فهرست مطالب
فصلنامه مهندسی منابع آب
پیاپی 53 (تابستان 1401)
- تاریخ انتشار: 1401/06/30
- تعداد عناوین: 9
-
-
صفحات 1-11مقدمه
آبشستگی موضعی که به دلیل سازه های ساخت بشر در مسیر جریان رودخانه ها به وقوع می پیوندد، می تواند به فرم های مختلف باعث فرسایش کف رودخانه شده و تهدیدی در جهت تغییر رژیم طبیعی جریان رودخانه محسوب می شود. یکی از روش های غیر مستقیم کاهش آبشستگی استفاده از سازه های حفاظتی است. صفحه حفاظتی عبارتست از صفحه ای نازک که در یک ارتفاع مشخص از پایه پل نصب شده و به این وسیله مانع از تماس مستقیم جریان پایین رونده در جلوی پل با بستر رودخانه میگردد و فعالیت گرداب های نعل اسبی را تضعیف می کند همچنین در این نوع پایه ها سرعت آبشستگی کاهش یافته و یا به عبارت دیگر زمان شروع آبشستگی به تاخیر می افتد.
روشدر این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی تاثیر طول صفحات حفاظتی بر میزان کاهش عمق آبشستگی پایه های استوانه ای پرداخته شد.
یافته هانتایج حاصل از انجام آزمایش ها نشان داد که قرارگیری صفحات حفاظتی توانست تا 69 درصد باعث کاهش عمق آبشستگی شود. همچنین بهترین طول نسبی (نسبت طول صفحه حفاظتی به عرض پایه پل، صفحات حفاظتی معادل یک می باشد و با افزایش بیشتر طول صفحات حفاظتی، تاثیر طول صفحه بر کاهش عمق آبشستگی معکوس شد بطوریکه کاهش عمق آبشستگی برای طول نسبی 5/0 و 2 به ترتیب 50% و 60% بیشتر از حالت شاهد (بدون حضور صفحات حفاظتی) می باشد. همچنین در کلیه آزمایش ها با افزایش عدد فرود جریان، عمق نسبی آبشستگی افزایش پیدا کرده است.
نتیجه گیریبا توجه به نتایج به دست آمده، با افزایش طول صفحات حفاظتی تا L=b روند کاهش عمق آبشستگی زیاد بوده ولی با افزایش بیشتر طول نسبی صفحات حفاظتی، به علت برخورد تعداد بیشتر خطوط جریان رو به پایین و ایجاد گرداب های نعل اسبی بیشتر می تواند باعث افزایش قدرت تخریب رسوبات اطراف پایه پل شود و اثر این سازه را کاهش داده است. همچنین در تمام آزمایش ها در مجاورت صفحات حفاظتی، عمق آبشستگی به میزان قابل توجهی (حداکثر 54/69 درصد و حداقل 54/29 درصد) نسبت به حالت آزمایش شاهد کاهش پیدا کرده و با توجه به مشاهدات می توان نتیجه گرفت که استفاده از صفحات حفاظتی با تاثیر بر روی خطوط جریان رو به پایین و گرداب های نعل اسبی به عنوان سازه ی مناسبی در جهت کاهش عمق آبشستگی اطراف پایه های پل موثر است.
کلیدواژگان: آبشستگی، پایه پل استوانه ای، صحفه حفاظتی، مدل آزمایشگاهی -
صفحات 13-27مقدمه
تحویل حجمی آب از طریق نصب کنتور بر روی چاه های کشاورزی، یکی از اقدامات موثر در جهت استفاده درست از آب و افزایش بهره وری آب است. چند سالی است که در دشت ارسنجان فارس، از کنتورهای هوشمند آب به منظور تحویل حجمی آب استفاده شده است. در این تحقیق به بررسی میزان مصرف آب و بهره وری آب در تعدادی از مزارع و باغات این منطقه پرداخته شده است.
روشبدین منظور سه محصول گندم، گوجه فرنگی، و انار انتخاب و در هر محصول 12 مزرعه یا باغ انتخاب گردید. در طول یکسال دبی چاه، میزان محصول، میزان مصرف آب آبیاری از طریق کنتور هوشمند و مقدار واقعی مصرف آب اندازه گیری گردید. میزان بهره وری آب آبیاری و بهره وری آب کل محاسبه شد. تفاوت بین میزان آب کاربردی و سناریوهای مختلف نیاز آبی با استفاده از آزمون تی مقایسه گردید.
یافته هانتایج نشان داد که میزان دبی و آب کاربردی به دست آمده از کنتورهای هوشمند بترتیب 25 و 21 درصد کمتر از مقادیر اندازه گیری شده واقعی با کنتور و فلوم بود که نشان از دقت پایین عملکرد کنتورهای هوشمند دارد. بهره وری آب آبیاری در سه محصول گندم، گوجه فرنگی و انار بترتیب 93/0، 75/7 و 44/1 کیلوگرم بر مترمکعب بود. به طور میانگین میزان آب داده شده در مزارع و باغات مورد بررسی 43 درصد بیشتر از میزان آب مورد نیاز به روش پنمن مانتیث بود.
نتیجه گیریدر نهایت پیشنهاد گردید به جهت بهبود عملکرد کنتورهای هوشمند، امر واسنجی این کنتورها با دقت بیشتری مدنظر قرار گیرد.
کلیدواژگان: نیاز آبی، پنمن مانتیث، سند ملی آب -
صفحات 29-40
شبیه سازی میزان رواناب از مهمترین موضوعات در زمینه هیدرولوژی و منابع آب می باشد با پیش بینی میزان رواناب در دوره های آینده می توان میزان سیلاب و همچنین روند افزایشی و کاهشی میزان دبی رودخانه را تعیین کرد. روش های مختلفی به منظور شبیه سازی و یا پیش بینی میزان رواناب وجود داشته که از این بین می توان به روش های آماری، مدل های بارش- رواناب و هوش مصنوعی اشاره کرد. در این پژوهش با استفاده از سه مدل متشکل از شبکه عصبی، IHACRES و رگرسیون خطی میزان رواناب درحوضه طشک- بختگان برآورد شده و با استفاده از آماره هایی همچون ضریب همبستگی، ضریب تبیین و دیگر شاخص های خطا این مدل ها مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاکی از این بود که میزان رواناب و بارش دارای رابطه غیر خطی بوده و به همین جهت نمی توان جهت برآورد میزان رواناب به مدل رگرسیون خطی اعتماد کرد. از دیگر نتایج این پژوهش می توان به این مورد اشاره کرد که در حالت کلی مدل شبکه عصبی به دلیل برقراری رابطه غیر خطی بین میزان بارش و رواناب نسبت به دو مدل دیگر از دقت مناسبی در برآورد میزان رواناب ماهانه در سطح حوضه طشک- بختگان برخوردار می باشد.
کلیدواژگان: سیلاب، مدل بارش- رواناب، هوش مصنوعی -
صفحات 41-52مقدمه
بررسی تغییرات مکانی رواناب و عوامل موثر بر آن به منظور ارایه راه کارهایی برای کاهش آن بسیار مهم می باشد. در سال های اخیر مطالعات تیوری و میدانی زیادی تولید مکانی رواناب را ناهمگن ارزیابی کردند.
روشدر این تحقیق به منظور بررسی عوامل موثر در تولید رواناب جهت های اصلی دامنه (شمالی، جنوبی، شرقی و غربی) سازند های گچساران و آغاجاری، بخشی از حوزه آبخیز کوه گچ و مرغا شهرستان ایذه انتخاب گردید. بدین منظور در هر دو سازند از شبیه ساز باران در 16 نقطه و با 3 بار تکرار و در شدت های بارش 1 و 25/1 میلی متر در دقیقه استفاده شد. هم چنین عوامل خاکی سازندهای گچساران و آغاجاری مانند درصد شن، ماسه، سیلت و رس، pH، شوری خاک، رطوبت، کربنات کلسیم، ماده آلی و میزان سدیم بررسی گردیدند. به منظور انجام تحلیل های آماری از نرم افزارهای17 SPSS وEXCEL 2007 استفاده گردید و مهمترین عوامل موثر در تولید رواناب با استفاده از رگرسیون چند متغیره شناسایی شدند.
یافته ها و نتیجه گیرینتایج نشان دادند که تولید رواناب در سازند آغاجاری بیشتر به خصوصیات شیمیایی خاک بستگی دارد. ولی تولید رواناب در سازند گچساران بیشتر به خصوصیات فیزیکی خاک وابسته می باشد.
کلیدواژگان: سازند گچساران، سازند آغاجاری، رواناب، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک -
صفحات 53-69مقدمه
جریان غلیظ یکی از مهمترین عوامل در فرآیند رسوب گذاری سدها می باشد. افزایش رسوب در نزدیک دیواره سد، ظرفیت ذخیره سازی آن را کاهش داده و چالش های قابل ت وجهی را برای مهندسین مربوطه ایجاد می کند. بنابراین درک پویایی سیالات غلیظ و الگوهای رسوبی مرتبط جهت مدیریت مخزن سدها بسیار کارآمد است.
روشهدف از این تحقیق ایجاد یک مدل هوشمند با تطابق مناسب با داده های آزمایشگاهی بوده تا بتوان از آن در طرح های آتی با متغیرهای متفاوت نیز استفاده نمود. براین اساس در این تحقیق درصد کاهش هد جریان غلیظ نمکی تحت تاثیر موانع نفوذپذیر ذوزنقه ای شکل (سنگ دانه ها با قطر 1 سانتیمتر)، با در نظر گرفتن متغیرهایی همچون دبی، شیب، غلظت و ارتفاع موانع به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت، سپس براساس نتایج حاصله اقدام به مدل سازی هد جریان غلیظ نمکی با روش شبکه عصبی مصنوعی پیش خور و روش کلاسیک رگرسیون چند متغیره شد و کارکرد این دو روش مورد مقایسه قرار گرفت.
یافته هانتایج نشان داد که روش هوشمند شبکه عصبی مصنوعی پیش خور در مدل سازی درصد کاهش هد جریان غلیظ نمکی نسبت به روش رگسیون چند متغیره برتری قابل توجهی دارد به گونه ای که مقادیر رگسیون آموزش، واسنجی و تست به ترتیب 99/0، 0.98 و 98/0 برای شبکه عصبی و 92/0، 0.91 و 91/0 برای رگسیون چند متغیره بدست آمد.
نتیجه گیریعملکرد شبکه عصبی مصنوعی نسبت به روش رگسیون چند متغیره کارایی بسیار بهتری دارد.
کلیدواژگان: جریان غلیظ، رسوب گذاری، درصد کاهش هد، شبکه عصبی پیش خور، رگرسیون چند متغیره -
صفحات 71-83مقدمه
در حال حاضر یکی از عمده ترین مشکلات مدیریت منابع آب در ایران،این است که جایگاه فعلی و آینده منابع آب در رشد و توسعه کشور بخوبی مشخص نیست. حوضه خزر یکی از شش حوضه آبریز اصلی کشورمان می باشد که طی سال های گذشته بدلیل رشد جمعیت، مصرف گرایی، افزایش تقاضا و غیره، وضعیت منابع آب آن در معرض فشارهای زیادی قرار گرفته است. لذا در این مقاله سعی شده است با شناسایی و مدیریت عوامل فشار طبیعی و غیرطبیعی تاثیرگذار بر سیاست توام عرضه و تقاضا محور، به عنوان سیاست کارا و موثر مدیریت منابع آب در حوضه آبریز خزر، در این حوضه گام برداشته شود.
روشدر این راستا سعی شده است ابتدا عوامل فشار بر منابع آب شناسایی شده، سپس این عوامل اولیت بندی گردند و در نهایت نوع سیستم مدیریت منابع آب مناسب برای آنها مشخص شود. به همین منظور در شروع کار به کمک مدل DPSIR، وضعیت منابع آب در حوضه آبریز خزر تجزیه و تحلیل شده است و سپس پارامترهای فشار در این حوضه در دو دسته انسانی و غیر انسانی (با هشت زیرمعیار) و به کمک نظرات 36 متخصص در زمینه محیط زیست و منابع آب و با استفاده از روش فازی ای ان پی (FANP)، اولویت بندی گردیده اند.
یافته هانتایج نشان می دهد که در حوضه آبریز خزر پارامتر انسانی با امتیاز 807/0 نسبت به پارامتر غیرانسانی از اهمیت بیشتری برخوردار است. از بین زیرمعیارها نیز پارامتر مصرف آب کشاورزی با 243/0 امتیاز و سدسازی با 039/0 امتیاز بیشترین و کمترین امتیاز را به خود اختصاص داده اند.
نتیجه گیریهم زمان با رشد و افزایش جمعیت، تغییرات اقلیمی، افزایش مصرف گرایی و صنعتی شدن، و غیره در حوضه آبریز خزر نیاز به مدیریت منابع آب نیز در این حوضه افزایش می یابد، اما با روند موجود در حال حاضر در آینده ای نزدیک منابع آبی کشورمان بشدت تهدید شده و حیات اجتماعی و اقتصادی منطقه نیز به خطر می افتد. دلیل اصلی وقوع چنین شرایطی در زمینه مدیریت منابع آب در کشور، نبود سیاست اصولی و مبتنی بر پایداری در زمینه منابع آب در کشورمان می باشد که تعیین کننده جایگاه فعلی و آینده کشورمان در زمینه مدیریت منابع آب شیرین در کشور باشد. یکی از اقدامات اساسی و مبرمی که در حال حاضر باید در زمینه مدیریت منابع آب شیرین باید در کشورمان صورت پذیرد بحث تغییر پارادایم مدیریت منابع آب کشورمان می باشد. به منظور اصلاح سیاست مصرف آب بخش کشاورزی، بدلیل اهمیت استراتژیک و اقتصادی و اجتماعی ای که در کشورمان وجود دارد، نیازمند برنامه ای تقریب بلند مدت با منابع مالی زیاد می باشد.
کلیدواژگان: سیاست گذاری، مدیریت فشار، مدل DPSIR، FANP، حوضه آبریز خزر -
صفحات 85-96مقدمه
جریان های سریع بعد از شکست سد و آبشستگی متناظر با آن از مسایل مهمی است که برای شبیه سازی مناسب آن باید از مدل های چند فازی استفاده کرد. در سالهای اخیر روش جدید لاگرانژی هیدرودینامیک ذرات هموار بعنوان روش بدون شبکه ایده آل برای این کاربرد معرفی شده است.
روشدر مقاله حاضر با استفاده از این روش عددی و اصلاح آن برای جریانات چندفازی، آبشستگی رسوب کف بعد از شکست سد مدل سازی شده است. در ابتدا، نتایج روش عددی حاضر با مطالعات آزمایشگاهی مرتبط مقایسه و صحت سنجی شده و سپس تاثیر شرایط هندسی سازه محافظ در میزان آبشستگی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا، چندین مدلسازی برای شرایط مختلف طول کف صلب و همچنین ارتفاع مانع انتهایی به عنوان پارامترهای اصلی، انجام شد.
یافته هابر اساس نتایج به دست آمده، مدل مورد استفاده توانمدی مدل سازی شرایط پیچیده آبشستگی ناشی از جریانات متلاطم را دارد و به عنوان نتیجه کاربردی، مشاهده گردید که تاثیر افزایش طول سازه حفاظتی، کم تر از تاثیر افزایش ارتفاع آن است. همچنین ارتفاع بهینه ای برای عملکرد مطلوب سازه حفاظتی وجود دارد بگونه ای که افزایش بیش از حد ارتفاع حتی می تواند منجر به افزایش آبشستگی نسبت به شرایط اولیه گردد.
نتیجه گیریاگرچه استفاده از سازه حفاظتی می تواند علاوه بر جلوگیری از خوردگی پای کف صلب، عمق آبشستگی را نیز کاهش دهد، تعیین ارتفاع بهینه آن اهمیت شایانی در عملکرد مطلوب این نوع سازه ها دارد.
کلیدواژگان: هیدرودینامیک ذرات هموار، شکست سد، آبشستگی، رسوب، دوفازه -
صفحات 97-113مقدمه
مشکل اساسی که در پایین دست سازه های هیدرولیکی از جمله سرریزها وجود دارد، آبشستگی و حرکت مصالح بستر می باشد، یکی از انواع سرریزها، سرریزهای کلید پیانویی می باشد. با توجه به آنکه شکل هندسی سرریز بر وضعیت آبشستگی پایین دست تاثیرگذار است به همین منظور در این تحقیق، آبشستگی پایین دست سرریزهای کلید پیانو با شکل هندسی ذوزنقه ای مورد توجه بوده، مشخصات آبشستگی و نرخ تغییرات آن با تغییر زاویه دیواره جانبی سرریز مورد مقایسه قرار گرفت.
روشبدین منظور چهار مدل آزمایشگاهی از این نوع سرریزها ساخته و در یک فلوم آزمایشگاهی در شرایط دبی های مختلف مورد آزمایش قرار گرفت. همچنین جهت بررسی تاثیر عمق پایاب بر پروفیل آبشستگی، یکی از مدل ها در سه عمق پایاب متفاوت بررسی شد.
یافته هانتایج اندازه گیری مشخصه های آبشستگی نشان داد در سرریزهای کلید پیانو ذوزنقه ای، حداکثر عمق چاله زیر کلید خروجی ایجاد می شود و با افزایش دبی و کاهش عمق پایاب، ابعاد هندسی حفره آبشستگی در مدل های ذوزنقه ای افزایش می یابد. همچنین در سرریزهای کلید پیانویی ذوزنقه ای، با افزایش زاویه دیواره جانبی سرریز، ابعاد هندسی چاله آبشستگی کاهش می یابد. به نحوی که در تمام دبی ها با افزایش هر 3 درجه زاویه دیواره جانبی سرریز کلید پیانویی، حداکثر عمق چاله آبشستگی به طور میانگین، 5 درصد، فاصله موقعیت مکانی حداکثر عمق چاله آبشستگی و طول دهانه چاله آبشستگی به ترتیب و به طور میانگین 8 و 3 درصد کاهش می یابد. همچنین وقتی 65% گردد این اختلاف ناچیز می شود و تفاوت معنا داری در شکل حفره آبشستگی بین مدل های سرریز کلید پیانویی وجود ندارد.
کلیدواژگان: آبشستگی، مدل ذوزنقه ای، دبی، سرریز کلید پیانویی، عمق پایاب -
صفحات 115-129مقدمه
خشکسالی های اخیر و اضافه برداشت چاه ها باعث افت سطح منابع آب زیر زمینی در خیلی از دشت های کشور شده است. این پژوهش به منظور بررسی و ارایه روش های اصلاحی تعیین ساعت مجاز پمپاژ چاه های کشاورزی دشت اسدآباد همدان انجام شد.
روشدر این تحقیق سطح زیر کشت محصولات باغی و زراعی طی یک بازه 5 ساله تهیه شد. نیاز آبی محصولات مختلف برای دشت اسد آباد از سند ملی آب استخراج و با در نظر گرفتن راندمان متوسط دشت، نیاز ناخالص آبیاری محاسبه شد. با تقسیم نیاز ناخالص آبیاری بر هیدرومدول سه ماهه حداکثر، ساعت مجاز کارکرد چاه در هر ماه محاسبه شد. محاسبات با در نظر گرفتن گیاهان اصلی الگوی کشت و کل گیاهان الگوی کشت به منظور تاثیر الگوی کشت انجام شد.
یافته هامتوسط تعداد ساعت پمپاژ سالانه برای دشت اسدآباد با در نظر گرفتن میانگین هیدرومدول سه ماهه (خرداد، تیر و مرداد) برابر با 3455 ساعت محاسبه شد که نسبت به ساعت در نظر گرفته شده در دشت اسدآباد حدود 15 درصد بیشتر است. اثر تغییرات سالانه الگوی کشت بر مقدار ساعت کارکرد چاه ها در سطح احتمال 5 درصد معنی دار بود. نتایج دو روش اصلاحی محاسبه ساعت پمپاژ باعث افزایش 26 تا 33 درصدی در ساعت کارکرد سالانه چاه ها گردید که شرایطی نزدیک تر به واقعیت موجود می باشد.
نتیجه گیریدر بررسی حاضر مشخص شد که جهت تعیین ساعت مجاز پمپاژ، به جای استفاده از تمامی گیاهان الگوی کشت، می توان از گیاهان عمده الگوی کشت که حدود 90% سطح زیر کشت را تشکیل می دهند استفاده نمود. همچنین بجای برآورد نیاز آبی گیاهان بر اساس سند ملی آب، از روش پنمن- مانتیت اصلاح شده و بر اساس داده های هواشناسی به روز استفاده نمود. در بهینه سازی روش هیدرمدول سه ماهه، پیشنهاد می شود تا هیدرومدول واقعی اندازه گیری شده استفاده گردد یا هیدرومدول بر اساس نیاز آبی شش ماهه اول دوره آبیاری گیاهان محاسبه شود.
کلیدواژگان: کشاورزی، چاه آب، احساس تضاد، مدیریت تعارض
-
Pages 1-11Introduction
Local scouring that occurs due to human construction of structures in the course of rivers flow can lead to erosion of the river's bottom and threatens to change the natural flow of the river. One of the indirect methods of reducing scouring is the use of protective structures.
MethodsIn this research, the effect of protective sheet length on the scour depth reduction of cylindrical base was investigated.
FindingsThe results of the experiments showed that the laying of protective plates could reduce the scour depth to 69.50%. Also, the best relative length (the length of the protective plate to the width of the bridge base, L / b) of the protective plates is equivalent to one, and with the increase in the length of the protective plates, the effect of the plate length on the scour depth reduction was reversed, so that reducing the scour depth for the relative length of 5.0 and 2 are respectively, 50% and 60% more than the control (without protective plates), and in all experiments, the relative depth of scour has increased with increasing the flow rate.
Keywords: Scour, Cylindrical bridge pier, Protective protection, Laboratory model -
Pages 13-27Introduction
Volumetric delivery of water by installing smart water meters on the agricultural wells could be an effective action for proper use of water and increase the water productivity. In recent years, the smart water meters were used at Arsenjan plain in Fars province for volumetric water delivery.
MethodsIn this study, the applied water and the water productivity in some of the Arsenjan plain farms and gardens were evaluated. Twelve farms were selected for each of the three products; winter wheat, tomato and pomegranate. Well discharge, crop yield, volume of applied water was measured using smart meters. The actual values were also measured. The values of irrigation water productivity and total water productivity was calculated. The differences between applied water and some water requirement scenarios were compared using t-test.
FindingsResults showed that the values of applied water and discharge in the smart meters were 21 and 25 percent less than the actual measured values, respectively. Therefore, the performance accuracy of the studied smart water meters was low. The average irrigation water productivity of wheat, tomato and pomegranate was 0.93, 7.75 and 1.44 kg/m3, respectively. The average applied water in the studied farms and gardens were 43 percent more than the required values estimated by Penman-Montieth method. Finally, it was suggested that in order to improve the performance of smart meters, the calibration of these meters should be considered more carefully.
Keywords: water requirement, Penman-Montieth, National Water Document -
Pages 29-40
Streamflow simulation is one of the most important issues in the field of hydrology and water resources. Forecasting of runoff in future periods can determine the rate of flooding and also the increasing and decreasing trend of river discharge. There are various methods to simulate or predict runoff rates, including statistical methods, rainfall-runoff models and artificial intelligence. In this study, three models consisting of neural network, IHACRES and linear regression were used to estimate runoff in Tashk-Bakhtegan basin and evaluated using statistics such as correlation coefficient, coefficient of determination and other error indices. The results showed that runoff and precipitation have a non-linear relationship and therefore, the linear regression model cannot be trusted to estimate runoff. The results also showed that, in general the neural network model due to the nonlinear relationship between precipitation and runoff compared to the other two models have good performance in estimating monthly runoff in Tashk-Bakhtegan basin.
Keywords: Artificial Intelligence, Rainfall- Runoff models, Neural network, flood -
Pages 41-52Introduction
Investigating the spatial variability of runoff and its influencing factors to provide solutions to reduce it is very important. In recent years, many theoretical and field studies have evaluated the spatial production of runoff as heterogeneous.
MethodsIn this study, to investigate the affecting factors in runoff production of the slope main aspects (northern, southern, eastern, and western) of the Gachsaran and Aghajari formations were selected a part of the Gach Kuhe and Margha watershed in Izeh city. For this purpose, a rain simulator was used in both formations at 16 points with 3 replications at rainfall intensities in 1 and 1.25 mm/min. Also, soil factors of Gachsaran and Aghajari formations such as percentages of gravel, sand, silt and clay, pH, soil salinity, moisture, calcium carbonate, organic matter, and sodium content were investigated. SPSS 17 and EXCEL 2007 software were used for statistical analysis.
Findings and ConclusionThe most important factors affecting runoff production were identified using multivariate regression. The results showed that runoff production in Aghajari Formation is more dependent on soil chemical properties, but runoff production in Gachsaran Formation is more dependent on soil physical properties.
Keywords: Gachsaran Formation, Aghajari Formation, Runoff, Soil Physical, Chemical Properties -
Pages 53-69Introduction
Density current is one of the most important factors in the sedimentation process of dams. Increased sediment will reduce dam storage capacity and makes significant challenges for relevant engineers. Therefore, understanding the dynamics of density fluids and related sediment patterns is very efficient for dam reservoir management.
MethodsThe purpose of this study was to create an intelligent model with appropriate adaptation to laboratory data so that, it can be used in future designs with different variables. Therefore, in this study, the percentage of reduction of density salt current head under the influence of trapezoidal permeable obstacles (aggregates with a diameter of 1 cm), taking into account variables such as discharge, slope, concentration and height of obstacles in laboratory.
FindingsBased on the results, the density salt current head was modeled using the artificial neural network feed-forward method and the classical multivariate regression method, and the performance of these two methods was compared. The results showed that the intelligent feed neural network intelligent method in modeling the percentage reduction of density salt current head is significantly superior to the multivariate regression method so that the training, calibration and test regression values are 0.99, 0.98 and 0.98 were obtained for neural network and 0.92, 0.91 and 0.91 for multivariate regression, respectively.
ConclusionThe performance of the artificial neural network is much better than the multivariate regression method.
Keywords: density current, sedimentation, Head reduction percentage, Feed Forward neural network, Multivariate regression -
Pages 71-83Introduction
Water conflict is a major challenge that, if left unmanaged, will become a security issue. Although tensions over water have increased, conflicts over shared water resources are more likely to happen. The study aimed to investigate water conflict and its management strategies among farmers.
MethodsThe descriptive-survey research method was used. The data-gathering tool was the questionnaire, which its validity was verified through face validity. The study population included farmers who used shared water wells to provide water for agriculture (N=478). Using Cochran's formula, the sample size was 214 farmers who were selected by the simple random sampling method. Data were analyzed using SPSS software.
FindingsThe results showed that “drought” and “increasing number of farmers”, with an average score of 3.56 and 3.45, respectively on a scale of 1 to 5, are considered as the main causes of agricultural water conflict. From the farmers’ view, the priority for reducing water conflicts was the participation of farmers in managing water wells and negotiating with farmers around the water. On a scale of 13 to 65 with an average of 38.51, the perceived agricultural water conflict was at the medium level. By increasing farm distance from the well, area of agricultural rental land, and annual income from non-agricultural activities, the perception of agricultural water conflict increased. However, by increasing owned agricultural land area and agricultural income, the perception of agricultural water conflict decreased. The main strategy used by farmers to manage agricultural water conflict was “control”, in which coercion and force are used to manage conflict. The “problem-solving” and “avoidance” strategies were the second and third priorities, respectively.
Keywords: Agriculture, Water well, Conflict perception, Conflict management -
Pages 85-96Introduction
Scouring depth due to dam break flows as one of the important engineering problems can be investigated numerically by means of an appropriate multiphase model. Smoothed Particle Hydrodynamic (SPH) model is a Lagrangian Mesh-free based method that has been introduced to solve such complicated flows.
MethodsA Multiphase version of this model is modified in this study to predict scouring depth after dam break flows. At first, the introduced model is validated via comparing the results with experimental data and it is confirmed that the model can well predict turbulent multiphase flows. Then, the performance of a scour protection structure with different length and heights is simulated against dam break flow to find an optimum geometry for this structure.
FindingsBased on the results, it is concluded that the effect of structure height on scour reduction is more sensible than the effect of structure length. In contrast to the structure length, a small edge at the end of the protective structure can efficiently decrease the final scoured depth. However, there exists an optimum height with the best performance. A too high scour protection structure can even result in a higher scouring depth than an unprotected case. Therefore, it is necessary to use a protection structure with an appropriate height and the introduced model can be utilized as a helpful tool to check the required performance of this structure.
Keywords: Smoothed particle, hydrodynamics, Dam Break, scouring, Sediment, two-phases -
Pages 97-113Introduction
The main problem downstream of hydraulic structures, such as weirs, is scouring and movement of bed materials. The piano key weirs (PKW) is one the types of weirs. Due to the fact that the geometric shape of the weir affects the condition of the downstream scour, therefore in this study, the downstream scouring of the piano key weirs with a trapezoidal geometric shape is studied. In this paper, the scour profile and the rate of change were compared with the change in the lateral wall angle of the weir.
MethodsFor this purpose, four experimental models of this type of weirs were made and these models were tested in a laboratory flume at different flow rates. Also, to investigate the effect of tail water depth on scour profiles, one of the models was investigated at three different tail water depths.
FindingThe results of scouring characteristics showed that in trapezoidal piano key weirs, the maximum depth of the hole is created under the output key and by increasing the discharge and decreasing the tail water depth, the geometric dimensions of the scour hole increase in trapezoidal models. Also, in trapezoidal piano key weirs, by increasing the side wall angle of the weir, the geometric dimensions of the scour hole are reduced. In all flows, by increasing every 3 degrees of the side wall angle of the piano key weir, maximum scour hole depth on average, 5%, Spatial position distance, maximum scour hole depth and scour hole span length, respectively, and it decreases by 8% and 3% on average. Also, when Frd>65% is, this difference becomes insignificant and there is not a significant difference in the shape of the scour hole for PKW models.
Keywords: scouring, trapezoidal model, discharge, piano key weir, tail water depth -
Pages 115-129Introduction
Recent droughts and over-harvesting of wells have caused a drop in the level of underground water resources in many plains of the country. This research was conducted in order to investigate and provide corrective methods for determining the permissible hours of pumping agricultural wells in the Asadabad plain of Hamedan.
MethodsIn this research, the cultivated area of horticultural and agricultural products was prepared during a 5-year period. The water requirement of different crops for the Asad-Abad plain was extracted from the National Water Document and the gross irrigation requirement was calculated by considering the average irrigation efficiency of the plain. By dividing the gross irrigation requirement by the maximum three-month hydromodule, the allowed hours of well operation per month were calculated. The calculations were done considering the main plants of the cultivation pattern and the total plants of the cultivation pattern in order to influence the cultivation pattern.
FindingsThe average number of annual pumping hours for the Asadabad Plain, taking into account the average hydromodule of three months (June, July and August), was calculated as 3455 hours, which is about 15% more than the hours considered in the Asadabad Plain. The effect of annual changes in the cultivation pattern on the number of working hours of the wells was significant at the 5% probability level. The results of two modified methods of calculating pumping hours caused an increase of 26 to 33% in the annual working hours of wells, which is closer to the existing reality.
Keywords: Agriculture, Water well, Conflict perception, Conflict management