فهرست مطالب

مهندسی آب - سال دهم شماره 2 (تابستان 1401)

نشریه مهندسی آب
سال دهم شماره 2 (تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/07/23
  • تعداد عناوین: 6
|
  • فرهاد صالحی، محسن نجارچی*، محمدمهدی نجفی زاده، محمد میرحسینی صفحات 90-104

    نظر به اینکه مدیریت بهینه مخازن و سرریزها در زمان وقوع سیلاب به عنوان یک روش غیرسازه ای برای حفظ منابع آب، از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد، به همین منظور در این تحقیق ابتدا یک فرمان بهره برداری چند مرحله ای برای بهره برداری از دریچه های سرریز در سدها تحت دو رویکرد مختلف شبیه سازی شده اند. از ویژگی های مثبت مدل ها عدم نیاز به پیش بینی کامل هیدروگراف سیل است. این ویژگی دامنه کاربری مدل های پیشنهادی را بسیار وسیع و عملیاتی می کند. سپس بهینه سازی ترازهای بحرانی و میزان بازشدگی دریچه ها تحت هر دو رویکرد با استفاده از الگوریتم ژنتیک انجام شده است. جهت صحت عملکرد مدل های بهینه پیشنهادی و مقایسه آنها با یکدیگر، مطالعه موردی سد مخزنی کرخه در دنیای واقعی به کار گرفته شد. نتایج حاصله نشان داد نه تنها هر دو مدل جواب های بهتری نسبت به مدل های بهره برداری پیشین ارایه می دهند؛ بلکه در رویکرد دوم، پیک سیلاب خروجی دارای درجه فروکش بیشتری نسبت به رویکرد اول می باشد و علاوه بر این، امکان ذخیره بیشتری از حجم سیلاب ورودی به مخزن و کاهش بیشتر خسارات سیلاب در پایین دست سد توسط هر دو رویکرد فراهم می شود.

    کلیدواژگان: مدیریت بهینه مخازن، سیلاب، شبیه سازی، بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک
  • ابراهیم علی پور دشت بزرگ، محمدحسین پورمحمدی* صفحات 105-118

    مصرف آب در کشاورزی ، افزایش راندمان آبیاری و کاهش مصرف آب در برابر عملکرد ثابت محصول از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. از اینرو بررسی راندمان مصرف آب در روش های مختلف آبیاری در برنامه ریزی های کلان کشاورزی و صنعتی کشور نقش بسزایی دارد. در پژوهش حاضر به بررسی راندمان سیستم های آبیاری ثقلی (کانالت)، کم فشار و تحت فشار بارانی در اراضی شمال کرخه خوزستان (محدوده عمرانی واحد2و3 دشت ارایض)، پرداخته شده است. هدف اصلی پژوهش حاضر بررسی فنی و اقتصادی انواع سیستم های آبیاری مذکور بوده است. نتایج حاصل از پژوهش نشان داد راندمان آبیاری در روش آبیاری تحت فشار بیشترین مقدار بود بطوریکه مقدار راندمان کل در سیستم آبیاری تحت فشار 64.2 درصد از آبیاری با روش کانالت و 55.8 درصد نسبت به آبیاری کم فشار بیشتر است همچنین راندمان آبیاری در روش آبیاری کم فشار نسبت به آبیاری کانالت حدود 5.3 درصد بیشتر است. بررسی ها و آنالیز اقتصادی گزینه های مختلف آبیاری نشان داد اگرچه هزینه اولیه راه اندازی سیستم آبیاری تحت فشار نسبت به آبیاری ثقلی و کم فشار بالا می باشد ولیکن در بلند مدت از لحاظ اقتصادی بصرفه خواهد بود ضمن آنکه مدت زمان بازگشت سرمایه در این طرح حداکثر 5 سال می باشد.

    کلیدواژگان: راندمان آبیاری، کانالت، سیستم آبیاری کم فشار، تحت فشار
  • کورس نکوفر*، ارمین حلاجیان صفحات 119-135

    پل ها از جمله مهم ترین و پرکارترین سازه های رودخانه ای هستند که از دیرباز مورد استفاده قرار گرفته اند. سه راهکار متداول برای مقابله با پدیده آبشستگی در اطراف پایه های پل عبارتست از قرار دادن پی در تراز پایین تر از عمق گودال فرسایشی، کاهش قدرت گرداب تولیدشده در اطراف پایه، بکارگیری پوشش حفاظتی سنگچین یا استفاده از طوق، شکاف یا صفحات مستغرق در اطراف پایه پل ها. صفحات مستغرق، سازه هایی هستند که در کف رودخانه با زاویه ای نسبت به جریان اصلی و برای جلوگیری از فرسایش کناره رودخانه ها، پیچ ها و پایه سازه های درون آب و اصلاح مسیر آب و مرفولوژی بستر نصب می شوند که سبب تولید گرداب ثانویه و تغییر الگوی جریان در کف رودخانه و در نتیجه، تغییر روند انتقال رسوب و فرسایش خواهند شد. در این تحقیق، تاثیر قطر پایه پل مربعی شکل و اثر حضور صفحات مستغرق بر میزان آبشستگی با استفاده از نرم افزارSSIIM بررسی می شود.

    کلیدواژگان: آبشستگی، پایه پل مربعی، صفحات مستغرق، نرم افزار SSIIM
  • رسول باقرآبادی* صفحات 136-148

    خشکسالی از مهم ترین پدیده های اقلیمی است که ناشی از ناهنجاری اقلیمی است که به طور دوره ای در اثر کمبود رطوبت ناشی از کاهش میزان بارندگی به وقوع می پیوندد. مدت زمان ماندگاری خشکسالی ممکن است از ماه تا چند سال متغییر باشد. از این رو با پایش و ارزیابی خشکسالی می توان خسارات ناشی از آن را کاهش داد. خشکسالی یکی از مهمترین و مخربترین پدیده هایی است که در سال های اخیر اثرات اقتصادی و اجتماعی زیادی در شهر اسلام آ باد غرب بجا گذاشته است. از این رو در این پژوهش، به بررسی وضعیت خشکسالی اسلام آباد غرب با استفاده از داده های بارندگی در 30 ساله (1370 تا 1399) با استفاده از نرم افزار DIP به صورت سالانه براساس شاخص های PNI، SPI، ZSI، CZI به عنوان سنجه هایی جهت پایش خشکسالی هواشناسی پرداخته شد. نتایج حاصل نشان داد که این شاخص ها با یکدیگر همخوانی داشته به گونه ای که براساس شاخص های نامبرده نتایج نشان می دهد که اسلام آباد غرب در سال 1378 و 1393 شدیدترین خشکسالی در دوره آماری مورد نظر اتفاق افتاده است. سال های 1384 و 1387 نیز خشکسالی متوسط اتقاق افتاده است.

    کلیدواژگان: خشکسالی، اسلام آباد غرب، شاخص های خشکسالی، نرم افزار DIP
  • علی اصغر بابایی، حیدرعلی کشکولی، داود خدادادی دهکردی* صفحات 149-165

    به منظور بررسی اثر تنش خشکی بر عملکرد و اجزاء عملکرد چهار رقم گندم نان، آزمایشی در قالب طرح کرت‎های خرد شده در پایه بلوک‎های کامل تصادفی در سه تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی گریزه سنندج به اجرا در آمد. در این آزمایش قطع آبیاری به عنوان تیمار اصلی در چهار سطح، شامل قطع آبیاری در مرحله سنبله‎دهی، قطع آبیاری در مرحله گلدهی، قطع آبیاری در مرحله شیری شدن و آبیاری نرمال و نیز ارقام گندم نان به عنوان تیمار فرعی در چهار سطح، شامل سایونز، گاسکوژن، زرین و الوند بودند. نتایج این تحقیق نشان داد که تیمار قطع آبیاری، منجر به کاهش معنی‎دار صفاتی چون طول سنبله، وزن هزار دانه و عملکرد دانه گردید، اما صفاتی چون تعداد دانه در سنبله، تعداد سنبلچه در سنبله و تعداد دانه در سنبلچه معنی‎دار نشدند. همچنین نتایج نشان داد که ارقام الوند و زرین به ترتیب مقاوم‎ترین ارقام نسبت به سطوح مختلف تنش بودند. بعلاوه آبیاری نرمال بهترین نتیجه را در افزایش عملکرد و اجزاء عملکرد ارقام گندم نان داشت.

    کلیدواژگان: آبیاری نرمال، مرحله سنبله‎دهی، مرحله شیری شدن، مرحله گلدهی
  • عرفان رستم زاده، علیرضا پرویشی* صفحات 166-180

    در مطالعه حاضر خشکسالی حوضه آبریز سیمنه رود به وسیله مدلهای هوشمند ماشین بردار پشتیبان (SVM)، شبکه عصبی مصنوعی (ANN) و تیوری موجک (W) مورد بررسی قرار گرفت. از داده های شش ایستگاه باران سنجی در منطقه استفاده و شاخص خشکسالی در چهار مقیاس زمانی محاسبه گردید. همچنین خود همبستگی مرتبه اول به عنوان تاخیر بهینه انتخاب شد. سپس ساختار مناسب شبکه عصبی مصنوعی با استفاده از روش آزمون و خطا تعیین و ضرایب سه گانه مدل SVM نیز مشخص و مدلسازی انجام شد. نتایج ارزیابی مدلهای منفرد نشان داد که تفاوت معنی داری بین دو روش در پیش بینی خشکسالیها وجود ندارد. در ادامه مدلهای هیبریدی WANN و WSVMتهیه شدند. نتایج نشان داد کاربست تیوری موجک عملکرد مدلهای منفرد را بسیار بهبود داده و مقدار شاخصهای RMSE و MAE به ترتیب 19٪ و 21٪ کاهش و ضریب همبستگی 30٪ افزایش داشته و مدل W(L2)SVM برای پیشبینی خشکسالی های حوضه آبریز سیمینه رود پیشنهاد گردید.

    کلیدواژگان: ماشین بردار پشتیبان(SVM)، تئوری موجک (W)، شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، شاخص خشکسالی (SPI)، حوضه آبریز سیمینه رود
|
  • FARHAD SALEHI, Mosen Najarch *, Mohammad Mehdi Najafizade, Mohammad Mirhossine Pages 90-104

    The paper demonstrates a simulation-optimization framework for enhancing the real-time flood control with gated spillways at places where no flood forecasting data is available. A multi-objective modeling scheme is presented for flood management in a gated spillway in which the operator may specify the priorities on floods based on their different return periods. Two different operation strategies are devised. Both of the operating strategies employ ten-stage policies, which mainly rely on the reservoir water level as the input data. The second strategy benefits from both observed reservoir water level and flood peak. The optimal values of the models parameters are obtained using genetic algorithm. This is a novel approach because none of its policies needs flood forecasting data, thus, making them adaptable to any flood with any return period. To evaluate the performances of the proposed models, the flood control through gated spillway of Karkheh reservoir is considered where flood hydrographs with different return periods are routed through the reservoir.

    Keywords: Flood hydrograph, Simulation, Optimization, Genetic Algorithm
  • Ebrahim Alipour, Mohammad Hossein Purmohammadi * Pages 105-118

    Water consumption in agriculture, increasing irrigation efficiency, and reducing water consumption against the constant yield of the crop are very important. Therefore, the study of water consumption efficiency in different irrigation methods has a significant role in the macro-agricultural and industrial planning of the country. In the present study, the efficiency of gravity irrigation systems (channelet), low pressure, and pressure irrigation in the lands north of Karkheh Khuzestan (arayez 2&3 project) has been investigated. The results showed that the irrigation efficiency in the pressurized irrigation method was the highest so the total efficiency in the pressurized irrigation system is 64.2% higher than channelet irrigation and 55.8% higher than low-pressure irrigation. Also, irrigation efficiency in low-pressure irrigation methods is about 5.3% higher than in channelet irrigation. Economical studies and analysis of different irrigation systems showed that although the initial cost of setting up a pressurized irrigation system is higher than gravity and low-pressure irrigation, in a long time, it will be economically viable while the return on investment in this project is maximum 5 years.

    Keywords: irrigation efficiency, channelet, low-pressure irrigation system, Pressure
  • Kouros Nekoufar *, Armin Halajian Pages 119-135

    Bridges are among the most important and most prolific river structures ever used. The three commonly used methods to deal with the scouring phenomenon around the bridges are to place the piers in a lower level than the depth of the erosive pit, to reduce the power of the vortex produced around the base, to use the shrub protection cover, or to use a collar, gaps, or submerged plates around the base bridges. Submerged plates are structures that are installed at the bottom of the river with an angle to the main stream and to prevent river erosion, rivets and base structures of the water and waterway reformation and morphology of the bed, which produces a secondary vortex and Changing the flow pattern in the river bed and, consequently, changing sediment transport and erosion. In this research, the effect of square cross-sectional diameter and the effect of submerged panels on scouring are investigated using SSIIM software.

    Keywords: Scour, Bridge pier, Submerged Vanes, Software SSIIM
  • Rasoul Bagherabadi * Pages 136-148

    Drought is one of the most important climatic phenomena that is caused by climatic anomalies. Which occurs periodically due to lack of moisture due to reduced rainfall. Drought duration may vary from month to several years. Therefore, by monitoring and evaluating the drought, the damage caused by it can be reduced. Drought is one of the most important and destructive phenomena that in recent years has left many economic and social effects in the city of Islamabad, West. Therefore, in this study, the drought situation of Islamabad West using rainfall data in 30 years (1991 to 2020) using DIP software on an annual basis of drought status based on PNI, SPI, ZSI, CZI was used as a measure to monitor meteorological drought. The results showed that these indicators were consistent with each other, so that based on the above indicators, the results show that in Islamabad West in 1999 and 2014, the most severe drought occurred in the statistical period. In 2005 and 2008, drought occurred with a moderate drought situation.

    Keywords: drought, Eslamabad-e Gharb, draught indices, DIP
  • Ali Asghar Babai, Heidar Ali Kashkuli, Davoud Khodadadi Dehkordi * Pages 149-165

    In order to investigate the effect of drought stress on yield and yield components of four bread wheat cultivars, an experiment was conducted in the form of split plots based on randomized complete blocks in three replications at Sanandaj Grizzah Agricultural Research Station. In this experiment, irrigation cessation as the main treatment at four levels, including cessation of irrigation in the spike stage, cessation of irrigation in the flowering stage, cessation of irrigation in the milking stage and normal irrigation, and bread wheat cultivars as a sub-treatment in four levels, including Sions were Gascogen, Zarrin and Alvand. The results of this study showed that irrigation cut-off treatment led to a significant reduction in traits such as spike length, 1000-seed weight and grain yield, but traits such as number of seeds per spike, number of spikelets per spike and number of seeds per spike were not significant. The results also showed that Alvand and Zarrin cultivars were the most resistant cultivars to different levels of stress, respectively. In addition, normal irrigation had the best results in increasing the yield and yield components of bread wheat cultivars.

    Keywords: Flowering stage, Milking stage, normal irrigation, Spiking stage
  • Erfan Rostam Zade, Alireza Parvishi * Pages 166-180

    In the present study, the drought of Siminehroud basin was investigated by intelligent Support Vector Machine (SVM) models, Artificial Neural Network (ANN) and Wavelet theory (W). Data from six rain gauge stations in the region were used and drought index was calculated in four time scales. The first-order autocorrelation was also selected as the optimal delay. Then the appropriate structure of the Artificial Neural Network was determined using Trial and Error Method and the three coefficients of the SVM model were determined and modeled. The results of evaluating individual models showed that there is no significant difference between two methods in predicting droughts. Then WANN and WSVM hybrid models were prepared. The results showed that the application of Wavelet theory greatly improved the performance of individual models and the amount of RMSE and MAE indices decreased by 19% and 21% and the correlation coefficient increased by 30%, respectively.

    Keywords: Support Vector Machin (SVM), Wavelet theory (W), Artificial Neural Network (ANN), Standardized Precipitation Index(SPI), Siminehroud Basin