فهرست مطالب

مهندسی آبیاری و آب ایران - پیاپی 44 (تابستان 1400)

مجله مهندسی آبیاری و آب ایران
پیاپی 44 (تابستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/04/31
  • تعداد عناوین: 22
|
  • علی میرنورالهی، سعید فرزین*، حجت کرمی، مجتبی عامری صفحات 1-21
    آبگیر کفی از جمله کارآمدترین سازه های انحراف آب در رودخانه ها می باشد که وظیفه انتقال جریان آب به کانال جمع آوری را دارا می باشد. آبگیر کفی روزنه ای، در شبکه جمع آوری آب های سطحی و انحراف آب به سمت توربین مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق تاثیر مشخصات مختلف صفحه مشبک روزنه ای مربع شکل مانند شیب طولی صفحه مشبک (S)، نسبت مساحت بازشدگی (A)، تعداد روزنه (N) بر ضریب آبگذری (Cd) و درصد دبی عبوری از صفحه مشبک (P) تحت شرایط مختلف جریان زیربحرانی به صورت آزمایشگاهی و عددی بررسی شده است. نتایج آزمایش ها نشان داد که پارامترهای A و S بیشترین تاثیر را بر P و Cd داشته اند. با افزایش 7 برابری نسبت مساحت بازشدگی، مقدار درصد دبی عبوری به طور متوسط 58/7 برابر شده است. همچنین با کاهش شیب طولی به میزان ده درجه، مقدار دبی عبوری 57/45 درصد افزایش یافته است. نتایج شبیه سازی جریان در نرم افزار Flow-3D حاکی از آن است که درصد دبی عبوری از سازه تحت مطالعه، با آشفتگی جریان و فشار رابطه معکوس دارد.
    کلیدواژگان: آبگیر کفی روزنه مربع شکل، ضریب آبگذری، مدل سازی آزمایشگاهی، جریان زیربحرانی، Flow-3D
  • مجید پاسبانی خیاوی*، مرتضی علی قربانی، میلاد یوسفی صفحات 22-37
    هدف این مقاله، بررسی استهلاک انرژی در سرریزهای پلکانی به روش عددی توسط نرم افزار ANSYS CFX  می باشد. برای گسسته سازی معادلات از روش حجم محدود مبتنی بر المان و جهت کوپل کردن ترم های سرعت و فشار، الگوریتم تکراری SIMPLE به کار گرفته شده و میدان حل جریان تا رسیدن باقیمانده ها به مقدار  5-10 ادامه یافته است. برای ارزیابی آشفتگی از مدل  با بهره گیری از قابلیت نرم افزار CFX جهت مدل سازی اختلاط دو فاز آب- هوا و سطح آزاد جریان به نامFree Surface  استفاده شده است. برای انجام صحت سنجی و نشان دادن قابلیت نرم افزار، در ابتدا یک سرریز لبه پهن مدل شده و نتایج مدل حل با مدل آزمایشگاهی مقایسه شده است. سپس دو مدل سرریز پلکانی با آستانه ورودی سرریز اوجی و لبه پهن انتخاب شده و تحلیل به ازای دبی های مختلف انجام گرفته است. با توجه به نتایج و بررسی روند استهلاک انرژی در سرریزهای لبه پهن و پلکانی و مقایسه آن با نتایج آزمایشگاهی، می توان دریافت که روش عددی هم مانند روش آزمایشگاهی توانایی ارایه نتایج قابل قبول در آنالیز میدان جریان در انواع سرریز پلکانی را دارا می باشد و از نتایج آنها می توان برای پیش بینی رفتار جریان برای شرایط مختلف استفاده کرد. نتایج حاصل از مدل عددی ارایه شده، بازدهی و قابلیت مناسب سرریزهای پلکانی را در استهلاک انرژی نشان داد. برای مدل با آستانه سرریز اوجی میزان استهلاک برای دامنه دبی انتخاب شده از 80 تا 90 درصد و برای مدل با آستانه سرریز لبه پهن از 55 تا 80 درصد به دست آمد.
    کلیدواژگان: افت انرژی، سرریز پلکانی، سرریز لبه پهن، ANSYS CFX
  • حامد جلیل مصیر، روح الله فتاحی، الهام قنبری عدیوی*، مهدی اسدی آقبلاغی صفحات 38-52

    تمرکز این پژوهش، بر مطالعه اثر امواج، پیش بینی و برآورد نرخ انتقال رسوب تحت تاثیر تراکم های مختلف پوشش جنگلی ساحلی می باشد. آزمایش ها بر پایه اثربخشی درخت مانگرو برای کاهش انرژی سونامی، به وسیله یک ساختار درختچه مصنوعی شبیه سازی شده پلی اتیلنی انجام گردید. این پوشش دارای یک ساختار سخت شامل سیستم تنه به قطر 2 سانتی متر و ارتفاع 25 سانتی متر و ریشه به قطر 1 سانتی متر و ساختار نرم شامل شاخه و برگ می باشد. آزمایش ها به ازای دو چیدمان درختی مستطیلی و مثلثی با فواصل طولی 15×15، 15×20، 20×15 و 20×20 (سانتی متر)، 4 عرض پوشش با اندازه های 30، 45، 60 و 75 سانتی متر، 3 ارتفاع موج ورودی 6، 9 و 12 سانتی متر، شیب ساحل ثابت و افقی و قطر رسوب 35/0 میلی متر انجام گردید. نیروی وارد شده ناشی از موج به بدنه ساحلی و پوشش جنگلی ساحلی با استفاده از روش اندازه گیری مستقیم به کمک نیروسنج الکترونیکی (لودسل [1]) نصب شده در جلوی قسمت متحرک تکیه گاه لبه چاقویی و سرعت موج با استفاده دستگاه سرعت سنج داپلر صوتی (ای دی وی [2]) اندازه گیری شدند. میزان رسوب منتقل شده با استفاده از روش وزنی در هر آزمایش تعیین گردید. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که وجود پوشش جنگلی، نرخ انتقال رسوب را معادل 17/41 درصد کاهش می دهد. به طوری که با انتخاب چیدمان پوشش جنگلی به صورت مثلثی و متراکم تر، نیروی مقاوم کششی بیشتری در مقابل نیروی پیشران موج عمل نموده و در نهایت توان موج برای جابجایی و انتقال رسوب کاهش یافته است. [1] Load cell [2] ADV

    کلیدواژگان: تراکم، جنگل، ساحل، نرخ انتقال رسوب
  • ناهیده پرچمی، رئوف مصطفی زاده*، اباذر اسمعلی عوری، رسول ایمانی صفحات 53-68
    منحنی فروکش اصلی (MRC) مشخص کننده شرایط میانگین جریان پایه و نشانه ای از مشارکت آب زیرزمینی در جریان سطحی رودخانه است و یکی از عوامل مهم در هیدرولوژی و منابع آب است. در همین راستا، هدف از پژوهش حاضر برآورد معادلات رگرسیونی منحنی های فروکش اصلی جریان رودخانه ای در 28 ایستگاه هیدرومتری استان اردبیل است. به منظور تعیین معادلات رگرسیونی منحنی فروکش اصلی از برنامه نویسی ویژوال بیسیک استفاده شد. پس از محاسبه منحنی فروکش اصلی، مقادیر ضریب شیب، ثابت منحنی فروکش و ضریب تبیین برای ایستگاه های مطالعاتی تعیین شد. بر اساس نتایج و معادلات منحنی فروکش اصلی، مقدار میانگین ضریب تبیین رابطه رگرسیونی لگاریتمی با مقدار 83/0 نزدیک ترین مقدار به معیار بوده و به عنوان بهترین معیار برازش مورد توجه قرار گرفت. بر اساس نتایج، ضریب شیب بیش تر در ایستگاه های بوران، فیروز آباد و مشیران به ترتیب با مقدار 70/2، 43/2 و 20/2 که جزو رودخانه های دایمی به ترتیب با مقادیر دبی 97/17، 95/2 و 79/13 متمکعب در ثانیه هستند، برآورد شد. درحالی که مقادیر شیب در ایستگاه های حاج احمد کندی، کوزه تپراقی و نیر به ترتیب برابر 09/0، 051/0 و 05/0 هستند که دارای مقادیر دبی پایینی به مقدار 15/0، 93/0 و 22/1 مترمکعب در ثانیه هستند. در خصوص مقادیر ثابت نیز ایستگاه های پل الماس، باروق و فیروزآباد دارای بیش ترین مقدار ثابت به ترتیب 896، 572 و 89/15 هستند. ضریب تبیین معادلات لگاریتمی نشان داد که در ایستگاه های بالادست با تغییرات کم تر در دبی جریان، مقدار ضریب تبیین معادلات بالاتر است. درحالی که در ایستگاه های پرآب و پایین دست مقدار ضرایب تبیین معادلات کم تر است.
    کلیدواژگان: رژیم جریان رودخانه، شاخه نزولی هیدروگراف، شدت فروکش، مشارکت جریان پایه، منحنی فروکش جریان
  • سعید اکبر فرد، محمدرضا شریفی*، کوروش قادری صفحات 69-86

    انرژی برق آبی به عنوان سومین منبع تولید برق و همچنین مهم ترین انرژی تجدیدپذیر مولد برق در جهان به شمار می آید. استفاده بهینه از این منبع عظیم و گرانقیمت که هر روزه شاهد کاهش چشمگیر آن هستیم، بیش از پیش احساس می گردد. در این پژوهش از الگوریتم فراکاوشی ازدحام پروانه (MSA) به منظور بهره برداری بهینه از انرژی برق آبی مخزن سد کارون 4 واقع در حوضه آبریز کارون، برای یک دوره 106 ماهه (از مهر 1389 تا تیر 1398) استفاده شده است. پس از اطمینان از درستی عملکرد الگوریتم MSA با استفاده از چندین تابع محک استاندارد، مدلی برای بهره برداری بهینه برق آبی سد کارون 4 توسعه داده شد. همچنین نتایج حاصل از الگوریتم مورد بررسی با نتایج روش های شناخته شده الگوریتم ژنتیک (GA) و الگوریتم ازدحام ذرات (PSO) مقایسه شده است. الگوریتم های MSA، GA و PSO به ترتیب قادر به تولید بهینه انرژی به میزان 105853، 4/105697 و 6/105841 مگاوات نسبت به مقدار واقعی آن به میزان 54/64987 مگاوات، در طول دوره آماری بودند. همچنین مقدار تابع هدف برای الگوریتم های MSA، GA و PSO به ترتیب برابر با 147/0، 3026/0 و 1584/0 بدست آمد. نتایج به دست آمده حاکی از عملکرد بالای الگوریتم MSA در مقایسه با دیگر الگوریتم های مورد بررسی در بهره برداری بهینه از انرژی برق آبی می باشد.

    کلیدواژگان: الگوریتم های فراکاوشی، تولید بهینه انرژی برق آبی، حوضه آبریز کارون
  • ایمان رستمی، الهام درویشی* صفحات 87-104
    نشت در شبکه های توزیع آب علاوه بر هدر رفت آب و انرژی موجب مشکلات اجتماعی و زیست محیطی نیز می شود. بنابراین تلاش برای نشت یابی و کاهش هزینه های آن تا حد ممکن بسیار با اهمیت است. در نشت یابی های انجام شده با روش های فراکاوشی، متغیرهای تصمیم شماره گره نشت و دبی نشت است. در این پژوهش روشی با ترکیب حل معکوس معادلات جریان و الگوریتم فراکاوشی ارایه شده است. در روش پیشنهادی، تنها شماره گره های نشت به عنوان متغیر تصمیم در روش جستجوی هارمونی در نظر گرفته شده و دبی نشت با استفاده از حل معکوس معادلات پیوستگی و انرژی محاسبه می شود. علاوه بر تعدادی اندازه گیری برای تابع هدف الگوریتم فراکاوشی، لازم است که به تعداد گره های نشت اندازه گیری فشار گره و دبی لوله برای مدل هیدرولیکی انجام شود. نتایج در دو شبکه فرضی نشان می دهد که این روش موقعیت و مقدار نشت را با دقت بالایی حتی در حالتی که دبی نشت کم باشد، تعیین و محاسبه می کند. در صورتی که در اندازه گیری فشار گره ها خطا وجود داشته باشد، با افزایش گره های تابع هدف موقعیت و مقدار نشت با دقت خوبی محاسبه می شود.
    کلیدواژگان: نشت یابی، حل معکوس، جستجوی هارمونی، شبکه های توزیع آب
  • کریم سلیمانی، فاطمه شکریان* صفحات 105-122
    مصرف آب به عنوان رکن اصلی حیات امری اجتناب ناپذیر در زندگی بشر به حساب می آید. بسیاری از مناطق ایران، از جمله مازندران، با مشکلات دسترسی به آب در فصل نیاز مواجهند. در مناطق مرطوب که از بارندگی سالانه مناسبی برخوردارند مدیریت صحیح منابع آب موجود و استحصال آب باران راهکاری مناسب می باشد. هدف این مطالعه تحلیل بارش طولانی مدت بابلسر بر اساس داده های سینوپتیک می باشد تا در پی آن مکان یابی مناطق مستعد استحصال آب باران در محدوده شهر انجام شود. در این پژوهش از سری زمانی داده های روزانه بارندگی در بازه ی زمانی 68 ساله شامل سال های  1398-1331 استفاده و پارامتر اقلیمی بارش در سه مقطع ماهانه، فصلی و سالانه مورد تحلیل قرار گرفته است. تجزیه و تحلیل ها موید اجرای سیستم های استحصال آب باران و مناطق مستعد برای این امر در شهر بابلسر بود. نتایج این تحقیق نشان داد که عملگر Gamma با ضریب 7/0 بهترین گزینه برای منطقه مورد مطالعه می باشد. بر اساس محاسبات انجام شده میزان رواناب در سطح این شهر حدود 696570 مترمکعب تخمین زده شد که برای استحصال آب باران بسیار مناسب می باشد.
    کلیدواژگان: تحلیل باران، عملگر گاما، GIS، شهر بابلسر
  • عبدالله درزی نفت چالی*، علی مختصی بیدگلی صفحات 123-140

    با توجه به افزایش هزینه های زیست محیطی و اقتصادی مرتبط با مصرف نیتروژن، ارتقای کارایی این ماده غذایی در سیستم های کشت برنج از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. در این راستا، تاثیر تلفیقی سیستم های مختلف زهکشی سطحی و زیرزمینی و مدیریت آب بر شاخص برداشت نیتروژن برنج مورد بررسی قرار گرفت. در طول سه فصل کشت برنج (1393 تا 1395)، دو رقم برنج طارم هاشمی و طارم دیلمانی تحت آبیاری و زهکشی متناوب در مزرعه شالیزاری مجهز به سیستم های زهکشی سطحی و زیرزمینی کشت شد. در زمان برداشت، عملکرد دانه و بیوماس و مقدار نیتروژن بوته و دانه اندازه گیری شد. شاخص برداشت نیتروژن (NHI) به صورت نسبت نیتروژن دانه به نیتروژن جذب شده توسط اندام هوایی تعیین شد. مقدار NHI با مقدار کود اوره مصرفی ارتباط مستقیم داشت و در فصول مختلف بین 31/58 تا 45/68 متغیر بود. متوسط نیتروژن جذب شده توسط بوته دو رقم هاشمی و دیلمانی در سیستم های زهکشی زیرزمینی به ترتیب 7/161 و 7/155 کیلوگرم در هکتار و در منطقه شاهد به ترتیب 7/144 و 7/193 کیلوگرم در هکتار بود. همچنین، متوسط عملکرد دانه، نیتروژن دانه، شاخص برداشت و NHI در سیستم های زهکشی زیرزمینی به ترتیب 3/5329 کیلوگرم در هکتار، 9/105 کیلوگرم در هکتار، 8/37 درصد و 2/67 درصد و در تیمار شاهد به ترتیب 3/4667 کیلوگرم در هکتار، 6/88 کیلوگرم در هکتار، 4/32 درصد و 3/56 درصد بود. بر اساس نتایج، اعمال زهکشی از طریق سیستم های زهکشی زیرزمینی در مدیریت آبیاری و زهکشی متناوب می تواند سبب ارتقای کارایی مصرف نیتروژن در کشت برنج شود.

    کلیدواژگان: جذب نیتروژن، زهکشی زیرزمینی، عملکرد برنج، مدیریت آب
  • محمد نادریان فر*، ارسلان فاریابی، شاپور کوهستانی، مریم صفوی گردینی صفحات 141-159

    دشت جیرفت با اقلیم خشک و نیمه خشک یکی از دشت هایی است که با افزایش برداشت چشمگیر آب زیرزمینی در سال های اخیر روبرو بوده است. هدف از این مقاله ارزیابی اثرات بارندگی و شرایط اقلیمی بر نوسانات سطح آب زیرزمینی دشت جیرفت است. برای این منظور از داده های بارندگی 6 ایستگاه باران سنجی و تبخیرسنجی در طول دوره 95-1370 استفاده شد و با روش تیسن بندی و استفاده از داده های ماهواره Chirps مقدار متوسط بارندگی دشت محاسبه گردید. نتایج نشان داد همبستگی پیرسون بین بارش و سطح آب زیرزمینی 23/0 است. برای یافتن اثرات خشک سالی و ترسالی بر سطح آب زیرزمینی، از شاخص بارندگی استانداردشده (SPI) استفاده شد. نتایج تحلیل ها به صورت سری زمانی متوالی نشان داد که، SPI با مقیاس زمانی بلندمدت 7 ماهه از همبستگی بیشتری (35/0) با هیدروگراف سطح آب زیرزمینی دشت برخوردار است. بررسی داده های هیدروگراف دشت جیرفت در دوره آماری 95-1381 نشان داد که در این مدت سطح آب زیرزمینی به اندازه 65/8 متر افت داشته و میزان متوسط افت سالانه 61/0 متر می باشد. همچنین نتایج نقشه های پهنه بندی به روش کریجینگ در دوره های زمانی 5 ساله نشان داد که بخش های جنوبی و مرکزی دشت دارای افت سطح آب زیرزمینی بیشتری هستند. در ادامه با استفاده از تحلیل خوشه ای وارد، دشت جیرفت به چهار خوشه تقسیم شد که برای خوشه 1 پیزومتر کلرود، خوشه 2 پیزومتر ساغری، خوشه 3 پیزومتر کنارصندل و خوشه 4 پیزومتر چهره آباد انتخاب شدند. همبستگی بارش متوسط در هر خوشه با نوسانات سطح آب زیرزمینی با پیزومترهای منتخب آن خوشه به ترتیب کلرود (51/0=r)، ساغری (37/0=r)، کنارصندل (38/0=r) و چهره آباد (55/0=r) به دست آمد. با توجه به افت شدید سالانه و اضافه برداشت از دشت چنانچه اقدام جدی و موثری در این زمینه صورت نگیرد، این دشت در آینده نه تنها با تشدید پیامدهای زیست محیطی، بلکه با مشکلات اقتصادی و اجتماعی نیز مواجه خواهد شد

    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، شاخص SPI، جیرفت، خشک سالی
  • مریم قره خانی، عطاالله ندیری*، اصغر اصغری مقدم، سینا صادق فام صفحات 160-174

    نیترات یکی از شایع ترین آلاینده های منابع آبی است که از کودهای شیمیایی، آفت کش ها و یا فاضلاب های خانگی و صنعتی منشا می گیرد و موجب آلودگی آب های زیرزمینی می شود. آبخوان دشت سلماس به علت رونق کشاورزی در منطقه در معرض خطر آلودگی نیترات قرار دارد. لذا ارزیابی ریسک آلودگی این آبخوان نسبت به آلاینده نیترات و تعیین مناطق در معرض خطر امری ضروری می باشد. در این پژوهش ریسک آلودگی آبخوان دشت سلماس با استفاده از روش DRASTIC-L و سرعت جریان آب زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفته است. در این روش بعد از تهیه هشت لایه رستری روش DRASTIC-L و سپس بهینه سازی وزن های پارامترها با استفاده از الگوریتم ژنتیکی، نقشه آسیب پذیری آبخوان نسبت به آلاینده نیترات بدست آمد. در نهایت نقشه ریسک آلودگی نیترات از حاصل ضرب آسیب پذیری آبخوان در سرعت جریان آب زیرزمینی حاصل شد. نتایج نشان داد که ریسک آلودگی آبخوان نسبت به آلاینده نیترات در قسمت های غربی آبخوان بالا می باشد و در قسمت های شرقی و مرکزی آبخوان، ریسک آلودگی خیلی کم است.

    کلیدواژگان: آبخوان سلماس، آسیب پذیری، الگوریتم ژنتیکی، ریسک آلودگی، نیترات
  • محسن عادلی ساردوئی، علی اسدی*، علی اکبر براتی، حسن خسروی صفحات 175-194
    دشت جیرفت در چند سال اخیر به دلیل برداشت بیش از حد از منابع آب زیرزمینی دچار افت شدید سطح ایستابی گردیده است و با توجه به نقش استراتژیک این دشت در تامین اب مورد نیاز محصولات کشاورزی، برنامه ریزی جهت بهبود وضعیت منابع آب این دشت امری ضروری می باشد. لذا تحقیق حاضر با هدف بررسی اثرات مدیریتی منابع آب زیرزمینی دشت جیرفت در گذشته (1398-1384) و آینده نزدیک (1410-1398) با استفاده از نرم افزار GMS 10.4 و داده های هیدرولوژیکی، هیدروژیولوژیکی و نقشه های توپوگرافی انجام شده است. همچنین به منظور بررسی تاثیرپذیری الگوی کشت محصولات از تغییرات منابع آبی، تغییرات الگوی توسعه کشت محصولات عمده باغی از منظر نیاز آبی شان در دشت جیرفت با استفاده از اطلاعات و آمار محصولات عمده باغی دشت جیرفت طی سه دهه گذشته مطالعه شد. نتایج نشان داد که در دوره پایه (1398-1384) سالانه به طور متوسط آبخوان دارای افتی برابر 86/0 متر است که نشان دهنده بهره برداری بیش از حد از منابع آب زیرزمینی این دشت است. پیش بینی وضعیت آبخوان در دوره آتی تحت سناریوهای مختلف توسط مدل GMS 10.4 انجام گردید. همچنین نتایج بررسی روند توسعه محصولات عمده باغی دشت جیرفت نشان داد که علی رغم روند نزولی سطح منابع آب زیر زمینی طی سه دهه گذشته، سهم محصولات باغی با نیاز آبی بالا در الگوی کشت محصولات کشاورزی دشت افزایش داشته است و رفتار کشاورزان در راستای توسعه الگوی کشت محصولات کشاورزی تحت تاثیر عواملی به غیر از محدودیت منابع آبی بوده است. از اینرو پیشنهاد می گردد در دشت جیرفت سناریوهای کاهش برداشت از منابع آب زیر زمینی و همچنین توجه به الگوی کشت متناسب با منابع آبی در نقاط مختلف دشت در اولویت برنامه ریزان بخش کشاورزی قرار گیرد.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، دشت جیرفت، سناریو، کشاورزی، نیاز آبی
  • محمدجواد مشهدیان، عبدالله طاهری تیزرو*، مهران خدامرادپور، علی ونایی صفحات 195-215

    در مطالعات مدل سازی اقلیم منطقه ای یا محلی، به یک مدل اقلیمی بزرگ مقیاس موسوم به مدل گردش عمومی و سپس مدل اقلیمی ریز مقیاس نمایی مورد نیاز است. مدل سازی اقلیمی منطقه ای نیز در واقع یک روش زیر مقیاس نمایی دینامیکی است. در پژوهش حاضر، مدل اقلیمی منطقه ای RegCM4 با مدل سطح زمین CLM4.5 لینک شد و با استفاده از خروجی های مدل گردش عمومی HadGEM2 در محدوده ی دشت تویسرکان برای دوره ی پایه (1999 تا 2005 میلادی) و پیش بینی (2015 تا 2025 میلادی) اجرا شد و صحت عملکرد آن مورد بررسی قرار گرفت. در دوره ی پایه مقادیر روزانه، ماهانه و سالانه ی متغیرهای بارندگی، دما و رواناب با مقادیر اندازه گیری شده در ایستگاه های موجود در منطقه مقایسه شدند. برای مقایسه از شاخص های ضریب کارایی مدل، ضریب همبستگی، اریبی مدل، میانگین قدر مطلق خطا و مجذور میانگین مربعات خطا استفاده شد. بهترین عملکرد در مقیاس ماهانه به ترتیب برای دما، رواناب و بارندگی حاصل شد. پیش بینی ها مبتنی بر سناریوی RCP4.5 از گزارش پنجم هییت بین الدول تغییر اقلیم هستند. در دوره ی پیش بینی، توزیع مکانی و زمانی مولفه های بیلان آب سطحی شامل بارندگی، تبخیر- تعرق و رواناب مورد بررسی قرار گرفت و برقراری توازن آبی در حوضه ارزیابی شد. با در نظر گرفتن مساحت کوچک حوضه و دوره ی زمانی کوتاه پیش بینی که تغییر اقلیم در آن قابل تشخیص نیست می توان عملکرد مدل را در برقراری توازن آبی خوب ارزیابی کرد.

    کلیدواژگان: اعتبارسنجی مدل های اقلیمی، شاخص های آماری، توازن آبی
  • علی میثاقی، حسین انصاری*، کامران داوری، علیرضا فریدحسینی صفحات 216-235

    در خصوص برآورد تبخیر- تعرق فضای سبز علاوه بر ضریب گیاهی باید ضرایب مربوط به خرداقلیم، تعدیل تراکم بوته و تنظیم گونه گیاهی خاص نیز محاسبه گردند. در این تحقیق با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست 7 و اطلاعات ایستگاه سینوپتیک مشهد میزان تبخیر- تعرق واقعی فضای سبز محاسبه و سپس با استفاده از پارامترهای اقلیمی و محیطی به دست آمده از تصاویر ماهواره ای و مدل سبال، رابطه ای بین ضریب میکروکلیما و دمای هوا و نیز رابطه ای بین ضریب تراکم و شاخص تفاضل نرمال شده پوشش گیاهی برقرار شد. در نهایت با پایش رطوبت خاک به صورت میدانی در پارک غدیر شهر مشهد، صحت سنجی روابط به دست آمده مورد بررسی قرار گرفت. با تعیین موقعیت مکان های میدانی بر روی تصویر ماهواره ای، و رابطه بین شاخص NDVI و ضریب تراکم فضای سبز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بهترین مدل ارایه شده با استفاده از رگرسیون خطی به صورت  Kd=0.9941*NDVI+0.5058 با ضریب همبستگی برابر 98/0 می باشد  و حداکثر درصد خطا بین تبخیر- تعرق محاسبه شده برای فضای سبز با استفاده از روابط استخراج و مقادیر اندازه گیری شده از پایش وزنی رطوبت کمتر از 24 درصد می باشد. به دلیل کم آبیاری شدید در فضاهای سبز جنگلی و در دسترس نبودن آب به میزان کافی در اختیار گیاه، محاسبه تبخیر- تعرق فضای سبز با استفاده از مدل سبال مناسب نبوده و دارای خطای زیادی می باشد. بنابراین به جای استفاده از مدل سبال می توان از روابط استخراج شده برای تعیین ضرایب گیاهی و نیاز آبی فضاهای سبز شهری استفاده نمود.

    کلیدواژگان: سنجش از دور، شاخص پوشش گیاهی، ضریب خرداقلیم، ضریب تراکم فضای سبز
  • فهیمه امینی ناغانی، رسول میرعباسی نجف آبادی*، رضا زمانی احمدمحمودی، محمدعلی نصر اصفهانی صفحات 236-251

    بررسی تاثیرات بالقوه تغییراقلیم بر تولید انرژی برقابی و بهره برداری از مخازن در سطح حوضه امری ضروری است. در پژوهش حاضر، اثر تغییراقلیم بر تولید انرژی برقابی سد کارون 4 مورد بررسی قرار گرفت. به همین منظور، پس از جمع آوری داده های مورد نیاز، متغیرهای دما و بارش با استفاده از مدل های گردش عمومی جو (GCM) تحت سناریوهای اقلیمی RCP4.5 و RCP8.5 از گزارش پنجم IPCC برای دوره آتی (2029-2050) تولید شدند. سپس مقادیر دما و بارش برای دوره آتی با استفاده از روش دلتا ریزمقیاس شدند. سری های زمانی تولید شده بعنوان ورودی مدل بارش- رواناب IHACRES در نظر گرفته شد و میزان رواناب تحت سناریوهای مختلف بدست آمد. سپس اثر تغییرات رواناب تحت سناریوهای مورد مطالعه بر میزان انرژی برقابی تولید شده مورد بررسی قرار گرفت. پیش بینی های اقلیمی بیانگر افزایش میانگین بلندمدت سالانه دما به میزان 72/1 و 04/2 درجه سانتیگراد و کاهش میانگین بارش سالانه به میزان 5% و 14% به ترتیب تحت دو سناریوی RCP 4.5 و RCP 8.5 در بازه زمانی 2029-2050 میلادی است. نتایج مدل سازی بارش- رواناب حاکی از کاهش میانگین سالانه جریان ورودی به مخزن سد به میزان 21% و 34% به ترتیب تحت دو سناریوی RCP 4.5 و RCP 8.5 می باشد. برای بررسی اثر کاهش رواناب بر وضعیت مخزن و تولید انرژی برقابی، مخزن سد کارون 4 با نرم افزار WEAP شبیه سازی شد. نتایج بدست آمده نشان داد که انرژی برقابی استحصالی از سد در دوره آتی (2050-2029) به میزان 17% و 31% به ترتیب تحت سناریوهای RCP 4.5 و RCP 8.5 کاهش خواهد یافت.

    کلیدواژگان: انرژی برقابی، تغییراقلیم، حوضه آبریز کارون 4، WEAP، IHACRES
  • میثم جعفری گدنه، علی سلاجقه*، آرش ملکیان صفحات 252-275

    استفاده از خروجی مدل های گردش عمومی جو برای درک شرایط آب وهوایی و جلوگیری از گسترش و پیامدهای ناشی از اثر تغییر اقلیم بر روی منابع آب زیرزمینی در همه اکوسیستم ها به ویژه مناطق خشک و نیمه خشک ضروری می باشد. بنابراین تحقیق حاضر با هدف بررسی اثرات تغییر اقلیم بر نوسانات سطح آب زیرزمینی دشت کرمان انجام شد. ابتدا جهت بررسی اثر تغییر اقلیم در دوره های آتی از مدل اقلیمی CanESM2 و نرم افزار SDSM4.2 تحت سناریوهای انتشار RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 و سپس از نرم افزار GMS10.0.5 برای مدل سازی کمی آب زیرزمینی دشت کرمان استفاده گردید. مدل ریاضی تهیه شده در مهرماه سال آبی 1382-1381 برای حالت پایدار، در سال های 1391-1381 در 120 گام زمانی برای حالت ناپایدار و در بازه زمانی 1394-1391 برای حالت صحت سنجی مورد واسنجی قرار گرفت. نتایج حاصل از سناریوهای اقلیمی در دوره آتی (1409-1385) نشان داد که دما به میزان 12/1، 23/1 و 37/1 درجه سانتی گراد و بارش به میزان 69/14، 19و 26/29 درصد در سناریوهای RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 افزایش می یابد. نتایج اعمال سناریوهای اقلیمی نشان داد که به دلیل افزایش بارندگی در این دوره، متوسط تراز سطح آب زیرزمینی در سناریوهای RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 در دوره آتی (1409-1395) نسبت به تراز سطح آب در سال 1382-1381 به ترتیب به میزان 19/7 و 26/7 و 33/7 متر در کل محدوده کاهش می یابد. لذا پیشنهاد می گردد مسیولین تمهیداتی را در مقابله با گرمایش جهانی حاصل از تغییرات اقلیمی و بهره برداری بیش از حد از منابع آب زیرزمینی از طریق اصلاح الگوی کشت، روش های نوین آبیاری اتخاذ نمایند.

    کلیدواژگان: : مدل CanESM2، دشت کرمان، سناریوهای اقلیمی، مدل GMS
  • معصومه فراستی*، ابوالحسن فتح آبادی، حامد روحانی صفحات 276-294
    یکی از پارامترهای مهم اقلیمی که در مدل سازی بسیاری از فرآیندهای هیدرلوژی و اقلیمی استفاده می شود مقدار تبخیر- تعرق می باشد. در این تحقیق، کارایی روش متوسط گیری بیزی (BMA) در ترکیب مدل های برآورد تبخیر از سطح نسبت به مدل های ترکیبی نقطه ای متوسط بیتس گرنجر (BGA) ، وزن های بهینه شده با روش حداقل مربعات معمولی (GRA) ، روش های میانگین گیری مبتنی بر معیارهای آکایک (AICA) و شوارتز (BICA) و متوسط گیری با وزن های یکسان (EWA) بررسی گردید. بدین منظور در ابتدا با استفاده از مدل های منفرد سازمان عمران اراضی آمریکا، تیچومیروف، ایوانف، هنفر، شاهتین، مارسیانو و مایر میزان تبخیر از سطح آب در سه ایستگاه مراوه تپه، گنبد و گرگان برآورد گردید. سپس هر یک از مدل های ترکیبی، جهت ترکیب نتایج خروجی از هر یک از مدل های منفرد اجرا شد. نتایج نشان داد در هر سه ایستگاه بهترین عملکرد مدل های ترکیبی نقطه ای برای دوره واسنجی و دوره اعتبارسنجی مربوط به روش GRA و ضعیف ترین عملکرد مربوط به روش EWA می باشد. نتایج متوسط گیری بیزی نشان داد در هر سه ایستگاه در حالتی که توزیع گاما استفاده گردید حالت های مختلف مدل سازی واریانس آن شبیه یکدیگر بوده و در تمام ایستگاه های حالت های توزیع نرمال عملکرد بهتری نسبت به حالت های توزیع گاما داشته همچنین دامنه عدم قطعیت بدست آمده در حالت توزیع نرمال نسبت به توزیع گاما کوچکتر بود. از سوی دیگر در برآورد نقطه ای روش متوسط گیری بیزی با توزیع نرمال پس از روش GRA عملکرد بهتری نسبت به سایر مدل های ترکیبی داشت.
    کلیدواژگان: تبخیر، مدل BMA، مدل KNN، مدل های ترکیبی، تشتک تبخیر
  • کیومرث روشنگر*، رقیه قاسم پور صفحات 295-315
    خشکسالی یکی از مشکلات مهمی است که در بخش کشاورزی و منابع آب تاثیرگذار می باشد. امروزه استفاده از تکنیک سنجش از دور به عنوان یک ابزار مفید جهت پایش خشکسالی مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این مطالعه پیش بینی زمانی خشکسالی با استفاده از داده های ایستگاه های زمینی و ماهواره ای محصول TRMM3B43 بین سالهای 1998-2017 میباشد. در این راستا، ابتدا داده های بارش به شاخص SPI تبدیل گردید و سپس با استفاده از روش هوشمند رگرسیون فرآیند گاوسی (GPR) بر پایه روش تجزیه ی یکپارچه مد تجربی کامل (CEEMD) خشکسالی شهر تبریز مورد بررسی قرار گرفت. مدل های متفاوتی تعریف گردید و نرخ تاثیر پارامترهای ورودی مختلف بررسی شد. مشاهده گردید که مقادیر بارش حاصل از ماهواره TRMM در مقیاس ماهانه دارای همبستگی مطلوبی با مقدار بارش حاصل از ایستگاه تبریز بوده و نتایج تحلیل خشکسالی با استفاده از داده های ماهواره ای تقریبا منطبق بر داده های ایستگاه زمینی است. نتایج قابلیت و کارایی بالای روش به کار رفته را در تخمین شاخص خشکسالی  SPI به خوبی نشان داد و مشاهده شد که تجزیه سری زمانی بر اساس روش تجزیه ی یکپارچه مد تجربی کامل منجر به نتایج دقیق تری می گردد. تجزیه داده های ورودی تقریبا30 تا 40 درصد دقت پیش بینی را افزایش داد. ملاحظه گردید که در پیش بینی خشکسالی، عناصر اقلیمی شامل میانگین دما و رطوبت نسبی ماهانه و همچنین شاخص SPIهای مربوط به ماه های گذشته تاثیرگذار می باشند و با حذف پارامترهای اقلیمی، خطای مدل سازی 15 تا 20 درصد افزایش می یابد. همچنین نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که SPIt-1تاثیرگذارترین پارامتر در مدل سازی است.
    کلیدواژگان: خشکسالی، سنجش از دور، مد تجربی، SPI، GPR
  • علی برزکار، سجاد شهابی*، سعید نیازمردی، محمدرضا مددی صفحات 316-330

    در مناطق دارای شرایط اقلیمی گرم، با توجه به کمبود آب، برآورد تبخیرتعرق از اهمیت ویژه ای در برنامه ریزی و مدیریت منابع آب برخوردار است. در این مقاله از رویکرد برنامه ریزی بیان ژن (GEp) جهت برآورد تبخیر تعرق روزانه در ایستگاه های سینوپتیک یزد (اقلیم گرم و خشک) و جیرفت (اقلیم گرم و مرطوب) استفاده شده است. نتایج این روش و رابطه ی تجربی هارگریوز-سامانی با نتایج روابط تجربی پنمن مانتیث فایو-56 صحت سنجی شده است. برای ارزیابی کارایی روش های مورد استفاده، از پارامترهای آماری ضریب تعیین (R2)، جذر متوسط مربعات خطا (RMSE) و میانگین خطای مطلق (MAE) استفاده شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که مدل GEp با 951/R2و mm/day 66/0RMSE=برای یزد و 958/0=R2 و mm/day 65/0RMSE =برای جیرفت نسبت به رابطه هارگریوز- سامانی از عملکرد بالاتری برخوردار است. ازاین رو استفاده از GEp به عنوان مدلی با قابلیت های بالا به منظور برآورد تبخیرتعرق در مناطق دارای اقلیم گرم و خشک و همچنین گرم و مرطوب توصیه می شود.

    کلیدواژگان: بیلان آب، جیرفت، روابط تجربی، هواشناسی، یزد
  • سلمان برومند، عبدالرسول زارعی* صفحات 331-344

    بیش از 66 درصد مساحت ایران دارای وضعیت اقلیمی فراخشک تا نیمه خشک می باشد که در این مناطق به طور متوسط تبخیر حدود 8 تا 11 بارندگی سالانه می باشد. از طرفی معیشت و اقتصاد درصد زیادی از جمعیت کشور به کشاورزی وابسته است که عمدتا به صورت سنتی و با روش غرقاب انجام می شود. بر اساس آمار های ارایه شده بالغ بر 80 تا 90 درصد آب مصرفی در ایران در بخش کشاورزی مصرف می شود که برنامه ریزی جهت استفاده درست از آن می تواند در کاهش آب مصرفی، کاهش فشار بر منابع آب زیر زمینی، توسعه پایدار، افزایش بهره وری آب در بخش کشاورزی و غیره موثر باشد.میزان تبخیر و تعرق در گیاهان اساس برنامه ریزی آبیاری جهت مصرف آب در بخش کشاورزی می باشد. دقیق ترین روش بررسی نیاز آبی گیاهان بررسی بیلان آب در لایسیمترهای وزنی می باشد. استفاده از لایسیمتر های وزنی متداول دارای مشکلاتی از قبیل نیاز به حضور مستمر کارشناس در محل نصب لایسیمتر می باشد. بنابراین هدف از این پژوهش، طراحی و ساخت میکرولایسیمتر وزنی تمام اتوماتیک قابل حمل با دقت بالا و هزینه کم است که در دوره های زمانی مشخص (بدون محدودیت زمانی از چند دقیقه تا چند روز) بدون نیاز به حضور کارشناس اقدام به اندازه گیری فاکتور های مورد نیاز در رابطه با بیلان آب در لایسیمتر نماید، کمبود آب مورد نیاز گیاه را به صورت اتوماتیک به سیتم اضافه نماید، گزارش اقدامات را به کاربر ارسال نماید، داده ها را به صورت اتوماتیک روی کارت حافظه ذخیره نماید و امکان اندازه گیری دقیق نیاز آبی گیاه و آبیاری اتوماتیک براساس الگوی از پیش تعیین شده را فراهم سازد.

    کلیدواژگان: میکرولایسمتر وزنی، تبخیر و تعرق، اندازه گیری اتوماتیک، کنترل فلو، کالیبراسیون
  • زینب پاشازاده لاله، هادی جعفری*، عبدالرضا واعظی هیر صفحات 345-398
    آجی‏چای یکی از بزرگترین رودخانه های دایمی حوضه آبریز دریاچه ارومیه می باشد. این رودخانه در طول مسیر خود به ویژه در محدوده شهر تبریز تحت تاثیر منابع آلاینده مختلفی قرار گرفته که باعث کاهش کیفیت آن می شود. در این تحقیق به منظور بررسی کیفی آب این رودخانه با استفاده از شاخص های مختلف کیفی مصارف ویژه (خاص)، تعداد 16 ایستگاه نمونه برداری در طول مسیر رودخانه تعیین و طی دو فصل تر (اردیبهشت ماه 95) و خشک (شهریور ماه 95) نمونه برداری انجام شد. پارامترهای فیزیکوشیمیایی شامل اسیدیته (pH)، دما (T)، کدورت (Turbidity)، هدایت الکتریکی (EC)، کل جامدات محلول و معلق (TS)، کل جامدات محلول (TDS)، یون های اصلی (سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، کلر، سولفات، بی کربنات) و فرعی (نیترات و فسفات)، پارامترهای اکسیژن محلول (DO)، اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD) و اکسیژن خواهی بیولوژیک (BOD) و پارامترهای بیولوژیکی شامل کلی فرم کل (T.C) و کلی فرم های مدفوعی (F.C) اندازه گیری شد. مطابق نتایج به دست آمده مقادیر متوسط برخی از پارامترها از حد مجاز آب آشامیدنی ایران بالاتر می باشد. ارزیابی کیفی رودخانه آجی چای با استفاده از شاخص آلودگی رودخانه (RPI)، شاخص اورگان (OWQI)، شاخص سید (Said)، شاخص دینیوس (Dinius) و روش وزن دهی حسابی (شاخص کیفیت آب WQI) نشان دهنده وضعیت خیلی بد رودخانه در اکثر ایستگاه ها به خصوص قسمت های میانی آن در محدوده شهر تبریز در اثر ورود آلاینده ها به آن می باشد. بر اساس نتایج تحقیق شاخص‏ سید، شاخص دینیوس و شاخص وزن دهی حسابی به دلیل توانایی در نشان دادن روند تغییرات کیفی، شاخص های مناسب در ارزیابی کیفی رودخانه آجی چای جهت مصارف ویژه و بنابراین مدیریت کیفی آن معرفی می گردند
    کلیدواژگان: رودخانه آجی چای، شاخص آلودگی رودخانه، شاخص دینیوس، شاخص سید، وزن دهی حسابی
  • الهام روحی، مهرداد هادیپور، آزاده کاظمی*، علی اکبر ملکی راد صفحات 369-383

    این پژوهش به بررسی ارتباط کیفیت آب شرب مناطق مختلف شهر اراک با منابع تامین آب شرب جهت شناسایی مناطق دارای آب آشامیدنی با کیفیت نامناسب و پهنه بندی آن با استفاده از GIS و برنامه ریزی جهت رفع مشکلات مربوط به کیفیت آب شرب شهری می پردازد. در این مطالعه از آب شرب 18 منطقه در سطح شهر اراک جهت اندازه گیری پارامترهای فیزیکی و شیمیایی در طی تابستان 1396 نمونه برداری شد. آنالیز پارامترها مطابق با استاندارد آب و فاضلاب انجام گردید. جهت استخراج نقشه های آلودگی، از روش IDW در محیط GIS استفاده شد. میانگین پارامترهای کیفی آب شرب به ترتیب برای pH، TDS، EC، TH، F، Cl، NO3 و SO4 برابر با 4/7، (mg/l)67/503،(µS/cm) 28/840، (mg/lCaCO3) 36/283، (mg/l)17/0، (mg/l)15/95، (mg/l) 66/19 و (mg/l) 27/49 تعیین شد. به طور کلی مقایسه مقادیر اندازه گیری شده با مقدار مجاز تعیین شده نشان می دهد مقدار میانگین تمامی پارامترها از استانداردهای ملی کمتر بود اما میانگین TDS، TH و NO3 از استاندارهای جهانی بیشتر می باشد.

    کلیدواژگان: آب آشامیدنی، پارامترهای کیفی، پهنه بندی، سیستم اطلاعات جغرافیایی
  • مهدی گل افشانی، غلامرضا زهتابیان، حسن خسروی*، آرش ملکیان، خالد احمدآلی، سمانه باقری صفحات 382-399

    در این تحقیق جهت پیش بینی و تعیین آستانه هشدار بیابان زایی از مدل سازی پارامترهای کمی و کیفی منابع آب زیرزمینی استفاده شد. داده های 62 چاه پیزومتری و 55 چاه های کیفی از شرکت منابع آب ایران و همچنین شرکت آب منطقه ای استان خراسان رضوی جمع آوری شد. پیش پردازش داده های آماری، رفع داده های ناقص و گمشده، تحلیل های آماری از جمله آزمون من کندال و همبستگی پیرسون انجام شد. نقشه شاخص های کمی و کیفی آب زیرزمینی از نظر شدت بیابان زایی و آستانه هشدار هر شاخص بر اساس مدل ایرانی ارزیابی پتانسیل بیابان زایی (IMDPA)  کلاس بندی و نقشه شدت و هشدار بیابان زایی برای یک دوره 20 ساله (1375-1395) تهیه شد. برای پیش بینی مقادیر کمی آب زیرزمینی از داده های ماهانه تراز سطح آب زیرزمینی به صورت متوالی استفاده شد و با استفاده از نرم افزار MATLAB 2015 و هوش مصنوعی پیش بینی داده ها برای سال 1400 صورت گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین هشدار شاخص های کمی و کیفی آب براساس شدت بیابان زایی مربوط به شاخص افت می باشد و بعد از آن بیشترین هشدار مربوط به شاخص هدایت الکتریکی است. شاخص نسب جذبی سدیم از نظر شدت بیابان زایی در کلاس ناچیز قرار دارد و تنها در سال 1400 بخش جنوبی آبخوان دشت مشهد در شرایط هشدار قرار خواهد گرفت. از نظر میزان کلر فعلا آبخوان دشت مشهد در شرایط هشدار قرار نگرفته است. اما با توجه به ارزیابی روند تغییرات این شاخص در آینده ممکن است در آستانه هشدار قرار گیرد.

    کلیدواژگان: میان یابی، شبکه عصبی، زمین آمار، مدل IMDPA، آستانه هشدار
|
  • Ali Mirnoorollahi, Saeed Farzin *, Hojat Karami, Mojtaba Ameri Pages 1-21
    Bottom intakes are one of the most efficient water diversion structures in rivers that have the task of transferring the flow to the collecting canal. The orifice bottom intake is used in the surface water collection and diversion network to the turbine. In the present study, the effect of different parameters of square orifice bottom intake including perforated plate longitudinal slope (S), opening area ratio (A) and number of orifices (N) on the discharge coefficient and percentage of flow passing through the perforated plate under different subcritical flow conditions in laboratory and numerical condition investigated. The results showed that parameter A and S had the highest effect on P and Cd. By increasing A from 0.01 to 0.07, the percentage of flow passing through the perforated plate has increased 7.58 times. Also, by decreasing the longitudinal slope by 10 degrees, the percentage of flow passing through the perforated plate increased by 45.57%. Also the simulation results of this structure in Flow-3D software showed that the value of P was inversely related to turbulence and pressure.
    Keywords: Square Orifice Bottom Intake, Discharge coefficient, Laboratory modeling, subcritical flow, Flow-3D
  • Majid Pasbani Khiavi *, Mortaza Ali Ghorbani, Milad Yusefi Pages 22-37
    The purpose of this paper is to investigate the energy dissipation in stepped spillways using numerical method with ANSYS CFX software. In this study, finite volume method based on element was applied for modeling and the SIMPLE iterative algorithm was applied to couple the velocity and pressure terms. Field of flow solution was continued until reaching to remaining with amount of 10-5. The RNG k-ε model was used to evaluate the turbulence using CFX software to model the mixing of two-phase water-air and free-surface flow called Free Surface. This research has been continuously analyzed. To perform the validation and capability of software, at first a broad-crested weir mode were modeled and the results of model were compared with the laboratory model. Then the laboratory model of stepped spillway was selected and analyzed for various discharge. Consider to results of the energy dissipation in stepped spillway and broad-crested weir and comparing with experimental results, it can be concluded that numerical method as well as laboratory method has the ability to provide acceptable results in field analysis of flow in different types of stepped spillways and their results can be used to predict flow behavior for different conditions. The results of the presented numerical model showed the appropriate efficiency of stepped overflows in energy dissipation. For the model with the ogee crest, the dissipation rate for the selected flow discharge obtained from 80 to 90% and for the model with the broad cast weir, the energy dissipation obtained from 55 to 80%.
    Keywords: Energy dissipation, Stepped spillway, Broad-crested weir, ANSYS CFX
  • Hamed Jalil Masir, Rohallah Fattahi, Elham Ghanbari Adivi *, Mahdi Asadi Aghbolaghi Pages 38-52

    The emphasis of this study was to study the effects of waves, prediction and estimation of sediment transport rate at different coastal forest cover densities. Experiments were performed on the effectiveness of a mangrove tree to reduce tsunami energy, by a simulated polyethylene artificial shrub structure. The cover has a rigid structure (including 2 cm trunk system and 25 cm height and 1 cm root) and structure (including branch

    Keywords: Density, Coast, Forest, Sediment transfer rate
  • Nahideh Parchami, Raoof Mostafazadeh *, Abazar Esmali Ouri, Rasoul Imani Pages 53-68
    The master recession curve (MRC) provids an average characterization of baseflow amount and can be a sign of ground water contribution to the surface flow amount. The purpose of this research is to estimate the regression equations of MRC in 28 hydrometric stations of Ardabil Province. Toward this, the Visual Basic programming was used to obtain regression equations of the principal subtraction curve. After obtaining the MRC of all study river gauge stations, the slope values, the recession constant and the explanatory factor were determined. The logarithmic regression formula with the value of 0.83 was considered as the best fitness criterion. The slope coefficient of MRC in Boran, Firoozabad, and Moshiran stations were 2.70, 2.43 and 2.20, respectively, which are the perennial rivers with highest discharge value, the amount of average yearly discharge were 17.97, 2.95, and 13.79 m3s-1. While the slope of the Hajahmadkandi, Kouzehtopraghi and Nir hydrometric stations respectively were 0.09, 0.051 and 0.05, which have the smallest amount of slope and the amount of discharge respectively, equal to 0.16, 0.93 and 1.22 m3s-1. Regarding the constant values, the Polealmas, Barogh and Firoozabad stations had the highest constant values ​​of 896, 572, and 15.89. Also, the Hajahmadkandi (0.35), Akbrdavood (1.416), Dostbeiglo (4.359) stations had the lowest constant coefficients. The results can be used to compare the studied watersheds in terms of hydrological response and baseline flow contribution in the river flow
  • Saeed Akbarifard, Mohammadreza Sharifi *, Kourosh Qaderi Pages 69-86

    Hydropower energy is the third largest source of electricity generation and also the most important renewable energy producer in the world. For this reason, the optimal use of this huge and expensive source is essential. In this study, Moth Swarm Metaheuristic Algorithm (MSA) was used for optimization of the hydropower operation of Karun-4 reservoir located in Karun basin for a period of 106 months (from October 2010 to July 2019). After verifying the reliability of the MSA algorithm using several standard benchmark functions, a model was developed for optimal hydropower operation of the Karun-4 reservoir. Also, the results of the algorithm were compared with the results of known metaheuristic algorithms of the Genetic Algorithm (GA) and Particle Swarm Optimization (PSO). The MSA, GA and PSO algorithms were capable to generate energy 105853, 105697.4, and 105841.6 MW, respectively, compared with the actual value 64987.54 MW, during the statistical period. Also, the objective function value for MSA, GA and PSO algorithms, was obtained 0.147, 0.3026, and 0.1584, respectively. The results revealed that the MSA algorithm was the superior algorithm in optimal hydropower operation.

    Keywords: Karun Basin, Optimal generation of hydropower energy, Meta-heuristics algorithm
  • Iman Rostami, Elham Darvishi * Pages 87-104
    In addition to wasting water and energy, leaks in water distribution networks also cause social and environmental problems. So it is important to try to save as much as possible. In leaks made by meta-heuristic methods, the decision variables are leak node number and flow leakage. In this study, a method is presented with the combination of inverse solution of flow equations and meta-heuristic algorithm. In the proposed method, only the leakage node number is considered as the decision variable in the Harmony search method, and the leakage amount is calculated using the inverse solution of continuity and energy equations. In addition to a number of measurements for the objective function of the meta-heuristic algorithm, it is necessary to measure pressure nodes and discharge pipes as many as leakage nodes for the hydraulic model. The results in the two hypothetical networks show that this method determines and calculates the position and amount of leaks with high accuracy, even if the leakage amount is small. If there is an error in measuring the node pressure, the position and amount of leaks are calculated accurately by increasing the nodes of the objective function.
    Keywords: Leakage Detection, Inverse solution, harmony search, Water distribution system
  • Karim Solaimani, Fatemeh Shokrian * Pages 105-122
    Consumption of water as the main request is unavoidable in human life. Many areas of Iran, including Mazandaran, faced problems with access to water in necessity seasons. In wet areas with good annual rainfall, proper management of available water resources and rainwater harvesting is a worthy solution. The aim of this study is to analyze the long-term rainfall in Babolsar based on synoptic data in order to select areas prone to rainwater harvesting in the city. In this study, the time series of daily rainfall data in a period of 68 years including the years 1952-2012 has been used and the climatic parameter of precipitation in three periods of monthly, seasonal and annual has been analyzed. Analysis indicated the implementation of rainwater harvesting systems and areas prone to this in the city of Babolsar is approved. The results of this study showed that the Gamma operator with a coefficient of 0.7 is the best option for the study area. According to the calculations, the amount of runoff in the city was estimated at 696,570 cubic meters, which is very suitable for rainwater harvesting.
    Keywords: Rainfall Analysis, Gamma Operator, GIS, Babolsar City
  • Abdullah Darzi Naftchali *, Ali Mokhtassi Bidgoli Pages 123-140

    Due to the increasing environmental and economic costs associated with nitrogen (N) consumption, improving N use efficiency in rice cultivation systems is of great importance. In this regard, the combined effect of different surface and subsurface drainage systems and water management on the nitrogen harvest index (NHI) of rice was investigated. During three rice growing seasons (2014 to 2016), two rice varieties of Tarom Hashemi and Tarom Daylmani were cultivated under alternate wetting and drying in paddy fields with surface and subsurface drainage systems. At harvest, grain yield and biomass and plant and seed nitrogen were measured. The NHI was determined as the ratio of grain nitrogen to nitrogen absorbed by aboveground part of plant. The amount of NHI was directly related to the amount of urea fertilizer used, varying between 58.31 and 68.45 in different seasons. The average nitrogen absorbed by the Hashemi and Daylmani plants in the subsurface drainage systems was 161.7 and 155.7 kg ha-1, respectively, and in the control was 144.7 and 193.7 kg ha-1, respectively. Also, the average grain yield, grain nitrogen, harvest index and NHI in the subsurface drainage systems were 5329.3 kg ha-1, 105.9 kg ha-1, 37.8% and 67.2%, respectively, and in the control treatment was 4667.7 kg ha-1, 88.6 kg ha-1, 32.4% and 56.3%, respectively. Based on the results, drainage through subsurface drainage systems under intermittent irrigation and drainage management can improve the N use efficiency in rice cropping system

    Keywords: Nitrogen uptake, Rice yield, Subsurface Drainage, Water management
  • Mohammad Naderianfar *, Arsalan Faryabi, Shapour Kouhestani, Maryam Safavi Gardini Pages 141-159

    Jiroft Plain with arid and semi-arid climate is one of the plains that experienced a significant increase in groundwater depletion in recent years. In the present study, to investigate the effects of precipitation and climatic conditions on the fluctuations of groundwater level, precipitation data of 6 rain-gage and evaporation stations during 1992-2014 were used and the average amount of precipitation of plain was calculated by Thiessen polygon method using Chirps satellite data. The results of the Pearson correlation between precipitation and level of groundwater showed a correlation of 0.23. However, the Standardized Precipitation Index was used to find the effects of drought and wet periods on the groundwater level. The results of consecutive time series analysis showed that SPI7 with 7 months long term scale has more correlation (0.35) with the groundwater level of plain. Evaluation of the hydrographic data of Jiroft plain in the statistical period of 2003-2014 showed that during this period, the groundwater level dropped by 8.65 meters and the average annual decrease is 0.61 meters. Also, the results of zoning maps using the Kriging method over 5-year intervals showed that the groundwater level decrease in the south and central parts of the plain had more drop. Then, using Ward analysis, Jiroft plain was divided into four clusters, which for cluster 1 Kalroud piezometer, for cluster 2 Saghari piezometer, for cluster 3, Konarsandal piezometer and Finally for cluster 4, Chehre Abad piezometer were selected. The correlation of average precipitation in each cluster with groundwater level fluctuations with the selected piezometers of that cluster were 0.51, 0.37, 0.38 and 0.55 for Kalroud, Saghari, Konarsandal and Chehre Abad respectively. Due to the sharp annual decline and over-depletion of the plain, if serious and effective action is not taken in this regard, this plain will not only by exacerbate environmental consequences but also will face economic and social problems in the future.

    Keywords: Groundwater, SPI Index, Jiroft, Drought
  • Maryam Gharekhani, AtaAllah Nadiri *, Asghar Asghari Moghaddam, Sina Sadeghfam Pages 160-174

    Nitrate is one of the most common contaminants that originates from fertilizers, pesticides or domestic and industrial wastewater. This non-point source contaminant exposes the Salmas plain aquifer to groundwater pollution due to extensive agricultural activity. Therefore, it is necessary to assess the contamination risk of aquifer to high nitrate concentration and identify the high-risk areas in this aquifer. In this research, the contamination risk of Salmas plain aquifer was investigated using DRASTIC-L framework and groundwater velocity. For this purpose, after constructing of DRASTIC-L framework, the weights of eight layers of the framework optimized by genetic algorithm to obtain the aquifer vulnerability map to nitrate contaminant. Finally, the contamination risk map to nitrate was achieved from multiplying the aquifer vulnerability and groundwater velocity. The results showed that against to the eastern and central parts of the aquifer, the contamination risk of the aquifer is high in the western part of the aquifer.

    Keywords: Salmas aquifer, vulnerability, Genetic Algorithm, Contamination risk, Nitrate
  • Mohsen Adeli Sardooei, Ali Asadi *, Aliakbar Barati, Hassan Khosravi Pages 175-194
    In recent years, groundwater overexploitation has led groundwater depletion Jiroft plain and considering the strategic role of this plain in supplying water required for agricultural products, planning to improve the water resources of this plain is essential. Therefore, the purpose of this study was to investigate the effects of groundwater resources management in Jiroft plain in the past (2005-2019) and the near future (2019-2031) using GMS10.4 software based on hydrological, hydrogeological and Topographic data. Also, to investigate the impact of water resources changes on crops cultivation pattern, changes in cultivation pattern of major horticultural crops in terms of their water requirement in Jiroft plain were studied using information and statistics of major horticultural crops in Jiroft plain during the last three decades. The results showed that aquifer has yearly faced with a decline about 0.86 m during the baseline period (2005-2019), which indicates overexploitation of groundwater resources in this plain. The aquifer status was predicted in the future under different scenarios using the GMS 10.4 model. Also, studying the development trend of major horticultural products in Jiroft plain showed that despite the declining trend of groundwater resources over the past three decades, the share of horticultural products with high water requirement has been increased in the crop cultivation pattern of this plain and the behavior of farmers to develop the pattern of agricultural products cultivation has been influenced by factors except groundwater resources limitations. Therefore, it is suggested that scenarios of reducing groundwater resources exploitation in Jiroft plain and also paying attention to cultivation pattern appropriate to water resources in different parts of the plain should be a priority for agricultural planners.
    Keywords: Agriculture, Jiroft plain, Groundwater, Scenario, Water requirement
  • MohammadJavad Mashhadian, Abdullah Taheri Tizro *, Mehran Khodamadpour, Ali Vanaei Pages 195-215

    In regional and local climate studies usually coarse- resolution global climate models’ outputs are downscaled to produce necessary fine scale data. Regional climate modeling is a dynamical downscaling method. In this study HadGEM2 general circulation model outputs have been downscaled by RegCM4 Regional Climate Model coupled with CLM4.5 land surface model. The model was run over Toyserkan plain for a reference period (1999-2005) and up coming period (2015-2025). For reference period, daily, monthly and yearly modeled precipitation, temperature and runoff were compared with observed values at monitoring stations in the region. Modeling efficiency, correlation coefficient, bias, mean absolute error and root mean squared error statistical indices were used to evaluate model’s simulations. Model shows its best performance for monthly temperature, runoff and precipitation respectively. Predictions are based on RCP4.5 scenario of the Fifth Assessment Report of Intergovernmental panel on climate change. For this period spatiotemporal variations of surface water budget components including precipitation, evapotranspiration and runoff have been studied and water balance equation in the catchment has been evaluated.  Finally considering small area of the catchment and short time of prediction period that does not allow to detect impacts of climate change, model performance in estimating water balance for the catchment is acceptable.

    Keywords: Verification of climate models, statistical indices, Water balance
  • Ali Misaghi, Hossein Ansari *, Kamran Davari, Alireza Faridhosseini Pages 216-235

    For estimating evapotranspiration of landscape, in addition to vegetation coefficient, coefficients related to microclimate, plant density adjustment and specific plant species adjustment must also be calculated. In this study, using Landsat 7 satellite images and Mashhad Synoptic Station data, the actual evapotranspiration of landscape was calculated then, using climatic and environmental parameters obtained from satellite images and Seabl model, a relationship between microclimate coefficient and air temperature as well as relationship between density coefficient and normalized difference index of vegetation was established. Finally, the obtained relationships were evaluated by field monitoring of soil moisture in Ghadir Park of Mashhad. By determining the locations of field locations on the satellite image the relationship between NDVI index and the landscape density coefficient was investigated. The results showed that the best model presented using linear regression as Kd = 0.9941 * NDVI + 0.5058 with a correlation coefficient of 0.98 that the maximum percentage of error between calculated evapotranspiration for landscape using extracted relationships and measured values from moisture weight monitoring is less than 24%. due to severe water deficit in the forest landscape and insufficient water availability of the plant, evapotranspiration calculation using the Sabal model is inappropriate and has many errors. Therefore, instead of using the Sebal model, the extracted relationships can be used to determine the vegetation coefficients and the water requirement of urban landscape.

    Keywords: Remote Sensing, Vegetation Index, the coefficient of microclimate, landscape density
  • Fahimeh Amini Naghani, Rsoul Mirabbasi Najafabadi *, Reza Zamaniahmadmahmoodi, MohammadAli Nasr Esfahani Pages 236-251

    Investigation of the potential impacts of climate change on hydropower generation and reservoir operation at the basin is a necessary issue. In this research, the effect of climate change on the generation of hydroelectric energy in the Karun 4 dam was investigated. For this purpose, after collecting the required data, temperature and precipitation variables were generated using general circulation models (GCM) under RCP4.5 and RCP8.5 climate scenarios for the upcoming period (2029-2050). Then, the temperature and precipitation values were downscaled for the future period using the changes factor method. The generated time series were used as inputs for the IHACRES rainfall-runoff model and the runoff were simulated under different scenarios. Then the effect of runoff variation under considered scenarios in the amount of generating hydroelectric energy was investigated. Climate predictions indicate an increase of 1.72 and 2.4° C in the long-term average annual temperature, and a reduction in the annual precipitation of 5% and 14% under the RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios, respectively, in the period of 2029-2050. The results of rainfall-runoff modeling indicate that the average annual inflow into the dam reservoir will be decreased 21% and 34% under the scenarios RCP 4.5 and RCP 8.5, respectively. In order to investigate the effect of runoff reduction on reservoir status and hydroelectric generation, the reservoir of Karun 4 Dam was simulated with WEAP software. The results showed that the generated hydroelectric energy by the Karun 4 Dam in the upcoming period (2029-2050) will be decreased by 17% and 31% under RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios, respectively.

    Keywords: : climate change, Hydropower energy, Karun 4 basin, IHACRES, WEAP
  • Meysam Jafary Godeneh, ALI Salajegheh *, Arash Malekian Pages 252-275

    Use the output of atmospheric general circulation models to understand the weather conditions and to prevent the spread and consequences of climate change on groundwater resources in all ecosystems, especially in arid and semi-arid regions is necessary. The present study was conducted to investigate the impacts of climate change on groundwater level fluctuations in Kerman plain, Iran. In order to investigate the impact of climate change in future periods, the CanESM2 climate model and SDSM4.2 software were used under RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5 emission scenarios. Then, GMS10.0.5 was used for quantitative modeling of groundwater in Kerman plain. The mathematical model prepared for the steady state in 2002-2003 was calibrated over 2002-2012 in 120 steps for the unsteady state condition and the 2012-2015 period for the calibration. The results of climate scenarios in the upcoming period (2006-2030) showed that temperature will increase by 1.12, 1.23 and 1.37 degrees Celsius while rainfall will increase by 14.69, 19 and 26.29 percent in RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5 scenarios, respectively. The results of climate scenarios showed that in spite of increased rainfall and the assumption of constant utilization of groundwater, the average groundwater level in RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5 scenarios in the upcoming period would be lower than the water level compared with the base year (2002-2003), by 7.19 and 7.26, and 7.33 meter in the whole region, respectively. It is recommended that measures to deal with global warming resulting from climate change and over-exploitation of groundwater resources by reforming cropping patterns, irrigation new methods.

    Keywords: CANESM2 Model, Kerman Plain, climate scenarios, GMS model
  • Masoumeh Farasat *, Hasan Fataabadi, Haamed Rouhani Pages 276-294
    In this research by combining individual models outputs, the strengths of each single model are used to make a new model that has better performance than each single model. In this study the efficiency of nonparametric K nearest neighbor and BMA model were compared with BGA , GRA,  AICA, BICA, equal weights averaging and lasso methods. For this purpose, the evaporation rate from the water level was simulated at three stations of Marwa Tappeh, Gonbad and Gorgan, using the individual models of the US Land Development Organization, Tchymyorov, Ivanov, Hanfer, Shahten, Marciano and Meyer. Then each combination of models was implemented to combine the outputs of each single model. The results showed that during the calibration and validation period, the best performance was related to the experimental model of the US Land Development Organization. The best performance of the combination models for the calibration period and validation period at the Marah-e-Tappeh station in GRA in Gonbad and Gorgan stations. Regarding the error indices, the best performance of calibration period of GRA method and validation data is related to the GRA, BICA and AICA methods and the worst the function is related to the EWA method. For the validation period, the nearest KNN neighbor method has a better performance than other combination methods.  Bayesian average results showed that in all three stations, in the case of gamma distribution, different modes of its variance modeling were similar and in all stations of normal distribution modes, they had better performance than gamma distribution modes, as well as the range of uncertainty in normal distribution mode, it was smaller than gamma distribution. On the other hand, in the estimation of the point, Bayesian average modification with normal distribution after gra method performed better than other combination models.
    Keywords: Evaporation, BMA model, combined models
  • Kiyoumars Roushangar *, Roghayeh Ghasempour Pages 295-315
    Drought is one of the most important problems which affects agriculture section and water resources. Nowadays, the use of the remote sensing technique has been considered as useful tool for drought monitoring. This study aimed to predict the temporal drought using ground station and TRMM3B43 satellite data between the years of 1998-2017. Therefore, precipitation data were first converted to the SPI index, and then, using the intelligent Gaussian Process Regression (GPR) method based on Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposition (CEEMD), Tabriz drought was investigated. Different models were defined and the impact of different input parameters were assessed. It was observed that the rainfall amounts from the TRMM satellite in the monthly scale had a good correlation with the Tabriz station precipitation and the results of drought analysis using satellite data were almost similar with ground station data. The obtained results proved the high capability and efficiency of the applied method in predicting the SPI drought index and it was observed that time series decomposition based on the complementary ensemble empirical mode decomposition led to more accurate outcomes. The input data decomposition increased the predictive accuracy by approximately 30 to 40 percent. It was observed that in prediction of drought the climatic elements including mean monthly temperature and relative humidity, as well as SPI indexes related to the previous months, were effective and by climatic parameters eliminating, the modeling error increased up to 15-20%. Also, the results of sensitivity analysis showed that SPIt-1 is the most effective parameter in modeling.
    Keywords: Drought, Empirical mode, GPR, Remote Sensing, SPI
  • Ali Barzkar, Sajad Shahabi *, Saeid Niazmradi, MohamadReza Madadi Pages 316-330

    Due to the water scarcity in areas with hot climates, an accurate estimation of evapotranspiration has a significant impact on water resources management and planning. In this paper, the gene expression programming (GEP) approach was used to estimate the daily evapotranspiration in Yazd (hot and dry climate) and Jiroft (warm and humid climate) synoptic stations. The results of this method along with the results of empirical relation of Hargreaves-Samani were validated with those of the empirical relation of Penman Mantis FAO-56. Statistical indices of coefficient of determination (R2), root-mean-square error (RMSE) and mean absolute error (MAE) were employed to evaluate the efficiency of the utilized methods. The results indicated that GEP model (with R2 = 0.951 and RMSE = 0.66 mm/day for Yazd and R2 = 0.958 and RMSE = 0.65 mm/day for Jiroft) had higher performance compared to Hargreaves-Samani relation. Therefore, the use of GEP as a model with high capabilities is recommended for estimation of evapotranspiration in areas with hot-dry and warm-humid climates

    Keywords: Empirical equations, Jiroft, Meteorology, Water balance, Yazd
  • Salman Baroumand, AbdolRassoul Zarei * Pages 331-344

    The rate of evapotranspiration in the plants is the basis of irrigation planning for water consumption in the agricultural sector. The most accurate method to assess the water requirement in plants is the water balance assessment in weighing lysimeters. The use of conventional weighing lysimeters has different problems such as require to continuous expert presence at the installation site of lysimeter. Therefore, the aim of this study is to design and manufacture of fully automatic portable weighting micro-lysimeter with high accuracy and low cost that in specific time periods (without time limit from a few minutes to a few days) without the need for the presence of an expert, able to measure the required factors in relation to the water balance in the micro-lysimeter, able to automatically add the required water shortage of the plant to the system, able to send the report of measures to the user, able to save the data on the memory card automatically and provide accurate measurement of plant water requirement and automatic irrigation based on the predetermined pattern. In this system, the calculation and sending of the required irrigation information are done by the microcontroller based on the predetermined algorithm. The results of the correlation between the collected data series from the designed Micro-lysimeter and the measured data by the expert person within 10 days (including 6-hour, 12-hour and 24-hour time periods) indicated that the correlations coefficients in all three periods were not different with the perfect reliable line at 99% significant level.

    Keywords: Weighing Micro-lysimeters, evapotranspiration
  • Zeynab Pashazadeh Laleh, Hadi Jafari *, Abdorreza Vaezihir Pages 345-398
    Aji-Chay is one of the greatest permanent rivers in Tabriz study area that finally flows into the Uremia Lake. The river quality is degraded by different pollution sources along its way especially in the Tabriz Plain. In this research for assessing quality of the Aji-Chay River using water quality indices for specific uses, water samples were collected from 16 sampling points along the river in wet (May 2016) and dry (September 2016) seasons. Physicochemical parameters including pH, temperature (T), turbidity (Turb), electrical conductivity (EC), total solids (TS), total dissolved solid (TDS), inorganic constituents including major (sodium, potassium, Calcium, Magnesium, Chloride, Sulfate, Bicarbonate) and minor (nitrate and phosphate) ions, inorganic parameters comprising dissolved oxygen (DO), chemical oxygen demand (COD), biological oxygen demand (BOD), and biological parameters such as total coliform (T.C) and fecal coliforms (F.C) were measured. Based on the results, values of some parameters are above the pertaining standards of Iranian drinking water. Assessing quality of the Aji-Chay river using river pollution index (RPI), Oregon water quality index (OWQI), Said index, Dinius index and weighted arithmetic water quality index (WQI) confirmed very bad qualitative statue of the river in most stations especially in the middle parts of the Tabriz plain due to the entry of the pollutant sources. Based on the results quality indices of Said, Dinius and WQI are suitable ones for assessing quality of the river for particular purposes and then its qualitative management as
    Keywords: Aji-Chay River, river pollution index, Dinius index, Said index, weighted arithmetic
  • Elham Roohi, Mehrdad Hadipour, Azadeh Kazemi *, AliAkbar Malekirad Pages 369-383

    This study aim was to evaluate the relationship between the drinking water quality in Arak city regions and the drinking water sources to identify areas with inappropriate quality drinking water and its zoning with the geographic information system (GIS) and planning to address drinking water quality problems. In this research, drinking water from 18 areas in the city was sampled to measure physical and chemical parameters during 2016. Parameter analysis was carried out by the standard water and wastewater. To extract the contamination maps, IDW method was used in GIS environment. The drinking water quality parameters average  for pH, TDS, EC, TH, F, Cl, NO3 and SO4 was 7.4, 50.67(mg/l), 28.840(µS/cm), 28.38(mg/lCaCO3), 17.0(mg/l), 15.95(mg/l), 19.66(mg/l) and 27.49 (mg/l) respectively. The results showed that the highest concentration of pH, TDS, and EC was in the east.  TH is located in the south. The highest amount of F is in the west of the city and F is highest in the south, the highest NO3 and SO4 are located in the south. In general, the comparison of measured values ​​with the set value indicates that the average value of all elements was lower than national standards, but the mean of TDS, TH, and NO3 is higher than global standards.

    Keywords: Drinking Water, Quality parameters, Zoning, GIS
  • Mahdi Golafshani, Ghomareza Zehtabian, Hassan Khosravi *, Arash Malekian, Khaled Ahmadali, Samanaeh Bagheri Pages 382-399

    This paper tries to forecast and determine the desertification warning threshold using groundwater resources quantitative and qualitative parameters modeling. The data from 62 piezometric wells and 55 quantitative wells were selected from Iranian Water Resources Management Company and Khorasan Razavi Regional Water Authority. Handling missing data, and statistical analyzes such as the Mann-Kendall test and Pearson correlation were performed. The desertification intensity and early waring maps was provided based on the Iranian Model of Desertification Potential Assessment (IMDPA) Model. The maps of quantitative and qualitative indices of groundwater were classified according to the desertification severity and threshold of each index for a 20-years period (1996-2016). Desertification intensity and warning threshold maps of each groundwater quantitative and qualitative index were classified according to the IMDPA Model. The ground water parameters were predicted by MATLAB 2015 software and artificial intelligence fore 2022. The results showed that among the quantitative and qualitative indices the highest decertification warning area was related to drop index. The electrical conductivity index was in second-order warning. Sodium sorption index is located in low desertification class and only southern part of Mashhad aquifer will be in warning condition in 2020. In terms of chlorine content, the aquifer of Mashhad plain has not been under warning condition. But considering the trend of changes in the index in the future may be on the verge of warning.

    Keywords: Interpolation, Neural Network, Geostatistics, IMDPA Model, Warning Threshold