فهرست مطالب

مدیریت آب و آبیاری - سال یازدهم شماره 1 (بهار 1400)

مجله مدیریت آب و آبیاری
سال یازدهم شماره 1 (بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/03/30
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مهدی درخشان نیا، مهدی قمشی*، سید سعید اسلامیان، سید محمود کاشفی پور صفحات 1-14

    با توجه به هزینه بسیار زیاد ساخت سد، افزایش طول عمر این سازه عمرانی همواره مورد نظر مهندسین آب بوده است. رسوبات ته نشین شده در اطراف دیواره سد سبب کاهش عمر مفید این سازه می شود. ساخت مانع در مسیر جریان-های غلیظ و در میانه مخزن می تواند از نزدیک شدن جریانهای غلیظ رسوبی به بدنه سد جلوگیری نموده و جریان را وادار به رسوبگذاری در میانه مخزن نماید و به این ترتیب می توان نواحی نزدیک دیواره سد را از مشکل رسوب گذاری تا حدی مصون نمود. در این تحقیق اثر موانع نفوذپذیر بر شار هد جریان غلیظ به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. طراحی مانع به صورت متخلخل به شکل ذوزنقه ای بوده و با ذرات شن با قطر یک سانتی متر پر شد و از نمک برای تهیه سیال غلیظ استفاده شد. در این آزمایش ها تاثیر دبی ورودی، شیب فلوم و ارتفاع موانع بر رفتار جریان غلیظ مورد بررسی قرار گرفت. با بررسی متغیرهای این تحقیق مشخص شد که درصد کاهش شار هد جریان غلیظ برای نسبت بی بعد ارتفاع 1 بین 33 تا 61 درصد، برای نسبت بی بعد ارتفاع 1.5 بین 43 تا 63 درصد و برای نسبت بی بعد ارتفاع 2 بین 68 تا 100 درصد می باشد، همچنین افزایش دبی و شیب ورودی باعث افزایش مومنتم راس جریان شده و در نتیجه سبب کاهش کارایی موانع می گردد. علاوه بر این در انتها به مدل سازی راس جریان غلیظ به صورت برازش خطی و غیرخطی پرداخته شد.

    کلیدواژگان: انتقال رسوب، جریان غلیظ، رسوب گذاری، موانع نفوذپذیر
  • سهیلا نجفی، عباس روزبهانی*، سامان جوادی، سید مهدی هاشمی شاهدانی صفحات 15-30

    به خطر افتادن کیفیت و کمیت منابع آب در سال های اخیر، امنیت غذایی، سلامت و گسترش جوامع را به ویژه در مناطق خشک و نمیه خشک مورد تهدید قرارداده است. این مطالعه به بررسی توامان کمیت و کیفیت در منابع آب سطحی و زیرزمینی در بخش های کشاورزی و شرب حوضه آبریز زاینده رود، که علاوه بر مخاطرات مناطق خشک فلات مرکزی ایران با حساسیت های سیاسی و اجتماعی روبرو است، می پردازد. در این تحقیق به کمک شاخص ردپای یکپارچه آب های زیرزمینی و همچنین معرفی و توسعه شاخص ردپای یکپارچه آب های سطحی برای نخستین بار و با لحاظ کردن استانداردهای شولر و ویلکوکس برای آب های شرب و کشاورزی، وضعیت منابع آب در سال های آبی 85-1384 و 95-1394 ارزیابی شده است. میانگین شاخص ردپای یکپارچه آب زیرزمینی در سال 85-1384 برای مصارف شرب و کشاورزی به ترتیب از 8.9 و 1.3، به 7.3 و 1.1 در سال 95-1394 تقلیل پیدا کرده اند. همچنین میانگین شاخص ردپای یکپارچه آب سطحی در سال 85-1384 برای مصارف شرب و کشاورزی به ترتیب 3.8 و 2.4 بدست آمده و در سال 95-1394 به ترتیب به 3.3 و 2 رسیده و بهبود یافته اند. هرچند نتایج این دو سال بیانگر بهبود نسبی شرایط منابع آب در حوضه آبریز زاینده رود می باشند، اما فاصله زیادی به ویژه در بخش آب شرب از شرایط مطلوب دارند که نیازمند توجه جدی تصمیم گیرندگان و تدوین برنامه ای پویا برای توسعه پایدار این حوضه می باشد.

    کلیدواژگان: حوضه زاینده رود، شاخص یکپارچه ی ردپای آب های زیرزمینی، شاخص یکپارچه ردپای آب های سطحی، منابع آب
  • فرحناز خرم آبادی، مهدی سرائی تبریزی*، محمدنبی جلالی، حسین یوسفی، علی محمد خورشیددوست صفحات 31-43

    تغییرات اقلیمی در ابعاد وسیع سبب افزایش تغییر شاخص های حدی می شود. از آنجا که این شاخص ها نقش مهمی در بروز خشک سالی ، سیل ها و دیگر بلایای اقلیمی دارند، بررسی رفتار آن ها در بستر تغییرات اقلیمی ضروری است. در تحقیق حاضر از داده های بارش 24 ساعته 11 ایستگاه سینوپتیک در محدوده مرز های رسمی استان های اصفهان، شیراز، یزد و کرمان طی دوره آماری (1395-1366) استفاده شده است. برای استخراج روندها نیز از شاخص های تغییر اقلیم (ETCCDI) با استفاده از نرم افزار RClimDex بهره گیری شده است. همچنین جهت بررسی روند از آزمون ناپارامتری من-کندال اصلاح شده (TFPW-MN) و به منظور منطقه بندی شرایط بارش حدی از روش تحلیل مولفه اصلی در قالب نرم افزار آماری MINITAB استفاده گردیده است. نتایح آزمون TFPW-MN نشان می دهد شاخص های بارش در اکثر مناطق مورد مطالعه فاقد روند، روند کاهشی ضعیف و دارای شیب همگن اند. پس از تشکیل ماتریس همبستگی متغیر بارش به کمک روش تحلیل مولفه های اصلی به یازده مولفه کاهش و با استفاده از چرخش واریماکس چرخش داده شدند. با بررسی نتایج حاصل از الگوریتم PCA چهار تیپ اقلیمی شناسایی شد که تیپ اقلیمی چهارم (ایستگاه شیراز) نسبتا به دیگر ایستگاه های مورد مطالعه با 85 درصد ویژه مقدار واریانس از کل تغییرات بارش حدی، موثرترین نقش را در ایجاد شرایط اقلیمی بارش حدی دارد. در نتیجه می توان گفت ساختار کلی بارش در منطقه مورد مطالعه تحت تاثیر عرض جغرافیایی، وجود پیکربندی ناهمواری و توده های هوا قرار دارد و با تغییر هر یک از این عوامل، بارش تغییر خواهد کرد.

    کلیدواژگان: بارش حدی، تغییر اقلیم، PCA، TFPW-MN
  • مهدی اکبری*، علی فرهادی صفحات 45-58

    برای رسیدن به اهداف این تحقیق، آزمایشی در سه تکرار به مدت دو سال در ایستگاه تحقیقات کشاورزی کبوترآباد اصفهان اجرا شد. طرح آماری مورد استفاده کرت های خردشده (اسپلیت پلات بر پایه بلوک های کامل تصادفی) شامل روش های آبیاری سطحی، قطره ای و تراوا به عنوان کرت اصلی و خاکپوش های پلاستیکی سیاه، شفاف(سفید) و بدون خاکپوش(شاهد) به عنوان کرت فرعی در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد عملکرد محصول در دو روش آبیاری قطره ای و سطحی با عملکرد 59 و 54 تن در هکتار اختلاف معنی داری نداشت. عملکرد محصول در روش آبیاری تراوا شدیدا کاهش یافت، در صورتی که روش آبیاری قطره ای آب کاربردی را نسبت به روش آبیاری سطحی 50 درصد کاهش و بهره وری آب کاربردی را بیش از دو برابر افزایش داد. آبیاری قطره ای اثر معنی داری بر زودرسی محصول خربره داشت، بطوری که محصول پیش رس 28 درصد افزایش یافت. تاثیر پوشش های مختلف خاک بر عملکرد، اجزای عملکرد و زودرسی محصول در سطح احتمال 5 درصد معنی دار بود. عملکرد و زودرسی محصول در هر دو نوع خاکپوش شفاف و مشکی افزایش یافت. بیشترین عملکرد و زودرسی محصول در آبیاری قطره ای و با خاکپوش شفاف به ترتیب 66500 و 22603 کیلوگرم در هکتار بدست آمد که در مقایسه با آبیاری سطحی به ترتیب 42 و 133 درصد افزایش داشت. خاکپوش های پلاستیکی در حفظ رطوبت خاک و کنترل علف های هرز به نحو مطلوبی موثر بودند. برای استفاده بهینه از منابع آب، کاربرد همزمان روش آبیاری قطره ای و خاکپوش های پلاستیکی در زراعت گرمک بعنوان راهکاری برای مصرف آب کمتر و دستیابی به محصول بازارپسند توصیه می شود.

    کلیدواژگان: آبیاری سطحی، آبیاری قطره ای، اصفهان، مالچ
  • علی اکبر رسولی، امیرعباس کمان بدست، محمد انصاری قوجقار، علی سلاجقه*، احسان پارسی صفحات 59-72

    بهره برداری از سدهای مخزنی تاکنون با تاکید بر اهداف تامین نیازهای آبی و مهار انرژی سیلاب و بهبود شرایط زیست محیطی صورت گرفته است و به مسئله ی خروج رسوبات از مخزن سد کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه به منظور تعیین روشی جهت بهبود تخلیه رسوبات، یک سازه نیم استوانه در جلوی تخلیه کننده تحتانی مورد آزمایش قرار گرفت. آزمایش ها با ساخت 16 مدل فیزیکی، با طول و عرض شکاف مختلف در چهار ارتفاع آب، سه قطر نیم استوانه و جمعا 208 آزمایش انجام پذیرفت. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان داد که با کارگذاری سازه ی نیم استوانه در جلوی تخلیه کننده تحتانی، حجم رسوب شویی افزایش می یابد. به عبارت بهتر یک جفت گرداب چرخشی در داخل سازه نیم استوانه در دو طرف محور مرکزی دریچه به وجود می آید که در این صورت نصب نیم استوانه به قطرهای مختلف، باعث افزایش چند برابری حجم و طول رسوب شویی، نسبت به مدل بدون استوانه می گردد. به طوری که با افزایش چهار برابری ارتفاع شکاف، حجم و طول رسوب شویی 3/101 و 2/27 درصد افزایش نشان می دهد. نتایج این پژوهش نشان داد که نصب نیم استوانه به قطرهای7/12، 2/15 و 2/19 به طور متوسط به ترتیب 587، 732 و 829 درصد افزایش حجم رسوب شویی را نسبت به مدل بدون استوانه در پی خواهد داشت. همچنین نصب نیم استوانه به قطرهای 7/12، 2/15 و 2/19 به طور متوسط به ترتیب 94، 106 و 111 درصد افزایش طول رسوب شویی را نسبت به مدل بدون استوانه به همراه خواهد داشت.

    کلیدواژگان: تخلیه رسوب، جریان گردابی، سازه نیم استوانه، مخزن
  • امید رجا، فرهاد میرزایی*، اسماعیل شهریاری صفحات 73-86

    استفاده از سامانه های آبیاری قطرهای در کشاورزی با مزایای متعددی همراه است، انسداد فیلترها و قطره چکانها و در نتیجه کاهش یکنواختی پخش آب مسیله‏ای است که طرح و ساخت مناسب فیلتر می‏تواند یکی از این راهکارهای حل مناسب آن مسئله باشد. در این مطالعه از یک مدل فیزیکی شامل یک مخزن فیلتر به ارتفاع یک متر و قطر 60 سانتی‏متر جهت جایگذاری شن و ماسه با دانه‏بندی مختلف و ضخامت لایه متفاوت به‏همراه یک پمپ با توان 0.5 اسب بخار به‏منظور تامین فشار، دو عدد فشارسنج برای تعیین افت بار هیدرولیکی در فیلتر شنی، آب خام با کیفیت مشخص استفاده شد. از 9 تیمار دانهبندی و لایهبندی و دو تیمار کیفیت آب حاوی مقادیر مواد معلق در آن استفاده شد. دانه ‏بندی این تیمارها به ترتیب 1.77، 0.89 و 0.45 میلی‏متر بود. نتایج نشان داد تغییرات افت بار در بازه دانه ‏بندی 1.77- 0.89 کمتر از بازه ی 0.89- 0.45 است و با ریزتر شدن اندازه ذرات شن افت بار افزایش یافت. نتایج نشان داد تغییرات درصد تصفیه در بازه ی دانه بندی 1.77- 0.89 کمتر از بازه ی 0.89- 0.45 می باشد و با افزایش ارتفاع لایه وسط درصد تصفیه فیلترها افزایش یافت. اما تغییرات درصد تصفیه به ازای تغییر ارتفاع از 12 تا 17 سانتی‏متر بیشتر از تغییرات درصد تصفیه از 17 تا 22 سانتی‏متر بود. ذرات رس، بقایای گیاهی، حشرات جزء مواد معلق در آب می‏باشند که بایستی برای آبیاری قطره‏ای توسط فیلترها تصفیه شوند.

    کلیدواژگان: آبیاری قطره ‏ای، تصفیه آب، ضخامت، لایه شن فیلتر
|
  • Mehdi Derakhshannia, Mehdi Ghomeshi *, Seyed Saeid Eslamian, Seyed Mahmood Kashefipour Pages 1-14

    Due to the high cost of construction of the dams, increasing the lifespan of this construction structure has been considered by water engineers. Sediments near the dam wall reduce the useful life of this structure. Constructing obstacles in the path of density currents be is one of the most widely used methods in controlling these sediments. In this study, the effect of permeable obstacles on density current head flux has been studied experimentally. The obstacles were made in the shape of trapezoid and were filled with sand particles with a diameter of one centimeter also salt were used to prepare the density current. In these experiments, the effect of inlet flow, flume slope and obstacle height on density current was investigated. Examining the variables of this study, it has been found that the reduction percentage of the density current head flux for the dimensionless ratio of height 1 is between 33.1 to 61%, for the dimensionless ratio of height 1.5 is between 43.2 to 63.3% and for the dimensionless ratio of height 2 is between 68.2 to It is 100%, also increasing the inlet flow ratio and flume slope increases the momentum of the current and thus reduces the efficiency of the obstacles. In addition, at the end, the density current head was modeled as linear and nonlinear regression.

    Keywords: Density currents, Permeable obstacles, sedimentation, sediment transfer
  • Soheila Najafi, Abbas Roozbahani *, Saman Javadi, Seyed. Mehdy Hashemy Shahdany Pages 15-30

    Declining the quality and quantity of water resources in recent years has threatened food security, health and the development of communities, especially in arid and semi-arid areas. The purpose of this study is to investigate the quantitative and qualitative conditions of surface and groundwater resources in the drinking and irrigation sections of Zayandeh Rood basin that faces political and social sensitivities in addition to the dangers of the arid regions of the Central Plateau of Iran. In this paper, using the integrated groundwater footprint (iGF) and for the first time integrated surface water footprint (iSF) indices as well as applying the Schoeller and Wilcox standards for checking quality of drinking and agricultural water, respectively, water resources status has been evaluated in 2006 and 2016. The average of integrated groundwater management index in Zayandehrud basin for drinking and irrigation purposes in 2006 is equal to 8.9 and 1.3, respectively and these values have decreased to 7.3 and 1.1 in 2016. Furthermore, in 2006 the average of integrated index of surface water footprint for whole basin in drinking and irrigation water were obtained 3.8 and 2.4, respectively and these values have improved to 3.3 and 2 in 2016. However, the results of these two years show a relative improvement in water resources in the Zayandeh Rood Basin, but they are far from acceptable conditions, especially in the drinking water sector, which requires serious attention of decision makers for developing of dynamic plans for sustainable development of this basin.

    Keywords: Integrated ground water footprint, Integrated surface water footprint, water resources, Zayandeh Rood Basin
  • Farahnaz Khoramabadi, Mahdi Sarai Tabrizi *, Mohamadnabi Jalali, Hossein Yousefi, Ali Mohammad Khorshiddost Pages 31-43

    Climate change on a large scale increases changes in boundary indicators. Since these indicators play an important role in the occurrence of droughts, floods and other climate disasters, it is necessary to study their behavior in the context of climate change. In the present study, 24-hour precipitation data of 11 Synoptic Stations during statistical periods (1987-2017) have been used. Climate change indicators (ETCCDI) have been used to extract trends using R-ClimDex software Also to check the linear trend of the test TFPW-MN and in order to zoning the precipitation conditions, PCA method has been used in the form of Minitab statistical software. The results of m-Kendall test show that precipitation indicators in all studied stations have a decreasing and negative trend and homogeneous slope. After forming the variable correlation correlation matrix, the principal components were reduced to 11 components using the analysis method and rotated using a varimax rotation. By examining the results of PCA algorithm, four climatic types were identified. The fourth climatic type (Shiraz station) has the most effective role in creating climatic conditions in precipitation with a relatively 85% specific variance of the total changes. As a result, it can be said that the overall structure of precipitation in the study area is affected by latitude, the existence of rough configuration and air masses. And by changing any of these factors, the rainfall will change.

    Keywords: climate change, PCA, Precipitation extreme, TFPW-MN
  • Mehdi Akbari *, Ali Farhadi Pages 45-58

    Due to the limited water resources for agricultural production in Iran, increasing water productivity and optimal use of water resources in the agricultural sector is essential. This experiment was conducted to study the effect of irrigation methods and plastic mulches on water productivity and early maturity of Melon culitvar “Garmak”, in Isfahan province. Statistical design was split plot based on RCBD in three replication with distributing three irrigation systems (surface, drip and porous pipe) in main plots, two types of soil covers (black and transparent and without cover as a check) in sub plots. The results showed that in terms of crop yield, there was no significant difference between drip and surface irrigation methods with a yield of 59 and 54 tons per hectare. Crop yield in the porous pipe irrigation method was drastically reduced, while the drip irrigation method reduced the applied water compared to the surface irrigation method by 50 percent and increased the applied water productivity more than 2 times. Drip irrigation had a significant effect on the early maturity of the crop, so that the early yield increased by 28 percent. The effect of different plastic mulches on yield, yield components and crop maturity was significant at 5 percent probability level. The interaction effects of irrigation method and mulching on yield and early maturity also showed a significant increase in both transparent and black mulch. Crop yield and yield of early maturity increased in both transparent and black mulch. The highest yield and early maturity of the crop were obtained in drip irrigation with transparent mulch, 66500 and 22603 kg / ha respectively, which increased by 42 and 133 percent, respectively, compared to surface irrigation without mulch. Plastic mulches were effective in reducing soil evaporation, conserving moisture, controlling soil temperature and reducing weed growth. For optimal use of water resources, the use of drip irrigation in combination with plastic mulch in Melon crops is recommended as a solution to reduce water consumption and achieve a marketable product.

    Keywords: Drip Irrigation, Isfahan, Mulch, Surface irrigation
  • Ali Akbar Rasouli, Amir Abbas Kamanbedast, Mohammad Ansari Ghojghar, Ali Salajegheh *, Ehsan Parsi Pages 59-72

    The operation of reservoir dams has so far been done with emphasis on the goals of meeting water needs and controlling flood energy and improving environmental conditions, and less attention has been paid to the issue of sediment removal from the reservoir of the dam. In this study, a semi-cylindrical structure in front of the lower discharge was tested to determine a method to improve sediment discharge. The experiments were performed by constructing 16 physical models with different lengths and widths of gaps in four water heights, three half-cylinder diameters and a total of 208 experiments. The results of the experiments showed that by placing a semi-cylindrical structure in front of the lower discharge, the volume of leaching sediment increases. In other words, a pair of rotating vortices is created inside the semi-cylindrical structure on both sides of the central axis of the valve, in which case the installation of a half-cylinder with different diameters increases the volume and length of scale washing compared to the model without a cylinder. . So that by increasing the height of the gap four times, the volume and length of sedimentation increase by 101.3 and 27.2 percent. The results of this study showed that the installation of semi-cylinders with diameters of 12.7, 15.2 and 19.2 on average will result in an average of 587, 732 and 829 percent increase in sediment volume compared to the model without cylinders. Also, installing semi-cylinders with diameters of 12.7, 15.2 and 19.2 on average will increase the length of scouring by 94, 106 and 111 percent, respectively, compared to the model without cylinders

    Keywords: Deposition of sediment, Eddy current, Reservoir, Semi-cylindrical structure
  • Omid Raja, Farhad Mirzaei *, Esmail Shahriyari Pages 73-86

    The use of drip irrigation systems in agriculture is associated with several problems. Clogging of filters and drippers and, thus reducing the uniformity of water distribution needs to be addressed. Proper design and construction of the filter can be one of these suitable solutions to the problem. In this study, a physical model including a filter tank with a height of one meter and a diameter of 60 cm for placing sand with different sand size and thickness of different layers along with a pump, a power of 0.5 horsepower to provide pressure, two pressure gauges were used to determine the hydraulic load losses in the sand filter and, raw water of specified quality. 9 treatments of granulation and layering and, two treatments of water quality containing the amount of suspended solids were used. The aggregation of these treatments was 1.77, 0.89, and 0.45 mm, respectively. The results showed that the load loss changes in the granulation range of 0.89 – 1.77 mm is less than the range of 0.45–0.89 mm. the load loss increased with the smaller particle size of sand. The results showed that the percentage change of filtration in the granulation range of 1.77 - 0.89 is less than the range of 0.45 - 0.89 mm and with increasing the height of the middle layer, the percentage of filtration of filters increased. The results showed that the percentage change of filtration in the granulation range of 0.89 – 1.77 mm is less than the range of 0.45 - 0.89 mm. The percentage of filtration increased with increasing the height of the middle layer. But, the changes in the percentage of filtration for changing the height from 12 to 17 cm were more than the changes in the percentage of filtration from 17 to 22 cm. Clay particles, plant debris, insects are water-soluble substances that must be refined by filters for drip irrigation.

    Keywords: Drip Irrigation, Sand filter, Thickness, Water treatment