فهرست مطالب

مهندسی آبیاری و آب ایران - پیاپی 41 (پاییز 1399)

مجله مهندسی آبیاری و آب ایران
پیاپی 41 (پاییز 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/07/01
  • تعداد عناوین: 21
|
  • سعید فرزین*، مهدی ولیخان صفحات 1-13
    سرریزهای کلیدپیانویی، یک نوع سازه کنترل جریان هستند که دارای ظرفیت آبگذری بیشتری نسبت به سرریز های رایج می باشند. در پژوهش حاضر، با هدف تخمین ظرفیت آبگذری سرریز کلیدپیانویی، از مدل های ماشین بردار پشتیبان (SV)، هیبرید ماشین بردار پشتیبان و الگوریتم خفاش (SVR-BA) و درخت M5 استفاده شده است. در مجموع 162 داده آزمایشگاهی برای 7 مدل سرریز کلیدپیانویی مختلف از نتایج یک پژوهش آزمایشگاهی استخراج شده است. با بکارگیری پارامترهای نسبت هد آبی بالادست به ارتفاع سرریز، عرض کلید ورودی، عرض کلید خروجی، ارتفاع سرریز، فاکتور شکل هندسی پشت بند و فاکتور شکل هندسی تاج به عنوان داده های ورودی، خروجی مدل که ضریب آبگذری (Cd) می باشد تخمین زده شد. نتایج بدست آمده بر اساس معیارهای ارزیابی نشان داد که هر سه مدل هوشمند مورد استفاده، قادر به تخمین ضریب آبگذری سرریز کلیدپیانویی هستند. اما، در دوره آزمون مدل SVR-BA با مقادیر 992/0، 007/0 و 01/0 به ترتیب برای شاخص های ارزیابی R2، MAE و RMSE از دقت بیشتری در پیش بینی ضریب آبگذری برخوردار است.
    کلیدواژگان: درخت M5، سرریزکلیدپیانویی، ضریب آبگذری، ماشین بردار پشتیبان- خفاش
  • مهدی شربتدار، حجت کرمی*، حامد سرکرده، سید فرهاد موسوی صفحات 14-37

    جریان خروجی از سدها می تواند به دلیل انرژی جنبشی زیاد باعث ایجاد خسارت هایی شود، که می توان به شسته شدن بستر رودخانه ها و آسیب رسیدن به تاسیسات و سازه های موجود در مسیر جریان اشاره نمود. حوضچه های آرامش با آرام نمودن جریان این هدف را محقق می سازند. یکی از روش های رایج در شبیه سازی سازه های هیدرولیکی استفاده از روش های عددی است. این روش ها بیشتر مبتنی بر دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) هستند. با توجه به توانمندی های روش های عددی و همچنین نرم افزارهای پیشرفته، می توان به بررسی حالت های پیچیده و متنوع اقدام نمود. در تحقیق حاضر، به شبیه سازی عددی پرش هیدرولیکی در حوضچه آرامش در پایین دست یک سد بلند با استفاده از سه نوع مدل آشفتگی K-ɛ استاندارد، RNG و LES پرداخته شده است. با توجه به نتایج به دست آمده، بهترین مدل آشفتگی، مدل LES جهت مدل سازی عددی جریان در حوضچه آرامش تعیین گردید. همچنین جهت بررسی تاثیر بلوک های پای تندآب بر عملکرد حوضچه، مدلی پیشنهادی با فرض بلوک های پای تندآب حوضچه استاندارد تیپ دو USBR درنظر گرفته شد و با مدل اولیه مقایسه گردید. نتایج تحقیق حاضر، نشان دهنده ی کاهش تقریبی 40 و 5/4 درصدی سرعت به ترتیب در مقطع ورودی حوضچه و مقطع ورودی پرش هیدرولیکی روی سازه شوت می باشد که حاکی از تاثیر به سزای شوت بلوک در بهبود عملکرد حوضچه آرامش این سد می باشد.

    کلیدواژگان: حوضچه آرامش، Flow-3D، مدل های آشفتگی، پرش هیدرولیکی، بلوک های پای تندآب، سدهای بلند
  • عبدالرضا بهره مند*، پروانه حاتمی گل مکانی صفحات 38-51
    سیل از جمله بلایای طبیعی است که هر ساله خسارات مالی و جانی فراوانی را در سراسر جهان به بار می آورد. به طور کلی شاید بتوان گفت که بهترین شاخص معرف وضعیت سیل خیزی و تولید رواناب و سیل بالقوه حوزه، ضریب رواناب می باشد. بنابراین تهیه یک نقشه مناسب که بیش ترین شباهت را با واقعیت داشته باشد می تواند راه گشای بسیاری از برنامه ریزی های مرتبط با کنترل سیل باشد. بدین منظور در این پژوهش نقشه ضریب رواناب بالقوه دو روش تهیه شد و مورد مقایسه قرار گرفت. روش اول روشی تجربی و مبتنی بر CN بوده که روش رایجی در بین محققان این حیطه است و روش دوم استفاده از مدل هیدرولوژیکی توزیعی مکانی WetSpa می باشد. بنابراین متوسط وزنی نقشه ضریب بالقوه سیل خیزی تهیه شده به روش SCS، 045/0 و با مدل WetSpa 714/0 برآورد گردید. در انتها متوسط ضریب بالقوه سیل خیزی روزانه با استفاده از آمار بارش و رواناب روزانه ثبت شده در طول دوره چهار ساله، مورد مقایسه قرار گرفت. با نظر به اینکه مقدار ضریب رواناب برآورد شده با آمار ثبت شده 47/0 بوده و این مقدار به نتایج مدل WetSpa نزدیک تر است بنابراین مدل WetSpa عملکرد بهتری داشته است. با این حال با توجه به اینکه هر یک از دو روش ویژگی های منحصربفردی دارد (به طور مثال مدل WetSpa نیازمند داده ها و جزییات بیش تر و مدل  SCS نیازمند داده ها و جزییات کم تری نسبت به مدل WetSpa است) هریک از این دو روش کاربردهای متفاوتی دارد که می تواند در شرایط خاصی موثر واقع شود.
    کلیدواژگان: ضریب رواناب بالقوه، مدل SCS، شماره منحنی، مدل بارش-رواناب، مدل توزیعی مکانی
  • سید رضا هاشمی نژاد، محمدجواد خانجانی*، غلامعباس بارانی صفحات 52-65

    منهول های ریزشی در شبکه های فاضلاب و جمع آوری روان آب سطحی واقع در منطقه های شیب دار شهری از سرعت زیاد سیال جلوگیری می کنند و موجب استهلاک انرژی می شوند. عملکرد ضعیف هیدرولیکی آن ها در رژیم جریان R2 توسط صفحه شکست جت بهبود داده شده است. با این وجود هنوز لازم است مشخصات هندسی صفحه شکست جت به طور دقیق تعیین شوند. در این تحقیق تاثیر طول، عرض، انحناء، و زاویه صفحه و همچنین نسبت پرشدگی لوله ورودی، بر کارایی هیدرولیکی منهول ریزشی به طور آزمایشگاهی مطالعه شده است. آزمایش ها با استفاده از روش های آنالیز ابعادی و طرح فاکتوریل دو-سطحی طرح شدند و جریان هوا در منهول مورد بررسی قرار گرفت. تجزیه و تحلیل آماری نتایج نشان داد که پرشدگی لوله ورودی برابر 80%، انحناء صفحه شکست جت برابر صفر و زاویه آن با راستای قایم به میزان 70 موجب کاهش میانگین نیاز نسبی هوا و بهبود عملکرد هیدرولیکی منهول می شوند. همچنین نتایج گویای این بودند که طول و عرض صفحه شکست جت اثر معنی داری بر جریان هوا در این سازه نداشتند.

    کلیدواژگان: استهلاک انرژی، جریان هوا، صفحه شکست جت، طرح آماری آزمایش ها، طرح فاکتوریل، منهول ریزشی
  • مهدی حمیدی*، فاطمه محمدحسینی صفحات 66-86

    یکی از روش های متداول برای کاهش استهلاک انرژی جنبشی جریان استفاده از حوضچه آرامش می باشد. از مهمترین پارامترهای حوضچه آرامش که تاثیر زیادی بر هزینه های ساخت آن دارد، طول حوضچه است لذا می توان با بررسی و مطالعات دقیق سبب کاهش هزینه های ساخت در آن شد. در این پژوهش در ابتدا با استفاده از داده های آزمایشگاهی چانسون و چاچرو، حوضچه آرامش اجرا و واسنجی گردید. سپس سرریز سد چایلی با استفاده از نرم افزار Flow-3D و بامدل آشفتگی RNG مدلسازی و پارامترهای هیدرولیکی جریان با  اعمال تغییرات در طول حوضچه آرامش مورد بررسی قرارگرفته است. بررسی های صورت گرفته نشان می دهد، افزایش و کاهش طول حوضچه آرامش و قرار گیری آبپایه انتهایی بر خصوصیات جریان و همچنین میزان اتلاف انرژی اثرهای متفاوتی دارد. از آنجایکه افزایش میزان استهلاک انرژی، مطلوب ما می باشد لذا در بین حالت های مختلف طول حوضچه آرامش، افزایش طول حوضچه انتخاب می گردد. افزایش طول حوضچه آرامش سبب افزایش استهلاک انرژی جریان و کاهش فشار و نیروی وارد بر آب پایه انتهایی می شود. به طوری که استهلاک انرژی جریان با افزایش طول حوضچه آرامش به 90 متر و 120 متر نسبت به مدل مرجع با طول 75 متر به ترتیب 55/0 و 8/2 درصد افزایش و نیروی وارد بر دیوار قایم آب پایه انتهایی به ترتیب 63/5 و 45/3 درصد کاهش داشته است. در ادامه اثر قرارگیری بلوک مستطیلی بر نیرو و میزان استهلاک انرژی جریان ارزیابی شد. نتایج نشان داد که ایجاد بلوک مستطیلی در درون حوضچه آرامش سبب کاهش عمق ثانویه پرش و کاهش 1/7 درصدی نیرو و افزایش افت نسبی انرژی به اندازه 31/14 درصد نسبت به حوضچه مرجع در حالت صاف شده است به نحوی که استفاده از بلوک ها حوضچه آرامش را نسبت به تغییرات در طول حوضچه اقتصادی تر خواهد نمود. بر این اساس، از نتایج این تحقیق و روش های مورد استفاده در آن می توان بعنوان ایده ای برای تعیین حوضچه آرامش بهینه استفاده نمود

    کلیدواژگان: استهلاک انرژی، حوضچه آرامش، مدل آشفتگی RNG، نرم افزار Flow-3D
  • لیلا ملکانی * صفحات 89-103

    وجود ارتباط غیرخطی و پیچیده بین اجزای یک سیستم در فرایندهای هیدرولوژیکی و رفتار دینامیکی مابین آنها، استفاده از مدل های هوشمند را جهت مدلسازی ضروری می نماید. معمولا در تحقیقات مختلف برای افزایش دقت نتایج مدلسازی، از مدل های جدیدتر با قابلیت محاسباتی بیشتر استفاده می شود. علاوه بر توانایی های محاسباتی مدل ها، بکارگیری اطلاعات ورودی صحیح به آنها نیز دارای اهمیت است و لازمه رسیدن به دقت مناسب در انواع روش های مدلسازی است. با توجه به اینکه خطا در داده های هیدرولوژیکی معمولا وجود دارد، هدف از این تحقیق بررسی تاثیر حذف خطاهای ممکن در سیستم های هیدرولوژیکی در میزان افزایش دقت مدل ها است. در این تحقیق مقادیر جریان ماهانه حوضه های شاخص استان آذربایجانشرقی (رودخانه های نهند چای، لیقوان چای و اهرچای) در دو حالت با خطا و بدون خطا مورد بررسی قرار گرفته و سپس برای هر دو حالت، فرایند پیش بینی با مدل شبکه های عصبی مصنوعی مطالعه شده است. برای جداسازی خطای داده های ورودی از نظریه آشوب استفاده شده است. بر اساس معیار ارزیابی نش-ساتکلیف، دقت نتایج مدلسازی جریان ماهانه رودخانه های نهند چای، لیقوان چای و اهرچای برای داده های بدون نویز نسبت به داده های خام، بترتیب به میزان (2/43، 9/27 و 9/5) افزایش یافته و مقدار خطا، بر اساس معیار مجذور میانگین مربعات خطا به مقدار (2/65، 5/63 و 7/2) کاهش داشته است.

    کلیدواژگان: پیش بینی رواناب، نظریه آشوب، شبکه های عصبی مصنوعی، کاهش خطا
  • سیده نجمه عقیلی، غلامرضا لشکری پور*، ناصر حافظی مقدس صفحات 102-117

    زمین لغزش یکی از مخاطرات طبیعی است که هر ساله باعث خسارت جانی و مالی فراوانی در سراسر جهان می شود. یکی از راهکارهای مهم برای کاهش خسارت ناشی از وقوع زمین لغزش ها، تشخیص مناطق مستعد زمین لغزش و پهنه بندی خطر آن از طریق تهیه نقشه های پهنه بندی خطر زمین لغزش است. در این مطالعه کارایی دو مدل ارزش اطلاعات و تراکم سطح جهت پهنه بندی خطر زمین لغزش درحوضه آبخیز گلورد نکا مورد ارزیابی قرار گرفته است. به این منظور ابتدا نقشه پراکنش زمین لغزش های موجود در حوضه تهیه گردید. سپس 9 عامل موثر در وقوع زمین لغزش شناسایی و نقشه های مربوطه تهیه و طبقه بندی شده است. در مرحله بعد طبقات هرکدام از این لایه ها، با استفاده از مدل های تراکم سطح و ارزش اطلاعات وزن دهی شده، و سپس با تلفیق این لایه ها در نرم افزار Arc GIS ، نقشه های خطر زمین لغزش تهیه شده است. نتایج نشان داد که پارامترهای شیب، جهت شیب، وجود گسل، کاربری از نوع کشاورزی و لیتولوژی از مهم ترین عوامل تاثیرگذار در وقوع زمین لغزش در منطقه مورد مطالعه می باشند. به منظور مقایسه روش ها نسبت به یکدیگر و ارزیابی کارایی آن ها، شاخص های مجموع کیفیت (Qs) و دقت (P) مورد بررسی قرار گرفتند. مقدار بالاتر این شاخص ها برای مدل ارزش اطلاعات کارایی بیشتر آن را نسبت به مدل تراکم سطح جهت پهنه بندی زمین لغزش نشان می دهد.

    کلیدواژگان: پهنه بندی خطر، روش ارزش اطلاعات، روش تراکم سطح، زمین لغزش، مازندران، نکا، GIS
  • محمدحسن نادری، مهدی ذاکری نیا*، میثم سالاری جزی صفحات 118-136
    با توجه به زوال روز افزون حیات زیستی سیستم های رودخانه ای در نتیجه دخالت های انسانی، خشکسالی و تغییر اقلیم، به رسمیت شناختن جریان زیست محیطی به منظور حفظ سلامت آن در مطالعات برنامه ریزی توسعه منابع آب، کاملا ضروری می باشد. هدف اصلی در این پژوهش، پیاده سازی و ارزیابی روش های تنانت، منحنی تداوم جریان، کمبود جریان اکولوژیکی، جریان پایه آبزیان، انتقال منحنی تداوم جریان و مدل ذخیره رومیزی جهت برآورد جریان زیست محیطی رودخانه قره سو در ماه های مختلف سال در محدوده مطالعاتی ایستگاه هیدرومتری سیاه آب تا محل ورود به خلیج گرگان برای حفاظت و بازگردانی رودخانه مزبور می باشد. در مطالعه حاضر با مقایسه نتایج حاصل از مقادیر پیشنهادی رژیم جریان زیست محیطی رودخانه قره سو مشخص شد که روش تنانت، دبی 57/0 مترمکعب بر ثانیه را برای فروردین تا شهریور ماه و 19/0 مترمکعب بر ثانیه را برای مهر تا اسفند ماه، روش منحنی تداوم جریان در شرایط نسبتا مناسب (Q90) و مناسب (Q75) به ترتیب 17/0 و 393/0 مترمکعب بر ثانیه، روش جریان پایه آبزیان دبی 57/0 مترمکعب بر ثانیه، روش انتقال منحنی تداوم جریان در شرایط نسبتا تغییر یافته، با میانگین سالانه 94/0 مترمکعب بر ثانیه، روش کمبود جریان اکولوژیکی 88/0 مترمکعب بر ثانیه و مدل ذخیره رومیزی در کلاس B، 69/0 مترمکعب بر ثانیه را برآورد می نمایند. بر این اساس با تامین رژیم اکولوژیکی رودخانه قره سو با استفاده از روش انتقال منحنی تداوم جریان در کلاس مدیریتی C (معادل5/48 درصد جریان طبیعی رودخانه)، می توان شرایط مناسبی را برای حفظ سلامت اکوسیستم فراهم کرد.
    کلیدواژگان: انتقال منحنی تداوم جریان، جریان زیست محیطی، رودخانه قره سو، رژیم اکولوژیکی، متوسط جریان سالانه
  • مهران حکمت نیا، سید مهدی حسینی*، مهدی صفدری صفحات 137-149
    به طور متوسط، 70 درصد از کل برداشت آب های جهانی جهت تولیدات محصولات کشاورزی استفاده می شود. یکی از راه کار ها جهت مدیریت منابع آب در بخش کشاورزی، تعیین مقدار واقعی حجم آبی است که در فرایند تولید محصولات کشاورزی مصرف شده است که به منظور برآورد میزان مصرف واقعی آب توسط محصولات مختلف کشاورزی از شاخص آب مجازی استفاده می شود. در این راستا، میزان مصرف واقعی آب محصولات عمده زراعی و باغی استان سیستان و بلوچستان برای سال زراعی 1396 - 1395 با استفاده از مدل CROPWAT محاسبه شد. نتایج نشان می دهد که، کل میزان بهره برداری از منابع آب استان 582/780 میلیون متر مکعب برآورد شده است که بیش از 49 درصد از آن، به تولید محصول خرما اختصاص داده شده است و همچنین میانگین آب مجازی مصرف شده برای تولید محصولات کشاورزی 1437 متر مکعب بر هکتار محاسبه شده که گوجه فرنگی با تولید 850/7  و سیب زمینی با تولید 344/7  کیلوگرم به ازای مصرف یک متر مکعب آب، بیشترین میزان بهره وری را در مصرف آب کشاورزی داشته اند.
    کلیدواژگان: آب مجازی، آب آبی، آب سبز، بهره وری مصرف آب، ردپای آب
  • یاسر سبزواری، علی حیدر نصرالهی*، حجت الله یونسی صفحات 150-167
    منابع آب زیرزمینی بزرگ ترین ذخیره ی قابل دسترس آب شیرین زمین هستند و مدیریت این منابع و کنترل کیفی آن ها از اهمیت بالایی برخوردار است. هدف از این تحقیق، بررسی تغییرات زمانی و مکانی پارامترهای کیفی آب زیرزمینی ازنظر مصارف شرب و کشاورزی بر اساس طبقه بندی شولر و ویلکاکس در دشت بروجرد- دورود است. در پژوهش حاضر از پارامترهای کیفی ازجمله هدایت الکتریکی، نسبت جذبی سدیم، اسیدیته، کلسیم، کلر، منیزیم، سدیم و سولفات از 55 منبع در سال های 1380 و 1395 استفاده شد. برای تهیه نقشه های پهنه بندی از روش های زمین آمار که روش درون یابی کریجینگ مناسب تر بود، استفاده شد. نتایج تحقیق نشان داد که اکثر مناطق دشت در سال های 1380 حدود 78/59 درصد منابع در وضعیت مطلوب قرار دارند که در سال 1395 به 79/95 درصد بهبودیافته است. در طبقه بندی کشاورزی در سال 1380 بیش از 08/74 درصد منطقه دارای کیفیت خوب و قابل قبول بوده است که در سال 1395 به حدود 94/85 درصد افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، دیاگرام شولر، دیاگرام ویلکاکس، کریجینگ، کیفیت
  • کیوان زارعی، علی رسول زاده*، مرتضی صدیقی، غلامرضا احمدزاده، جواد رمضانی مقدم صفحات 168-182
    دشت سلماس از مهم ترین دشت های استان آذربایجان غربی است. رشد سریع جمعیت همراه با توسعه کشاورزی در دهه های اخیر سبب برداشت بی رویه و فشار بر منابع آبی این دشت گردیده است. استفاده بی رویه از منابع آب زیرزمینی و تغذیه کم دشت باعث افت سطح آب در دهه اخیر شده است. نشست سطح زمین ناشی از افت سطح آب های زیرزمینی در بخش های از این دشت به طور محسوس مشاهده می شود. در این پژوهش ارتباط بین افت سطح آب زیرزمینی و فرونشست زمین مورد بررسی قرار گرفت. روش های تعیین فرونشست زمین، مشاهدات ایستگاه دایم GPS و روش تداخل سنجی راداری می باشد. نتایج، حاکی از همبستگی معنی دار و خطی بین افت سطح آب زیرزمینی و فرونشست زمین در این دشت می باشد. میانگین مقادیر ضریب تبیین (از سال 2006 الی 2011) در روش های ایستگاه ثابت GPS   و تداخل سنجی راداری به ترتیب برابر 78 و 82 درصد به دست آمد.  بیشینه نرخ فرونشست با استفاده از تصاویر راداری ماهواره ALOS در سال 2009، 11 سانتی متر در سال محاسبه گردید. نتایج حاصل از GPS  نشان داد به ازای یک متر  افت سطح آب زیرزمینی، 078/0 متر سطح زمین در دشت مورد مطالعه نشست خواهد کرد.
    کلیدواژگان: : فرونشست زمین، سطح آب زیرزمینی، تداخل سنجی راداری، دشت سلماس
  • رضا سبحانی، سروین زمان زاد قویدل، هادی ثانی خانی*، مجید منتصری صفحات 185-201

    تغییرات اقلیمی و تاثیر آن در وضعیت منابع آبی می تواند از جنبه های مختلف زندگی و حیات بشر در روی زمین را به مخاطره بیاندازد. در این مطالعه، با استفاده از روش های منفرد و هیبریدی-موجکی شبکه عصبی مصنوعی، سامانه استنتاجی فازی عصبی (دسته بندی تفریقی) و برنامه ریزی بیان ژن به مدل سازی پارامتر جریان پرداخته شده است. بدین منظور از داده های اقلیمی ماهانه با طول دوره آماری 21 ساله (1395-1375) جریان، دما و بارش ایستگاه تپیک واقع در رودخانه نازلوچای ارومیه استان آذربایجان غربی استفاده شده است. در این مطالعه تاثیر پارامترهای جریان تاخیری، بارش، دما و اثر فصلی (ضریب ماهانه) در مدل ها بررسی شده است. نتایج حاکی از عملکرد برتر مدل های هیبریدی-موجکی نسبت به مدل های منفرد محاسبات نرم و تاثیر مثبت اعمال اثر فصلی در مدل سازی جریان رودخانه ای می باشد. همچنین تبدیل موجک با آنالیز داده ها و تفکیک نویزها توانایی ارتقاء بخشیدن به عملکرد مدل های هیبریدی نسبت به مدل های منفرد را امکان پذیر می نماید. در مدل بهینه هیبریدی موجکی برنامه ریزی بیان ژن، مقادیر شاخص های ارزیابی ضریب همبستگی و ریشه میانگین مربعات خطا به ترتیب برابر 978/0 (حداکثر) و 326/2 (m3/s) (حداقل) به دست آمده است.

    کلیدواژگان: برنامه ریزی بیان ژن، فازی-عصبی، شبکه عصبی مصنوعی، جریان رودخانه، نازلوچای
  • امیر خیاط، مهدی امیرآبادی زاده*، محسن پوررضا بیلندی، حسین خزیمه نژاد صفحات 200-210

    تغییر اقلیم یکی از عوامل مهمی است که بخش‏های مختلف زندگی انسان روی کره زمین را تحت تاثیر قرار خواهد داد و تاثیرات زیان باری بر منابع زیست محیطی، اقتصادی اجتماعی و به ویژه منابع آب خواهد داشت. افزایش غلظت گازهای گلخانه ای در چند دهه اخیر و دمای افزایش یافته ناشی از آن، منجر به تغییرات قابل توجهی در عناصر هواشناسی شده است. یکی از راهکارهای کاهش تاثیرات ناشی از تغییر اقلیم، ارزیابی تاثیرات آن بر بارندگی و دما در هر منطقه است. بدین منظور در این تحقیق به بررسی و تحلیل اثرات تغییر اقلیم بر روی دما و بارش دشت  شهرستان بیرجند به کمک مدلCanESM2 AR5 تحت سناریوهای انتشارRCP2.6 ، RCP4.5 و RCP8.5 پرداخته شده است. به دلیل دقت پایین مدل های گردش عمومی از مدل کوچک مقیاس سازی SDSM استفاده و تغییرات پارامترهای اقلیمی بارش و دما برای دوره آتی (2049- 2020) شبیه سازی گردید. نتایج شبیه سازی مدل نشان از افزایش درجه حرارت در دوره آتی دارد به گونه ای که بیشترین افزایش دما (89/1 درجه سانتی گراد) و کمترین میزان بارندگی (07/0 میلیمتر) در ماه ژوین مشاهده گردید. نتایج بدست آمده می تواند در برنامه ریزی های مدیریت منابع آب و بخش کشاورزی مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: دما، بارش، تغییر اقلیم، سناریوهای انتشار، مدل های گردش عمومی جو، بیرجند
  • الهه مرادیانی، علی اکبر اختری، آرش آذری* صفحات 211-226

    از مهمترین مسایلی که درمطالعات هیدرولوژی و سیل خیزی به آن پرداخته می شود، برآورد دبی حداکثر سیلاب و تهیه هیدروگراف آن با استفاده از مدل های هیدرولوژیکی می باشد. امروزه محصولات بارش ماهواره با قدرت تفکیک مکانی و زمانی متفاوت تا حدود زیادی مشکلات و محدودیت های رایج در تهیه داده های بارش را برطرف کرده اند. لذا هدف از این تحقیق بررسی و کاربرد داده های بارش ماهواره TRMM به عنوان ورودی مدل های هیدرولوژیکی برای شبیه سازی سیل در حوضه آبریز قره سو می باشد. بدین منظور ابتدا مدل مفهومی حوضه در محیط نرم افزار HEC-GeoHMS تهیه شده و عملکرد نرم افزار HEC-HMS در شبیه سازی هیدروگراف سیل مورد ارزیابی قرار گرفت. برای تخمین میزان بارش در قسمت هایی از حوضه که فاقد ایستگاه باران سنجی بود، از داده های ماهواره TRMM استفاده شد. دقت داده های بارش ماهواره ای با مقایسه با مقادیر مشاهداتی طی سال های 2013-2003 بررسی شد. نتایج حاکی از عملکرد مناسب مدل HEC-HMS در برآورد دبی اوج و حجم سیلاب برای حوضه آبریز داشت به طوری که اختلاف بین دبی اوج مشاهداتی و محاسباتی کمتر از 7 درصد و اختلاف حجم سیلاب مشاهداتی و محاسباتی نیز کمتر از 10 درصد بود. بررسی تصاویر ماهواره TRMM نشان داد بیشترین همبستگی، بین داده های ماهانه با مقادیر ضریب هم بستگی 99/0-52/0 بوده و داده های بارش روزانه از دقت کافی برخوردار نبودند. هم چنین با در نظر گرفتن اثر ارتفاع محل، می توان از مقادیر حدی بارش به دست آمده از تصاویر ماهواره TRMM با دقت قابل قبول و میانگین خطای کمتر از 20 درصد استفاده کرد.

    کلیدواژگان: برآورد بارش، سنجش از دور و GIS، ماهواره TRMM، مدل هیدرولوژیکی
  • یوسف رمضانی*، محمد ناظری تهرودی صفحات 227-239
    در مدل های چند متغیره سری زمانی با دخالت دادن عوامل موثر دیگر، می توان نتایج توصیف، مدل سازی و پیش بینی پارامترهای مختلف را بهبود بخشید. هم چنین از آنجا که مدل های غیرخطی واریانس شرطی، بخش باقی مانده مدل های خطی را به شکل مناسبی مدل می کنند، انتظار می رود با تلفیق مدل های خطی و غیرخطی، دقت مدل سازی و پیش بینی ها افزایش یابد. در این مطالعه از داده های مقادیر تبخیر و تعرق پتانسیل ایستگاه های شرق کشور (ایستگاه بیرجند، مشهد، زاهدان و زابل) در دوره آماری 2010-1973 در مقیاس ماهانه استفاده شده است. از آنجایی که مدل هدف چند متغیره می باشد، علاوه بر داده های تبخیر و تعرق پتانسیل، از داده های رطوبت نسبی، سرعت باد و ساعات آفتابی نیز جهت مدل سازی تبخیر و تعرق پتانسیل ماهانه استفاده شده است. مدل های مورد بررسی در این تحقیق، دو مدل MPAR و MPAR-EGARCH می باشد. نتایج بررسی و صحت سنجی داده های مدل شده نشان داد که هر دو مدل مورد بررسی از دقت بالایی برخوردار هستند. در این مطالعه در تمام موارد مدل چند متغیره تلفیقی با واریانس شرطی از دقت بیشتری نسبت به مدل چند متغیره پریودیک آرما برخوردار بودند. هم چنین نتایج نشان داد که مدل تلفیقی MPAR-EGARCH نقاط کمینه و بیشینه داده های مورد بررسی را به خوبی برازش داده است. متوسط میزان خطا در تخمین مقادیر تبخیر و تعرق پتانسیل توسط مدل MPAR در ایستگاه های بیرجند، مشهد، زابل و زاهدان به ترتیب برابر با 4/0، 43/0، 05/1 و 04/3  و در مدل های تلفیقی MPAR-EGARCH به ترتیب برابر با 16/0، 19/0، 55/0 و 59/0 می باشد.
    کلیدواژگان: مدل های فصلی، تبخیر و تعرق پتانسیل، مدل واریانس شرطی خودهمبسته، مدل چند متغیره
  • مهدی سلیمانی مطلق*، مجتبی سلیمانی ساردو، الهام داودی صفحات 240-255
    ارتقاء کیفیت شاخص های خشکسالی ، نقش موثری در بهبود سیستم مدیریت منابع آب ایفا می نماید. در این پژوهش از شاخص شناسایی خشکسالی موثر (eRDI)، به منظور شناسایی و اعلام هشدار سریع خشکسالی کشاورزی در دشت جیرفت استفاده شد و عملکرد آن با استفاده از شاخص NDVI مورد ارزیابی قرار گرفت و در نهایت نسبت به تحلیل ارتباط این شاخص با تغییرات ذخیره آبخوان مبادرت شد. یافته های این پژوهش نشان داد که اثر شاخص در مدل کردن خشکسالی کشاورزی در مراحل مختلف رشد گیاه تقریبا مشابه بوده اما شدت برآورد شده در دوره بحرانی رشد گیاه بیشتر بوده است، لذا این دوره به عنوان مبنایی برای تحلیل مکانی خشکسالی کشاورزی مدنظر قرار گرفت. نتایج تحلیل مکانی نشان داد که وقوع دوره های نرمال، خشک و تر با دسترسی یا کمبود بارش موثر برای گیاهان منطقه، متناسب است. همچنین نتایج بیانگر وجود همبستگی معنی دار در سطح 5 درصد (87/0= r) بین شاخص های eRDI و NDVI در اراضی تنک منطقه، به واسطه دخالت تنها عامل بارش موثر در شاخص eRDI می باشد، در حالی که در اراضی آبی، عکس این قضیه به دلیل پمپاژ از آب زیرزمینی و احتمالا بهره برداری از سد جیرفت اتفاق افتاده است. به طور کلی، نتایج مبین معرفی شاخص eRDI سه ماهه و eRDI هفت ماهه، به ترتیب برای هشدار سریع خشکسالی کشاورزی و افت ذخیره آب زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه است
    کلیدواژگان: : بارش موثر، دشت جیرفت، خشکسالی کشاورزی، eRDI، NDVI
  • مژده محمدی، جعفر مامی زاده*، اقبال احسان زاده صفحات 256-268

    منحنی های شدت- مدت- فراوانی بارش یکی از ابزارهای هیدرولوژیکی جهت محاسبه طراحی هیدرولیکی سازه ها، طرح های آبخیزداری، جمع آوری و دفع آب های سطحی در شهرها می باشد. در این تحقیق با استفاده از مدل های تجربی قهرمان و آبخضر (1383)، وزیری (1370) و بل (1969) و همچنین مدل آماری Hyfran-Plus به محاسبه شدت بارش و تعیین منحنی های شدت-مدت-فراوانی پرداخته شده است. در ابتدا با استفاده از شدت های بارش در رگبار های با تداوم کمتر از 180 دقیقه، آزمون ران تست در محیط نرم افزار SPSS و به صورت دستی برای اطمینان از همگن بودن داده ها انجام گرفت. سپس جهت محاسبه شدت بارش در دوره بازگشت های مختلف، توزیع های مختلف آماری به داده ها برازش داده شد. جهت تعیین توزیع آماری بهینه از آزمون نکویی برازش کای اسکور استفاده شد. نتایج نشان داد که توزیع آماری گاما معکوس نسبت به سایر توزیع های مورد بررسی دارای بیشترین دقت در تعیین دوره بازگشت شدت بارش می باشد. در مرحله بعد شدت بارش در دوره بازگشت های مختلف توسط مدل های تجربی با استفاده از داده های روزانه بارش و بیش ترین مقدار بارش روزانه محاسبه گردید. مقایسه نتایج حاصل از مدل تجربی قهرمان و مدل آماری Hyfran-Plus نشان داد که حداکثر اختلاف شدت بارش ها در تداوم های طولانی، کمتر از 6/1 درصد و در تداوم های کوتاه مدت کمتر از 2/20 درصد می باشد. همچنین اختلاف مقدار شدت بارش های پیش بینی شده برای تداوم های کوتاه مدت در مدل های تجربی وزیری و بل کمتر از 8/19 درصد می باشد.

    کلیدواژگان: تابع توزیع، مدل های تجربی، منحنی شدت-مدت-فراوانی، Hyfran-Plus
  • مرجان طالبی نیا، حسن خسروی* صفحات 269-285

    در پژوهش حاضر جهت بررسی تاثیر تغییرات بارش بر کیفیت آب زیرزمینی در اقلیم خشک و نیمه خشک استان اصفهان، 6 حوضه و ایستگاه های هواشناسی انتخاب گردید و از داده های 72 ایستگاه هواشناسی استان اصفهان در دوره آماری 1392-1382 و  داده های 350 حلقه چاه مشترک برای بررسی تغییرات کیفیت آب زیرزمینی استفاده شد. سپس با بررسی داده های کیفی، پایین ترین داده های پارامترهای EC، Ca،  Mg، pH،  Na، Cl، در نرم افزار Excel ثبت و در محیط نرم افزار ArcGIS فراخوانی و پهنه بندی تغییرات صورت گرفت. در بررسی خشکسالی هواشناسی نیز از بارندگی ماه شهریور به عنوان نماینده خشک ترین ماه استان اصفهان، به کمک نرم افزارDIP، آنالیز سری زمانی 6، 12، 18 و 24 ماهه انجام شده و سری زمانی دارای بیشترین همبستگی در پهنه بندی ها مورد استفاده قرار گرفت. سپس سری زمانی دارای همبستگی در شش زیر حوضه مطالعاتی در نرم افزار ArcMap پهنه بندی گردید. نتایج مطالعه در ارزیابی همبستگی بین خشکسالی هواشناسی و کیفیت آب زیرزمینی، با روش آماری پیرسون، در سری زمانی 18 ماه همبستگی مثبت نشان داد. در حوضه های مورد مطالعه روند منفی بارش، روند مثبت شوری، کلسیم، منیزیم، اسیدیته، کلر و سدیم در آب زیرزمینی از حوضه های غربی به سمت حوضه های شرقی تر مشاهده می شود. نتایج نشان می دهد که حداقل تغییرات میلی متری در بارندگی از یک حوضه به حوضه دیگر در استان اصفهان، کیفیت آب زیرزمینی را در هر یک از شش حوضه  تحت تاثیر قرار می دهد و در پی رخداد خشکسالی کیفیت آب زیرزمینی روند نزولی دارد.

    کلیدواژگان: پهنه بندی، تغییرات بارش، روش پیرسون، سری زمانی، همبستگی
  • شکوفه شفیعی، علی نصیریان*، حسین نصیرپور صفحات 286-304
    شبکه های آبرسانی از زیرساخت های حیاتی هستند که باید از حملات عمدی و تصادفی محافظت شوند. کیفیت آب در تصفیه خانه ها مورد بررسی قرار میگیرد، با این حال، میتواند به طور قابل توجهی در هنگام انتقال از تصفیه خانه تا وقتی که به دست مصرف کنندگان می رسد، دست خوش تغییرات شود. مکان ورود آلاینده به شبکه غیرقابل پیش بینی است. همچنین آلودگی می تواند همزمان از چند مکان به شبکه وارد شود. وجود آلودگی در شبکه را می توان توسط حسگرهای نظارت بر کیفیت آب و سیستم هشداردهنده آلودگی نصب شده در شبکه، تشخیص داد. عملکرد یک سیستم هشداردهنده آلودگی به تعداد حسگرهای نصب شده در شبکه و موقعیت آنها بستگی دارد. در این تحقیق با فرض ورود آلودگی بصورت عمدی در یک یا دو گره، تعداد حسگرهای نصب شده در شبکه بین یک تا چهار حسگر متغیر در نظر گرفته شد. همچنین چهار تابع هدف برای انتخاب موقعیت و تعداد بهینه حسگر مورد بررسی قرار گرفت. شبکه در بازه زمانی طولانی مدت تحلیل شد و از طریق برقراری ارتباط پویا بین EPANET و Matlab در هر حالت نصب حسگر، حجم آب آلوده مصرف شده و وسعت منطقه آلوده شده بررسی شد و مقادیر توابع هدف محاسبه و مقایسه شد و بهترین حالت ها برگزیده شد. روش مورد استفاده توانست برای توابع هدف مختلف، بهترین موقعیت برای نصب حسگر ها را شناسایی کند.
    کلیدواژگان: شبکه های توزیع آب، ورود آلودگی، ورود آلودگی در چند گره، سنسور های تشخیص آلودگی
  • مسعود پورغلام آمیجی، عبدالمجید لیاقت*، مجتبی خوش روش صفحات 305-320

    < p dir="RTL">کشت برنج در شمال ایران که از لحاظ استراتژیک و اقتصادی بسیار مهم می باشد، مستلزم تغییر مدیریت آبیاری با استفاده از روش آبیاری سنتی (آبیاری غرقابی) است. مدل های گیاهی که بتواند عملکرد محصول را در مدیریت های مختلف آبیاری و شرایط مختلف شبیه سازی کند، بسیار سودمند در صرف وقت و هزینه خواهد بود. در این پژوهش از آخرین نسخه مدل AquaCrop استفاده شد. در همین راستا، پژوهشی به منظور مقایسه سطوح مختلف دور و مقدار آبیاری و تاثیر آن بر میزان مصرف آب، عملکرد شلتوک و بهره وری آب برنج در اراضی شالیزاری شهرستان بابلسر واقع در استان مازندران در تابستان 1397 به انجام رسید. این آزمایش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی، در سه تکرار و چهار تیمار در مجموع در 12 کرت آزمایشی انجام شد. تیمارها به ترتیب عبارت بودند از TI (آبیاری سنتی/ غرقابی)، AI1، AI3 و AI5 (آبیاری تناوبی به ترتیب یک، سه و پنج روز پس از ناپدید شدن آب از سطح خاک). بعد از اعمال شیوه های مختلف آبیاری و ثبت میزان آب تجمعی داده شده به تیمارها، میزان عملکرد دانه و بهره وری آب نیز مشخص شد. برای کمی سازی و صحت سنجی اثرات مدیریت های مختلف آب بر عملکرد برنج؛ واسنجی، اعتبارسنجی و آنالیز حساسیت مدل بر اساس اندازه گیری های مزرعه ای انجام شد. بعد از واسنجی، مدل برای چهار تیمار مذکور اجرا شد و نتایج نشان داد که مدل توانست عملکرد محصول را با دقت بالا (81/09).

    کلیدواژگان: آبیاری غرقابی، بهره وری آب، AquaCrop، شالیزار، شبیه سازی
  • فراست سجادی، ابوطالب هزارجریبی*، صابر جمالی صفحات 321-333
    کم آبیاری اثرات متفاوتی بر رشد، متابولیسم و عملکرد گیاه دارد که این امر تاثیر عمده ای بر فتوسنتز دارد. این پژوهش به منظور بررسی اثر سطوح مختلف آبیاری بر عملکرد، اجزای عملکرد و بهره وری مصرف آب گیاه فلفل دلمه ای (Capsicum annuum L.)، در گلخانه تحقیقاتی گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، درقالب طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار در سال 1394 انجام گرفت. تیمار رژیم آبیاری شامل 4 سطح 70، 85، 100 و 125 درصد نیاز آبی بود. نتایج نشان داد که میزان آب آبیاری بر تعداد میوه، وزن تر و خشک میوه، عملکرد و بهره وری مصرف آب در سطح یک درصد معنی دار بود. حداکثر عملکرد محصول و حداکثر بهره وری مصرف آب در تیمار 100 درصد نیاز آبی به میزان 1/4 کیلوگرم در متر مربع و 1/5 کیلوگرم در متر مکعب به دست آمد. هم چنین مشاهده شد که با کاهش مصرف آب به میزان 15 درصد نیاز آبی، عملکرد محصول و بهره وری مصرف آب به ترتیب 6/69 و 9/63 درصد کاهش یافته و با افزایش مصرف آب به میزان 25 درصد نیاز آبی، عملکرد محصول و بهره وری مصرف آب به ترتیب 1/7 و 6/42 درصد کاهش یافت. نتایج نشان داد که فلفل دلمه ای به افزایش و کاهش نیاز آبی حساس است. از طرفی افزایش و کاهش میزان آب آبیاری وزن تر و خشک میوه و تعداد میوه برداشت شده را نیز کاهش داد.
    کلیدواژگان: بهره وری مصرف آب، بیش آبیاری، شرایط گلخانه ای، فلفل، کم آبیاری
|
  • Saeed Farzin *, Mahdi Valikhan Anaraki Pages 1-13
    Piano key weirs are flow control structure that have more discharge coefficient than classic weir. In the present, study the support vector machine, hybrid of support vector machine and bat algorithm (SVR-BA) and M5 algorithm are used for predicting the discharge coefficient. Overall, 162 expremental data for seven pianokey weir model are extracted from an expremental study. Also, the discharge coefficient is prediction by employing the parameters included ratio of uppstream water hed to high of weir, width of inlet key, width of outlet key, high of weir, shape factor of fillet and shape factor of crest as input data and discharge coefficient (Cd) as output model. The results based assessment cretria shows that all tree used intelegent model can predicted the discharge coefficient of piano key weir. Nevertheless, in test period SVR-BA model has more accurate with value of 0.992, 0.007 and 0.01 respectively for R, MAE and RMSE.
    Keywords: M5 model, Support Vector Machin- Bat, Discharge coefficient, piano key weir
  • Hojat Karami *, Hamed Sarkardeh, Sayed Farhad Mousavi, mehdi Sharbatdar Pages 14-37

    The outflow from dams, due to its huge amount of kinetic energy, can cause damages such as scouring of the riverbed or destruction of the equipment. Stilling basins are structures that dissipate the excess flow energy at downstream of dams. One of the most common methods, which is used in hydraulic structures analysis, is numerical simulation. Most of these methods are based on computational fluid dynamics (CFD. With the capabilities of numerical methods and advanced softwares, complex and diverse modes of action can be investigated. In this research, hydraulic jumps in stilling basin at downstream of a high dam is numerically simulated by using three different turbulence models including the standard K-ε, RNG and LES models and then the results are compared with the experimental data. According to the results, the best turbulence model was LES model for numerical modeling of flow in the stilling basin. In order to evaluate the effect of chute blocks on the performance of stilling basin, a proposed model assuming standard chute blocks of USBR stilling basin type II is considered and this model is compared with the original model. Results showed a decrease of approximately 40% and 4.5% in the flow velocity, respectively, in the beginning of the stilling basin and incident hydraulic jump section on the chute structure, which reflects the high impact of the chute blocks on the improvement of the performance of this dam's stilling basin.

    Keywords: tilling basin, Flow-3D, Turbulence model, Hydraulic jump, Chute blocks, high dams
  • Abdolreza Bahremand *, Parvaneh Hatami Golmakani Pages 38-51
    Floods are one of the natural disasters that cause many financial damage and loss of life in worldwide. In general, it could be said that the runoff coefficient is the best indicator which can represent the flooding situation in the watershed. Runoff coefficient is the ratio of rainfall that flows on the ground and its value varies from zero to one. Therefore, providing an appropriate map with most similarity to the reality can be the facilitator of many flood control planning. For this purpose, the runoff coefficient map was compiled by two methods and then was compared. The first method is an experimental and CN-based method that is common among researchers and the second one is using the WetSpa spatially distributed hydrological model. Therefore, the average weight of flooding potential coefficient map which prepared by SCS method was 0.045 and by WetSpa model was 0.714. Finally, for understanding the results of these two methods, the daily average of flooding potential coefficient was compared using daily rainfall and runoff data recorded over a four years period. Since the estimated runoff coefficient was 0.47, which is closer to the results of the WetSpa model, so the WetSpa model performed better. However, due to the fact that each of two methods has unique features (for example, the WetSpa model needs more data and details but on the contrary, SCS model needs less data and details), both of these has different uses which can be effective in certain situations.
    Keywords: potential runoff coefficient, SCS model, curve number, Rainfall-Runoff model, spatially distributed model
  • Seyedreza Hasheminejad, MohammadJavad Khanjani *, GholamAbbas Barani Pages 52-65

    Drop manholes prevent excessive flow velocity and provide energy dissipation in steep urban sewer and drainage systems. Poor hydraulic performance of them under Regime R2 was improved by jet-breakers. However, they should be still properly sized to efficiently enhance drop manhole operation. In this study, effects of jet-breaker length, width, sagitta, and angel, as well as inlet pipe filling ratio on drop manhole performance, were investigated experimentally. Dimensional analysis and two-level factorial design were utilized to design experiments and analyze drop manhole air demand. Statistical analysis of the results revealed both significant design factors and regression models. Analysis of result determined the proper levels of significant design factors as 80% filling ratio of the inlet pipe, the jet-breaker angel of 70˚, and the jet-breaker sagitta equal to zero. Nevertheless, neither length nor width of jet-breaker had significant effects.

    Keywords: Air demand, drop manhole, Energy dissipation, Factorial design, jet-breaker, statistical design of experiments
  • Mehdi Hamidi *, Fatemeh Mohammadhoseyni Pages 66-86

    One of the most common ways to reduce kinetic energy dissipation is to use a stilling basin. One of the most important parameters of the stilling basin, which has a great impact on its construction costs, is the length of the basin, so it is possible to reduce construction costs by examining and studying it carefully. In this study, the stilling basin was first performed and calibrated using the laboratory data of Chanson and Chachru. Then the spillway of the Chaili dam was investigated using Flow-3D software with RNG turbulence modeling model and flow hydraulic parameters by applying changes along the stilling basin. Studies show that increasing and decreasing the length of the stilling basin and the placement of the end-sill have different effects on the flow characteristics as well as the amount of energy loss. Since increasing the amount of energy consumption is desirable, so among the various modes of the length of the stilling basin, increasing the length of the basin is selected. Increasing the length of the stilling basin increases the energy dissipation and reduces the pressure and force on the end-sill. So that the energy dissipation by increasing the length of the stilling basin to 90 meters and 120 meters compared to the reference model with a length of 75 meters increased by 0.55 and 2.8 percent, respectively, and the force applied to the vertical wall of the end sill, respectively, 5.63 and 3.45 percent decreased. The effect of the placement of the rectangular block on the force and the amount of energy dissipation of the flow was evaluated. The results showed that creating a rectangular block inside the stilling basin reduced the secondary depth of jump and reduced the strength by 7.1% and increased the relative energy loss by 14.31% compared to the stilling basin in the flat state so that the use of blocks They will make the stilling basin than the changes along the stilling basin. Based on this, the results of this research and the methods used in it can be used as an idea to determine the optimal stilling basin.

    Keywords: : Energy dissipation, FLOW-3D software, Stilling basin, Turbulence model RNG
  • Leila Malekani* Pages 89-103

    The nonlinear and complex relationship between the components of a system in hydrological processes and the dynamic behavior between them makes it necessary to use intelligent models for modeling. Usually, in a variety of studies, to increase the accuracy of modeling results, newer models with more computational capabilities are used. In addition to the computational abilities of the models, the use of correct input information is also important to them, and it is necessary to achieve the appropriate accuracy in a variety of modeling methods. Because the error is usually in the hydrologic data, the purpose of this study is to investigate the effect of eliminating possible errors in hydrologic systems in increasing the accuracy of models. In this paper, the monthly flows of Nahandchai, Lighvanchai, and Aharchai rivers have been investigated in two cases the original series and noise reduced time series. Then, for both cases, the runoff predictions with the ANN model have been done. Chaos theory used for the separation of input noise data. The results base on the evaluation criteria shows that this method, providing a possible higher accuracy in data without noise. The amount of Nashatcliff coefficient increased (43.2%, 27.9%, and 5.9%) respectively at the stations of Nahandchai, Aharchai, and Lighvanchai, and RMSE decreased to 65.2%, 65.5% and 7.7% at these stations

    Keywords: Runoff Prediction, Chaos Theory, ANN, Noise Reduction
  • Seyede Najme Aghili, GholamReza Lashkaripour *, Naser Hafezi Moghadas Pages 102-117

    Landslide is one of the natural disasters which causes the losses of life and property annually all over the world. One of the solution for decreasing the losses of landslides is to determine susceptible zones for landslide and to zoning its risk through preparing risk-based zoning map of landslide. In this paper, the effectiveness of both information value and area density for zoning the risk of landslide have been evaluated in Neka, Gelevard watershed basin. Therefore, at first, we prepared inventory map of landslide in the basin. Then, 9 effective factors in landslide occurrence and related maps have been prepared. The grade of each layers was measured via area density and information value models and then the risk maps of landslide has been prepared by combining these layers in Ar GIS software. The results showed that slope, direction of slope, fault existence, the efficacy of agricultural and lithology are the most important effective factors for landslide occurrence in the studied area. Quality index (Qs) and Preciseness (P) was investigated to compare the methods and evaluate their efficacy. The higher value of these indexes for information value model shows it has more efficacy than area density for zoning landslide.

    Keywords: Risk-based zoning, Information value method, Area density method, Landslide, Mazandaran, Neka, GIS
  • Mohammad Naderi, Mehdi Zakerinia *, Meysam Salarijazi Pages 118-136
    Due to the increasing deterioration of river life systems because of human intervention, droughts and climate change, the recognition of the environmental flow in planning water resources development studies to maintain the health of it is necessary. The main objective of in this research is to implementation and assessment the methods of Tennant, Flow Duration Curve, Eco deficit, Aquatic Base Flow, Flow Duration Curve shifting (FDC Shifting) and Desktop Reserve Model (DRM) in estimating the environmental flow of Gharasoo River in different months of the year in the range of studies of Siahab hydrometry station to entrance to Gorgan Gulf in order to conservation and restoring of the above river. In the present study by comparing the results of suggested values of environmental flow in Gharasoo River were determined to be estimate Tennant method 0.57 m3/s for April to September and 0.19 m3/s for October to March, Flow Duration Curve method in conditions of relatively suitable (Q90) and suitable (Q75) was respectively 0.17 and 0.393  m3/s, Aquatic Base Flow method 0.57 m3/s, FDC Shifting method in relatively modest conditions with an annual average of 0.94 m3/s, Eco deficit method 0.88 m3/s and in class B DRM model 0.69 m3/s. Accordingly, by providing the ecological regime of the Gharasoo River, it is possible to maintain proper conditions for maintaining the ecosystem health using FDC Shifting method in C management class (48.5 percent of natural stream of the river).
    Keywords: : Ecological regime, Environmental flow, FDC Shifting, Gharasoo River, Mean Annual Flow
  • Mehran Hekmatnia, Seyed Mehdi Hosseini *, Mehdi Safdari Pages 137-149
    On average, 70 percent of globally exploited water is consumed to produce agricultural crop products. An approach to water resource management in the agricultural sector is to determine the actual amount of water that is consumed in the process of crop production. Virtual water is a measure to estimate actual water use by different crops. In this respect, the actual water use of main agricultural and horticultural crops was estimated by the CROPWAT model in Sistan and Baluchestan Province in the 2016-2017 growing season. According to the results, total water taken from the resources of the area of study was estimated at 780.582 million Cubic meter. Over 49 percent of total water use was related to date production. Average virtual water use for crop production was found to be 1437 m3 ha-1. Tomato and potato had the highest water use efficiencies of 7.850 and 7.344 kg m-3 water use, respectively.
    Keywords: virtual water, water footprint, Crop Water Productivity, Blue water, Green water
  • Yaser Sabzevari, Ali Heydar Nasrolahi *, Hojjat Allah Yonesi Pages 150-167
    Underground water resources are the largest available water resources available to the earth, and their management and quality control are of great importance. The purpose of this research is to investigate temporal and spatial variations of groundwater quality parameters for drinking and agricultural uses based on Shooler and Wilcox classification in Borujerd-Doroud Plain. In this paper, 55 parameters were used in the years 2001 and 2016 for qualitative parameters such as electrical conductivity, sodium adsorption ratio, acidity, calcium, chlorine, magnesium, sodium and sulfate. Ground maps were used to prepare zoning maps that were better suited for Kriging intrusion detection. The results of this study showed that most of the plain areas in the year 1380 were about 59.78% of the resources in the optimal condition, which improved to 95.79% in 2016. In 2001, more than 74.08% of the area had a good and acceptable quality in agriculture classification, which increased to 85.94% in 2016.
    Keywords: Groundwater, Kriging, Quality, Schuler diagram, Wilcox Diagram
  • Kevan Zarei, Ali. Rasoulzadeh *, Morteza Seddighi, Gholamreza Ahmadzadeh, Javad Ramezani Pages 168-182
    Salmas plain is one of the most important plain in the western Azerbaijan province. In the last decades, speedy population growth coupled with agricultural expansion has extremely increased pressure on the groundwater resources. Irregular increases in water demand and a little recharge ground water have caused to decline in water level in the plain in recent decade. As a result of declining in groundwater levels, land subsidence appears in some parts of plain. In this study, the relationship between the decline in groundwater levels and land subsidence was examined. The land subsidence survey methods were permanent GPS observations and Radar interferometry. The results showed high and linear correlation between the decline in groundwater levels and land subsidence in this plain. The average determination coefficient for GPS and Radar interferometry methods were obtained 78% and 82%, respectively. Maximum rate of subsidence was calculated 11 cm/year using ALOS satellite radar images in 2009. The results of GPS method indicated that one meter decline in groundwater level will be caused 0.078 m land subsidence in the plain studied.
    Keywords: Land subsidence, groundwater level, Radar interferometry, Salmas plain
  • Reza Sobhani, Sarvin Zamanzad Ghavidel, Hadi Sanikhani *, Majid Montaseri Pages 185-201

    Climate change and its impact on the status of water resources can endanger the various aspects of life and human life on Earth. In this study, single and hybrid-wavelet artificial neural network, Adaptive neuro-fuzzy inference system and gene expression programming were used modeling flow parameter. For this purpose, monthly climatic data with 21-year (1996-2016) statistical period of flow, temperature and precipitation of Tapik station in the Nazluchay River of West Azerbaijan province has been used. In this study, the effects of delayed flow parameters, precipitation, temperature and periodic effect (monthly coefficient) in models have been investigated. The results show the superior performance of wavelet hybrid models compared to single models of soft computing and the positive effect of applying periodic effects on river flow modeling. Also, wavelet transformation by analyzing data and separating the noise enables the ability to upgrade the performance of hybrid models as compared to single models. For the optimal model (i.e. hybrid wavelet-gene expression programing model, the values of correlation coefficient and root mean square error indices were obtained as 0.98 (maximum) and 326.2 (m3/s) (minimum), respectively.

    Keywords: Gene expression programming, Neuro-Fuzzy, Artificial Neural Network, River Flow, Nazluchay
  • Amir Khayat, Mahdi Amirabadizadeh *, Mohsen Pourreza Bilondi, Hossien Khozeymehnehad Pages 200-210

    Climate change is one of the most important factors that will affect different parts of human life on earth and will be adverse effects on environmental resources, economic, social and especially water resources. Increasing concentration greenhouse gases in recent decades and increased temperature caused by it, has led to significant changes in meteorological elements. One of the strategies to mitigate climate change effects is to assess its effects on precipitation and temperature in each region. So, climate change effects on temperature and precipitation variables in Birjand Plain have been studied in this research using CanESM2 AR5 model under emissions scenarios 2.6, 4.5 and 8.5 RCPs. Due to the low resolution of general circulation models, SDSM downscaling model was used and climate changes in precipitation and temperature were simulated for future periods (2020-2049). Model simulation results indicate a rise in temperature in future period, so that maximum temperature rise (1.89°C) and the lowest rainfall (0.07 mm) was observed in June. Results can be used in planning water resources management and agricultural sector.

    Keywords: Temperature, Precipitation, climate change, Emissions scenarios, general circulation models, Birjand
  • Elahe Moradiani, AliAkbar Akhtari, Arash Azari * Pages 211-226

    One of the most important issues discussed in hydrology and flood analysis are flood discharge estimation and the development of its hydrograph, using hydrological models. Today, satellite precipitation products with different spatial and temporal resolutions, have overcome the common problems and constraints in supplying rainfall data. Therefore, the aim of this study is the investigation and application of the TRMM satellite rainfall data as the input for hydrological models used for flood simulation in Gharehsoo watershed. For this purpose, first, the conceptual model of the basin was developed in the HEC-GeoHMS software and the performance of the HEC-HMS software was evaluated in flood hydrograph simulation. The TRMM satellite data was used to estimate the rainfall in parts of the basin lacking a rain gauge station. The accuracy of satellite precipitation data was compared with observation values ​​over the years 2013-2003. The results showed that the HEC-HMS model was suitable for estimating the peak discharge and flood volume for the catchment area, so that the difference between the observational and computational peak discharge was less than 7%, and the difference between the observational and computational flood volume was less than 10%. The examination of TRMM satellite images showed that the highest correlation was observed amongst the monthly data, with correlation coefficient values of 0.25-0.99 and the daily rainfall data was not sufficiently accurate. Also, taking into account the effect of the height of the site, the precipitation values obtained from the TRMM satellite images can be used with acceptable accuracy and an average error of less than 20%.

    Keywords: Precipitation Estimation, Remote Sensing, GIS, TRMM Satellite, Hydrological model
  • Yousef Ramezani *, Mohamad Nazeri Tahroudi Pages 227-239
    In multivariate models, the modeling and predicting various parameters can improve by involving other factors. Also Since nonlinear models with conditional variance, the remaining portion of the linear models to adequately model, we expect that the combination of linear and nonlinear models, partly to increase the accuracy of modeling and predictions. In this study, were used the potential evapotranspiration values of stations in the provinces (Birjand, Mashhad, Zahedan and Zabol stations) during the statistical period of 1973-2010 at monthly scale. Since the goal model is multivariable, in addition to potential evapotranspiration data, relative humidity data, wind speed and sunshineare used to modeling the monthly evapotranspiration values. The models studied in this study are MPAR and MPAR-EGARCH models. The results of the verification and validation of the model data showed that both models are highly accurate. In this study, in all cases, the multivariate compilation model with conditional variance was more accurate than the multivariate periodic ARMA model. The results also showed that the MPAR-EGARCH compilation model fitted the minimum and maximum points of the studied data. The average error rate for estimating potential evapotranspiration values by MPAR model at stations of Birjand, Mashhad, Zabol and Zahedan was 0.4, 0.43, 1.05 and 3.04, respectively, and in the MPAR-EGARCH compilation models Respectively is equal to 0.16, 0.19, 0.55 and 0.59 respectively.
    Keywords: Conditional Variance Models, Multivariate Models, PotentialEvapotranspiration, Seasonal Models
  • Mahdi Soleimani Motlagh *, Mojtaba Soleimani Sardo, Elham Davoodi Pages 240-255
    Improving the drought quality indicators play an important role in water resources management. In this research, the Effective Reconnaissance Drought Index (eRDI) was used to detect agricultural droughts and present an early warning system in the Jiroft Plain. For this, the reliability of this index was evaluated using the NDVI and its relationship with storage changes of the aquifer was analyzed. According to the findings, the eRDI index shows the same effects in modeling of agricultural drought in different stages of plant growth but its severity is higher in the critical period of vegetation’s growth and therefore this period was considered for the spatial analysis of agricultural drought. The results showed that the occurrence of normal, dry and wet periods are associated with the accessibility or inaccessibility of effective precipitation. The results indicated a significant correlation between eRDI and NDVI in sparsely vegetation areas at the level of 5% (r = 0.87) due to the effective precipitation role in calculating the eRDI, although a weak correlation has been found between the NDVI and eRDI (r = 0.31) in the irrigated area that is probably due to the groundwater pumping and exploitation from the Jiroft dam. As a result, the eRDI-3 and eRDI-7 could be useful for early warning of the agricultural drought and groundwater storage depletion respectively.
    Keywords: Agricultural drought, Effective Precipitation, Jiroft plain, eRDI, NDVI
  • Mozhdeh Mohamadi, Jafar Mamizadeh *, Eghbal Ehsanzadeh Pages 256-268

    Intensity-duration-frequency rainfall curves are one of the hydrological tools for calculating hydraulic design of structures, watershed design, collection and disposal of surface water in cities. In this research, using the empirical formulas for the Ghareman (2004), Vaziri (1991) and Bell (1969), as well as Hyfran-plus hydrologic software, the rainfall intensity and intensity-duration-frequency curves was determined. At first, using rainfall intensities with time duration less than 180 minutes, a run test was performed in SPSS software and manually to ensure the homogeneity of the data. Then, different statistical distributions were fitted to the data to calculate rainfall intensity in different return periods. The chi square (K2) fitness tests was used to determine the optimal statistical distribution. The results showed that inverse gamma statistical distribution compared to other distributions had the highest accuracy in determining rainfall intensity. In the next stage, the intensity of rainfall during different return periods was calculated by empirical formulas using daily rainfall data and maximum daily precipitation. Comparison of the results of the empirical models and the hyfran plus software used in this study showed that the maximum difference of rainfall intensity in long duration is less than 1.6% and in short-term duration less than 20.2%. Also, the difference between predicted rainfall intensity in Vaziri (1991) and Bell (1969) empirical models is less than 19.8 percent.

    Keywords: : Statistical distribution, empirical model, Intensity-duration-frequency, Hyfran-Plus
  • Marjan Talebiniya, Hassan Khosravi * Pages 269-285

    In this study, for study the effect of rainfall changes on groundwater quality in dry and semi-arid climate of Isfahan province, six basins with high concentration of wells and meteorological stations were selected. Data from 72 meteorological stations of Isfahan province during the statistical period of 2003-2013 and data from 350 wells were used to study the changes in groundwater quality. Subsequently, data with the lowest quality of EC, Ca, Mg, pH, Na, Cl parameters were recorded in Excel software, and ArcGIS software and the changes were zoned. In studying the meteorological drought, rainfall of September as the representative of the driest months of Isfahan, DIP software, analysis of time series 6, 12, 18 and 24-month and the time series with the highest correlation in the zonation were used. Then a correlation time series was zoned in different sections of the six study basins in ArcMap software. The results of Pearson statistical method showed a positive correlation between the drought of meteorology and groundwater quality in the 18-month time series. In summary, with the negative trend of precipitation, the positive trend of salinity, calcium, magnesium, acidity, chlorine and sodium in groundwater was observed from the western areas to the eastern regions. The results show that the minimum variation of millimeters in rainfall from a basin to another basin in Isfahan province affects groundwater quality in each of the six basins and leads to a downward trend in groundwater quality following drought events.

    Keywords: zonation, Rainfall changes, Pearson Method, time series, Correlation
  • Shokoofe Shafiei, Ali Nasirian *, Hossein Nasirpour Pages 286-304
    Water distribution networks are critical infrastructure that should be protected against deliberate and accidental attacks. The quality of water is investigated in the treatment plant; however, it can be significantly changed during transmission from the treatment plant to consumers. The contamination entry place is unpredictable and contamination can be entered from several locations simultaneously. Water quality sensors and the pollution warning system can detect the contamination. The alarm system function is depends on the number of sensors installed on the network and their location. In this research, contamination is entered in one or two nodes and the number of sensors installed in the network is one to four. In addition, four objective functions were considered to optimize the locations and the number of sensors. The network was analyzed dynamically. For each sensor placement, the consumed contamination water and the contaminated area are evaluated.  The method was able to identify the best location for the different objective function.
    Keywords: water distribution networks, deliberate entry of contamination, number of entry points of contamination, pollution detection sensor
  • Masoud Pourgholam Amiji, Abdolmajid Liaghat *, Mojtaba Khoshravesh Pages 305-320

    < p >Rice production in northern region of Iran which is strategically and economically very important, requires irrigation management changing with traditional irrigation method (flood irrigation). Plant models that can simulate crop yield in different irrigation management and different conditions will be very beneficial in terms of time and cost. The latest version of the AquaCrop model was used in this study. In this regard, a research was conducted in summer of 2018 to investigate the effect of different levels of irrigation on water consumption, rice yield and water productivity in paddy field of Babolsar, Mazandaran, Iran. The experiment was performed in the field in a randomized complete block design with three replicates and four treatments in 12 plots. The treatments were TI (Traditional/flood Irrigation), AI1, AI3 and AI5 (Alternative Irrigation one, three and five days after disappearance of water from the soil surface, respectively). After applying different irrigation practices and recording the amount of cumulative water given to the treatments, grain yield and water productivity were also determined. To quantify and verify the effects of different water management on rice yield, calibration, validation and sensitivity analysis of the model was performed based on field measurements. After calibration, the model was performed for the four treatments and the results showed that the model could simulate the yield of the product for irrigation management with high accuracy (0.81).

    Keywords: : Flood Irrigation, Productivity, AquaCrop, rice, Simulation
  • Farasat Sajadi, Abootaleb Hezarjaribi *, Saber Jamali Pages 321-333
    Deficit irrigation has different effects on growth, metabolism and plant performance, which has a major impact on photosynthesis. The goal of this study was to investigate the effect of different irrigation levels on yield and water productivity of sweet pepper (Capsicum annuum L.) in greenhouse condition. Five irrigation levels are evaluated on yield and yield components of Sweet pepper. The research was done based in completely randomized design including 3 replications as pot planting in Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources during 2016. In this study, five irrigation regimes existed of (70, 85, 100, and 125% of water requirement). The results inducted that the effect of different irrigation regimes on fruit number, fruit fresh weights, and water productivity was highly significant (p < 0.01), but fruit dry weights and yield were significant at 5 percent levels (p < 0.05). In conclusion, the results showed that the highest of Yield and water productivity in 100 percent of the requirement. the results showed that sweet pepper plants are sensitive to the deficit and over irrigation, increasing of irrigation levels from 100 to 125 percent of water requirement has resulted to the redaction of yield and water productivity to 7.1 and 42.6 percent, respectively. However, increasing irrigation levels from 100 to 85 percent of water requirement has resulted in the redaction of yield and water productivity to 69.6 and 63.9 percent, respectively. The results showed that with decreased and increased in water irrigation level, fruit fresh and dry weights and Fruit number were significantly decreased
    Keywords: Deficit irrigation, Greenhouse conditions, over irrigation, Sweet pepper, Yield