فهرست مطالب

مهندسی آبیاری و آب ایران - پیاپی 42 (زمستان 1399)

مجله مهندسی آبیاری و آب ایران
پیاپی 42 (زمستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/10/01
  • تعداد عناوین: 20
|
  • آوا مرعشی، حجت الله یونسی*، صالح کوچک زاده، حسن ترابی پوده صفحات 1-13

    در این پژوهش به منظور کنترل و اندازه گیری جریان در کانالت ها که معمولا مقطع نیم بیضی و یا نیم دایره دارند سازه جدیدی به نام دریچه پروانه ای معرفی شده است. به همین منظور عملکرد هیدرولیکی این دریچه و تاثیر پارامترهای دبی جریان و زاویه بازشدگی دریچه بر عمق جریان در یک کانال نیم دایره ای بررسی شده است. در این پژوهش با استفاده از یک سامانه جمع آوری و ثبت داده های فشار در نقاط مختلف کانال، عمق جریان تعیین شده و ضمن ارایه منحنی های دبی-اشل این نوع دریچه برای زوایای بازشدگی مختلف، دو روش برای محاسبه دبی جریان عبوری از دریچه پروانه ای ارایه شده است که عبارتند از روش تفکیکی هر زاویه و روش تجمیع داده ها که دقت این روش ها با استفاده از شاخص های آماری مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج حاصله نشان می دهد که هر دو روش با دقت بالای 95 درصد قادر به برآورد دبی عبوری از کانال می باشد.

    کلیدواژگان: کانالت، دریچه پروانه ای، رابطه دبی- اشل، زاویه باز شدگی
  • احسان مقدسی، نازنین شاه کرمی* صفحات 14-23
    یک راه حل اساسی به منظور صرفه جویی در استفاده از سوخت های فسیلی و جلوگیری از ایجاد آلودگی های هوا، استفاده از توربین های آبی است. در این تحقیق نمونه ای از یک توربین هیدرودینامیکی که بتواند در جریان های با دبی و سرعت کم، تولید انرژی الکتریکی نماید پیشنهاد شده است. بعد از تحقیقات گسترده در زمینه ی تیوری مسیله، شکل سه بعدی پره های توربین در نرم افزار SOLIDWORKS طراحی و به عنوان ورودی وارد مدل FLOW-3D گردید. برای هریک از توربین ها با زاویه پره متفاوت و برای اعماق جریان متفاوت، تعامل بین سیال و پره ها برای تعیین توربینی که بیشترین سرعت زاویه ای و میزان گشتاور را پس از برخورد جریان ایجاد می کند، مورد ارزیابی و تحلیل قرار گرفت. فرضیه اساسی این تحقیق این است که توربینی که از طرفی بیشترین سرعت زاویه ای و میزان گشتاور را دارا بوده و از طرف دیگر بدون نوسان و جهش و عدم وجود تغییر جهت گشتاور می باشد، قطعا از توان بیشتری برخوردار است و بهینه حالت زاویه ی پره و شرایط جریان را دارد. تمامی توربین ها در جریان با دبی 20 لیتر بر ثانیه و با عمق 5 سانتی متر، بیشترین گشتاور و سرعت زاویه ای را داشتند و لذا از توان بهتری برخوردار بودند. بر این اساس استنباط گردید که مناسب ترین محل جهت راندمان بیشتر و دستیابی به توان بیشتر توربین، قرارگیری آن در نزدیکی سطح جریان است. همچنین توربین با زاویه ی پره ی 70 درجه ای در بین توربین هایی که پره ی مایل داشتند، با توجه به سرعت و میزان گشتاور پره ها، بهترین عملکرد و بازدهی را از خود نشان داد.
    کلیدواژگان: توربین آبی، توربین گورلف، سرعت کم، کانال روباز، Flow-3D
  • جعفر جعفری اصل، مهدی ملک محمودی، بهرام سامی کشکولی، حسین منتصری*، مهدی بهرامی صفحات 24-35

    با افزایش جمعیت و کمبود منابع آب در بسیاری از مناطق جهان، نشت در سیستم های توزیع آب اهمیت زیادی یافته است. در چند سال اخیر روش های مختلفی که منجر به کاهش نشت می گردند، مورد توجه مدیران و محققین صنعت آب قرار گرفته است. مدیریت فشار در شبکه های توزیع آب شهری یکی از کاراترین و مقرون به صرفه ترین روش های ارایه شده می باشد که علاوه بر کنترل و کاهش نشت، منجر به افزایش عمر تاسیسات و تجهیزات در سیستم های توزیع آب می گردد. در این مقاله مدلی برای مدیریت بهینه فشار با هدف کاهش دادن نشت، ضمن تامین قید حداقل فشار در گره های برداشت، ارایه شده است. بدین منظور با جانمایی و تنظیم بهینه شیرهای فشارشکن، میزان اضافه فشار موجود در گره های شبکه به حداقل مقدار ممکن در محدوده مجاز استاندارد خود کاهش می یابد. در این مدل، یکی از انواع الگوریتم های الهام گرفته از طبیعت تحت عنوان الگوریتم جامعه زنبورهای عسل مصنوعی (ABC) در محیط MATLAB توسعه داده شد و با شبیه ساز هیدرولیکی مدلEPANET تلفیق گردید. نتایج نشان داد که ضمن رعایت کلیه قیود مسئله با به کار بردن روش ارایه شده برای جانمایی و تنظیم بهینه شیرهای فشار شکن میزان نشت متوسط شبکه در سه دوره شرایط نیاز آبی ماکزیمم، متوسط و مینیمم از مقدار 28/82 به 15/72 لیتر بر ثانیه یعنی به میزان 75/14 درصد کاهش یافت که نشان می دهد روش ارایه شده برای حداقل کردن نشت در شبکه موفق عمل کرده است.

    کلیدواژگان: الگوریتم زنبورعسل مصنوعی، سیستم های توزیع آب، مدیریت فشار، نشت، EPANET
  • حمید امیرنژاد*، ساره حسینی صفحات 36-247

    رودخانه های شهری به عنوان یکی از ساختارهای طبیعی شهر، به دلیل ارزش های محیط زیستی، اقتصادی، فرهنگی و ارایه خدمات اکوسیستمی از منابع با اهمیت شهرها می باشند. هدف از این مطالعه بررسی نقش و اهمیت کارکردهای اکوسیستمی رودخانه تجن یکی از مهم ترین رودخانه های ایران در استان مازندران، شهر ساری است. به منظور نیل به این هدف از مدل های تصمیم گیری چند معیاره شامل تکنیک انتروپی (Entropy) به منظور محاسبه وزن کارکردهای اکوسیستمی رودخانه و تکنیک ترجیحات بر اساس مشابهت به راه حل ایده آل (TOPSIS) و مدل مجموع ساده وزین (SAW) برای اولویت بندی کارکردها استفاده گردید. در این مطالعه داده های پژوهش به صورت پیمایش میدانی، نمونه گیری تصادفی و از 239 پرسشنامه که در زمستان 1397 و بهار 1398 توسط ساکنین شهر ساری (شهروندان ساروی) تکمیل گردید استخراج شد تا نمایان شود کدامیک از کارکردهای اکوسیستمی رودخانه ی تجن شامل کارکردهای تنظیمی، زیستگاهی، تولیدی و اطلاعاتی دارای اهمیت بیشتری برای ساکنین شهر ساری می باشند. تجزیه و تحلیل یافته های وزن دهی کارکردهای اکوسیستمی رودخانه تجن شهر ساری از طریق تکنیک Entropy نشان داد که کاکردهای زیستگاهی، تولیدی، اطلاعاتی و تنظیمی به ترتیب با کسب وزن های 2511/0، 2501/0، 2500/0 و 2488/0 ، بیشترین وزن را به خود اختصاص داده اند. براساس نتایج بدست آمده از اولویت بندی کارکردهای اکوسیستمی رودخانه تجن با مدل های TOPSIS و SAW ، کارکردهای زیستگاهی، تولیدی، تنظیمی و اطلاعاتی در اولویت اول تا چهارم قرار گرفتند. نتایج این تحقیق نشان داد برای 39 درصد از شهروندان ساروی (پاسخگویان) کارکرد زیستگاهی، 27 درصد از شهروندان کارکرد تولیدی، 25 درصد از شهروندان کارکرد تنظیمی، 9 درصد از شهروندان کارکرد اطلاعاتی دارای اولویت اول می باشند. با مشخص شدن اولویت کارکردهای اکوسیستمی رودخانه تجن، پیشنهاد می شود نتایج پژوهش حاضر به عنوان یک الگو در اختیار طراحان و تصمیم گیران مهندسی رودخانه و بهسازی منظر حاشیه رودخانه شهری قرار گیرد تا طرح هایی را در جهت تعادل اکوسیستم رودخانه و پایداری کیفیت محیط زیست شهری اجرا نمایند.

    کلیدواژگان: کاکردهای اکوسیستمی، مدل های تصمیم گیری چند معیاره، رودخانه تجن، ساری
  • محمد مهدی چاری صفحات 48-59

    به دست آوردن منحنی رطوبتی در آزمایشگاه زمان بر و پرهزینه است. لذا تخمین رطوبت خاک با استفاده از خصوصیات پایه ای خاک از اهمیت ویژهای برخوردار است. هدف از این تحقیق محاسبه منحنی رطوبتی آب خاک با استفاده از پارامتر های زود یافت خاک و استفاده هندسه فرکتال می باشد. در این تحقیق از مدل تایلر و ویت-کرافت به منظور محاسبه منحنی رطوبتی استفاده شد. به منظور محاسبه بعد فرکتال در مدل تایلر-ویت کرافت  با استفاده از پارامترهای زود یافت خاک از چهار روش شامل 1- بر اساس درصد رس با رابطه غیر خطی 2- بر اساس درصد شن، سیلت و رس، 3- درصد رس با رابطه خطی و 4- بر اساس بعد فرکتال اندازه ذرات بدست آمده از درصد شن، سیلت و رس استفاده گردید. برای این پژوهش از 30 نمونه خاک مناطق شمالی ایران با شش کلاس بافتی لوم ، لوم رسی ، رسی ، لوم رس شنی، سیلتی لوم  و لوم شنی استفاده شد.  دارای بیشترین مقدار برابر با 909/2 در خاک رسی و کمترین مقدار برابر با 731/2 در خاک لوم شنی و میانگین 817/2 بود. مقدار میانگین بعد فرکتال به دست آمده از روش اول، دوم، سوم و چهارم به ترتیب برابر با 84/2، 75/2، 86/2 و 82/2 بود. مقدار NRMSE روش اول برابر با 0160/0، روش دوم برابر با 0093/0، روش سوم برابر با 0216/0 و روش چهارم برابر با 0089/0 بود. نتایج نشان داد به استثنا روش بر اساس درصد شن، سیلت و رس نتایج سایر روش ها نزدیک به یکدیگر است.

    کلیدواژگان: توزیع اندازه ذرات، فرکتال، منحنی رطوبتی
  • پدرام اسمعیلی، سیامک بوداقپور، محمد رستمی*، مهدی میرزایی صفحات 60-75
    عموما به دلیل وجود جریان های ثانویه در انحنای رودخانه، دیواره خارجی در قوس، همواره در معرض تخریب و فرسایش می باشد. این جریان ها خطوط جریان سطحی را به سمت دیواره خارجی و خطوط جریان نزدیک به بستر را به سمت ساحل داخلی منحرف می سازند. از این رو مطالعه جریان در کانال های پیچان رودی به منظور جلوگیری از فرسایش از اهمیت ویژه ای برخوردار است. یکی از ساده ترین و در عین حال اقتصادی ترین روش ها جهت مقابله با فرسایش دیواره خارجی استفاده از آبشکن است. به همین منظور در این پژوهش آزمایشگاهی، به بررسی تاثیر حضور و عدم حضور آبشکن های سری  بر مولفه های طولی سرعت در یک کانال پیچان رودی با دیواره  شیب دار فرسایش پذیر پرداخته شده است. نتایج نشان داد که حضور آبشکن های سری ساده موجب کاهش سرعت جریان در دیواره خارجی شده است. بنابراین به طور متوسط بیشترین کاهش سرعت بین آبشکن های دوم و سوم و کمترین کاهش سرعت بین آبشکن های سوم و چهارم صورت گرفته است. همچنین بررسی ها نشان داد با افزایش 33 درصدی دبی جریان حدود 5 درصد به عملکرد آبشکن ها در کاهش سرعت جریان در دیواره خارجی قوس افزوده شده است.
    کلیدواژگان: آبشکن های سری، سرعت طولی، کانال پیچان رودی، مطالعه آزمایشگاهی
  • سمیرا کرد، سید مهدی حسینی*، علی سردارشهرکی صفحات 76-90
    با توجه به تغییرات اقلیمی و در پی آن کاهش آبدهی رودخانه های حوزه آبریز گرگانرود و همچنین کاهش شدید حجم آب ذخیره شده در پشت سد گلستان طی سال های اخیر، بازنگری در مساله تخصیص آب امری ضروری بنظر میرسد. از اینرو در این تحقیق مقادیر بهینه ی برداشت آب از مخزن سد گلستان با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری (ICA) که یکی از الگوریتم های پیوسته ی فراکاوشی مبتنی بر تکامل سیاسی- اجتماعی است، محاسبه شده است. در این پژوهش پارامترهای مناسب الگوریتم رقابت استعماری با سعی و خطا محاسبه گردید و سپس در پنج مرتبه اجرای این الگوریتم در اولین اجرا در تکرار 1240 مقدار 6233/2 میلیون مترمکعب برای تابع هدف، در اجرای دوم در تکرار 1256 مقدار تابع هدف 4947/2 میلیون مترمکعب، در سومین اجرا در تکرار 1271 مقدار تابع هدف 9271/1 میلیون مترمکعب، تکرار 1300 در چهارمین اجرا مقدار 304/1 میلیون مترمکعب برای تابع هدف، و در اجرای پنجم و تکرار 1450 مقدار تابع هدف 2473/1 میلیون متر مکعب بدست آمده است. مقایسه بین مقادیر تابع هدف بیانگر آن است که با افزایش تعداد تکرارها مقدار تابع هدف کاهش یافته است. نتایج بدست آمده نشان دهنده عملکرد خوب این الگوریتم می باشد. مقادیر بهینه رهاسازی حاصل از الگوریتم در طول دوره آماری همواره دارای نوسان بوده است بطوریکه در سه سال اول روند افزایشی، سال چهارم و پنجم کاهش، ششم و هفتم افزایش، هشتم و نهم کاهش و در نهایت در سال دهم مجددا افزایش یافته است
    کلیدواژگان: الگوریتم رقابت استعماری، بهینه سازی، تخصیص آب، مخزن سد گلستان
  • اباذر سلگی، حیدر زارعی*، صفر معروفی صفحات 91-106
    جداسازی جریان پایه یکی از موضوعات مهم در هیدرولوژی و مدیریت منابع آب می باشد. روش های مختلفی تاکنون برای جداسازی جریان پایه در رودخانه و چشمه های کارستی مورد استفاده قرار گرفته است. در این مطالعه از تبدیل موجک به عنوان یک ابزار جدید، برای جداسازی جریان پایه روزانه دو چشمه کارستی، گاماسیاب در شهرستان نهاوند و کهمان در شهرستان الشتر استفاده شده است. دوره آماری مورد استفاده برای چشمه گاماسیاب یک دوره 49 ساله (سال آبی 49-1348 تا 97-1396) و در چشمه کهمان یک دوره آماری 27 ساله (سال آبی 71-1370 تا 97-1396) بوده است. به منظور بررسی دقت ابزار از روش شیمی نگار با داده های کیفی نمونه برداری در سال آبی (97-1396) در دو چشمه صورت گرفته است. نتایج نشان داد که در چشمه گاماسیاب، تبدیل موجک با تابع موجک Db4 در سطح تجزیه 6، با ضریب تعیین تعدیل شده 96/0 و جذر میانگین مربعات خطای 651/0 (مترمکعب در ثانیه) نسبت به روش شیمی نگار دارای بهترین عملکرد می باشد. در چشمه کهمان، تبدیل موجک با تابع موجک Db2 در سطح تجزیه 5، با ضریب تعیین تعدیل شده 99/0 و جذر میانگین مربعات خطای 187/0 (مترمکعب در ثانیه)، دارای بهترین عملکرد بوده است. به طور کلی، نتایج نشان داد که تبدیل موجک دارای دقت بالایی در تفکیک جریان پایه در چشمه ها می باشد.
    کلیدواژگان: آبدهی روزانه، تبدیل موجک، جداسازی جریان، جریان پایه، چشمه های کارستی
  • سعید آزادی، حامد نوذری*، بهزاد قنبریان صفحات 107-119

    کمیت و کیفیت زهاب تولید شده در اراضی شور که نیاز به آبشویی اولیه دارند، از شروع بهره برداری از شبکه آبیاری و زهکشی تا پیش از رسیدن به شرایط کم و بیش پایدار، همواره در حال تغییر می باشد. در مناطق با آب زیرزمینی شور و کم عمق، زمان رسیدن به حالت تعادل ممکن است چندین سال به طول بیانجامد. در چنین شرایطی، آگاهی از کمیت و کیفیت زهاب تولید شده به منظور مدیریت و کنترل آن، امری ضروری می باشد. در این تحقیق به کمک روش تحلیل پویایی سیستم که یک روش شبیه سازی به صورت شی گرا و مبتنی بر روابط بازخورد می باشد،  اراضی کشاورزی مربوط به یک شبکه آبیاری و زهکشی، شبیه سازی و دقت مدل در تعیین میزان شوری و دبی زهاب خروجی زهکش های زیرزمینی اراضی مذکور مورد ارزیابی قرار گرفت. برای اعتباریابی نتایج مدل از داده های جمع آوری شده فروردین ماه سال 1383 تا بهمن ماه سال 1384 مربوط به مزارع ARC2، ARC4، ARC6 و ARC8 واقع در اراضی مرکز تحقیقات نیشکر (واحد توسعه کشت نیشکر و صنایع جانبی امیرکبیر، استان خوزستان) استفاده گردید. به منظور تجزیه و تحلیل آماری از شاخص های آماری ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، خطای استاندارد (SE) و ضریب تبیین (R2) استفاده شد. در این راستا، شاخص آماری RMSE برای دبی زهاب خروجی حاصل از مزارع ARC2، ARC4، ARC6 و ARC8 به ترتیب برابر با 6639، 8546، 7950 و 8207 مترمکعب بر روز بدست آمد. همچنین این شاخص برای شوری زه آب خروجی مزارع فوق به ترتیب برابر با 25/2، 86/4، 04/2 و 98/7 دسی زیمنس بر متر  برآورد گردید. نتایج نشان داد که مدل حاضر در شبیه سازی دبی زهاب خروجی از لوله های زهکش و شوری آن در منطقه ای با سطح ایستابی شور و کم عمق، توانمند می باشد.

    کلیدواژگان: شبکه آبیاری و زهکشی، کمیت زهاب، شوری زهاب، VENSIM
  • احمد خسرایی، حمید زارع ابیانه، مهدی جوزی*، ژینو یهمنی صفحات 120-130

    یکی از نگرانی های جامعه انسانی درباره تغییراتی است که در اثر گرمایش زمین موجب تغییرات فراوانی و مقدار بارش و درجه حرارت می شود. این مطالعه به منظور بررسی روند تغییرات دما و بارندگی سالانه، فصول کشت، فصلی و ماهانه با استفاده از آزمون من-ویتنی در ایستگاه هواشناسی اهواز انجام شد. دوره آماری مورد مطالعه شامل دو دوره 31 ساله از 1957 تا 2018 (1335 تا 1397 شمسی) بود. نتایج این مطالعه نشان داد که دمای کمینه، تغییرات بیشتری در مقایسه با دمای متوسط و دمای بیشینه در 31 سال اول (1957 تا 1987) نسبت به 31 سال دوم (1988 تا 2018) داشت. مقایسه میانگین دمای کمینه و دمای متوسط برای دو دوره مورد بررسی نشان داد که اختلاف معنی داری در سطح 5 درصد وجود داشت. میانگین های دمای کمینه از 1/12 به 9/14 و دمای متوسط از 9/24 به 9/26 درجه سانتی گراد افزایش یافت. مقایسه میانگین دمای بیشینه و بارندگی برای دو دوره مورد بررسی نشان داد که اختلاف معنی داری در سطح احتمال 5 درصد وجود نداشت. میانگین دمای بیشینه از 5/37 به 8/36 درجه سانتی گراد و بارش از 9/226 به 8/188 میلی متر کاهش داشت. هم چنین بررسی روند بارندگی در دو دوره مورد بررسی نشان دهنده پراکنش بالای این پارامتر اقلیمی و تغییرات اندک در میزان این عامل بوده است.

    کلیدواژگان: بارش سالانه، دمای بیشینه، دمای کمینه، دمای متوسط
  • نشاط جهان نمایی، پیام خسروی نیا*، هادی ثانی خانی، رسول میرعباسی صفحات 131-146
    خشکسالی یکی از رخدادهای طبیعی است که اثرات مخرب زیادی بر محیط زیست دارد. شدت و مدت خشکسالی دو مشخصه مهم برای تشخیص خشکسالی بوده و معمولا از روی داده های آب و هواشناسی، مانند بارش مشخص می شوند. در این مطالعه، از توابع مفصل دو بعدی برای ایجاد توزیع دومتغیره از مشخصه های خشکسالی ایستگاه های سنندج و سقز در غرب ایران استفاده شد. دو مشخصه مهم خشکسالی، مدت و شدت خشکسالی، از سری زمانی شاخص بارش استاندارد شده (SPI) استخراج گردید. به منظور استفاده از توابع مفصل، ابتدا ضرایب همبستگی اسپیرمن و تاو کندال برای بررسی همبستگی بین متغیرهای شدت و مدت خشکسالی برای هر دو ایستگاه محاسبه شدند که نتایج نشان داد همبستگی معناداری بین شدت و مدت خشکسالی وجود دارد. پس از تعیین بهترین توزیع فراوانی حاشیه ای برای مشخصه های خشکسالی، برازش پنج تابع مفصل مختلف برای ایجاد توزیع دومتغیره شدت و مدت خشکسالی مورد بررسی قرار گرفت و پارامتر وابستگی هر کدام از توابع مفصل با استفاده از روش تابع استنتاج برای حاشیه ها (IFM) محاسبه گردید. نتایج نشان داد که برای هر دو ایستگاه (سنندج و سقز) تابع مفصل فرانک به دلیل دارا بودن بیشترین مقدار لگاریتم درستنمایی (9737/328- و 3758/339-) و NSE (9393/0 و 9174/0) و کمترین مقدار RMSE (0655/0 و 0763/0) و AIC (8280/695 و 7516/680) مناسب ترین مفصل برای ایجاد توزیع دومتغیره شدت و مدت خشکسالی می باشد. در نهایت احتمال وقوع دومتغیره توام، احتمال شرطی خشکسالی و دوره های بازگشت توام و شرطی خشکسالی محاسبه شدند که نتایج حاصله می تواند اطلاعات مفیدی را برای برنامه ریزی و مدیریت منابع آب در این منطقه فراهم کند.
    کلیدواژگان: توابع مفصل، خشکسالی هواشناسی، مشخصه های خشکسالی، مدیریت منابع آب
  • حمیدرضا قزوینیان، حجت کرمی، سعید فرزین*، سید فرهاد موسوی صفحات 147-165
    تبخیر از سطح مخازن آب منجر به اتلاف آب مورد مصرف کشاورزی، صنعت و شرب می شود. از جمله روش های کنترل تبخیر می توان به استفاده از پوشش های فیزیکی اشاره نمود. در این پژوهش، برای کاهش تبخیر از تشت های تبخیر استاندارد کلرادو مدفون در زمین، از ورقه های پلی استایرن، قطعات چوب و ورقه های موم عسل به عنوان پوشش های فیزیکی روی سطح آب استفاده گردید. تاثیر هر ماده با سه بار تکرار (در سه تشت مجزا) مورد بررسی قرار گرفت و 3 عدد تشت نیز به عنوان شاهد مورد استفاده قرار گرفت. اندازه گیری تبخیر برای تمامی تشت ها به مدت 4 ماه و به صورت روزانه انجام شد. نتایج آزمایش نشان داد که پوشش پلی استایرن به طور متوسط 54 درصد، پوشش چوب 19 درصد و پوشش موم  18 درصد در کاهش تبخیر موثر است. در ادامه پژوهش، برای تخمین درصد کاهش تبخیر، از مدل درخت تصمیم M5، ماشین بردار پشتیبان حداقل مربعات (LSSVM) و شبکه عصبی مصنوعی (ANN) استفاده شد. داده های هواشناسی ایستگاه سینوپتیک شهر سمنان به عنوان داده های ورودی برای هر سه مدل مورد استفاده قرار گرفت. هر سه روش در دوره های آموزش از دقت بالایی برخوردار بودند. در دوره آزمون به ترتیب روش LSSVM، درخت تصمیم M5 و ANN از دقت بیشتری برخوردار بودند. مقادیر R2، RMSE و MAE روش LSSVM در مرحله آزمون به ترتیب 9834/0، 3718/2 و 7212/1 به‏دست آمد. نتایج کلی در پژوهش حاضر نشان می دهد که استفاده از پوشش پلی استایرن می تواند عملکرد مناسبی در کنترل تبخیر از مخازن و استخر های ذخیره ای آب داشته باشد.
    کلیدواژگان: : کاهش تبخیر، پلی استایرن، چوب، موم، الگوریتم های هوشمند
  • محمدنوید فرح زا، بیژن نظری*، محمدرضا اکبری، مهکامه سادات نائینی، عبدالمجید لیاقت صفحات 166-179

    در این پژوهش به ارزیابی وضعیت بهره وری آب محصولات زراعی در دشت مغان با استفاده از شاخص های بهره وری فیزیکی و اقتصادی پرداخته شد. همچنین رابطه بهره وری فیزیکی و اقتصادی برپایه داده های میدانی نیز تحلیل شده است. بهره وری فیزیکی آب محصولات گندم، کلزا، سویا، برنج، ذرت علوفه ای، ذرت دانه ای، خربزه، یونجه، گوجه فرنگی، جو، شلیل، هندوانه، خیار و چغندرقند به ترتیب 27/1، 5/0، 67/0، 069/0، 5/4، 45/0، 2/3، 25/0، 46/3، 19/1، 55/0، 1/3، 42/0 و 5/5 کیلوگرم بر مترمکعب و هم چنین بهر ه وری اقتصادی آب به ترتیب 1098، 572، 702، 313، 542، 2286، 322، 97، 832، 685، 547، 279، 267 و 1111 تومان بر مترمکعب محاسبه شده است. نتایج ماتریس اثر متقابل و نمودار چگالی بهره وری فیزیکی و اقتصادی آب نشان داد که جو، برنج، یونجه، شلیل، خیار و کلزا از لحاظ هر دو نوع شاخص بهره وری در سطح نسبتا ضعیف یا ضعیف قرار دارند و ذرت علوفه ای، خربزه و هندوانه از لحاظ بهره وری فیزیکی در وضعیت خوب یا نسبتا خوب قرار می گیرند در حالی که از لحاظ بهره وری اقتصادی در وضعیت نسبتا ضعیف قرار دارند و تنها دو محصول چغندرقند و گوجه فرنگی در سطح خوب یا نسبتا خوب از لحاظ هر دو شاخص قرار می گیرند. نتایج پژوهش وضعیت نسبتا ضعیف بهره وری آب در سطح دشت را نشان داد. بسته به این که شاخص بهره ‎وری فیزیکی یا بهره وری اقتصادی آب در برنامه ریزی و سیاست گذاری مدنظر قرار گیرد، رویکردها و الگو های پیشنهادی کاملا متفاوت خواهد بود و باید در هر منطقه هر دو شاخص مورد ارزیابی گرفته و تفاوت های شاخص ها در برنامه ریزی ها لحاظ گردد.

    کلیدواژگان: آب مصرفی، عملکرد محصول، ماتریس بهره وری، مدل های ریاضی، نمودار چگالی بهره وری
  • ابراهیم درویشی، عبدالرحیم هوشمند*، حمزه علی علیزاده، زهرا ایزدپناه صفحات 180-191
    یکی از مهم ترین ابزارهای مدیریت تقاضای آب، تغییر تعرفه آب و انرژی می باشد. هدف از این پژوهش بررسی سطح آب زیرزمینی دشت مهران با استفاده از روش پویایی سیستم تحت سناریوهای مختلف تغییر قیمت حامل های انرژی است. پس از تدوین مدل مفهومی، فرضیه های دینامیکی تبیین و شبیه سازی انجام شد. پس از واسنجی مدل و صحت سنجی آن،  12 سناریوی ترکیبی مورد نظر با افزایش تعرفه انرژی و آب مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج این تحقیق نشان داد اثر تغییر تعرفه انرژی بر تغییر حجم ذخیره آبخوان و سطح آب زیرزمینی بیش از تغییر تعرفه آب بود. همچنین نتایج نشان داد افزایش تعرفه آب و انرژی بر سطح آب زیرزمینی دشت تاثیرگذار بوده و می تواند باعث کاهش برداشت آب از سفره آب زیرزمینی شود. از طرفی افزایش تعرفه انرژی به میزان 80 درصد تعرفه فعلی و افزایش تعرفه آب سطحی به میزان 50 درصد قیمت فعلی و اعمال حق النظاره، دارای بیشترین تاثیر بر توقف کاهش سطح آب زیرزمینی بود و حتی در مقایسه با سایر سناریوها باعث افزایش قابل توجه سطح آب زیرزمینی شد.
    کلیدواژگان: تعرفه آب و انرژی، تقاضای آب، سطح ایستابی، مدل مفهومی
  • مرضیه ثمره هاشمی صفحات 192-203

    با توجه به حیاتی بودن مساله آب در مناطق خشک، همچنین توزیع غیریکنواخت منابع آبی و مراکز مصرف آن، انتقال آب از اهمیت خاصی برخوردار است. گزینه استفاده از پتانسیل انرژی برق-آبی در طرح های انتقال آب با مسیرهایی با حرکت ثقلی می تواند برای اقتصادی تر کردن این نوع طرح ها مورد بررسی قرار داده شوند. هد خالص و دبی مستقیما در پتانسیل های تولید این انرژی نقش دارند. در این مقاله مساله اهمیت هد خالص با درنظر گرفتن مولفه های موثر در آن، شامل ابعاد لوله و کیفیت پوشش داخلی آن، مورد ارزیابی قرار داده شد. در این راستا برای طرح انتقال آب از سد صفارود جهت تامین بخشی از آب شرب شهر کرمان که در حال اجرا می باشد، گزینه های مربوط به مولفه های انرژی و مخصوصا نقش کمتر دیده شده پوشش داخلی، به عنوان یک معیار مهم در تصمیم گیری برای توجیه اقتصادی کل طرح، مورد مطالعه قرار داده شد. به این منظور استفاده از دو نوع پوشش داخلی "ملات ماسه سیمان" در حالت اجرای استاندارد و اجرای غیر استاندارد و "اپوکسی" از دیدگاه فنی و اقتصادی مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که در صورت استفاده از پوشش اپوکسی ظرفیت تولید برق تا 2/1 مگاوات نسبت به حالتی که از پوشش ملات ماسه سیمان استفاده شده باشد، بالا می رود که در نتیجه افت هد کمتر آب است. بنابراین مساله جدار داخلی لوله و حتی نحوه اجرای آن باید در کنار سایر معیارهای طراحی و اجرا مد نظر قرار گیرد. همچنین، باتوجه به طولانی بودن خطوط انتقال آب، دقت محاسبات افت هد می تواند به طور قابل توجهی توجیه اقتصادی چنین طرح هایی را تحت تاثیر قرار دهد.

    کلیدواژگان: اپوکسی، افت هد، انرژی برق-آبی، پوشش داخلی لوله، ملات ماسه سیمان
  • ابوالفضل اکبرپور*، محسن عزیزی صفحات 204-233
    اصلاح کنتورها و افزایش دقت در آنها موجب افزایش بهره وری شبکه توزیع آب، استفاده بهینه از منابع آب و کاهش میزان آب بدون درآمد می شود.تحقیق حاضر با هدف شناسایی مقدار آب بدون درآمد ناشی از عدم دقت کنتورهای مشترکین روستاهای شهرستان بیرجند انجام گرفت. در این تحقیق با روش نمونه گیری تصادفی سیستماتیک 1007 کنتور معادل 5 درصد مشترکین خانگی روستاهای شهرستان بیرجند انتخاب شده و با در نظر گرفتن پارامتر عمر کنتور به شش طبقه با عمر 3-1 سال، 6-4 سال، 9-7 سال، 12-10 سال، 15-13 سال و 18-16 سال تقسیم بندی شدند. نتایج تحقیق نشان داد که 3/75 درصد کنتورها دارای خطای در محدوده مجاز و 7/24 درصد دارای خطای بیشتر از محدوده مجاز بوده که 5/19 درصد آنها دارای خطای مثبت و 2/5 درصد دارای خطای منفی بودند. با افزایش عمر کنتور از دقت کنتور کاسته شده و عمدتا حجم آب واقعی عبوری را بیشتر ثبت می گردد. با توجه به مصارف سال 1396، متوسط وزنی ضریب تصحیح کنتورهای تست شده 049/1 بدست آمد و اعمال این ضریب در مصرف سال مشترکین مورد مطالعه و محاسبه مجدد آب بها قبوض، باعث افزایش 7/4 درصدی میزان مصارف و 89/16 درصدی درآمد این شرکت شد. همچنین با این اعمال ضریب تصحیح در آب مصرفی سال 1396 کل مشترکین استان، مشخص شد که سهم آب بدون درآمد ناشی از عدم دقت کنتور مشترکین 97/2 درصد حجم آب تولیدی و 9/4 درصد حجم مصارف مجاز با درآمد این شرکت است.
    کلیدواژگان: دقت کنتور، آب بدون درآمد، شهرستان بیرجند
  • حسین جعفری صفحات 224-237

    در منطقه پنبه خیز خراسان شمالی در طول فصل زراعی، مراحل انتهایی دوره رشد کشت های پاییزه (گندم) با مراحل ابتدایی کشت های بهاره (پنبه) دارای همپوشانی است. نیاز مبرم هر دو گیاه به آبیاری در این دوره (نیاز پنبه به آب برای سبز شدن و استقرار و نیاز گندم به آب در حساس ترین مرحله رشد یعنی مرحله گلدهی) و کمبود حقابه کشاورز، سبب می شود که زارعین، آبیاری گیاه گندم را متوقف و از حقابه خود برای آبیاری پنبه استفاده نمایند این موضوع سبب کاهش قابل توجه عملکرد گندم در منطقه می شود. استفاده از هر تکنیکی که بتواند در دوره همپوشانی، آبیاری یکی از این دو گیاه زراعی را بدون کاهش عملکرد حذف نماید، ضروری به نظر می رسد. عدم نیاز به آبیاری پنبه در روش کشت هیرم (نم کاری) و نشا می تواند به عنوان یک راهکار برای رفع این مشکل در این دوره بکار رود. بر این اساس آزمایشی با سه تیمار و در سه تکرار به صورت استریپ پلات در قالب طرح آماری بلوک های کامل تصادفی در سال زراعی 1396-1395 در اراضی حاشیه رودخانه اترک اجرا گردید. در هر تیمار دو گیاه گندم و پنبه کشت گردید . تیمارها عبارتند از 1- کاشت پنبه به صورت بذری و قطع  آبیاری گندم (شاهد).2- کاشت پنبه به صورت هیرم و 3- کاشت نشا بعد از آخرین آبیاری گندم. در تیمار هیرم کاری و نشا کاری پنبه از آب صرفه جویی شده در آبیاری گندم متناظر با آنها استفاده شد. نتایج نشان داد که با استفاده از روش کشت هیرم و کشت نشایی می توان بهره وری مصرف آب را 47درصد نسبت به روش بذری افزایش داد.

    کلیدواژگان: بهره وری مصرف آب، پنبه، گندم، نشاکاری و هیرم کاری
  • عباس خاشعی سیوکی*، محمدحسن سیاری، علی شهیدی، سمانه اطمینان صفحات 238-249
    علاوه بر خشکسالی ، عدم اعمال روش های صحیح مدیریتی سبب کمبود آب در بحث مدیریت مزارع و باغات شده است. از راهکارهای ارایه شده در این راستا، کاربرد فاضلاب شهری می باشد.   این پژوهش با هدف بررسی اثر مدیریت فاضلاب شهری و روش کم آبیاری بر عملکرد و ویژگی های فیزیولوژیکی گیاه علوفه ای ارزن دم روباهی انجام شد. از این رو، طرح پلات خرد شده با سه منبع آبیاری (فاضلاب I1، آب چاه I2 و تناوب I3) به عنوان تیمار اصلی و سه روش کم آبیاری (100C1، 50 C2  و 30 C3  درصد) به عنوان تیمار فرعی با 3 تکرار با کشت گیاه ارزن دم روباهی در مزرعه شرکت آب و فاضلاب شهرستان بیرجند در تابستان 1397 اجرا شد. نتایج این تحقیق نشان داد که کاربرد فاضلاب شهری به عنوان یک منبع آبیاری تاثیر معنی داری بر ویژگی های فیزیولوژیکی گیاه ارزن ازجمله عملکرد بوته، وزن هزار دانه و میزان کارایی آب مصرفی دارد. میزان ارتفاع بوته در تیمار تناوب با بهترین عملکرد نسبت به شاهد 20 درصد روند افزایشی نشان داد در حالی که در تیمار تنش آبی در سطح نیاز آبی 30 درصد نسبت به شاهد 5 درصد روند کاهش مشاهده شد. روند تغییرات وزن خوشه برحسب گرم در تیمار فاضلاب نسبت به شاهد 18 درصد دارای روند افزایشی بود.  همچنین با اعمال تنش آبی نیز مشاهده شد که در سطح نیاز آبی 50 و 30 درصد در تیمارهای با منبع آبیاری تناوب نسبت به شاهد میزان کارایی آب مصرفی 5 درصد روند افزایشی دارد. نتایج حاصل بیانگر نقش اثر گذار فاضلاب شهری توام با آب چاه در روند رشد گیاه علوفه ای ارزن است که سبب بهبود ویژگی های فیزیولوژیکی و همچنین منجر به افزایش عملکرد گیاه ارزن دم روباهی  می گردد. نتایج کلی نشان داد که استفاه از فاضلاب شهری در جهت مدیریت منابع آب در کشاورزی حایز اهمیت است
    کلیدواژگان: ارزن دم روباهی، فاضلاب شهری، مدیریت کم آبیاری، عناصر غذایی گیاه
  • پویا ابوسعیدی، مهناز قائینی حصاروئیه*، احسان فدائی کرمانی صفحات 251-265

    در این تحقیق به منظور شبیه سازی حرکت لکه نفتی از روش عددی ترکیبی اولری-لاگرانژی استفاده شده است. معادلات حاکم بر پدیده با استفاده از مدل جریان دو بعدی افقی Telemac-2D حل شدند. در این مدل از روش اجزاء محدود برای گسسته سازی معادلات حاکم بر جریان آب، استفاده می شود.در مرحله شبیه سازی فرایند جابجایی، سرعت لکه نفتی که وابسته به سرعت جریان و سرعت باد است، توسط مدل انتقالی خالص محاسبه شد. سپس این سرعت در مدل احتمالاتی انتقال-انتشار با رویکرد لاگرانژی بکار رفته است. در نهایت موقعیت لکه نفتی در زمان های مختلف تعیین شده است. لازم به ذکر است که در این مرحله با فرض آرام بودن آب های ساحلی، از اثر امواج صرف نظر شده است. در مرحله شبیه سازی فرایند های هواشناسی، ابتدا به منظور مدل سازی پهن رفت به عنوان مهمترین عامل از مدل Fay با فرض اثرگذار بودن نیروهای جاذبه و ویسکوزیته استفاده شد. در ادامه با محاسبه مساحت ذرات، معادله تبخیر حل گردید. نتایج نشان داد که معادله نهایی تبخیر به صورت تابعی از دمای نقطه جوش و نوع نفت می باشد.بر اساس مقایسه نتایج بدست آمده در این مطالعه، با نتایج Goeuryو همکاران، مدل دو بعدی حاضر درمساله تبخیر گازوییل دارای RMSE=0.414 و در مساله انحلال RMSE=2.97 است که بیانگر دقت مناسب و قابل قبول این روش می باشد.

    کلیدواژگان: انتقال آلودگی نفتی، روش اولری-لاگرانژی، سرنوشت لکه نفتی، مدل عددی
  • بهاره پیرزاده*، طاهره اسور صفحات 266-275

    هدف از این پژوهش بررسی توزیع مکانی پارامترهای کیفیت آب زیرزمینی دشت سیرجان با استفاده از نرم افزار Arc GIS می باشد. برای این منظور ابتدا داده های کیفیت آب از اداره آب و فاضلاب استان کرمان از سال های 1381 تا 1397 جمع آوری شد و داده های 5 سال (1381، 1385، 1390، 1395 و 1397) بعنوان سال های مبنا انتخاب شد. روش های کریجینگ ساده، کریجینگ معمولی و IDW برای درونیابی 12 پارامتر کیفیت آب به کار رفت. به منظور استفاده از روش های زمین آمار توزیع نرمال پارامترها بررسی و سپس واریوگرام پارامترها به منظور انتخاب بهترین مدل درون یابی با نرم افزار GS+ تعیین گردید. در نهایت نقشه های پهنه بندی هر یون با بهترین روش درون یابی با بهره مندی از نرم افزار Arc GIS رسم شد. نتایج بررسی کیفیت آب زیرزمینی منطقه نشان داد از میان روش های درون یابی، روش کریجینگ ساده برای اکثر نمونه ها بهترین روش می باشد و نتایج واریوگرام نشان داد مدل های کروی و نمایی بهترین مدل نیم تغییرنما می باشند. طبق نقشه های پهنه بندی غلظت یون ها طی سال های مورد مطالعه رو به افزایش بود و تجمع غلظت یون ها در غرب و جنوب دشت سیرجان بیش تر بود که این امر با موقعیت قرارگیری چاه ها و برداشت بی رویه آب از این منطقه برای کشاورزی در تعامل است.

    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، درون یابی، دشت سیرجان، واریوگرام، ARC GIS
|
  • Awa Marashi, HojjatAllah Yonesi *, Saleh Koochakzadeh, Hassan Torabi Podeh Pages 1-13

    In this study, a new structure called that the butterfly gate is introduced to control and measure the flow in canals, which is usually a parabolic or semicircular cross section. For this purpose, the hydraulic performance of this gate and the effect of flow parameters and gate opening angle on the flow depth have been investigated in a semicircular canal.  Also in this study, with using a data collection system and recording of the pressure data at different point in canal determined the depth flow while providing the stage-discharge relationship curves for different opening angles, two methods are presented for estimation of flow discharge through the butterfly gate. This estimation can be used both as a separation technique of each angle and as a data aggregation technique. The precision of these methods have been evaluated by using the statistical indices. The results show that, the each method with a high accuracy 95% can estimate the discharge through in canal.

    Keywords: Prefabricated canal, Butterfly gate, Stage-discharge relationship, Angle of opening
  • Ehsan Moghaddasi, Nazanin Shahkarami * Pages 14-23
    A fundamental solution to save fossil fuels and to avoid air pollution is using small water turbines. In this study, an example of a hydrodynamic turbine that can generate electricity in low-flow and low-velocity flows is proposed. After extensive research on the problem's theory, the 3D shape of the turbine blades was modelled in SOLIDWORKS software and introduced as an input in the FLOW-3D model. For each turbine with different blade angles and for different depths of flow, the interaction between the fluid and blades were evaluated and analyzed to determine the turbine that has the highest torque and angular velocity. The basic premise of this study is that the turbine, which has the maximum angular velocity and torque speed, without oscillation and mutation and without the changes of torque direction, certainly has more power and has the optimal blade angle and flow conditions. All turbines had the highest torque and angular velocity at a discharge of 20  and at the depth of 5 cm and therefore had more power. Accordingly, it was concluded that the most suitable location for greater efficiency and greater power of the turbine is its location near the flow surface. Also a turbine with a blade angle of 70 degrees had the best efficiency among the turbine blades with respect to the created torque and angular velocity.
    Keywords: Hydro Turbine, Gorolv Turbine, Low Speed, open channel, Flow-3D
  • Jafar Jafari Asl, Mehdi Malekmahmoudi, Bahram Sami Kashkooli, Hossein Montaseri *, Mehdi Bahrami Pages 24-35

    One of the key factors affecting leakage in water distribution systems is network pressure management. The main objective of pressure management in water distribution system is to minimize water leakages along with maintaining the required pressure at every node. A common way to reduce pressure is to locate flow or pressure reducing valves (PRV) and optimal regulation of these vales in water networks.This study aimed at investigating optimal pressure management problems so as to minimize leakage in water distribution networks. To do so, a two-phase approach was proposed for both optimal positioning and setting of pressure reduction valves (PRVs), where location optimization was addressed at the first stage and optimal operation issue of valves was considered in the next step. In the present research, in order to resolve these problems, an optimization model—a simulation based on an emerging algorithms inspired by honeybees’ behavior called as Artificial Bee Colony (ABC)—was utilized. In this model, ABC optimization in MATLAB environment was integrated with hydraulic simulation of EPANET model. In the next step, the obtained results were compared with those of the previous studies. The results revealed that in case all the limitations of the problem are observed, employing this method to determine the position of the pressure reduction valves and regulate them lowered the mean leakage rate of the network from 82.28 to 72.15 lit/sec by 14.75% in three phases of maximum, average and minimum aquatic need periods.This means that the proposed method was effective in regulating the pressure level to minimize leakage in networks. Comparing the results of the present method with those of the previous approaches revealed that GA algorithm reached better response in fewer times than ICA, CA and ABC methods.

    Keywords: Artificial Bee Colony Algorithm, Water Distribution Systems, Pressure Management, Leakage, EPANET
  • Hamid Amirnejad *, Sareh Hosseini Pages 36-247

    Urban rivers as one of the natural structures of the city are important cities sources because of their environmental, economic and cultural values and the provision of ecosystem services. The purpose of this study investigate the role and importance of Tajan River ecosystem functions as one of the most important rivers of Iran in Mazandaran province, Sari. In order to achieve this purpose, multi-criteria decision models includes Entropy to calculate functions weight of the river ecosystem and Technique Order of Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS) and the Simple additive weighting (SAW) to prioritize functions. In this study, research data were extracted from field survey, random sampling and from 239 questionnaires completed by Sari citizens in winter 1397 and spring 1398 to show which of the ecosystem functions of the Tajan River, including regulatory, habitat, productivity and information functions, is importance for Sari citizens. Analysis of weighting Tajan River ecosystem functions in Sari with Entropy technique showed that habitat, productivity, information and regulatory functions gained 0.2511, 0.2501, 0.2500 and 0.2488 weights, respectively. According to the results of the prioritization Tajan River ecosystem functions with TOPSIS and SAW models, habitat, productivity, regulatory and information functions take the first to fourth priority respectively.  Also, the results showed that habitat function for 39% of the citizens, productivity function 27% of the citizen, regulatory function 25% of citizen, information function 9% of the citizen had priority. By identifying and determination the priority of Tajan River ecosystem functions, it is suggested that the results of the present study used as a model for designers and decision makers of river engineering and improvement of urban river landscape, and projects be done for the balance of the river ecosystem and the sustainability of the quality of the urban environment.

    Keywords: Ecosystem Functions, Multi Criteria Decision Making Models, Tajan River, Sari
  • MohammadMahdi Chari Pages 48-59

    To obtain in a laboratory retention curve is not cost and time effective. So estimation of soil moisture using basic soil properties is of importance. The objective of this study was to calculate the soil-water retention curve using the readily available parameters of soil, fractal geometry. In order to calculate the fractal dimension in the TW type( )  model from readily available parameters of soils, four methods were used based on (1) clay percentage with non-linear equation, (2) clay, sand and silt percentage, (3) clay percentage with logarithmic equation, and (4) the fractal dimension of particles obtained from clay, silt and sand. 30 soil samples with different texture including loam, clay loam, clay, sandy clay loam, silty loam and sandy loam from the northern part of Iran were used to evaluate fractal functions.  had the maximum value of 2.909 in clay soil and the minimum value of 2.731 in sandy loam soil and average of 2.817. The average fractal dimension obtained by the first, second, third and fourth methods were 2.84, 2.86, 2.75 and 2.82, respectively. NRMSE value of the first method was 0.0160, the second method was 0.0093, the third method was 0.0216 and the fourth method was 0.0089. The results showed that except for the method based on the percentage of sand, silt and clay, the results of the other methods are close to each other.

    Keywords: Particle size distribution, fractal, Soil-water retention curve
  • PEDRAM Esmaeli, Siamak Bodaghpour, Mohamad Rostami *, Mehdi Mirzaee Pages 60-75
    Generally, due to the presence secondary flows in the curvature of the river, the outer wall in the bend is always subjected to degradation and erosion. These streams divert the surface flow lines towards the outer wall and the flow lines close to the substrate to the inner wall. Therefore, studying the flow in the meandering channels in order to prevent erosion is of particular importance. One of the simplest, yet most economic methods to cope with outer wall erosion is the use of spur dike. For this purpose, in this laboratory study, the effect of the presence and absence of series spur dikes on longitudinal velocity components in a channel meandering with sloped erodible wall is investigated. The results showed that the presence of simple series spur dikes cause reduced the flow velocity in the outer wall of the bend. Therefore, the average highest velocity reduction between the second and third spur dikes and the lowest velocity reduction between the third and fourth spur dikes was performed. Also, the studies showed that with the increase of 33% of the discharge, about 5% were added to the performance of the spur dikes in reducing the flow velocity in the outer wall of bend.
    Keywords: experimental study, Longitudinal Velocity, Meandering channel, Series Spur Dikes
  • Samira Kord, Seyed Mehdi Hosseini *, Ali Sardar Shahraki Pages 76-90
    Regarding climate change, and consequently the decrease in the Gergranod River catchment area, as well as the sharp decrease in the volume of water stored behind the Golestan dam in recent years, a review of the water allocation problem is necessary. Therefore, in this research, the optimal values of water harvesting from the Golestan dam reservoir are calculated using the colonial competition algorithm (ICA), which is one of the interconnected algorithms based on socio-political evolution. In this study, the proper parameters of the colonial competition algorithm were calculated with try and error, and then in five times the implementation of this algorithm in the first run in the 1240 repetition of 2,363.2 million cubic meters for the target function, in the second run in repeat 1256, the value of the target function 4947/2 Million cubic meters, in the third run in Repetition 1271 the value of the objective function was 1,971.1 million cubic meters, the 1300 repetition in the fourth run was 304.1 million cubic meters for the target function, and in the fifth implementation and repeat 1450, the value of the target function was 1,2473.1 million cubic meters Come. The comparison between the values of the objective function indicates that with increasing the number of repetitions, the value of the objective function is reduced. The results indicate that this algorithm is good. The optimal release values obtained from the algorithm have always fluctuated during the statistical period, so that in the first three years of the increasing trend, the fourth and fifth declines, the sixth and seventh increases, the eighth and ninth, and finally increased again in the tenth.
    Keywords: Imperialist Competitive Algorithm, optimization, Water allocation, Reservoir of Golestan Dam
  • Abazar Solgi, Heydar Zarei *, Safar Marofi Pages 91-106
    Baseflow separation is one of the important topics in hydrology and water resources management. Different methods have been used to baseflow separation in the river and karstic springs. In this study, the wavelet transform was used as a new tool to baseflow separation in Gamasiyab spring in Nahavand County and Kahman spring in Aleshter County. In this study the data of the 49 years period for the Gamasiyab spring and data of the 27 years period for the Kahman spring were used. For evaluation of this tool, the Hydrochemical method was used by sampling quality data in water year of 2017-2018 for the two springs. The results showed that, in Gamasiyab spring, wavelet function Db4 at level 6 has the best performance. This best performance has the adjusted R2 of 0.96, and RMSE of 0.651 (m3/s). The best performance in Kahman spring related to wavelet function Db2 at level 5, that has adjusted R2 of 0.99, and RMSE of 0.187 (m3/s). Generally, the Wavelet Transform has high accuracy in baseflow separation.
    Keywords: Daily discharge, wavelet transform, Flow Separation, Baseflow, Karstic springs
  • Saeed Azadi, Hamed Nozari *, Behzad Ghanbarian Pages 107-119

    Quality and quantity of drainage water in saline lands, which require primary leaching is continuously changing from the beginning of irrigation and drainage network operation before reaching a more or less equilibrium state. The time to reach a state of equilibrium in areas with saline groundwater may take several years. Therefore in this paper, the system dynamics technique that is one of the object oriented approach was used to simulate farms of irrigation and drainage network, and determine model performance to simulate the drainage water salinity and discharge of subsurface drains. To validate the results of the model, data collected in the 2004 and 2005 cropping years from ARC2, ARC4, ARC6 and ARC8 farms was used in the research area of ​​Sugar Center Research Center (Amir Kabir Agro Industrial Development Unit of Sugarcane Development Company, Khuzestan Province). To statistical analysis and calculating, the root mean square error (RMSE), standard error (SE) and correlation coefficient (R2), were used. In this regard, the RMSE statistical index for drainage discharge of ARC2, ARC4, ARC6 and ARC8 farms were 6639, 8546, 7950 and 8207 m3/day respectively. Also, the RMSE for drainage water salinity of the farms were 2.25, 4.86, 2.04 and 7.98 dS/m respectively. The results showed that the model is capable of simulating the drainage outflow and its salinity in saline and shallow water table region

    Keywords: drainage water quantity, Drainage water salinity, Irrigation, Drainage Network, VENSIM
  • Ahmad Khasraei, Hamid Zare Abyaneh, Mehdi Jovzi *, Zhino Bahmani Pages 120-130

    One of the concerns of the human society is that the changes caused by global warming change the frequency and amount of precipitation and temperature. This study was conducted to investigate the trend of annual, seasons of cultivation, seasonal and monthly temperature and precipitation changes using the Mann-Whitney test at Ahvaz Meteorological Station. The study period consisted of two 31-year periods from 1957 to 2018. The results of this study showed that the minimum temperature had more changes compared to the average and maximum temperatures in the first 31 years (1957-1987) compared to the second 31 years (1988 to 2018). Mean comparison of minimum temperature and average temperature for the two periods showed that there was a significant difference at the 5% of probability level.  The means of the minimum and average temperature increased from 12.1 to 14.9 and 24.9 to 26.9°C, respectively. Mean comparison of the maximum temperature and precipitation for the two periods showed that there was no significant difference at the 5% of probability level. The averages of the maximum temperature and precipitation decreased from 37.5 to 36.8°C and 226.9 to 188.8 mm, respectively. Also, the study of precipitation trend in the two studied periods showed a high distribution of this climate parameter and a small change in the amount of this factor.

    Keywords: Annual Precipitation, Average temperature, maximum temperature, Minimum temperature
  • Neshat Jahannamaii, Payam Khosravinia *, Hadi Sanikhani, Rasoul. Mirabbasi Pages 131-146
    Drought is one of the natural events that has a great impact on the environment. The severity and duration of drought are two important characteristics for the detection of drought and are usually derived from the weather data such as precipitation. In this study, two-dimensional copulas were used to construct bivariate distribution of drought characteristics for Sanandaj and Saqez stations located in the western part of Iran. Two important characteristics of drought including; duration and severity were derived from the standardized precipitation index (SPI) time series. In order to use copulas functions, Spearman’s rho and Kendall’s tau correlation coefficients were first calculated to assess correlation between variables of severity and duration of drought for both of considered stations. The results showed that there is a significant correlation between severity and duration of drought. After determining the best fitted marginal distributions on drought characteristics, the fittness of five different copulas for developing the bivariate distribution of severity and duration of drought was examined and the dependency parameter of each copula was calculated using the inference function for the margins technique (IFM). The results showed that for both stations (i.e. Sanandaj & Saqez) Frank copula function, due to having the highest log-likelihood (-328.9137 & -339.3758) and NSE (0.9393 & 0.9174), and the lowest values of RMSE (0.0655 & 0.0763) and AIC (695.8280 & 680.7516), is the most appropriate function for constructing the bivariate distribution of duration and severity of drought. Finally, the conditional probability of drought, joint and conditional returns periods of drought were calculated. The obtained results can provide useful information for planning and management of water resources over the studied area.
    Keywords: Copulas functions, meteorological drought, Drought characteristics, Water Resources Management
  • Hamidreza Ghazvinian, Hojat Karami, Saeed Farzin *, Sayed Farhad Mousavi Pages 147-165
    Evaporation from the surface of water reservoirs leads to loss of water used in agriculture, industry and drinking. One of the methods of controlling evaporation is the use of physical coatings. In this research, polystyrene sheets, pieces of wood, and honey-bee wax sheets were used as physical coatings on the surface of the water to reduce evaporation from standard buried Colorado evaporation pans. The effect of each coating with three replicates (in three separate pans) was investigated and also three pans were considered as control. Evaporation was measured daily from all pans for 4 months. Results of the experiment showed that polystyrene, wood and wax coatings reduced evaporation by 54, 19 and 18%, respectively. Next, to estimate the percentage of evaporation reduction, decision tree M5, least squared support vector machine (LSSVM) and artificial neural network (ANN) were used. Meteorological data of Semnan synoptic station was used as input data for all the three models. All three methods were highly accurate in the training period. During the test period, the LSSVM method, decision tree M5 and ANN were more accurate, respectively. The values ​​of R2, RMSE and MAE of the LSSVM method at the test step were 0.9834, 2.3718, and 1.7212, respectively. The general results of this study showed that using polystyrene coating can have proper function in controlling evaporation from reservoirs and water storage pools.
    Keywords: evaporation reduction, Polystyrene, Wood, Wax, Intelligent Algorithms
  • MohammadNavid Farahza, Bijan Nazari *, MohammadReza Akbari, Mahkameh Sadat Naeini, Abdolmajid Liaghat Pages 166-179

    In this research, water productivity of annual crops in Moghan plain using physical and economic productivity indices were evaluated and the relationship between physical and economic productivity based on field data has were analyzed. The physical productivity of wheat, canola, soybean, rice, corn, forage, corn, melon, alfalfa, tomato, barley, nectarine, watermelon, cucumber and sugar beet were 1/27, 0/5, 0/67, 0/069, 4/5, 0/45, 3/2, 0/25, 3/46, 1/19, 0/55, 3/1, 0/42 and 5/5 (kg / m3), respectively. Also, Economic water productivity of these crops were 1098, 572, 702, 313, 542, 2286, 322, 97, 832, 685, 547, 279, 267 and 1111, respectively. (Tomans/m3). The results of the interaction matrix and the density of the physical and economic water productivity showed that barley, rice, alfalfa, nylon, cucumber and canola are relatively weak or weak based on physical and economical water productivity indices. Forage, melon and honey physical productivity was in good condition, while in terms of economic productivity, the situation is relatively weak. Among the studied crops, only Sugar beet and tomato water productivity were at a good or good situation for both indices. In general, the results of the research showed relatively poor water productivity at the plain. Also, the findings showed that there is no logical and mathematical relationship between the two indices of physical and economical productivity water. Depending on the water productivity index, the proposed management approaches will be completely different. Hence, both indices should be evaluated in each region and differences of indices should be noticed in water planning.

    Keywords: Water Consumption, crop yield, Productivity Matrix, mathematical models, Productivity Density Graph
  • Ebrahim Darvishi, Abdolrahim Hooshmand *, Hamzeali Alizadeh, Zahra Izadpanah Pages 180-191
    One of the most important tools for water demand management is water and energy tariff changes. The aim of this effort was to study the level of groundwater in Mehran plain using the system dynamics method under different scenarios of energy carriers price changing. the conceptual model was designed, dynamic hypotheses were explained and simulation was performed. After calibration and verifying the model, the research purpose was evaluated in terms of applying 12 scenarios combining energy tariff increases and water tariff increases. According to the results the effect of changing energy tariffs on changes in aquifer volume and groundwater level was more than the change of water tariff. The results also indicated that the increase of water and energy tariffs could reduce harvest from the groundwater, and in all scenarios an increase in energy tariffs of 80 percent of the current tariff and increasing the surface water tariff  of 50 percent of the current price and Performance of the Right to Supervision would have the greatest impact on the stopping of the decline in groundwater levels and its significant increase
    Keywords: Conceptual model, Water, energy tariffs, Water Demand, Water Table
  • Marzie Samare Hashemi Pages 192-203

    Considering the vital role of water all over the world particularly in arid areas and the non-uniform distribution of resources and water users, inter basin water transmission projects are becoming more and more important. To economize water transmission projects, using the potential of hydropower energy could be considered an effective option. Gross head and discharge play important roles in potential of power generation. In this paper the importance of gross head considering its effective factors, pipe size, internal coating, are evaluated. The water transmission project from Safaroud dam to Kerman is considered as a case study in which internal coating as the main component of head issue is particularly evaluated as the important criteria to make decision for economic aspects of the projects. Also, using both cement lining (standard and non-standard) and epoxy as internal coating are compared technically and economically. The results show an increase of about 1.2 MW in power generation capacity in case of using epoxy which is caused by decreasing friction factor and head loss. As a result, pipe internal coating and even how implementing has to be considered an important criterion in design and implementation of projects. In addition, considering the long paths in water transmission projects, accuracy of head loss calculation can significantly affect the economic justification of such a projects.

    Keywords: Epoxy, Head Loss, Hydro Power, pipe internal coating, cement lining
  • ABOLFAZL AKBARPOUR *, Mohsen Azizi Pages 204-233
    Checking of flow meters and increasing their accuracy will increase the efficiency of the water distribution network, optimal use of water resources and decrease the amount of Non-Revenue water. This study was carried out to identify the amount of Non-Revenue water due to the inaccuracy of the flow meters of subscribers in the villages of Birjand. In this research, a systematic random sampling method of 1007 flow meters was used. This is equivalent to 5% of household subscribers in the villages of Birjand. Taking into account the lifetime of the flow meter, the flow meters were divided into six groups of 1-3 years, 6-4 years, 9-7 years, 10-12 years, 13-15 years and 16-18 years. The results of this study showed that 75.3% of the flow meters had an error in the allowed range and 24.7% had a higher error than the permitted range, 19.5% of them had a positive error and 5.2% had a negative error. By increasing the life of the flow meter, the precision of the flow meter is reduced and the volume of the actual flow of water is mostly recorded. According to the expenditures of 1396, the average weight of the corrected coefficient of the tested meters was 1.049 and the application of this coefficient in the consumption of the year studied subscribers and the recalculation of water bills, increased by 4.7 percent of the cost and 16.98 percent of revenue It was a company. Also, with these correction coefficients in total water consumption in 1396, the total subscribers of the province, it was found that the volume of Non Revenue water due to the lack of  precision of the meter consumed 2.97% of the volume of producing water and 4.9% of the volume of allowable consumption of the company's revenue.
    Keywords: : Accuracy of flow meter, Non-revenue Water, Birjand City
  • Hossien Jafari Pages 224-237

    In the cotton planting region of northern Khorasan (Iran), the late stages of growing season of autumn crops (wheat) are overlapping with the early stages of spring crops (cotton). The urgent need of both plants for irrigation during this period (cotton need it for emergence and deployment, and wheat need it to develop its the most sensitive stage of growth, the flowering stage). Limitation in water rights of farmers causes them to postpone the irrigation of wheat and use it for cotton. This reduces the wheat yield in the region. Using any technique that help to conquer irrigation overlap of two crops during this period is vital without reducing the yields.  No need for cotton irrigation in the methods of wet planting of seeds and seedling planting can be used as a solution for this problem during this period. Accordingly, an experiment was carried out with three treatments and three replications in the form of strip plot in a randomized complete block design in the marginal lands of the Atrak River in the cropping season of 2016-2017. In each treatment, both wheat and cotton plants were cultivated. Treatments included: 1- Planting cotton as seed and cutting the irrigation of wheat (control). 2- Cotton wet planting and 3- Planting the seedlings of cotton after the last irrigation of wheat. Saved water in irrigation of the corresponding wheat was used in cotton wet planting and seedling planting. The results showed that cotton wet planting and seedling planting, can increase water utilization efficiency 47% compared to seed planting method

    Keywords: cotton, Transplanting, Water productivity, Wetplanting, Wheat
  • Abbas Khashei Siuki *, Mohamadhasan Sayari, Ali Shahidi, Samaneh Etminan Pages 238-249
    Additionally drought, unused management methods in applied of water resource in agriculture lead to shortage of water in different subjects such as farm and garden management. One of the solutions water source management about shortage water problem in agriculture is applied urban wastewater. This research was conducted to investigate the effect of urban wastewater management and water deficit method on the yield and physiological characteristics of millet. Therefore, a Completely randomized block design with split plot arrangement with Irrigation source is at three levels (I1 and I2 and I3: wastewater, the well and the well-wastewater alternate respectively, irrigation at three levels (C1, C2 and C3: irrigation with 100%, 50% and 30%water requirement respectively), with three replications at the research farm of the water and sewage company of Birjand. The result of this research was indicated that using of urban wastewater as irrigation source had significant effect on physiological characteristics of millet such as plant performance, 1000 seed weight and water use efficiency. The plant height value in alternative treat with the best yield to test treat was indicated 20% increasing of variation of course under deficit irrigation in 30 level percent demand water was observed 5 % decreasing of variation. The weight of each cluster (gr) in wastewater treat to test treat had 18 % increasing of variation. Also, under deficit irrigation, the water use efficiency of the well-wastewater alternate to test had increased to 5 at the 50 and 30 level percent demand water. The obtained results represent the effective role of urban wastewater with the well on growth of the plant millet grass that lead to improve physiological characteristics and also increase yield of millet. So, use of urban wastewater is a valuable to Management of water resources in agriculture.
    Keywords: : millet, Urban Wastewater, Water Deficit Management, plant nutrient element
  • Pooya Abousaidi, Mahnaz Ghaeini Hessaroeyeh *, Ehsan Fadaei Kermani Pages 251-265

    In this study, combined numerical Eulerian-Lagrangian method was used to simulate the movement of and assess the fate of oil spills. Momentum and continuity equations of two-dimensional horizontal flow and transport equations of oil pollution were obtained from Eulerian and Lagrangian methods and solved by a two-dimensional horizontal flow model, Telemac-2D. The finite element method was used for discretizing the governing equations.At the simulation stage of transport process, oil spill velocity which is depended on wind and current speed was computed from net transport model and then substituted into stochastic advection-diffusion model by Lagrangian approach. As a result, the location of the oil spill was provided at different times. It is necessary to point out that the effect of the waves was ignored based on the assumption that coastal currents were weak. At the simulation stage of weathering processes, Fay model was used to model spreading as the most important factor considering gravity and viscosity effects. Then, the surface area of the particles was calculated to solve the evaporation equation. Here, the final evaporation equation was described as a function of oil boiling point and its type. Comparison between results of the present study and Goeury et al. shows that Root Mean Square Error (RMSE) calculated for two-dimensional model in gasolineoil evaporation and dissolution problems are 0.414 and 2.97 respectively which is shown its reasonable accuracy.

    Keywords: Oil pollution transport, Numerical Model, Euler-Lagrange method, fate of oil spill
  • Bahareh Pirzadeh *, Tahereh Asvar Pages 266-275

    The goal of this research is assessment spatial and temporal distribution of groundwater quality in Sirjan plain using Arc GIS software. For this purpose, groundwater quality data were collected from Kerman province of water and wastewater company from1381-1397 years. Simple Kriging, ordinary Kriging and IDW method were used to predict spatial distribution of groundwater quality parameters (12 parameters). The variogram of each parameter was drawn using GS+ software for fitting the best interpolation model. Then, spatial distribution maps of groundwater quality were drawn using Arc GIS. Results showed that ordinary Kriging was the best interpolation method for most of the parameters and spherical and exponential models were the best variogram model. According to spatial distribution maps, concentrations of ions were increasing during the years studied and pollution was aggregated in west and south parts of Sirjan plain which agreed with well locations and using groundwater for agriculture in those zones.

    Keywords: Groundwater, Interpolation, Sirjan plain, Variogram, ARC GIS