar * Pages 49-61
    Severity and duration of agricultural droughts have distressed farmers worldwide by triggering hazards for agricultural products. Droughts are a widespread natural threat with tremendous social impact (Alston and Kent, 2004; Glantz, 1987). They are most often caused by a significant drop in precipitation from the normal amount. Agriculture is often the first sector to be affected by the onset of drought due to its dependence on water resources and soil moisture reserves during various stages of crop growth (Narasimhan and Srinivasan, 2005). Recent studies show that the frequency and severity of droughts seems to be increasing in some areas as a result of climate variability and climate change (IPCC, 2007; Patz et al., 2005; Sheffield and Wood, 2008; Lehner et al., 2006). Among various drought indices, Palmer Drought Severity Index (PDSI) (Palmer, 1965), Crop Moisture Index (CMI) (Palmer, 1968), Standardized Precipitation Index (SPI) (McKee et al., 1993), Surface Water Supply Index (SWSI) (Shafer and Dezman, 1982), and The ETDI (Narasimhan and Srinivasan, 2005) are used extensively for water resources management as well as for agricultural drought monitoring and forecasting. In this study, the agricultural droughts during the recent half-century were evaluated by the modified ETDI method and compared with the SPI as well as meteorological drought index in Shahrekord plain. The results show that the estimation of modified ETDI by SPI3 is applicable.
    Keywords: Agricultural Drought, Duration, Severity, Shahrekord Plain
  • Negar Nourmahnad * Pages 63-76
    Prediction of plant water consumption in each growth stage plays an important role in soil and water resources management and proper irrigation scheduling. The aim of this study was to determine the amount of water requirement and crop coefficient of pepper in terms of soil coverage with different amounts of Zycosil. This paper used the Kc procedure of FAO No. 56 (Allen et al. 1998) to obtain single and dual crop coefficients of sweet pepper. The dual crop coefficient approach is more complicated and requires more numerical calculations than the single crop coefficient approach. The single crop coefficient is defined as the ratio of ET from crop to some reference ET as defined by weather data. The dual crop coefficient has two fractions, one for crop transpiration, i.e., the basal crop coefficient (Kcb), and one for soil evaporation (Ke). Basal crop coefficients, Kcb, represent primarily the transpiration component of ET and a small evaporation component from soil that is visibly dry at the surface.
    Keywords: Evapotranspiration, Single crop coefficient, Water requirement, Growing period
  • Nooshin Ramezani, Gholamabbas Sayad *, A. Rahman Barzegar, Ahmad Landi Pages 77-92
    As one of the main indicators of soil quality, structure is related to hydraulic parameters which plays a significant role in predicting and estimating them (Pachepsky et al., 2008). Mohawesh et al, (2017) stated that hydraulic properties are key factors in the movement of water and the transport of pollutants, and the soil structure has a significant effect on the storage and movement of water in the soil. Tension infiltrometer is an effective tool to measure infiltration rate and the flow of water into pores using suctions less than 0 cm, where the macro and meso pores have highest rate of hydraulic activities for water and solution transportation. The measurement of hydraulic conductivity in different suctions is important for characterizing different aspects of unsaturated and near-saturated water in the soil. Although the hydraulic properties of the soil have been investigated from different aspects and by different methods, the role of soil structure specifically from comparison viewpoints of different types of structures and their effects on hydraulic properties has not yet been studied. The aim of this study was to measure and evaluate the hydraulic properties and quantitative parameters describing the water conductive active pores using tension infiltrometer in near-saturated condition of different soil structures.
    Keywords: Hydraulic conductivity, macroscopic capillary length, Steady uniform flow
  • Majid Jafari *, Yagob Dinpashoh, Esmaeil Asadi, Sabereh Darbandi Pages 93-106
    Evaporation is one of the main elements of hydrologic cycle. Accurate estimation of pan evaporation is very important in many water-related activities such as irrigation and drainage projects, water balance studies, reservoir operation, and the like. The class A pan is one of the main pan evaporation instruments, which is used in standard synoptic weather stations in Iran. Direct measurement of evaporation is expensive and time-consuming. Therefore, different empirical models, which use different meteorological variables, can be used to estimate pan evaporation. This is so crucial in arid and semi-arid countries such as Iran, where the climate is mostly hyper-arid and it is not easy to measure evaporation directly. In the recent decades, by the development of computers many data driven models have been created for estimating evaporation. One of the intelligent models widely used to hydrologic processes is Bayesian Network Model, which was introduced by Bentin in 1990, and then applied for neural networks by MacKey (1992). Bayesian networks (BNs), also known as belief networks (or Bayes nets for short), belong to the family of probabilistic graphical models (GMs). These graphical structures are used to represent knowledge about an uncertain domain. In particular, each node in the graph represents a random variable, while the edges between the nodes represent probabilistic dependencies among the corresponding random variables. These conditional dependencies in the graph are often estimated by using known statistical and computational methods. Hence, BNs combine principles from graph theory, probability theory, computer science, and statistics. GMs with undirected edges are generally called Markov random fields or Markov networks. These networks provide a simple definition of independence between any two distinct nodes based on the concept of a Markov blanket. Markov networks are popular in fields such as statistical physics and computer vision. BNs correspond to another GM structure known as a directed acyclic graph (DAG) that is popular in statistics, machine learning, and artificial intelligence societies. They enable an effective representation and computation of the joint probability distribution (JPD) over a set of random variables (Reggiani and Weerts, 2008). In addition, BNs model the quantitative strength of the connections between variables, allowing probabilistic beliefs about them to be updated automatically as new information becomes available. In this model, the unknown relationships between parameters in processes can be shown by a diagram. This diagram is non-circular, and has directions composed of nodes and curves for showing the possible relationships in parameters (Money et al, 2012). Therefore, the main objective of this study is modeling of daily class A pan evaporation using the Bayesian Network model in six stations of East Azerbaijan Province.
    Keywords: East Azerbaijan, Bayesian Network, Evaluation, Pan Evaporation
  • Javanshir Azizi Mobaser * Pages 107-121

    One way to increase water use efficiency in the farms is performing pressurized irrigation system projects. Proper choice of the type of pressurized irrigation system in each region is an important step in the optimum use of water and soil resources (Hejazi Jahromi et al, 2011). Operating pressurized systems requires initial costs, operating costs, energy consumption, and special equipment. Therefore, if it is not chosen wisely, it will ultimately prove a non-economical option. Choosing the best irrigation method in each region depends on several parameters, including required surveys with respect to the conditions of the plain (topography and soil properties), region, crop, quantity and quality of irrigation, and cultural and social characteristics of each project. Therefore, assessment of the feasibility of these systems to make higher returns in a sustainable way is necessary (Gharadaghi et al, 2014). Land suitability is studied in different regions of Iran, including Fars and Hamedan provinces (Rezaei et al, 2014; Akhavan and Ghaemizadeh, 2014), and the world (especially China) (Lio et al, 2013). According to the existing instructions, the choice and design of pressurized irrigation systems should be based on climatic conditions, topographic conditions, soil and water characteristics, crop, energy supply conditions, cultural backgrounds, human resources status, operating conditions and maintenance, and finally costs in each region (Alizadeh, 2007). Therefore, this research has taken into account all the factors affecting the design of different irrigation methods to perform optimal zoning for implementation of various irrigation methods in Ardabil plain in ArcGIS environment.

    Keywords: Sprinkler irrigation, Drip Irrigation, Analytic Hierarchy Process, ArcGIS
  • Saeed Khoshtinat, Babak Aminnejad *, Yousef Hassanzadeh, Hasan Ahmadi Pages 123-137
    Groundwater plays an important role in the sustainable development of human societies. The rapid growth of population, low level effectiveness, and performance of irrigation in agriculture sector have led to increase in demand for water resources in Iran. Therefore, the regional management of water extraction and the optimal usage of available water resources are highly important. Considering the urgent and intense need for groundwater resources, we used Shannon’s entropy and frequency ratio models to identify the groundwater resources of Sero Plain for agricultural and drinking purposes as well as to detect the factors that affect occurrence of groundwater and zoning.
    Keywords: Well yield, Frequency ratio, Earth's curvature, Area Under Curve (AUC)
  • Vahid Ghafori, Hosein Sedghi, Reza Afshin Sharifan *, Seyed Mohammad Jafar Nazemosadat Pages 139-153

    Drought is one of the most complex and destructive climatic phenomena, which can be perceived as the least understood natural disaster (Kao and Govindaraju, 2010). The most important and challenging characteristics of drought are frequency and return period (Bazrafshan et al., 2014; and Zhang et al. 2015). This complexity is derived from the interdependence of drought characteristics that make the univariate frequency analysis inefficient (Mirakbari et al., 2012). Therefore, instead of using traditional univariate analysis, a better approach is to derive the joint distribution of drought variables (Mishra and Singh 2010). Furthermore, insufficient data at the stations and the existence of ungagged areas necessitate regional analysis. Regional frequency analysis, on the one hand, provides the possibility of analysis for ungagged regions, and, on the other hand, provides better and more comprehensive information for meteorological stations using a combination of points and regional data. The main objective of this research is regional bivariate drought analysis in the semi-arid climate of Fars Province, Iran. In this regard, the index variable based on linear moments is one of the most advanced methods ( Núñez ez et al., 2011).

    Keywords: Linear moments, copula function, return period
  • Mahsa Mahmoudi, Mohammad Reza Majdzadeh Tabatabai *, Seyed Saeid Mousavi Nadoushani Pages 155-170

    It is vitally important that rivers reach an equilibrium state (regime). To be more precise, determination of stable hydraulic geometry is one of the most important factors on which designing, planning and training of rivers is based. In this research, an analytical model was proposed initially by using extremal hypotheses and then multivariate hydraulic geometry relationships were applied to the rivers under dominant bed load. Thereafter, field study was carried out on several gravel bed rivers in Khuzestan and Chaharmahal provinces. A total of 24 hydrometeorological stations in 17 river reaches were sampled to characterize bed material gradation curve. With regards to bed structure of gravel bed rivers, samplings were made by surface and volumetric methods. Then, sediment samples were put into two categories of surface and armor layers. The collected field data was originally applied to derive regime relationships by using multivariate regression analysis. The effect of bed structure was directly studied to better understand it in the regime relationships. A reasonable agreement was observed between the developed analytical and empirical exponents of the hydraulic geometry relationships in this study and those by other researchers. Finally, the developed model was calibrated using the field data of Iran and the mean relative error of the bankfull width and depth calculation were 26% and 24%, respectively.

    Keywords: hydraulic geometry, extremal hypotheses, gravel bed
  • Zahra Taheri, Kazem Esmaili *, Hossein Samadi Borujeni, Saeed Reza Khodashenas Pages 171-186

    The erosion of the deposited cohesive sediments by flow is a complex phenomenon. In general, hydraulic transmission of fine-grained sediments include depositional processes, consolidation and erosion. Cohesive sediments caused by physical-chemical effects on particle surfaces due to their strong ionic surfaces tend to form masses of low density or flocs. Depending on the conditions of the flow and resistance of the sedimentary masses, the erosion of sediments can occur in three different forms of floc, superficial and massive states (Mehta, 1991; Winterwerp and van Kestern, 2004). This study focuses on the effect of consolidation time on erosion rate of the deposited cohesive sediment in an annular experiment flume.

    Keywords: Erosion, Equilibrium Concentration, Critical Shear Stress, Annular Flume
  • Mehrzad Moradi, Manochehr Fathi-Moghadam *, Leila Davoudi Pages 187-199

    Embankment weirs are finite crested weirs with various side slopes that can be used for different purposes such as flow measurement and diversion, water level management, aeration or water purification, etc. The hydraulic performance and the characteristics of flow over solid weirs with finite crest length in free and submerged flow conditions have been of interest to many studies (Azimi and David. 2013). Unlike the impermeable weirs, porous weirs contribute to the water purification in the rivers and channels downstream of the structures. Hence, they are structures with positive impact on water treatment. Sargison and Percy (2009) studied the performance of BC weirs with side slopes varying between vertical positions to 1V:2H. Results indicated that by decreasing the slope of upstream face, the discharge coefficient increases and the height of the upstream water surface reduces. Although the characteristics of flow over porous weirs have been studied until now, there are still remaining facts to discover about performance of these kinds of structures in practice. Hence, this study has benefited from extensive experimental data obtained by laboratory tests to develop formulas to estimate hydraulic parameters for discharge reduction factor in the submerged flow conditions. This study investigates the hydraulic performance of flow over the porous embankment (PE) weirs for both free and submerged flow conditions. To do this, the hydraulic behavior of flow over 16 different PE weir models was examined in a rectangular flume. Results showed that the effect of the upstream slope of weirs is negligible on the modular limit index while the downstream slopes of weirs did not affect the free flow parameters. Also, both up- and downstream side slopes have no significant effect on the characteristics of the submerged flow.

    Keywords: Porous embankment weir, submerged flow, Modular limit
  • Mohsen Rahmdel *, Seyed Hossein Sanaeinejad, Hadi Jabbari Pages 201-214

    The aim of this study was to investigate cloud’s characteristics and some effective physical indices on rainfall in Mashhad. We initially studied cloudy sky in Mashhad by consulting meteorological yearbook of 1986-2010. Density and prevalence for medium and low clouds as well as density, prevalence and average for vertical clouds (type 2 cumulus and cumulonimbus) were calculated for every month. This study shows that in Mashhad the highest frequency of low and medium clouds occurs in cold and rainy months during winter and spring, while most of the clouds with vertical development occur in spring. We also studied freezing level in clouds in both rainfall and no-rainfall cases, using skew-T diagrams and radiosonde data during 1992 to 2011. The condition considered here was overcast sky. We obtained a regression equation in order to specify role of physical indices (CAPE، SI, K، PWT) in precipitation. At first, rainfall days of Mashhad were extracted from Khorasan Razavi meteorological department archive (1992 to 2011). On these days, six hour rainfall (00 to 06 Z) were determined. Then, instability and physical indices were obtained from radiosonde data of Mashhad weather station. A regression equation was estimated by analyzing the relationship between natural logarithm of six-hour rainfall as dependent variable and instability indices as independent variable. This research determines which relationship between some indices with natural logarithm of six-hour rainfall is nonlinear. Analysis of regression variance shows that regression was significant at 99% level. This means that at least one of the indices has a linear relationship with logarithm of six-hour rainfall. In this equation, due to significant level, CAPE and PWT were removed. Most relationships were found between SI and natural logarithm of six-hour rainfall.

    Keywords: CAPE Index, K index, Precipitable Water Index, Showalter Index, Skew-T diagram
  • Morad Asadi, Mahdi Mazaheri *, Jamal Mohamad Vali Samani Pages 215-230

    The 2D shallow water equations are used in flow simulation of rivers, floodplains, coastal currents, etc. In the research, updating or the so-called numerical integration of temporal terms of two-dimensional equations using first-order methods is more stable but less accurate. In contrast, high-order accuracy methods have numerical stability problems and cause divergence (Brouwer et al., 2014). For this reason, second-order accurate methods with median properties are widely used. Despite much research on how to deal with spatial terms, according to a review by the authors, there is less research on how to deal with the temporal terms of equations. In addition, studies on time integration methods are limited to solving 1D problems. In this research, two different time integration methods of Runge-Kutta third order (RK-3 method) and Strang splitting operator method (Strang method), which have a second-order of accuracy and are commonly used in various research (Huang et al., 2013), have been investigated. Therefore, two models have been obtained in which the applied time integration methods are different, but the ways adopted to deal with spatial and sources terms of equations are same. Then, 1D and 2D reference problems are implemented using these two models and their results are presented in order to recognize the appropriate time integration method for solving 2D shallow water equations.

    Keywords: 2D shallow water equations, Different time integration methods, Runge-Kutta third order method, Strang operator splitting method