فهرست مطالب

نشریه مهندسی آب
سال هشتم شماره 1 (بهار 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/03/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • حامد عبدالهی آرپناهی، حسین اسلامی* صفحات 1-11

    آبهای سطحی یکی از منابع اصلی در تامین آب کشاورزی می باشد. از این رو شناخت و آگاهی از کیفیت آب رودخانه ها و پهنه بندی آنها بر اساس کمیت عناصر مختلف ما را در اتخاذ تصمیمات مدیریتی و کاهش آلودگی آبها یاری خواهد کرد. هدف از این تحقیق پهنه بندی کیفی رودخانه کارون در استان خوزستان در بازه مسجدسلیمان تا اهواز با استفاده از منطق فازی و تحلیل سلسله مراتبی (FAHP) می باشد. به همین منظور از پارامترهای کیفی شامل: کلراید (CL)، نسبت جذب سدیم (SAR)، هدایت الکتریکی (EC)، سدیم (Na)، و کل جامدات حل شده (TDS) در تاریخ آبان ماه سال 1397 استفاده شد. ابتدا پارامترهای کیفی با استفاده از روش درونیابیIDW پهنه بندی گردیدند. سپس هر یک از نقشه های بدست آمده با استفاده از تابع عضویت خطی افزایشی فازی گردیدند آنگاه با تهیه پرسشنامه، مقایسه زوجی بین پارامترها بر اساس نقش این پارامترها در تعیین کیفیت آب جهت مصرف کشاورزی و بر اساس روش AHP ضرایب وزنی هر یک از پارامترها بدست آمد. از ضرب ضرایب وزنی در لایه های فازی و تلفیق آنها، نقشه پهنه بندی جهت مصرف کشاورزی بدست آمد. نتایج نشان می دهد ایستگاه های گتوند، عرب اسد، چشمه سد شهید عباسپور و گرگر شوشتر برای مصرف کشاورزی بسیار مناسب می باشند. ایستگاه های اهواز و ملاثانی برای مصرف کشاورزی در منطقه مناسب قرار گرفتند و ایستگاه های ولی آباد و تنگ دولاب جهت مصرف کشاورزی در مکان بسیار نامناسب قرار گرفتند.

    کلیدواژگان: سیستم های اطلاعات جغرافیایی، فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی، رودخانه کارون، کیفیت آب
  • مسلم کیانپور برجویی راکی، احسان دریکوند* صفحات 12-22
    رودخانه کارون پرآب ترین و طولانی ترین رودخانه کشور است که به علت وجود مراکز متعدد صنعتی و زمینهای کشاورزی و شهرهای بزرگ در حاشیه آن، موقعیتی راهبردی در منطقه غرب و جنوب غربی ایران داشته و پایش بهینه کیفیت آب آن یک ضرورت ملی است. بدین منظور در تحقیق حاضر، کیفیت این رودخانه با استفاده از پارامترهای شمیایی, T.D.S T.H، So4، CL، Ca، HCO3 Na, وMg در نه ایستگاه کیفیت سنجی تغییرات کیفیت آب رودخانه کارون در بازه زمانی 1396/12 تا 1397/06 بررسی گردید. سپس با روش IDW به پهنه بندی کیفی پارامترهای شیمیایی آب نموده با توجه به شاخص های کنترل کیفیت آب مانند شاخص شولر کیفیت هر یک از آنها برای مصرف شرب تعیین شد. طبق تقسیمات دیاگرام شولر کیفیت ایستگاه سد شهید عباسپور در این بازه زمانی از قابل قبول به عالی تبدیل شد، چشمه سد شهید عباسپور، گرگر، عرب اسد و گتوند در محدوده کیفیت قابل قبول قرار دارند و ایستگاه ولی آباد از نامناسب به کاملا نامناسب، ایستگاه تنگ دولاب از محدوده کاملا نامناسب به غیر قابل شرب تبدیل شده است. در واقع کاهش میزان آب در شهریور ماه باعث افزایش املاح در دو ایستگاه تنگ دولاب و ولی آباد گردیده است.
    کلیدواژگان: رودخانه کارون، کیفیت آب، شولر، GIS
  • انسیه ازگلی، یونس نوراللهی*، رضا ارجمندی، علی محمدی صفحات 23-41

    از آنجاکه شرکت های آب و فاضلاب به عنوان یکی از مصرف کنندگان بارز انرژی در حوزه صنایع شهری مطرح می باشند، سهم قابل توجهی در افزایش تقاضای انرژی الکتریکی و به تبع آن افزایش بار نیروگاه های تامین کننده برق شهرها دارند. هدف این مطالعه، ارایه یک رویکرد نوین ارزیابی در به کارگیری انرژی خورشیدی در صنعت آب و فاضلاب می باشد. از اینرو، ضمن ارزیابی میزان برق مصرفی مناطق شش گانه شرکت آب و فاضلاب تهران به عنوان مورد مطالعاتی، ظرفیت های نصب و بهره گیری از سیستم های فوتوولتاییک در این شرکت مورد بررسی قرار گرفته است. در پژوهش حاضر، توابع هدف عبارتند از هزینه-های مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای؛ همچنین پتانسیل انرژی خورشیدی، نرخ رشد جمعیت و میزان مصرف آب به عنوان مهمترین متغیرهای مستقل و مصرف پیش بینی شده برق، مالیات کربن و قیمت فروش برق نیز متغیرهای وابسته درنظر گرفته شده اند. نتایج این تحقیق که برمبنای استفاده از توسعه مدل رگرسیون می باشد، نشان از افزایش میزان مصرف و هزینه های برق به ترتیب 5/1 و 3 برابر، در این بازه زمانی دارد. به منظور محاسبه میزان انتشار گازهای گلخانه ای، سه سناریو با جایگزینی 5، 20 و 30 درصد از برق مورد نیاز شرکت بوسیله سیستم های فتوولتاییک، پیاده سازی و نتایج آن ها مقایسه شد. کاهش انتشار CO2 ناشی از تولید 30% از برق مصرفی با انرژی خورشیدی، به میزان 26,712 هزار تن، برآورد شده است. از سوی دیگر، وضع مالیات به میزان بیش از 10 دلار به ازای انتشار هر تن CO2، منجر به تغییر الگوی مصرف و کاهش 5,987,086 دلار هزینه های مصرف برق در این صنعت خواهد شد.

    کلیدواژگان: گازهای گلخانه ای، مدل پیش بینی، مصرف برق، انرژی خورشیدی، مالیات کربن
  • سید رضا موسوی، عادل براتی*، امیرعباس کمان بدست صفحات 42-51

    سرریز نیلوفری یکی از انواع سرریزها است که در مواقعی که امکان استفاده از سایر سریزها فراهم نباشد از آن استفاده می شود. با شروع استغراق و ایجاد افت جریان و نیز شدت یافتن جریان های چرخشی، کارایی سرریز به شدت افت کرده و ارتفاع آب مخزن افزایش می یابد و باعث افزایش احتمال آسیب دیدن سد بر اثر عدم توانایی تخلیه جریان های بزرگ می شود. افزایش آستانه ی استغراق سرریز، امکان عبور جریان های بزرگ تر ،بدون استغراق و بروز پیامدهای منفی آن را فراهم می کند. به منظور بررسی تاثیر گرداب شکن در افزایش آستانه ی استغراق، تعداد 199 آزمایش بوسیله مدل فیزیکی روی سرریزهایی بامقطع مربعی و دایره ای در حالتهای مختلف تعداد و زاویه گرداب شکن انجام شد. نتایج نشان داد در سرریز مربعی با افزایش تعداد (بهترین حالت 8 تیغه)، یا کاهش زاویه تیغه ها (بهترین حالت30 درجه) آستانه استغراق افزایش می یابد. در سرریز دایره ای با افزایش تعداد (بهترین حالت 8 تیغه)، یا افزایش زاویه تیغه ها (بهترین حالت90 درجه) آستانه استغراق افزایش می یابد. در همه ی حالتهای تعداد و زاویه تیغه ها، میزان افزایش آستانه استغراق در سرریز دایره ای بیشتر از مربعی است ولی مقادیر آستانه ی استغراق در سرریز مربعی در همه حالتها بیشتر می باشد. .همچنین در هر دو سرریز زاویه تیغه ها بیشتر از تعداد آنها بر آستانه استغراقت اثیر می گذارد.

    کلیدواژگان: سرریز نیلوفری، آستانه ی استغراق، گرداب شکن، مقطع مربعی، زاویه
  • محمدسعید نظریان، محمد حسین پورمحمدی* صفحات 52-61

    آب زمانی که وارد تنداب می شود رفته پرسرعت شده و در پایین تنداب دارای سرعت زیادی می گردد . به طوری که جریان فوق بحرانی شده و انرژی جنبشی مخربی را دارا می شود . لذا جهت حفظ عوارض طبیعی پایین دست سرریزها اعم از رودخانه ها و بدنه سدها باید این انرژی مستهلک شود. محققان برای دستیابی به این مهم در صدد ایجاد مستهلک کننده های انرژی کوشیدند . ازجمله آنها حوضچه های آرامش می باشد .مکانیزم حوضچه آرامش به گونه ای است که در یک فاصله کوتاه ایجاد پرش هیدرولیکی می نماید و سپس از تماس با متعلقات موجود اعم از بلوک های آرام کننده ، دیواره های ییوسته ، دیواره های روزنه دار به مستهلک کردن انرژی حاصل از تنداب و سپس پرش هیدرولیکی کمک نمایند. افراد زیادی در زمینه دیواره های روزنه دار و پیوسته بصورت تک یا زوج دیواره با لحاظ نمودن شرایط جریان و ابعاد هندسی متفاوت کوشیدند. لذا تصمیم گرفته شد تا با بررسی استفاده توامان از زوج دیواره روزنه دار و پیوسته نسبت به کنترل پرش هیدرولیکی با هدف 1-کم کردن عمق ثانویه 2- افت انرژی نسبی اقدام شود. به این منظور با مدل کردن نرم افزاری یک دیواره پیوسته به ابعاد 1×13×80 سانتیمتر و یک دیواره روزنه دار به ابعاد 1×7×80 سانتیمتر با فاصله بهینه در نرم افزار FLOW 3D به بررسی موضوع پرداخته شد. نتیجه ای که حاصل شد استفاده از یک دیواره روزنه دار و یک دیواره پیوسته نسبت به دیگر سناریوها اتلاف انرژی بیشتری داشت .

    کلیدواژگان: پرش هیدرولیکی، حوضچه آرامش، دیواره پیوسته، دیواره روزنه دار
  • امین جوبند، محمدحسین پورمحمدی* صفحات 62-71

    برداشت آب همیشه در زمان بهره برداری به واسطه روش های انتقال آب و قوانین هیدرولیکی و هیدرولوژیکی با مشکلاتی مواجه بوده است که مهمترین آن رسوب گذاری بستر در دهانه های آبگیر و کانال آبگیر می باشد. یکی از روش های کنترل رسوب وارده به آبگیر جانبی استفاده از صفحات مستغرق است ، صفحات مستغرق قطعات کوچکی از جنس های مختلف هستند که در زاویه ای کم نسبت به جهت جریان (10 تا 30 درجه) قرار میگیرند که در اثر ایجاد جریان گردابی عمود بر جهت جریان در لایه های بستر موجب آبشستگی اطراف و پایین دست صفحه شده و چاله ای در رسوب بستر علاوه بر ایجاد کانال عبور رسوبات به پایین دست ایجاد می کند .آبشستگی اطراف صفحات علاوه بر کاهش عملکرد آنها باعث تغییر شرایط هیدرولیکی و ورود رسوب بیشتر در آبگیر میشود که بررسی میزان آن در انتخاب شکل بهینه هم موجب بالا رفتن طول عمر وزمان بازدهی صفحه و هم کنترل رسوب بیشتر می شود در این مقاله با استفاده از مدل سازی عددی با نرم افزار CCHE 2D برای 5 شکل هندسی صفحات مستغرق در چهار عدد فرود 45/0 ، 55/0 ، 6/0 و 66/0 براساس کار آزمایشگاهی داوودی و همکاران (1394) شبیه سازی شده با این تفاوت که علاوه بر شکل مستطیلی 4شکل اصلاح شده نیز بررسی که هدف اندازه گیری میزان آبشستگی اطراف این صفحات به منظور شناسایی اثر اصلاح ساختار هندسی در کاهش آبشستگی می باشدکه صفحات B3 و بعد از آن B4 بهترین عملکرد را داشتند.

    کلیدواژگان: اصلاح ساختار، صفحات مستغرق، آبگیر جانبی، آبشستگی
  • مصطفی منصوری صفحات 72-83

    در این تحقیق به بررسی تغییرات طول کف بند بر عمق آبشستگی پایین دست کالورت پرداخته شده است. به این منظور با آزمایش بر روی کف بند با طول های متفاوت به انجام آزمایش در این زمینه پرداخته شد. با توجه به نتایج مشاهده گردید در فرود ذره 2 به ترتیب 22% ، 33% و 66%  و کفبند در فرود ذره 5/2 به ترتیب 15% ، 20% و 40%  و در فرود ذره 3 به ترتیب  20% و 25%  و 31%  عمق آبشستگی را کاهش داده اند. این امر نشان داد که تغییرات طول و مشخصات کف بند بر عمق آبشستگی پایین دست کالورت تاثیر مثبت دارد.

    کلیدواژگان: آبشستگی، کفبند، کالورت، فرود ذره
|
  • Hamed Abdolhi Arpanahi, Hossein Eslami * Pages 1-11

    Surface water is one of the main sources of agricultural water supply. Therefore, understanding and understanding of the water quality of rivers and their zoning based on the quantity of different elements will help us to make management decisions and reduce water pollution. The purpose of this research is qualitative zoning of Karun River in Khuzestan province in Masjed Soleiman to Ahvaz using fuzzy logic and hierarchical analysis (FAHP). For this purpose, qualitative parameters including: chloride (CL), sodium sorption ratio (SAR), electrical conductivity (EC), sodium (Na), and total dissolved solids (TDS) were used in November 1977. Qualitative parameters were first zoned using IDW interpolation method. Then, each of the obtained maps were fuzzy incremental linear membership function. Then, by preparing a questionnaire, paired comparisons between parameters based on the role of these parameters in determining water quality for agricultural consumption and based on AHP method, weight coefficients of each parameter were obtained. Came. Multiplying the weighting coefficients in the fuzzy layers and combining them, obtained a zoning map for agricultural use. The results show that the Gotvand, Arab Asad, Shahid Abbaspour and Gargar Shushtar stations are very suitable for agricultural use. Ahwaz and Malasani stations were located in a suitable area for agricultural use and Valiabad and Tang Dolab stations were located in a very unsuitable location for agricultural use.

    Keywords: GIS, Fuzzy Hierarchy Process, Karun River, Water Quality
  • Moslem Kianpoor Barjooi Raki, Ehsan Drikvand * Pages 12-22
    Karun River is the most watery and longest river in the country, which has a strategic position in the western and southwestern regions of Iran due to the existence of numerous industrial centers and agricultural lands and large cities on its shores, and optimal monitoring of water quality is a national necessity. For this purpose, in the present study, the quality of this river was investigated using chemical parameters, TDS TH, So4, CL, Ca, HCO3 Na, and Mg in nine quality measuring stations of water quality changes in Karun river in the period 12/13/2017 to 06/06/2017. . Then, by IDW method, the chemical zoning of water chemical parameters was determined and according to water quality control indicators such as Schuler index, the quality of each of them was determined for drinking consumption. According to Schuler diagram divisions, the quality of Shahid Abbaspour Dam station has changed from acceptable to excellent during this period. Tang Dolab has turned from a completely unsuitable range into non-drinkable. In fact, the decrease in the amount of water in September has caused an increase in solutes in Tang Dolab and Vali Abad stations.
    Keywords: Karun river, Water Quality, Schuler, GIS
  • Ensieh Ozgoli, Younes Noorollahi *, Reza Arjmandi, Ali Mohammadi Pages 23-41

    Since water and wastewater companies are one of the significant energy consumers in urban industries, there is a substantial share to increase electricity demand and as a result, increasing the power plants load. The purpose of this study is to present a new evaluation approach for using solar energy in the water and wastewater industry. Therefore, while consideration of the energy consumption in the six regions of Tehran Water and Wastewater Company, requirements for the installation and operation of photovoltaic systems in this company has been investigated. In the present study, the objective functions are energy consumption costs and greenhouse gas emissions; Also, solar energy potential, increasing population rate and water consumption are the most important independent variables and forecasted electricity consumption, carbon tax, and electricity sales price are also dependent variables. The results of this study, which can be based on using the regression model, show that the increase in electricity consumption and costs are 1.5 and 3 times in this period, respectively. To calculate the amount of greenhouse gas emissions, the three scenarios are implemented and compared with the replacement of 5, 20, and 30% of the company required electricity by photovoltaic systems. The reduction in CO2 emissions due to the production of 30% of electricity consumption with solar energy, amounted to 26,712 thousand tons. On the other hand, taxing more than $ 10 per ton of CO2 emissions changes the consumption pattern and reduces the cost of electricity consumption in this industry by $ 5,987,086.

    Keywords: Greenhouse Gases, Prediction model, Electricity consumption, Solar Energy, Carbon tax
  • Seyyed Reza Mousavi, Adel Barati *, AmirAbbas Kamanbedast Pages 42-51

    Morning glory spillway, is one of the spillways and used when it is not possible to use any other spillways. With the onset of Submergence and flow Loss, and circulation flows intensify, Spillway performance decrease severely and the height of water in the reservoir increases and Risk of dam damage, caused by the lack of spillway ability of great flow discharge, rises. The increase of the Submergence threshold provide ability of greater flow discharging, without Spillway submergence and its negative consequences. Anti-vortex piers, in addition to correcting circulation and vortexes, may also be effective in increasing the Submergence threshold. To investigate the effect of Anti-vortex piers on submergence threshold, 199 experiments were performed with the physical model on spillways with square and circular inlet section in different modes of number and angle of anti-vortex piers. Results show that in the square spillway, increasing the number (Best mode, 8 piers) or decreasing the angle of Anti-vortex piers (Best mode, 30o), increase the Submergence. In the circular spillway, increasing the number (Best mode, 8 piers) or the angle of Anti-vortex piers (Best mode, 90o), increase the Submergence. At all modes of numbers and angles of piers increasing of submergence threshold in the circular spillway is more than square spillway, But submergence threshold values at all modes in the square spillway is greather. Also, in both spillways the angle of piers more than the number of them affect the submergence threshold.

    Keywords: Morning glory spillway, Submergence threshold, Anti-vortex piers, Square spillway, discharge coefficient
  • MOHAMMADSAEED NAZARIAN, MOHAMMADHOSSEIN PURMOHAMMADI * Pages 52-61

    When water enters the tondab, it goes fast and has a high speed at the bottom of the tandab. So that the current becomes supercritical and has destructive kinetic energy. Therefore, in order to maintain the natural effects downstream of overflows, including rivers and dams, this energy must be consumed. To achieve this, researchers have sought to create energy dissipators. Among them are relaxation pools. The mechanism of relaxation pool is such that it creates a hydraulic jump in a short distance and then from contact with existing accessories such as calming blocks, just walls, perforated walls to wear out. The energy from the tornado and then the hydraulic jump will help. Many people have tried to use perforated and continuous walls individually or in pairs with different flow conditions and geometric dimensions. Therefore, we decided to control the hydraulic jump by examining the simultaneous use of a pair of perforated and continuous walls with the aim of 1- reducing the secondary depth 2- relative energy loss. For this purpose, by software modeling, a continuous wall with dimensions of 80*13*1 cm and a perforated wall with dimensions of 80*7*1 cm with an optimal distance in FLOW 3D software have been investigated. The result was that using a perforated wall and a continuous wall wasted more energy than other scenarios.

    Keywords: hydraulic jump, Relaxation pool, Continouous wall, Perforated wall
  • AMIN JOOBAND, MOHAMMADHOSSEIN PURMOHAMMADI * Pages 62-71

    Withdrawal of water from subsurface and surface sources There are always problems when using the water transfer method and hydraulic and hydrological rules, the most important of which is closing the mouth of your catchment and catchment channel. One of the methods of controlling sediment entering the lateral catchment is the use of submerged plates. Submerged plates are small pieces of different genders that are placed at a low angle to the flow (10 to 30 degrees), which creates a vortex flow perpendicular to The direction of flow in the bed layers compresses the water and causes the plate and tea to fall down in the bed sediment. It is created to create a channel for the passage of sediments downstream. In addition to reducing their performance, scouring around the plates changes the hydraulic conditions and more sediment enters the reservoir. Examining its amount in selecting the optimal shape increases both the life and efficiency of the plate and more sediment control. Numerical construction with CCHE 2D software for 5 geometric shapes of submerged plates in four landing numbers 0.45, 0.55, 0.6 and 0.66 based on the laboratory work of Davoodi et al. (2015) is simulated with the difference that in addition Rectangular shape 4 Modified shapes are also examined that the purpose of measuring the amount of scour around these plates in order to identify the effect of modifying the geometric structure in reducing scour that plates B3 and then B4 had the best performance.

    Keywords: Reform, Submerged pages, Lateral Intake, Scouring
  • Mostafa Mansuri Pages 72-83

    This research investigates changes in the length of the apron on the scour depth of Culvert downstream. So the experiments were conducted on the apron with different lengths. Results of the study revealed that the depth of scouring has reduced in particle Froude 2 to 22%, 33%, and 66%; and apron in particle Froude 2.5 to 15%, 20%, and 40%; and in particle Froude 3 to 20%, 25%, and 31%, respectively. It shows that length changes and characteristics of apron have positive effects on the scour depth of Culvert downstream.

    Keywords: Scour, apron, culvert, particle Froude