فهرست مطالب

مهندسی منابع آب - پیاپی 51 (زمستان 1400)

فصلنامه مهندسی منابع آب
پیاپی 51 (زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/11/03
  • تعداد عناوین: 10
|
  • بهزاد رهنما، نیلوفر نجفی توه خشکه، فرزین نصیری صالح*، مجید کوششی، رضا رفیعی آتانی صفحات 1-20

    تمرکز این مطالعه روی توسعه مدل مفهومی هیدرولوژی اجتماعی به منظور شبیه سازی اندرکنش های پاسخ جامعه با هیدرولوژی در حوضه آبریز دریاچه های طشک و بختگان است. توسعه کشاورزی در بالادست دریاچه های طشک و بختگان همراه با خشکسالی های رخداده در دهه 1380، منجر به کاهش شدید سطح آب دریاچه ها شده است. این مطالعه پتانسیل مدل سازی هیدرولوژی اجتماعی برای توصیف سیستم های درهم تنیده آب-انسان را با مفاهیم و روابط ساده نشان می دهد. برای بخش اجتماعی مدل از متغیرهای حساسیت جامعه و پاسخ رفتاری و برای بخش هیدرولوژی از مدل بیلان آبی توسعه داده شده برای حوضه های خشک استفاده شده است. به دلیل گسترده بودن حوضه و تفاوت های مناطق مختلف آن فرض شده است که تغییر در اولویت های انسانی و حساسیت های جامعه برای ساکنین بالادست و پایین دست حوضه می تواند متفاوت باشد. محدوده زمانی این تحقیق سال های آبی 76-1375 تا 92-1391 است. نتایج تحقیق نشان داد در نواحی بالادست حوضه که دارای بارش و منابع آب بیش تری است، درک جامعه از تهدید کیفیت زندگیشان پایین بوده و اولویت ساکنان آن تمایل به استفاده بیشتر از منابع آب و زمین است. اما در نواحی پایین دست حوضه با مشکلات زیست محیطی و کمبود منابع آب، مردم با درک بالایی از تهدید کیفیت زندگی خود، اولویت خود را به استفاده کمتر از منابع آب و زمین تغییر داده اند.

    کلیدواژگان: هیدرولوژی اجتماعی، متغیر حساسیت جامعه، پاسخ رفتاری، حوضه آبریز طشک- بختگان
  • بختیار کریمی*، نظیر کریمی صفحات 21-38

    آبیاری قطره ای زیرسطحی به دلیل صرفه جویی در مصرف آب کاربرد گسترده ای در مناطق خشک و نیمه خشک دارد. به منظور بررسی آزمایشگاهی الگوی توزیع رطوبت در آبیاری قطره ای زیرسطحی، داده های آزمایشی در یک مدل فیزیکی از جنس پلی کربنات به ابعاد 5/0×1×3 متر و بر روی سه نوع بافت خاک (سبک، متوسط و سنگین)، با سه نوع دبی قطره چکان (2، 4 و 6 لیتر در ساعت)، در دو عمق مختلف نصب قطره چکان (15 و 30 سانتی متری) به انجام رسید. همچنین این آزمایشات برای دو نوع سیستم آبیاری پیوسته و پالسی صورت گرفت. در آبیاری پالسی، زمان قطع و وصل پالس ها مقادیر 30-30، 20-40 و 40-20 دقیقه در نظر گرفته شد که عدد اول زمان آبیاری و عدد دوم زمان استراحت سیستم در هر چرخه خواهد بود. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که در سیستم آبیاری قطره ای زیرسطحی با جریان پالسی با افزایش زمان استراحت در هر چرخه، پیاز رطوبتی پهن تر و جبهه پیشروی بیشتر به سمت افق حرکت می کند. همچنین در این سیستم با کاربردهای پیوسته و پالسی به ازای یک حجم آب مساوی در انتهای آبیاری، توزیع افقی جبهه پیشروی رطوبت در دبی های کم نسبت به دبی زیاد بیشتر خواهد بود و بیشترین عمق خیس شدگی در بافت سبک مربوط به دبی زیاد می باشد و در بافت سنگین مربوط به دبی کم می باشد. نتایج نشان داد در سیستم زیرسطحی برای دبی و بافت های مختلف توزیع افقی جبهه پیشروی رطوبت در کاربرد آبیاری پالسی 40-20 نسبتا بیشتر از دو پالس دیگر (20-40 و 30-30) و پیوسته خواهد بود.

    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای زیرسطحی، آبیاری پیوسته، آبیاری پالسی، پیاز رطوبتی، مدیریت آبیاری
  • امین داورپناه، محمدحسن وحیدنیا* صفحات 39-56

    مسیریابی یکی از حساس ترین بخش های طراحی خطوط انتقال نیرو است. هرگونه اشتباه در انتخاب مسیر می تواند در زمان اجرا و یا بهره برداری خط به بروز خسارات یا هزینه زیاد برای شرکت های آب منطقه ای منجر شود. در این تحقیق برای حل مساله تعیین مسیر بهینه خطوط انتقال آب با استفاده از پردازشهای مکانی GIS، تصمیم گیری چندمعیاره و الگوریتم کوتاه ترین مسیر در رستر از ارداک به مشهد استفاده شد. جهت انجام تحقیق، ابتدا پارامترهای موثر در تعیین مسیر که شامل: شیب، زمین شناسی، کاربری اراضی، مناطق مسکونی، آبراهه ها، راه ها، گسل ها و مناطق حفاظت شده تعیین و سپس به شکل لایه های اطلاعاتی در محیط GIS به منظور تولید نقشه هزینه ارزش گذاری و با شیوه های تصمیم گیری چند معیاره فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP)، TOPSIS و منطق فازی، وزن دهی و همپوشانی شدند. سپس با استفاده از الگوریتم کمترین هزینه در محیط GIS اقدام به تعیین مسیر بهینه شد. نهایتا مسیرها شامل مسیر ارایه شده به شیوه سنتی توسط مشاور و مسیر پیشنهادی با الگوریتم کمترین هزینه مقایسه شدند. طبق نتایج طول مسیرها در منطق AND، GAMA، مدل AHP و TOPSIS به ترتیب 44.798، 46.755، 45.731 و 45.531 کیلومتر به دست آمد. در مسیرهای پیشنهادی مشاور، مسیر 1 دارای طول 72.306، مسیر پیشنهادی 2 دارای طول 63.108 و مسیر پیشنهادی 3 دارای طول 48.690 بوده است. در بررسی مناطق عبوری تحلیل های GIS و مسیرهای پیشنهادی مشاور مسیر مدل TOPSIS به دلیل رعایت حریم های در نظر گرفته شده بهترین مسیر انتخاب گردید.

    کلیدواژگان: مسیر بهینه، انتقال آب، تصمیم گیری چندمعیاره، کوتاه ترین مسیر در رستر
  • مرضیه محمدی قناتغستانی*، مهدی قمشی صفحات 57-71

    اصولا جریان غلیظ یا چگال یک جریان دو فازی است که در اثر حرکت یک سیال درون سیال دیگر با چگالی متفاوت بوجود می آید. جریان های دو فازی با توجه به سرعت جریان می توانند به چهار نوع جریان همگن، شبه همگن ، ناهمگن و لایه بندی شده تقسیم بندی شوند. در جریان های لایه بندی شده، جریان بصورت دو لایه کاملا مشخص وجود دارد. آزمایشات این تحقیق بصورت جریان های لایه بندی شده در آزمایشگاه مدل های فیزیکی و هیدرولیکی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهیدچمران اهواز انجام شده اند. برای انجام آزمایشات این تحقیق فلومی با بسترفرسایشی از جنس پلی استیلن به طول کلی 5/8 متر، عمق 70 سانتیمتر، عرض 20 سانتیمتر و شیب کف 001/0 شامل سه قوس متوالی90 درجه به شعاع انحنای 40، 80 و 120 سانتیمتر ساخته شد. نتایج نشان داد در پروفیل های سرعت بدنه جریان نرخ افزایش سرعت به ازای افزایش غلظت، به تغییرات فرم بستر وابسته است. در نتیجه باعث کاهش سرعت بدنه جریان تا حدود 19 درصد خواهند شد. سرعت پیشانی افزایش یافته است و تا جایی این افزایش سرعت ادامه یافته است که تنش برشی ذرات بستر قادر به تشکیل فرم بستر باشد. در تمامی آزمایشات، ارتفاع جریان غلیظ در دیواره بیرونی بیشتر از دیواره داخلی قوس است و با افزایش شعاع قوس اختلاف ارتفاع کاهش می یابد. در این حالت سرعت عرضی کاهش و سرعت در راستای مستقیم افزایش پیدا می کند و این امر در کاهش شیب سطح آب و اختلاف ارتفاع نقش به سزایی را ایفا می کند. از این رو اختلاف تراز سطح آب در قوس سوم بسیار ناچیز می باشد.

    کلیدواژگان: اختلاف تراز آب، بستر فرسایشی، پروفیل سرعت، شعاع انحنا، جریان غلیظ
  • جمال فیلی، محمد حیدرنژاد*، علیرضا مسجدی، مهدی اسدی لور صفحات 73-86

    سرریزهای زیگزاگی سازه هایی هستند که برای انتقال جریان های بزرگ در هدهای کم، طراحی می شوند. به عبارت دیگر، سرریزهای زیگزاکی نوع خاصی از سرریز غیرخطی بوده که به عنوان یک گزینه اقتصادی و فنی جهت کنترل جریان مورد استفاده قرار می گیرند. کاربری آنها زمانی است که افزایش ظرفیت سرریز از طریق افزایش عرض سرریز به دلیل شرایط توپوگرافی میسر نمی باشد. این نوع سرریزها ظرفیت تخلیه دبی بسیار بالایی دارند. با توجه به افزایش طول موثر و به دنبال آن افزایش راندمان تخلیه در این گونه سرریزها می توان از آن ها در سرریز سدها و یا سازه های تنظیم آب استفاده نمود. با توجه به اینکه تاکنون در خصوص بررسی ضریب دبی سرریز در حالت پلان قوسی مطالعات جامعی انجام نشده است لذا در این تحقیق مطالعاتی بر روی سرریزهای کنگره ای قوسی ذوزنقه ای با شعاع قوس و طول سیکل متفاوت انجام شد. آزمایشات متعددی با استفاده از روش مدل سازی فیزیکی جهت بررسی تاثیر نسبت عرض دماغه سیکل های کناری سرریز به عرض دماغه سیکل میانی (w2/w1) نسبت شعاع قوس به عرض سیکل میانی (R/w1) و نسبت طول سیکل سرریز به عرض سیکل میانی (B/w1) بر ضریب دبی سرریز، انجام گردید. این آزمایشات نشان دادند با کاهش نسبت عرض دماغه سیکل های سرریز (w2/w1)، ضریب دبی روند افزایشی تا 33 درصد از خود نشان می دهد.

    کلیدواژگان: سرریز زیگزاگی، سرریز قوسی ذوزنقه ای، نسبت عرض دماغه
  • آزیتا زند*، سحر ده یوری، معصومه ارفعی صفحات 87-98

    هدف تحقیق بررسی سازو کارهای موثر بر مدیریت بحران خشکسالی از دیدگاه کارشناسان وزارت جهاد کشاورزی استان البرز می باشد. تحقیق حاضر از نوع تحقیقات کاربردی و به روش توصیفی، همبستگی می باشد. جامعه آماری این تحقیق شامل 316 نفر از کارشناسان سازمان جهاد کشاورزی استان البرز بوده است. نحوه تعیین حجم نمونه براساس جدول کرجی و مورگان برابر 183 نفر محاسبه شده است و روش نمونه گیری به صورت تصادفی ساده با نسبت متناسب بوده است. آلفای محاسبه شده برای پرسشنامه تحقیق حاضر 80/0 می باشد. داده های تحقیق حاکی از آن است که متغیر عوامل مدیریتی حدود 4/32 ، متغیر عوامل اقتصادی حدود 31 درصد ، متغیر عوامل آموزشی حدود 5/28 درصد ومتغیر عوامل فرهنگی- اجتماعی حدود 5/30 درصد از تغییرات متغیر وابسته مدیریت بحران خشکسالی را تبیین می نماید. نتایج حاصل از تحلیل عاملی شناسایی راهکارهای مدیریت بحران خشکسالی در زمینه کشاورزی در استان البرز نشان داد که؛ راهکارهای سیاسی - حمایتی، راهکارهای مدیریتی، راهکارهای فنی، راهکارهای قانونی، راهکارهای آموزشی و راهکارهای اقتصادی به ترتیب اولویت عواملی هستند که بیشترین سهم را در تبین راهکارهای مدیریت بحران خشکسالی در زمینه کشاورزی در استان البرز از دیدگاه کارشناسان مورد مطالعه داشته اند. این عوامل مقدار 12/72 درصد از واریانس کل متغیرها را به خود اختصاص داده است.

    کلیدواژگان: خشکسالی، مدیریت بحران، سازو کار، کارشناسان وزارت جهاد کشاورزی، استان البرز
  • روزبه ریاضی*، محمود شفاعی بجستان صفحات 99-110

    در بسیاری از سازه‎های هیدرولیکی نیاز است تا انرژی جریان مستهلک گردد تا باعث فرسایش و یا تخریب سازه نگردد. در عمل روش های مختلفی جهت این امر وجود دارد که از جمله آنها پرش هیدرولیکی است. پرش هیدرولیکی در حالت های مختلفی از هندسه کانال و شرایط آن قابل وقوع است. در اثر پایین افتادن ناگهانی کف کانال که از آن به عنوان پله معکوس نیزنام برده میشود، طول پرش هیدرولیکی، اعماق مزدوج پرش، فشارهای هیدرودینامیکی در کف و دیگر مشخصات آن تغییر می کند. همچنین با استفاده از زبری در بستر حوضچه‎های آرامش از نوع پرش هیدرولیکی می توان طول پرش را کاهش داد. در این تحقیق شرایط پله معکوس با بستر زبر به صورت توام در پرش هیدرولیکی اعمال شده و تغییرات فشارهای هیدرودینامیکی در کف حوضچه آرامش مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج تجربی ارایه شده می‎تواند در طراحی حوضچه آرامش با پله معکوس و بستر زبر، بر اساس ضخامت دالهای بتنی مورد نیاز برای اطمینان از پایداری پوشش های کف، مفید واقع شوند.

    کلیدواژگان: حوضچه آرامش، پله معکوس، بستر زبر
  • محمد ریکی، امیر سعدالدین*، واحد بردی شیخ، چوقی بایرام کمکی صفحات 111-127

    هدف از تحقیق حاضر پیش بینی اثرات تغییر الگوی کشت بر سطح ایستابی و هدایت الکتریکی آبخوان آزاد در منطقه علی آباد استان گلستان از طریق به کارگیری رویکرد تلفیق شبکه های تصمیم بیزی است. به عنوان اولین گام چارچوب مدل مفهومی و نحوه ارتباط بین متغیرهای آن ترسیم شد و برای منطقه مورد مطالعه، سه سناریوی مدیریتی الگوی کشت (الگوی کشت وضع موجود، الگوی کشت با نیاز آبی بالا و الگوی کشت با نیاز آبی کم) تعریف شدند. احتمالات وقوع اولیه، جداول احتمال شرطی و احتمالات کل با استفاده از داده های مشاهداتی، نتایج مدل CROPWAT و نظرات کارشناسی تعیین شدند. برای اجرای مدل بیزی و آنالیز حساسیت مدل با دو معیار کاهش واریانس و واریانس باور از نرم افزار Netica استفاده شد. نتایج پیش بینی اثرات سناریوهای الگوی کشت نشان داد برای الگوی کشت با نیاز آبی کم، میزان احتمال وقوع سطح ایستابی با وضعیت افزایشی حدود پنج درصد نسبت به الگوی کشت وضع موجود افزایش خواهد یافت. همچنین برای الگوی کشت با نیاز آبی کم، میزان احتمال وقوع هدایت الکتریکی با وضعیت بهبود، حدود دو درصد نسبت به میزان احتمال آن در الگوی کشت وضع موجود، افزایش خواهد داشت. آنالیز حساسیت مدل بیزی نشان می دهد نیاز آبی نقشی تاثیرگذار در تغییر خصوصیات آبخوان آزاد دارد. نتایج حاکی از آن است که شبکه های تصمیم بیزی قادرند با پیش بینی و ارایه اثرات تغییر الگوی کشت بر خصوصیات کمی و کیفی آبخوان آزاد در یک محیط احتمالاتی به برنامه ریزان برای مدیریت بهتر منابع آبهای زیرزمینی کمک نمایند.

    کلیدواژگان: مدیریت الگوی کشت، مدیریت آبخوان آزاد، شبکه های تصمیم بیزی، نتیکا، منطقه علی آباد استان گلستان
  • علی نیکنام، محمد حیدرنژاد*، علیرضا مسجدی، امین بردبار صفحات 129-146

    مسئله آبشستگی یکی از مهمترین مسایل در بحث مهندسی رودخانه می باشد. سالانه تعداد بسیار زیادی از پل ها در سراسر جهان تخریب می شوند که عمدتا به دلیل عدم در نظر نگرفتن نقش هیدرولیکی در طراحی آنها می باشد. از جمله روش های کنترل و کاهش آبشستگی موضعی می توان از استفاده از زبری ها، طوق، صفحات مستغرق و شمع های حفاظتی نام برد. در پژوهش حاضر به بررسی تاثیر شمع های حفاظتی در کنترل و کاهش آبشستگی در اطراف پایه ی دوکی پرداخته شده است. نتیجه های پژوهش آزمایش ها نشان دادند با نصب 5 شمع با زاویه ی 30 درجه و با فاصله نسبی 5/0 (L/D)، شاهد 20 درصد کاهش آبشستگی نسبت به پایه ی دوکی بدون شمع می باشد. این کاهش آبشستگی به دلیل منتقل شدن رسوبات اطراف شمع به سمت پایه ی و جمع شدن رسوبات در وسط شمع ها و جلوی پایه ی دوکی می باشد. دلیل دیگر، تغییر رژیم جریان و کاهش سرعت و گردابه در جلوی پایه ی دوکی می باشد که این نیز به نوبه خود باعث کاهش آبشستگی شده است. همچنین افزایش سرعت نسبی (V/Vc) (سرعت جریان به سرعت بحرانی) از 54/0 به 95/0 به طور متوسط باعث افزایش آبشستگی به میزان 4/165 درصد شده است.

    کلیدواژگان: پایه ی پل، دوکی، شمع، آبشستگی
  • احسان اویسی، امید طیاری *، نوید جلال کمالی صفحات 147-164
    مقدمه

    وجود امواج مثبت می‌تواند باعث تخریب کناره‌ها، آبشستگی در کف و آسیب به سازه‌های موجود در مسیر مانند پایه پل‌ها گردد. از سویی دیگر، بقایای به جا مانده از تخریب پایه پل‌ها و نخاله‌ها در مسیر جریان موثر بر تغییرات سرعت‌ و نوسانات سطح جریان ناشی از این امواج بوده که نیاز به مطالعه دقیق دارد.

    روش

    در این پژوهش، به بررسی آزمایشگاهی تاثیر وجود پایه‌های پل به صورت کامل و تخریبی در تغییرات الگوی جریان به هنگام ایجاد موج مثبت در کانال‌های شیبدار و افقی پرداخته شده است. بدین منظور برای برداشت داده‌های سه بعدی سرعت جریان از دستگاه سرعت‌سنج  ADV استفاده شده است. ضمنا دستگاه سرعت‌سنج PIV نیز در مقایسه با نتایج داده‌های ADV مورد استفاده واقع شده است. برای اندازه‌گیری عمق جریان نیز عمق‌سنجی با چهار probe مجزا در کانال افقی و شیبدار به کار رفته است.

    یافته ها

    نتایج حاصل، بیانگر تشکیل موج نوسانی در کانال افقی و موج نوسانی و شکننده در کانال شیبدار می‌باشد. در کانال شیبدار، بیشینه افزایش سرعت مربوط به استقرار دو پایه بوده که 34.93 درصد نسبت به همین حالت در کانال افقی افزایش داشته است. ضمن اینکه تغییرات تراز متوسط آب در اثر شیبدار شدن کانال در حالت‌های بدون المان، المان تخریبی، کامل و ترکیبی به ترتیب برابر با: 31.66، 32.70، 29.88 و 27.40 درصد می‌باشد. علاوه بر این، مقادیر تنش برشی رینولدزی نیز در کانال شیبدار، 7.6، 3.57، 1.38 و 1.68 برابر کانال افقی محاسبه شده است.

    نتیجه گیری

    موج مثبت ایجاد شده در کانال افقی در کل طول کانال از نوع موج نوسانی بوده اما در حالتی که کانال شیبدار می‌باشد، این موج نوسانی در فاصله 1.5 متری تا رسیدن به ابتدای کانال، به صورت موج شکننده تغییر وضعیت می‌دهد. به همین دلیل تمهیدات لازم برای پیشگیری از خرابی‌های احتمالی در کانال‌های شیبدار توسط مهندسین هیدرولیک باید در نظر گرفته شود تا آسیب‌های احتمالی در این کانال‌ها به حداقل کاهش یابند.

    کلیدواژگان: موج مثبت، پایه پل، مدل آزمایشگاهی، Particle Image Velocimetry، Acoustic Doppler velocimetry
|
  • Behzad Rahnama, Nilufar Najafi Toohkhoshkeh, Farzin Nasiri Saleh *, Majid Koosheshi, Reza Rafiei Atani Pages 1-20

    This study focuses on developing a conceptual socio-hydrologic model to simulate community response and hydrology interactions in the Tashk and Bakhtegan lakes basin. There is a sharp decline in lake water levels due to agricultural development in upstream areas of Tashk and Bakhtegan lakes, along with droughts that occurred in the 2000s. This study demonstrates the potential of socio-hydrology modeling to describe complex human-water systems applying simple concepts and relationships. For the sociological module, two variables of community sensitivity and behavioral response have been chosen. For the hydrological module, the developed water balance model for dry catchments has been used. It is assumed that changes can be different in human priorities and community sensitivities in the upstream and downstream residents of the basin due to the basin extent and the differences in the region. The time period of the study is between 1996 and 2013. The results showed that the perceived level of threat to a community’s quality of life is low in the upstream sub-region of the basin, which has more rainfall and water resources. As a result, the preferences of its residents are toward using more water and land resources. But in the downstream sub-region of the basin, people have shifted their preferences for using less water and land resources, especially with environmental problems and scarcity of water resources causing a high level of threat to their quality of life.

    Keywords: Socio-hydrology, Community sensitivity variable, behavioral response, Tashk- Bakhtegan basin
  • Bakhtiar Karimi *, Nazir Karimi Pages 21-38

    Subsurface drip irrigation (SDI) is widely used in arid and semi-arid regions due to water saving. In order to investigate the moisture distribution pattern in SDI, the laboratory experiments were carried out in a transparent plexy-glass tank (0.5m *1.22m * 3m) using three different soil textures (i.e. medium, heavy and fine). The drippers were installed at 2 different soil depths (15cm and 30 cm). The emitter outflows were considered as 2, 4 and 4 lit/hr. Also, these experiments were carried out for two continuous and pulse irrigation systems. In pulse irrigation, the pulse cycles were considered 30-30, 20-40 and 40-20 min. The first number was the irrigation time (on) and the second number was the rest time (off) of the system in each cycle. The results of this research showed that moisture advance front with increasing the rest time move more horizontally for SDI with pulsed flow. Also, horizontal distribution of wetted front (for the same water volume of at the end of irrigation) for low emitter discharges was more than emitter with high outflow rate. As well as, the maximum depth of wetted front was related to emitters with higher discharge rate in the light texture, and in heavy texture is related to lesser outflow rate. The results showed that the horizontal distribution for pulse irrigation (20-40) was more than two other pulses (40-20 and 30-30) and continuous application.

    Keywords: Continuous Irrigation, Irrigation Management, Pulse Irrigation, Subsurface Drip Irrigation, Wetted Bulb
  • Amin Davarpanah, Mohammad H. Vahidnia * Pages 39-56

    Routing is one of the most sensitive parts of the design of power transmission lines. Any mistake in choosing a route can lead to high costs or costs for regional water companies at runtime or line operation. In this research, to solve the problem of determining the optimal route of water pipelines using spatial analysis, a multi-criteria decision making and raster-based shortest path algorithm were used from Ardak to Mashhad. For this purpose, firstly, the effective parameters in determining the route, including slope, geology, land use, residential areas, Waterways, roads, faults, and protected areas were determined and after weighting processes in AHP, TOPSIS and Fuzzy Logic methods, overlaid in the form of information layers in the GIS environment in order to generate cost mapping. Then, using the lowest cost algorithm in raster, the optimal path was determined. Finally, a comparison was made between the traditional way provided by the consultant and the proposed route with the lowest cost algorithm. The paths obtained from the lowest cost algorithm based on AND, GAMA, AHP, and TOPSIS were equal to 44.798, 46.755, 45.731, and 45.531 km, respectively. On the advised paths of the consultant, Route 1 has a length of 72.306, a suggested track 2 has a length of 63.108 and the third one was 48.690. Finally, the TOPSIS route model was selected as the best route due to the consideration of the forbidden areas.

    Keywords: Optimal Route, Water Transfer, Multi-criteria decision making, least cost path in raster
  • Marzieh Mohamadi Ghanatghestani *, Mehdi Ghomeshi Pages 57-71

    Basically, dense flow is a two-phase flow that occurs due to the movement of a fluid in a different fluid of different densities. Laboratory research has been carried out on physical and hydraulic models of the Faculty of Engineering Sciences of Shahid Chamran University of Ahwaz. Flume contains three successive bends with three different relative curvature radiuses: r/b=2, 4 and 6, 8.5 m length, 20cm width and 70cm height and a mobile bed type of Polyastailen cover the bed. The results show, increasing the concentration of the inlet current, the flow velocity of the body flow increases on a mobile bed. The rate of increase in velocity depends on changes in the form of the bed the flow rate of the body will be reduced to about 19%. The velocity of the forehead has increased in the conditions of the mobile bed by forming the form of the bed. Also the elevation of the interface at the outer bank is in every case greater than the one at the inner bank. Due to increasing the relative curvature radius decreases elevation of the interface and transverse interfacial slopes. The maximum and minimum super elevations occur in r/b =2 and6, respectively. the transverse velocity decreases and the velocity increases in direct direction, which plays a significant role in reducing the slope of the water surface and the difference in height. Hence, the difference between the level of water in the third arc is very small.

    Keywords: density current, Mobile Bed, Relative of Radius of Curvature, Super Elevation, Velocity profile
  • Jamal Fili, Alireza Masjedi, Mahdi Asadi Lor Pages 73-86

    Labyrinth weirs are structures designed for transferring large flows at low heads. In other words, labyrinth weirs are a particular type of nonlinear weirs used to control a flow as an economic and technical option. They are used when it is not possible to increase the capacity of a weir through increasing its width due to topographic conditions. These types of weirs enjoy a very high discharge capacity. As these types of weirs increase the effective length and following that the discharge efficiency, they can be used as dam weirs or water regulation structures. Considering the fact that there have been no comprehensive studies so far to investigate the weir discharge coefficient when the weir has a curved plan, in this research, some studies were conducted on trapezoidal arced labyrinth weirs with different arc radii and cycle lengths. Numerous experiments were performed using the physical modeling method to investigate the effect of the ratio of the inside apex width of the side weir cycles to the inside apex width of the middle weir cycle (w2/w1), the ratio of arc radius to the width of the middle weir cycle (R/w1), and the ratio of the length of a weir cycle to the width of the middle weir cycle (B/w1) on the weir discharge coefficient. The experiments revealed that by decreasing the inside apex width ratio of the weir cycles (w2/w1), the discharge coefficient shows an increasing trend up to 33%.

    Keywords: labyrinth weir, arced trapezoidal weir, apex width ratio
  • Azita Zand *, Sahar Dehyouri, Masomeh Arfaee Pages 87-98

    The purpose of this study was to investigate the effective mechanisms of drought crisis management from the viewpoint of the experts of the Ministry of Jihad-e-Agriculture of the province of Alborz. The present research this is a descriptive-correlational research. The statistical population of this research was 316professional agent from the Jihad-e-Agriculture Organization of Alborz Province. The sample size selected based on the Morgan and Morgan table of 183 people, and the sampling method was proportional to the simple random sampling method. The calculated alpha for the research questionnaire is 0.80. .The research data indicate that the variables of managerial factors are about 32.4, the variables of economic factors are about 31%, the variables of educational factors are about 28.5% and the variables of socio-cultural factors account for about 30.5% of the changes in the dependent variable of drought crisis management. The results of Factor Analysis of Drought Crisis Management Solutions in the field of agriculture in Alborz province showed that political-supportive strategies, management solutions, technical solutions, legal solutions, educational strategies and economic solutions are the priorities of the factors that have the highest share in the explanation. Drought crisis management strategies in the field of agriculture in Alborz province have been studied by experts. These factors account for 72.12% of the variance of all variables.

    Keywords: Drought, crisis management, Mechanism, experts of Ministry of Jihad-e-Agriculture, Alborz Province
  • Roozbeh Riazi*, Mahmood Shafaei-Bajestan, Heydar-Ali Kashkuli Pages 99-110
    Introduction

    In many types of hydraulic structures, a considerable portion of the kinetic energy of the flowing water must be dissipated to prevent erosion of the channel downstream from structure. Various methods of energy dissipation have been used to achieve tranquil flow conditions. One of the most effective means of accomplishing the required energy dissipation is a hydraulic jump. The hydraulic jump can assume several different forms depending on the geometry of the channel boundaries.

    Methods

    A negative step with abrupt drop can change length of jump, sequent depths, hydrodynamic forces and other characteristics of the hydraulic jump. Also using Bed Roughness in stilling Basins is an effective method to increase jump efficiency and decrease jump length. In the present study, combination of rough bed and negative step is used to check the effect of this combination on hydrodynamic forces in stilling basins.

    Findings

    The results showed that the most critical area in terms of maximum hydrodynamic forces and cavitation in this type of stilling basins can be find in 10.44 <x / y1 <13.43. Where x is the distance from the beginning of the jump and y1 is the initial depth of the jump. It is also found that Pressure fluctuations increase at a certain distance from the edge of the jump and then it will decrease to lowest level. The experimental results here is reported, may be helpful in designing of stilling basins with negative step and roughed bed. Also, can be used for particular reference to the thickness of the concrete slabs required to ensure the stability of the linings.

    Keywords: Stilling Basin, negative step, Roughened Bed
  • Mohammad Riki, Amir Sadoddin *, Vahedberdi Sheikh, Choghibayram Komaki Pages 111-127

    The aim of this research is to predict the effects of cropping pattern changes on the water table level and electrical conductivity of an unconfined aquifer in the Ali-Abad region using a Bayesian Decision Network (BDN) as an integrated approach. A conceptual model framework illustrating the relationship among variables in the system was developed and three management scenarios of crop pattern (current condition, high water demand crops, and low water demand crops) were considered for the study area. Marginal probability, Conditional Probability Tables (CPTs) and total probabilities were characterized using observed data, results of CROPWAT model simulation, and expert knowledge. The Netica software was used to run the Bayesian model and to analyze the sensitivity of the model with two criteria namely reduction of variance and belief variance. The analysis shows that the probability of groundwater depletion occurring for low water requirement crops will be about five per cent less than that in the current condition. The probability of improvement in electrical conductivity for low water requirement crops will be about two per cent greater than that for the current crop pattern. The sensitivity analysis of the Bayesian model shows that the water requirement of crops plays an important role in unconfined aquifer's characteristics. The results demonstrate that the BDNs are capable to help planners for improved management of groundwater resources by predicting and displaying the effects of crop pattern changes on the quantitative and qualitative characteristics of unconfined aquifers in a probabilistic context.

    Keywords: Crop pattern management, unconfined aquifer management, Bayesian Decision Networks (BDN), Netica software, the Ali-Abad region (Golestan Province)
  • Ali Niknam, Mohammad Heidarnejad *, Alireza Masjedi, Amin Bordbar Pages 129-146

    Scour is among the most critical topics in river engineering. A large number of bridges around the world are destructed mainly due to ignoring the hydraulic function in the design of bridges. The use of roughness, collars, submerged plates, and protective piles are among the methods for controlling and reducing local scouring. This study investigated the effect of protective piles in controlling and reducing scouring around spindle-shaped piers. According to the experimental results, by installing 5 piles at an angle of 30˚ with a relative distance (L/D) of 0.5, scouring decreased by 20% relative to the pile-less spindle-shaped pier. This scour reduction can be attributed to the transport of sediments around the pile toward the pier and accumulation of sediments in the middle of piles and in front of the spindle-shaped pier. The other factor reducing local scour is the change in the flow regime and reduced velocity and vortices in front of the spindle-shaped pier. Moreover, as the relative velocity (V/Vc, the ratio of the flow velocity to the critical velocity) increased from 0.54 to 0.95, scouring increased by 165.4% on average. The water flow colliding the spindle-shaped pier and the formation of a downward flow cause scouring. An increase in the flow velocity also increases the vertical velocity and vortices and thereby scouring. The mathematical model simulated by Flow-3D is consistent with the physical model showing an acceptable error rate of 4.3%.

    Keywords: Spindle-shaped bridge base, pile, Scour
  • Ehsan Oveici, Omid Tayari*, Navid Jalalkamali Pages 147-164
    Introduction

    The presence of positive surges can cause bank destruction, bed scouring, and damages to structures such as bridge piers installed on the path. On the other hand, the remains and bridge pier destruction waste on the path affect velocity variations and flow surface fluctuations resulting from these surges and require careful investigations.

    Methods

    This study comprises an experimental analysis of the effect of present damaged and undamaged bridge piers on flow pattern variations during the generation of positive surges in sloped and horizontal channels. To this aim, ADV was utilized to help collect three-dimensional flow velocity data. Moreover, PIV was used to help make a comparison with ADV data results. Four distinct probes were incorporated for bathymetry in the horizontal and the sloped channels.

    Findings

    The obtained results were indicative of non-breaking undular surges generated in the horizontal channel and non-breaking and breaking undular surges formed in the sloped channel. In the sloped channel, the maximum velocity increase occurred with installation of two piers, which showed a 34.39% increase compared to that under the same conditions in the horizontal channel. Furthermore, the average water level variations due to the slope of the channel in cases without an element, with a damaged element, with an undamaged element, and with a combination of damaged and undamaged elements were respectively equal to 31.66, 32.70, 29.88, and 27.40%. In addition, the Reynolds shear stress values were also calculated in the sloped channel to be 7.6, 3.57, 1.38, and 1.68 times those in the horizontal channel.

    Keywords: Agriculture, Water well, Conflict perception, Conflict management