فهرست مطالب

مدیریت آب و آبیاری - سال دوازدهم شماره 3 (پاییز 1401)
  • سال دوازدهم شماره 3 (پاییز 1401)
  • تاریخ انتشار: 1401/08/07
  • تعداد عناوین: 14
|
  • سجاد باجلوند، سعید گوهری*، مجید حیدری صفحات 455-466
    آبشکن ها سازه های عرضی هستند که از دیواره طبیعی رودخانه با طول مناسب و با زاویه مناسبی نسبت به راستای اصلی جریان ساخته میشوند. احداث این سازه ها سبب انحراف جریان از کناره ها و نواحی بحرانی شده و جریان را به سمت محور مرکزی رودخانه هدایت می نمایند. آبشکن های چوگانی به دلیل شکل خاص دماغه، می توانند سازه مناسبی در عملیات حفاظت از سواحل و ساماندهی رودخانه ها باشند. تاکنون تحقیقات بسیاری در مورد زاویه آبشکن ها بر الگوی آبشستگی انجام شده است ولی در مورد زاویه آبشکن چوگانی بر الگوی آبشستگی تحقیقاتی صورت نگرفته است. در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی زاویه آبشکن چوگانی بر آبشستگی و توپو گرافی بستر و مقایسه آن با آبشکن L شکل پرداخته شده است. آزمایش ها بر روی سری آبشکن های چوگانی و L شکل با سه زاویه 30، 60 و 90 درجه (نسبت به ساحل پایین دست کانال) درون فلومی با طول 5/10 متر، عرض و ارتفاع 5/0 متر در شرایط آب زلال انجام شد. نتایج آزمایش ها نشان می دهد پارامتر های حفره آبشستگی، طول و ضخامت پشته رسوبی با افزایش زاویه در آبشکن-های چوگانی کمتر از L شکل می باشد. حداکثر عمق آبشستگی، میانگین مساحت و حجم آبشستگی با افزایش زاویه از 30 به 90 درجه به ترتیب در آبشکن های L شکل4/41، 41 و 5/75 درصد و در آبشکن های چوگانی8/33، 39 و 73 درصد افزایش می یابد. همچنین در پایین دست آبشکن چوگانی در دیواره کانال آبشستگی صورت نگرفته که در تخریب آبشکن و حفاظت فرسایش دیواره رودخانه نسبت به آبشکن L شکل بهتر عمل می کند.
    کلیدواژگان: آبشکن چوگانی، آبشکن L شکل، آب شستگی، زاویه آبشکن، توپوگرافی بستر، مدل آزمایشگاهی
  • رضا فیروزپور، علی شاهنظری*، علی اکبرزاده، مصطفی یوسفیان صفحات 467-481

    با توجه به ارزش آب در کشاورزی و تهدید فزاینده کمبود منابع آب در سال های اخیر، پژوهشی در سال 1399 و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با نه تیمار و سه تکرار، برای بررسی اثرات اعمال تیمارهای کم آبیاری بر اجزای عملکرد گیاه برنج (رقم بینام) در شهرستان بابلسر استان مازندران انجام شد. تیمارهای این طرح، کم آبیاری تنظیم شده (RDI) و کم آبیاری بخشی ریشه (PRD) در سه تنش خشکی 10، 30 و60 کیلوپاسکال (RDI10، RDI30، RDI60، PRD10، PRD30 و PRD60)، تیمار تامین 100 درصد نیاز آبی گیاه برنج (FID) و آبیاری غرقابی (FI1) و(FI2) بترتیب به عنوان تیمار شاهد آبیاری و شاهد علف هرز بودند. سیستم آبیاری این طرح، آبیاری نوار تیپ بود. برای اندازه گیری تنش خشکی خاک از تانسیومتر استفاده شد. تیمار آبیاری غرقابی، بیشترین عملکرد شلتوک و آب مصرفی (6442 کیلوگرم در هکتار و 10886 مترمکعب در هکتار) را داشت. کمترین عملکرد شلتوک برای تیمار RDI60 با 2998 کیلوگرم در هکتار و کمترین میزان آب مصرفی مربوط به تیمار PRD60 با 2111 مترمکعب در هکتار بود. طبق نتایج، تیمار PRD30 علی رغم 38 درصد کاهش عملکرد شلتوک، باعث کاهش 5/67 درصدی در آب مصرفی شد. در مجموع، روش کم آبیاری بخشی ریشه علاوه بر عملکرد شلتوک بالاتر نسبت به کم آبیاری تنظیم شده، موجب صرفه جویی بیشتری در مصرف آب شدند.

    کلیدواژگان: آبیاری نوار تیپ، تنش کم آبی، ذخیره آب، علف هرز، کم آبیاری ناقص ریشه
  • اسماعیل اسدی*، پریسا صادق زاده، ابوالفضل مجنونی، مرتضی صمدیان صفحات 483-496

    افت تراز آب زیرزمینی دشت ارومیه آذربایجان غربی؛ سبب گردیده احیاء آبخوان و برنامه ریزی برای جلوگیری از افت و افزایش تراز آن از اولویت های برنامه های اجرایی وزارت نیرو در این حوزه قرار گیرد.در این پژوهش در راستای احیای آبخوان و به موازات آن، اثر پارامترهای بارندگی سالیانه و کاهش برداشت از آب زیرزمینی، بر روی تغییرات تراز آبخوان دشت ارومیه با استفاده از تکنیک تاپسیس فازی مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا میزان تاثیرگذاری اقدامات انجام شده بر اساس 4 سناریوی مدیریتی، پرسشنامه ای با 18 گزینه در قالب سه معیار اقدامات اجرا شده، اقدامات پیشنهادی کوتاه مدت و اقدامات پیشنهادی بلندمدت تهیه گردید. با توجه به گستردگی و تعامل چندگانه میان معیارها و اقدامات پیشرو، از روش فازی به منظور بیان تاثیر هر یک از گزینه ها به صورت کمی و از روش آنالیز فازی تاپسیس جهت تحلیل نظرات خبرگان با هدف رتبه بندی گزینه های هر سناریو در حل مسیله استفاده شد. نتایج حاکی از آن است که افزایش بارندگی و متعاقبا کاهش برداشت از منابع آب زیرزمینی همچنان موثرترین عامل در بهبود نسبی وضعیت کمی آبخوان می باشد. ضمنا با بررسی میزان بارش در چند سال اخیر در دشت ارومیه می‏توان اظهار داشت که علاوه بر تغییر میزان بارندگی به عنوان اصلی‏ترین عامل، گزینه های اثربخشی گروه های گشت و بازرسی (Ch6)، تغذیه آبخوان از طریق رهاسازی آب از سد شهرچای (Ch7) و انسداد انهار در فصول غیر زراعی و تغذیه آبخوان از طریق رودخانه اصلی (Ch4) از دسته اقدامات طرح احیا و تعادل بخشی (اجراشده) در بهبود تراز آب زیرزمینی موثر می باشد.

    کلیدواژگان: آبخوان دشت ارومیه، احیا و تعادل بخشی، روش فازی- تاپسیس، سناریوهای مدیریتی
  • امیر بهرامی فر، حسن افشین*، مهرداد امامی تبریزی صفحات 497-510

    سرریز به عنوان یکی از مهم ترین سازه های آبی وابسته سدها، جریان سیلاب ورودی به مخزن سد را در مواقع تکمیل ظرفیت آن، با ایمنی کافی به پایین دست انتقال می دهد. ایمنی سدها به طور اهم ارتباط مستقیم و تنگاتنگی باکفایت ظرفیت سرریز دارد. ازاین رو اطمینان از عملکرد دقیق سازه ای و هیدرولیکی سرریزها از نکات حایز اهمیت در همه سدها می باشد. درتحقیق حاضر، به منظور بررسی عوامل موثر بر تخریب پانل بتنی سرریز سد بوکان با بهره گیری از نرم افزارهایWS77 و Flow3D به شبیه سازی مشخصه های هیدرولیکی جریان بر روی سرریز به ازای دبی های سیلابی 50 و 10000 ساله پرداخته شد. عوامل مختلف شناخته شده در تخریب پانل بتنی سرریزها همچون وقوع پدیده کاویتاسیون، نوسانات فشار، فشار برکنش و جک هیدرولیکی نیز موردبررسی قرار گرفتند. همچنان که در نتایج آمده است، حداقل شاخص کاویتاسیون در سیلاب های منتخب 50 و 10 هزارساله به ترتیب 31/0 و 275/0 است که از مقدار بحرانی 2/0 بیشتر است. علاوه بر آن شاخص پتانسیل خرابی در حداکثر مقادیر محاسبه شده در دو سیلاب مذکور به ترتیب برابر با 111 و 198 (در آفست 5/2 سانتیمتری) است که از مقدار آستانه تخریب برابر با 500، فاصله دارد. براین اساس وقوع پدیده کاویتاسیون غیرمحتمل و لحاظ اقدامات مقابله با کاویتاسیون همچون سازه هواده ها در سرریز سد بوکان توصیه نمی شود. با این وجود نتایج بررسی ها حاکی از آن است که با افزایش فشار ناشی از وقوع پدیده جک هیدرولیکی در کنار فشار برکنش به مقادیر بیش از مولفه وزن و نیروی مقاوم انکرها، منجر به جابجایی پانل بتنی کف سرریز شده است که می بایست ترمیم گردد.

    کلیدواژگان: انکر، جک هیدرولیکی، سازه های هیدرولیکی، فشار برکنش
  • حوریه مسائلی، سید علیرضا گوهری*، محمد شایان نژاد صفحات 511-525

    هدف از مطالعه حاضر بررسی تاثیر استفاده هر یک از روش های آبیاری سطحی، بارانی و قطره ای بر وضعیت حوضه زاینده رود است. به این منظور از رویکرد همبست آب، انرژی، غذا و کربن برای بررسی جامع استفاده شد. در رویکرد همبست با توجه به آثار متقابل آن ها، در جهت افزایش بهره وری و تامین امنیت منطقه تلاش می گردد. در این مطالعه این رویکرد در قالب یک شاخص توسعه داده شده جدید با عنوان شاخص همبست آب، انرژی، غذا و گازهای گلخانه ای (WEFGN) ظاهر شده است و با در نظر گرفتن ده شاخص شامل نهاده های مصرف تولید محصول، انرژی مصرفی برای آبیاری، خودکفایی غذایی، بهره وری اقتصادی و انتشار کربن به بررسی روش های آبیاری پرداخته شد که می تواند دیدگاهی جامع به مدیران و تصمیم گیران ارایه دهد. نتایج بررسی روش های آبیاری در سال 1399 نشان داد که با تغییر روش آبیاری کنونی به آبیاری قطره ای و بارانی در اثر کاهش آب مصرفی (به ترتیب 17 و 4.84 درصد (483.7 و 138.5 میلیون مترمکعب در سال)) وضعیت حوضه بهبود می یابد اما در روش بارانی انرژی بیشتری جهت آبیاری نیاز است (280.5 درصد (112415.8 هزار کیلو کالری در سال) و کربن منتشر شده در اثر افزایش انرژی آبیاری نیز 87432.5 تن در سال (73.7 درصد) افزایش می یابد. بنابراین امتیاز شاخص WEFGN به ترتیب برای هریک از روش های آبیاری قطره ای، بارانی و وضعیت کنونی برابر 0.86، 0.31 و 0.47 محاسبه گردید و بهترین روش آبیاری در حوضه زاینده رود از منظر رویکرد همبست، آبیاری قطره ای شناخته شد.

    کلیدواژگان: آبیاری بارانی، آبیاری سطحی، آبیاری قطره ای، همبست آب غذا انرژی
  • نازنین شاه کرمی*، مریم بیات صفحات 527-539

    در طراحی سدهای خاکی، قایم یا مایل بودن هسته با توجه به ملاحظات فنی و اقتصادی، مزایا و معایب خاص خود را دارد. در هر یک از این گزینه ها، توجه به میزان نشت، تغییرشکل ها و تنش های ایجاد شده در بدنه و پی سد و نیز برقراری پایداری ضروری است. ضمن آنکه کنترل پدیده قوس زدگی ناشی از تنش ها و نشست های متفاوت در ترازها و مناطق مختلف که خود می تواند منجر به شکست هیدرولیکی سد گردد، بایستی بررسی شود. در این تحقیق ضمن تحلیل رفتار استاتیکی سد بلند "آزاد" در شرایط واقعی (با هسته رسی قایم) در نرم افزار GeoStudio، تحلیل تراوش، تنش- کرنش، قوس زدگی و پایداری دامنه های سد با زوایای مختلف هسته (صفر، پنج، 10، 15، 20 و 22 درجه نسبت به امتداد قایم) در دو فاز پایان ساخت و تراوش دایم نیز مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد برای یک عمق مشخص، با افزایش زاویه تمایل هسته، دبی تراوش از بدنه و پی سد (به طور محسوس تر در زوایای بیش از 15 درجه) و جابجایی قایم خط مرکزی هسته افزایش یافت. همچنین با افزایش زاویه، متوسط ضریب اطمینان پایداری برای دامنه پایین دست سد به طور غیر محسوس افزایش، اما برای دامنه بالادست به ویژه برای زوایای بیش از 15 درجه کاهش بارز 6/22 درصدی داشت. روند افزایش تنش قایم کل خط مرکزی هسته با افزایش عمق نیز برای زوایای مختلف هسته، فاقد تغییرات قابل ملاحظه بود. در مورد قوس زدگی، به جز در محدوده ارتفاعی 3/0 ارتفاع از تاج، احتمال آن با افزایش زاویه تمایل هسته کم شد.

    کلیدواژگان: تحلیل استاتیکی، سد خاکی، شیب هسته، قوس زدگی
  • سارا غفاری، سید حسین قریشی نجف آبادی*، محمدرضا مجدزاده طباطبایی صفحات 541-560

    ویژگی های هندسی و ریخت شناسی هر رودخانه از مشخصه های اصلی آن به شمار می آید که به وسیله آن برنامه ریزی مدیریتی حوضه و حفظ منابع طبیعی پیرامون آن انجام می پذیرد. مصب ها در دهانه رودخانه ها در یک منطقه مرزی بین دریا و خشکی تشکیل می شوند. تغییر شکل مصب ها بر اثر رسوب گذاری و فرسایش، باعث تغییر الگوی جریان رودخانه می شود. در این پژوهش از مدل هیدرودینامیک (HD) برای محاسبه مقادیر دبی و سرعت و از مدل انتقال رسوب (ST) برای محاسبه بار معلق و تراز بستر استفاده شده است. نتایج حاصل از مدل هیدرودینامیک نشان داد که حداکثر سرعت در 17 کیلومتری ایستگاه شلمان (ابتدای بازه سوم) تقریبا 7/4 متر بر ثانیه است. این مقدار با نزدیک شدن به انتهای مصب تا حدود 5/1 متر بر ثانیه کاهش می یابد. به دلیل اهمیت نقش سیلاب ها در تغییرات بستر، مدل با استفاده از دبی سیلاب 25 ساله رودخانه شلمانرود (355 مترمکعب بر ثانیه) برای بازه یک ساله اجرا شد. پس از آن مسیر رودخانه به سه قسمت تقسیم شد و رفتار رودخانه شلمانرود با توجه به تغییر شکل ایجادشده در مقاطع هر قسمت بررسی شد. بیش ترین مقدار رسوب گذاری در قسمت اول در حالت غیرسیلابی 41/0 متر و در حالت سیلابی 1/1 متر است. در قسمت دوم رسوب گذاری افزایش می یابد و در حالت غیرسیلابی به 8/0 متر و در حالت سیلابی به 2 متر می رسد. در قسمت سوم مقدار رسوب گذاری بیش تراز قسمت های اول و دوم خواهد بود. بیش ترین مقدار رسوب گذاری در این قسمت در حالت غیرسیلابی 53/0 متر و در حالت سیلابی 4/1 متر می باشد.

    کلیدواژگان: تغییرات بستر، شبیه سازی عددی، مدل انتقال رسوب، مدل هیدرودینامیک، مصب، مورفولوژی، نرم افزار MIKE21
  • رضا سراج ابراهیمی، سعید اسلامیان*، محمدجواد زارعیان صفحات 561-579

    با توجه به افزایش گازهای گلخانه ای و به دنبال آن بحران های آبی و اقلیمی متعدد، پیش بینی دقیق تغییرات سطح آب زیرزمینی در مدیریت منابع آب مهم و ضروری است. لذا در این مطالعه به بررسی تغییرات اقلیمی دشت تالش تحت سناریوهای RCP با استفاده از Lars-WG و منابع آبی آن از مدل های SVR و ANN با استفاده از پارامترهای پمپاژ از آبخوان، تبخیروتعرق پتانسیل، دمای کمینه و بیشینه، بارش طی بازه زمانی (1410-1400) پرداخته شد. نتایج تغییرات میانگین دمای کمینه و بیشنه تحت سناریوهای RCP حاکی از افزایش دما به میزان 9/0 و 69/0 درجه سانتی گراد می باشد. همچنین بررسی دقت مدل های SVR و ANN نشان می-دهد که AUC در مرحله آموزش و آزمایش در مدل ANN حداکثر مقادیر AUC برابر با 876/0 و 769/0 محاسبه گردید در حالی که مدل SVR حداکثر مقادیر آن برابر 867/0 و 819/0 برآورد گردید، لذا SVR دقت پیش بینی بهتری دارد. همچنین در طی بازه زمانی (1399-1384) سطح آب زیرزمینی به میزان 10 سانتی متر و در مدل SVR و ANN به ترتیب به میزان 9 و 6 سانتی متر به طور متوسط طی بازه زمانی ذکر شده کاهش سطح ایستابی داشته است. همچنین در بازه زمانی (1410-1400) در مدل های SVR و ANN به ترتیب به میزان 18، 20 و 21 سانتی متر، 20، 21 و 23 سانتی متر به ترتیب تحت سناریوهای RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 کاهش سطح آب زیرزمینی رخ داده است. از این رو پیشنهاد می گردد در دشت تالش توجه به الگوی کشت متناسب با منابع آبی در نقاط مختلف دشت در اولویت برنامه ریزان بخش کشاورزی قرار گیرد.

    کلیدواژگان: ب زیرزمینی، تغییر اقلیم، رگرسیون بردار پشتیبان، شبکه عصبی مصنوعی
  • هادی مدبری*، مرتضی کریمی، بابک رازدار، امیر کاسی، لادن کاظمی راد، خلیل جلیلی صفحات 581-601

    کمبود منابع آب در دسترس از یک سو و افزایش مداوم تقاضای آب از سوی دیگر، موجب برهم خوردن تعادل در سیستم های عرضه-تقاضای منابع آب شده است.. نیاز است با در نظر گرفتن اصول برنامه مدیریت یکپارچه منابع آب، با تعیین حقابه زیست محیطی تالاب هایی همچون تالاب امیرکلایه و بهبود مدیریت منابع آب آن، از تخریب این اکوسیستم ارزشمند و اثرات سوء ناشی از آن جلوگیری شود. هدف اصلی این تحقیق بررسی سناریوهای مختلف تخصیص برای تامین حقابه زیست محیطی تالاب ها براساس مبانی مدیریت یکپارچه منابع آب بود. بدین منظور سیستم منابع آب تالاب و حوضه آبریز آن با مدل WEAP شبیه سازی شد. ابتدا مدل برای وضع موجود تالاب در سناریوی مبنا در سال آبی 99-1398 با شاخص های آماری R2 و RMSE به ترتیب 99/0 و 1/0 برای حجم تالاب و 95/0 و 3/0 برای دبی نهر واسنجی گردید و مقادیر کمبود آب برای رسیدن به شرایط هدف گذاری شده حداقل و مطلوب اکولوژیکی تالاب برآورد شد. با تدوین سناریوهای مدیریتی مختلف به بررسی تاثیر راه کارهای مدیریتی موردنظر بر بیلان منابع آب تالاب پرداخته شد. نتایج نشان داد که اجرای سناریوها در مقیاس تالاب و حوضه آبریز آن به ترتیب موجب افزایش حجم آب تالاب بین 5/0 تا 4 و 3/0 تا 7/1 میلیون مترمکعب خواهد شد. همچنین با اجرایی کردن هم زمان سناریوهای افزایش حجم مخزن تالاب از طریق احداث بازوی خاکی، افزایش راندمان آبیاری و رفع تصرف اراضی کشاورزی موجود در محدوده بستر تالاب، ضمن تامین نیاز آبی بخش کشاورزی، نیاز آبی تالاب حتی در سطحی بالاتر از شرایط مطلوب تامین خواهد شد.

    کلیدواژگان: تالاب امیرکلایه، مدیریت یکپارچه منابع آب، مدل WEAP، نیاز آبی زیست محیطی
  • میلاد ابراهیمی، جواد بهمنش*، وحید رضاوردی نژاد، وحید ورشاویان، نسرین آزاد صفحات 603-614
    برنامه ریزی برای استفاده بهتر از منابع آب در کشاورزی امری اجتناب ناپذیر و روش آبیاری قطره ای زیرسطحی می تواند علاوه بر کاهش در میزان آب آبیاری، افزایش عملکرد محصول را به دنبال داشته باشد. این تحقیق به منظور بررسی سطوح مختلف آبیاری بر شاخص های عملکردی و صفات گیاهی ذرت شیرین، تحت آبیاری قطره ای زیرسطحی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تیمار 20 درصد بیش آبیاری، برابر با نیاز آبی، 20 و 40 درصد کم آبیاری در چهار تکرار در مزرعه تحقیقاتی گروه مهندسی آب دانشگاه ارومیه انجام گردید. نتایج نشان داد که اثرات کم آبیاری و بیش آبیاری بر عملکرد بلال، وزن هزار دانه، قطر بلال بدون پوشش، طول بلال بدون غلاف، تعداد ردیف بلال و تعداد دانه معنی دار بود. همچنین بر اساس نتایج می توان بیان کرد که با کاهش مقدار مصرف آب مقدار عملکرد محصول به صورت خطی کاهش می یابد. بیش ترین و کمترین عملکرد دانه بلال در تیمارهای بیش آبیاری و 60 درصد نیاز آبی به ترتیب با میانگین 4/30 و 9/19 تن در هکتار به دست آمد. بر اساس نتایج تحقیق، با کاهش 20 درصدی مصرف آب نسبت به آبیاری کامل، به طور غیر معنی داری فقط 72/4 درصد عملکرد دانه کاهش پیدا می کند. این در حالی است که با افزایش 20 درصدی آب آبیاری 54/10 درصد عملکرد دانه بلال افزایش می یابد. بین تیمار بیش آبیاری و 20 درصد کم آبیاری در صفات وزن هزار دانه و قطر بلال، اختلاف معنی داری مشاهده نشد. اختلاف بین میانگین های شاخص های عملکرد دانه بلال، طول و تعداد دانه در ردیف بلال در تمام تیمارهای آبیاری معنی داری به دست آمد.
    کلیدواژگان: آبیاری قطره ای زیرسطحی، اجزای عملکرد محصول، کم آبیاری، ذرت شیرین
  • شمیم طاهری گرجی، علی مریدی*، سید محمدرضا مجدزاده طباطبایی صفحات 615-628

    تعیین حقابه زیست محیطی رودخانه ها با استفاده از روش های هیدرولوژیکی و هیدرولیکی با توجه به اطلاعات در دسترس و هزینه و زمان کمتر، بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. نکته حایز اهمیت در استفاده از این روش ها، مد نظر قرار دادن شرایط طبیعی رودخانه با حذف اثر برداشت های بالادست است. برای بررسی ضرورت طبیعی سازی جریان و تاثیر آن بر تعیین حقابه زیست محیطی رودخانه زاینده رود در محل ایستگاه سد تنظیمی (قبل از برداشت های عمده شرب، صنعت و کشاورزی) و ایستگاه ورزنه (در نزدیکی تالاب گاوخونی و پس از برداشت ها و نفوذ آب) به عنوان مطالعه موردی انتخاب شده است. حقابه زیست محیطی بر اساس روش تنانت با استفاده از دبی های مشاهداتی و طبیعی شده در ایستگاه ورزنه، نشان داد که در صورت استفاده از دبی های مشاهداتی، حقابه زیست محیطی در حدود 0/6 متر مکعب بر ثانیه به دست خواهد آمد که عملا آبی در رودخانه جریان نخواهد یافت. در صورتی که با استفاده از دبی طبیعی شده، 16 درصد از پتانسیل رواناب حوضه به محیط زیست اختصاص خواهد یافت. حقابه زیست محیطی بدست آمده از روش محیط خیس شده با الگوریتم شیب منحنی در ایستگاه سد تنظیمی و ورزنه، به ترتیب 13 و 16 درصد از متوسط دبی طبیعی سالانه کل را برآورد کرده است، که این مقدار در محدوده نتایج قابل قبول روش تنانت اصلاح شده قرار گرفته است. در نتیجه استفاده از روش تنانت اصلاح شده به دلیل سهولت در محاسبه و ارایه توزیع ماهانه حقابه زیست محیطی به شرط استفاده از سری زمانی دبی طبیعی شده در محل ایستگاه های مورد مطالعه توصیه می شود.

    کلیدواژگان: پایداری جریان، رودخانه زاینده رود، روش تنانت اصلاح شده، روش محیط خیس شده، روش مونتانا
  • کمیل صامت، میرعلی محمدی*، خسرو حسینی، سعید فرزین صفحات 629-643
    در این تحقیق به منظور درک مکانیسم الگوی جریان در کانال ها دارای پوشش گیاهی، به بررسی عددی جریان در یک کانال مستطیلی با نرم افزار OpenFOAM پرداخته شد. ابتدا از دو حلگر این نرم افزار (icoFoam و pimpleFoam) برای محاسبه پروفیل های سرعت در هر دو جهت طولی و عرضی برای چهار مقطع منتخب در کانال مستطیلی با یک استوانه مربعی شکل استفاده شد. از مقایسه نتایج شبیه سازی با داده های موجود، حلگر icoFoam با عملکرد بهتر (خطای شش درصد) برای مدل توسعه یافته بعدی انتخاب گشت. سپس مدل جدید با دو استوانه مربعی شکل دوپشته با نسبت فاصله دو و نیم و پنج ایجاد گردید. الگوهای جریان، توزیع سرعت و ویژگی های فشار در کانال با سرعت های جریان ورودی متفاوت برای این دو مورد بررسی شدند. مشاهده شد که یک اختلال در میدان جریان در تمام شبیه سازی ها رخ داده و جریان از حالت دایمی به حالت غیردایمی، در یک سرعت بحرانی، تغییر کرد. این حالت ناپایداری در فاصله بین استوانه ها برای نسبت فاصله پنج در عدد رینولدز متوسط هشت روی داد، در حالی که برای نسبت فاصله دو و نیم در عدد رینولدز متوسط 32 دیده شد. حداکثر مقادیر جداول زمانی سرعت های طولی و عرضی در دوره 200 ثانیه ای برای چهار حالت (شامل دو عدد رینولدز و دو نسبت فاصله مختلف) در دو محدوده مکانی ترسیم و به طور کامل بررسی شد. با توجه به نتایج می توان گفت که همپوشانی نقش مهمی بر ویژگی های -جریان در آرایش های دوپشته دارد و با افزایش 55 درصدی نسبت فاصله بین استوانه ها، مقدار سرعت بحرانی 74 درصد کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: پوشش گیاهی صلب دوپشته، سرعت بحرانی، کانال مستقیم، مدل سازی عددی، نسبت فاصله، OpenFOAM
  • شهلا عباس بیگی، محمود مشعل*، علی رحیمی خوب صفحات 645-657
    یکی از روش های کاهش مصرف و افزایش بهره وری آب استفاده همزمان از مالچ و کم آبیاری می باشد. بررسی اثر مالچ و سطوح مختلف آبیاری بر روی بهره وری آب گیاه ریحان، آزمایشی در قالب کرت های خردشده اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل 4 سطح مختلف آبیاری و دو عامل خاک در دو فصل کشت بود. برای تعیین حداکثر عملکرد محصول و بهره وری آب از تیوری الاستیسیته استفاده شد. در تیوری الاستیسیته با مشتق گیری از تابع تولید شاخص بازده مصرف آب حاشیه ای و شاخص الاستیسسیته تعیین می شود. نتایج در فصل اول کشت نشان داد که در شرایط حداکثر عملکرد محصول، عملکرد محصول در خاک مالچ دار حدود 19 درصد بیشتر از خاک معمولی می باشد، در حالی که مصرف آب نیز حدود 28 درصد در خاک مالچ دار کمتر شد و در کل حدود 50 درصد بهره وری آب افزایش پیدا کرد. در شرایط کم آبیاری بهترین عملکرد ماده خشک به میزان 118 گرم بر متر مربع، نیاز آبی به مقدار 67 میلی متر و بهره وری آب 67/1 گرم بر لیتر در پوشش خاک با مالچ بدست آمد. این در حالی است که این مقادیر برای خاک معمولی بترتیب 7/96 گرم بر متر مربع، 2/80 میلی متر و 21/1 گرم بر لیتر بدست آمد. نتایج در فصل دوم کشت نیز مشابه کشت اول بود و نشان داد عملکرد محصول، نیاز آبی و بهره وری آب در خاک مالچ دار ارتقاء پیدا کرده است. نتایج این آزمایش نشان داد استفاده از پوشش مالچ بر روی خاک و کم آبیاری موجب افزایش بهره وری آب و عملکرد محصول ریحان شد.
    کلیدواژگان: بهره وری مصرف آب، ریحان، کم آبیاری، مالچ
  • محمدعلی غلامی سفیدکوهی*، زهرا باقری خلیلی صفحات 659-673

    استحصال آب باران پشت بام بعنوان منبع جایگزین مهم در مکان و زمانی که منابع آب سطحی و زیرزمینی آلوده، محدود و یا به سادگی در دسترس نیستند، بشمار می رود. این تحقیق با هدف بررسی کمی و کیفی آب استحصال شده از سیستم های برداشت آب باران برای تولید آب شرب در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری صورت گرفته است. برای بررسی پتانسیل استحصال آب باران در محدوده دانشگاه، یکی از ساختمان های خوابگاه دانشجویی با مساحت سقف 850 مترمربع و ظرفیت 300 دانشجو در نظر گرفته شد. از داده های روزانه بارندگی ایستگاه دشت ناز ساری در دوره 2000 تا 2018 بعنوان ورودی های مدل بیلان روازنه آب به منظور تعیین حجم مناسب مخزن ذخیره آب باران استفاده شد. همچنین بمنظور بررسی کیفیت آب جمع آوری شده از سقف، از خروجی بام نمونه برداری و برخی از پارامترهای مهم فیزیکی، شیمیایی و میکروبی اندازه گیری شد. با توجه به نتایج، حجم مخزن ذخیره سازی با ظرفیت 30 مترمکعب با تقاضای روزانه حدود 6/3 مترمکعب آب شرب و با قابلیت اطمینان حجمی و زمانی بترتیب 27 و 9/24 درصد، انتخاب شد. یافته ها نشان داد در نتیجه اجرای این سیستم، سالانه حدود 354 مترمکعب در مصرف آب شهری صرفه جویی خواهد شد. همچنین نتایج نشان می دهد استفاده مستقیم از آب جمع آوری شده برای مصارف شرب دارای محدودیت می باشد. بر این اساس با توجه به میزان آب تولیدی سالانه پیشنهاد می شود تا ضمن استفاده از تانک شن برای بهبود پارامترهای فیزیکی (کدورت)، از سیستم UV برای گندزدایی و تصفیه میکروبی استفاده شود.

    کلیدواژگان: سامانه جمع آوری باران، صرفه جویی آب، قابلیت اطمینان، مدل بیلان آب، IRWQI
|
  • Sajad Bajelvad, SAEED GOHARI *, Majid Hydari Pages 455-466
    Spur dikes are river training structures that developed from the natural river banks with proper length and angle from the flow dominant direction, cause to divert the flow attack at the riverside and the critical regions and directs the flow to the river central axis. There are several researchers focused on the effect of the spur dikes angles on the flow pattern however there is not any study on hockey spur dikes angle on scouring patterns. In present study, the effects of the hockey spur dikes angle on scouring and the bed topography was carried out experimentally while the results were compared to those provided for L-shape. The experiments were conducted on a series of hockey spur dikes also the L-shape in three various angles equal to ,  and  (towards the downstream channel lateral walls) inside a laboratory flume in 10.5m length, 0.5 width and 0.5m height under the clear water conditions. The results revealed the scour hole parameters including the length and thickness of the sediment hill are lower in hockey spur dikes than the L- shape by increasing the spur dikes angle. Furthermore, the maximum scour depth, mean area and volume of scouring are increased by 41.4, 41 and 75.5 percent in hockey and by 33.8, 39 and 73 percent in L-shape through increasing the angle from   to , respectively. Also, no scouring was taken place in the vicinity of the channel lateral walls downstream the hockey spur dikes, hence, those beter act against the destruction also in protection of river beaches against the erosion, with respect to the L-shape.
    Keywords: bed topography, Hockey Spur Dike, L-shape Spur Dike, Laboratory Model, scour, Spur Dikes Angle
  • Reza Firozpour, Ali Shahnazari *, Ali Akbarzadeh, Mostafa Yousefeian Pages 467-481

    It is expected that due to the value of water in the agricultural sector and the reduction of water resources in recent years, methods of adaptation to the conditions ahead will be investigated. A study was carried out to investigate the effects of deficit irrigation on yield components of rice (Binam variety). The experiment was run in the form of a randomized complete block design with nine treatments and three replications in the Babolsar city of Mazandaran province in year 2020. The treatments were regulated deficit irrigation (RDI) and partial root zone drying (PRD) in three drought stresses of 10, 30 and 60 kPa (RDI10, RDI30, RDI60, PRD10, PRD30 and PRD60) and full irrigation (FID). Drip tape irrigation system was used as irrigation method. Flood irrigation system was used as an irrigation (FI1) and weed (FI2) control treatment. Soil water deficit was measured by a tensiometer and Volumetric meter was used to calculate water consumption. Flood irrigation treatment had the highest yield of rough rice and water consumption (6442 kg / ha and 10886 m3 / ha). The lowest rice yield was for RDI60 treatment with 2998 kg / ha and the lowest water consumption was corresponded to PRD60 treatment with 2111 m3 / ha. According to the results, the applying of PRD method in addition to higher yield than RDI, saved 76.33% in water consumption. The PRD method could be recommended for the region.

    Keywords: partial root zone drying, tape irrigation, water deficit stress, Water storage, Weed
  • Esmaeil Asadi *, Parisa Sadeghzade, Abolfazl Majnouni Heris, Morteza Samadian Pages 483-496

    Put critical situations. Decline of groundwater level in Urmia plain and declaration of this plain as one of the forbidden plains of West Azerbaijan province; It has caused the rehabilitation of the aquifer and planning to prevent its decline and increase its level to be among the priorities of the executive plans of the Ministry of Energy in this area.In this study, in order to rehabilitate the aquifer and in parallel, the effect of annual rainfall parameters and reduction of groundwater abstraction on changes in the aquifer level of the Urmia plain was investigated using the fuzzy TOPSIS technique. In this regard, the effectiveness of the measures taken based on 4 management scenarios, a questionnaire with 18 options in the form of three criteria of implemented measures, short-term proposed measures and long-term proposed measures were prepared. Given the breadth and multiple interactions between the criteria and the leading measures, the fuzzy method to express the effect of each option quantitatively and the TOPSIS fuzzy analysis method to analyze the opinions of experts with the aim of ranking the options of each scenario in Problem solving was used. The results indicate that increasing rainfall and consequently decreasing groundwater abstraction is still the most effective factor in the relative improvement of the quantitative status of the aquifer. Meanwhile, by examining the amount of rainfall in the last few years in the Urmia plain, it can be stated that in addition to changing the amount of rainfall as the main factor, the effectiveness options of patrol and inspection groups (Ch6), feeding the aquifer by releasing water from the dam Tea city (Ch7) and river blockage in non-crop seasons and feeding the aquifer through the main river (Ch4) are among the measures of the rehabilitation and balancing plan (implemented) in improving the groundwater level. Given the breadth and multiple interactions between the criteria and the leading measures, the fuzzy method to express the effect of each option quantitatively and the TOPSIS fuzzy analysis method to analyze the opinions of experts with the aim of ranking the options of each scenario in Problem solving was used.The results indicate that increasing rainfall and consequently decreasing groundwater abstraction is still the most effective factor in the relative improvement of the quantitative status of the aquifer. Meanwhile, by examining the amount of rainfall in the last few years in the Urmia plain, it can be stated that in addition to changing the amount of rainfall as the main factor, the effectiveness options of patrol and inspection groups (Ch6), feeding the aquifer by releasing water from the dam Tea city (Ch7) and river blockage in non-crop seasons and feeding the aquifer through the main river (Ch4) are among the measures of the rehabilitation and balancing plan (implemented) in improving the groundwater level.

    Keywords: Fuzzy-TOPSIS Method, Management Scenarios, Rehabilitation, Balancing, Urmia plain aquifer
  • Amir Bahramifar, Hassan Afshin *, Mehrdad Emami Tabrizi Pages 497-510

    When the dam reservoir exceeds its capacity, the spillway, as one of the most significant water-dependent elements of dams, safely conveys the oncoming flood flow to the dam reservoir. Dam safety is inextricably linked to sufficient spillway capacity. Therefore, one of the most pressing issues in all dams is ensuring the accuracy of structures and the hydraulic operation of spillways. In the present study, the hydraulic parameters of the flow on the spillway for the flood discharges with 50 and 10,000-year return periods were simulated using WS77 and Flow3D softwares in order to evaluate the factors affecting the destruction of the concrete panel of the Bukan Dam spillway. Various known factors in the destruction of spillway floor concrete panels such as cavitation, pressure fluctuations, uplift pressure and hydraulic jacks were also investigated. As shown in the results, the minimum cavitation index in selected floods of 50 and 10 thousand years is 0.31 and 0.275, respectively, which is more than the critical value of 0.2. Furthermore, at the maximum values estimated in the two floods, the failure potential index is 111 and 198 (2.5 cm offset) respectively, which is much below the value of the destruction threshold of 500. However, the results show that increased pressure owing to the hydraulic jack phenomenon, as well as uplift pressure to values greater than the concrete panel weight component and anchor strength, has resulted in spillway floor concrete panel displacement.

    Keywords: Bukan Dam, Cavitation, Concrete Floor Panel, destruction, spillway, Stagnation pressure
  • Hourieh Masaeli, Alireza Gohari *, Mohammad Shayannejad Pages 511-525

    The aim of this study was to investigate the effect of using each of the surface, sprinkler and drip irrigation methods on the condition of Zayandehrud basin. For this purpose, water, energy, food and carbon nexus approach was used for a comprehensive study. In the nexus approach, considering their interactions, efforts are made to increase productivity and ensure the security of the region. In this study, this approach has appeared in the form of a newly developed index called water, energy, food and greenhouse gases nexus (WEFGN) and considering ten indicators including inputs of crop production, energy consumption for irrigation, food self-sufficiency, economic efficiency and carbon emissions were studied for irrigation methods that could provide a comprehensive view of managers and decision makers. The results of the study of irrigation methods in 2020 showed that by changing the current irrigation method to drip and sprinkler irrigation due to reduced water consumption (17 and 4.84 percent (483.7 and 138.5 million cubic meters per year, respectively)) the condition of the basin improves, but in the sprinkler method more energy is needed for irrigation (280.5 percent (112415.8 thousand kcal per year)) and the carbon released due to the increase in irrigation energy also increases to 87432.5 tons per year (73.7 percent). Therefore, the WEFGN index score for each of the drip irrigation, sprinkler and current status methods was 0.86, 0.31 and 0.47, respectively, and the best irrigation method in Zayandehrud basin in terms of nexus approach was drip irrigation.

    Keywords: Drip Irrigation, Sprinkler irrigation, Surface irrigation, Water Energy Food Nexus
  • Nazanin Shahkarami *, Maryam Bayat Pages 527-539

    In the design of embankment dams, the vertical or inclination of the core has its own advantages and disadvantages according to technical and economic considerations. In each of these options, it is necessary to pay attention to the amount of seepage, deformations and stresses created in the body and foundation of the dam, as well as stability. In addition, the control of the arching caused by different stresses and subsidence in different levels and areas, which can lead to hydraulic failure of the dam, should also be considered. In this study, while analyzing the static behavior of the "Azad" dam in real condition (with a vertical core) in GeoStudio software, analysis of seepage, stress-strain, arching and slope stability with different core inclination (zero , five, 10, 15, 20 and 22 degrees relative to the vertical) at end of construction and steady-state seepage have also been studied and compared. The results showed that for a given depth, with increasing the angle of inclination of the core from the vertical position, the seepage through the dam body and foundation (especially for angles greater than 15 degrees) and the vertical displacement of the core central line increased. Also with increasing the angle of inclination, the average stability safety factor of the downstream slope of the dam increased imperceptibly but for the upstream slope especially for angles greater than 15 degrees, there was a significant decrease of 22.6 percent. The trend of increasing the total vertical stress along the central core line with increasing depth for different angles of the core did not change significantly. In the case of arching, except in the height range of 0.3 of the height of the crest, the probability decreased with increasing inclination angle of the core.

    Keywords: Arching, Core inclination, Embankment dams, Static analysis
  • Sara Ghaffari, Seyed Hossein Ghoreishi Najaf Abadi *, MohamadReza Majdzadeh Tatatabaei Pages 541-560

    Geometric and morphological characteristics of each river are its main characteristics by which the management planning of the basin and the conservation of natural resources around it is done. Estuaries are formed at the mouth of rivers in a border area between sea and land. Deformation of estuaries due to sedimentation and erosion changes the pattern of river flow. In this research, the hydrodynamic model (HD) is used to calculate the flow rates and velocity and the sediment transport model (ST) is used to calculate the suspended load and bed level. The results of the hydrodynamic model showed that the maximum speed at 17 km of Shalmaneh station (beginning of the third interval) is approximately 4.7 m /s. This value decreases to about 1.5 meters per second as we approach the end of the estuary. Due to the importance of the role of floods in bed changes, the model was implemented using the 25-year flood discharge of Shalmanrood River (355 cubic meters per second) for a period of one year. After that, the river route was divided into three parts and the behavior of Shalmanrud river was studied according to the deformation created in the sections of each part. The maximum amount of sediment in the first part is 0.41 m in non-flood condition and 1.1 m in flood condition. In the second part, sedimentation increases and in non-flood state reaches 0.8 meters and in flood state reaches 2 meters. In the third part, the amount of sediment will be more than the first and second parts. The maximum amount of sediment in this part is 0.53 m in non-flood condition and 1.4 m in flood condition.

    Keywords: Bed changes, estuary, hydrodynamic model, MIKE21 software, Morphology, Numerical simulation, sediment transport model
  • Reza Seraj Ebrahimi, Saeid Eslamian *, MohammadJavad Zareian Pages 561-579

    Due to the increase in greenhouse gases and numerous water and climate crises, accurate prediction of  the changes groundwater levels is very important and vital in the  water resources management. Therefore, in this paper,the  climate changes of Talesh plain is studied under RCP scenarios using Lars-WG and its water sources from SVR and ANN models. Also,aquifer pumping parameters, evapotranspiration potential, minimum and maximum temperature and  precipitation are used from (2021-2030). The results of the mean minimum and maximum temperature changes under RCP scenarios indicate the temperature increase by 0.9 and 0.69 °C. Also,studying  the accuracy of SVR and ANN models shows that the AUC in the training and testing phase in the ANN model, the maximum AUC values ​​were calculated as 0.876 and 0.769, while the SVR model, the maximum values ​​were equal to 0.867 and 0.819.Thus SVR has better predictive accuracy.In addition to that  during the time period (2005-2019) the groundwater level has decreased by 10 cm and in the SVR and ANN models by an average nine and six cm respectively more ever during in the time period(2021-2030) ground water levels have decreased in by 18, 20 and 21 cm, 20, 21 and 23 cm under the scenarios RCP2.6, RCP4.5 and RCP8 5 in SVR and ANN models,respectively.Therefor it is suggested that in Talesh plain considering the cultivation pattern appropriate to water resources in different parts of the plain should be the  priority for agricultural planners.

    Keywords: Artificial Neural Network, climate change, Groundwater, SVR
  • Hadi Modabberi *, Morteza Karimi, Babak Razdar, Amir Kasi, Ladan Kazemi Rad, Khalil Jalili Pages 581-601

    The scarcity of available water resources, on the one hand, and the increase in water demand, on the other, have upset the balance between water supply and water demand systems. Consequently, it is necessary to prevent the destruction of this valuable ecosystem and its adverse effects by considering the principles of the integrated water resources management program, determining the environmental status of wetlands such as Amirkalayeh wetland, and improving its water resources management. The main purpose of this study was to investigate different allocation scenarios for the provision of wetland ecosystems based on the principles of integrated water resources management. To aim this purpose, the water resources system of the wetland and its catchment area were simulated with the WEAP model. First, the model was calibrated for the current condition of the wetland in the reference scenario at the water years 2011-2020 whith R2 and RMSE statistical indices of 0.99 and 0.1 for the wetland volume and 0.95 and 0.3 for the creek discharge, respectively. Therefore, water shortage values were estimated to achieve the minimum and optimal ecological conditions of the wetland. Then, the effect of the management strategies on the balance of water resources of the wetland was investigated by compiling different management scenarios. The results showed that the implementation of scenarios at the wetland scale and its catchment would increase the volume of water in the wetland between 0.5 to 4 and 0.3 to 1.7 million cubic meters, respectively. Furthermore, simultaneously implementing scenarios of increasing the volume of the wetland’s reservoir could provide the wetland's water requirements by constructing a levee, increasing irrigation efficiency, and eliminating the occupation of agricultural lands in the wetland bed and its margins. Also, when agricultural water requirement is provided, the water requirements of the wetland will be met so, even at a higher level.

    Keywords: Amirkelaye Wetland, Environmental Water Requirement, integrated water resources management, WEAP model
  • Milad Ebrahimi, Javad Behmanesh *, Vahid Rezaverdinejad, Vahid Varshavian, Nasrin Azad Pages 603-614
    Planning for the best use of water resources in agriculture is inevitable. In this regard, the method of subsurface drip irrigation can, in addition to reducing the amount of irrigation water, increase crop yield. This study was conducted to investigate the different levels of under-irrigation and over-irrigation on yield indices and plant traits of sweet corn cultivar CHASE, under subsurface drip irrigation system in a randomized complete block design with four treatments of 20 Percent over-irrigation, equal to water requirement, 20 and 40 Percent under-irrigation in four Repeated. The results showed that in general, the effects of under-irrigation and over-irrigation on cob yield, 1000-seed weight, uncovered cob diameter, pod-free cob length, number of cob rows and number of seeds were significant. Also, based on the results, it can be stated that by reducing the amount of water consumption, the yield of the product decreases linearly. The highest and lowest cob yields were obtained in over-irrigation treatments and 60 Percent of water requirement with an average of 30.4 and 19.9 tons per hectare, respectively. Accordingly, with a 20 Percent reduction in water consumption compared to full irrigation, only 4.72 Percent of the crop is significantly reduced. This is while with a 20 Percent increase in irrigation water, the yield of cob increases by 10.54 Percent. 1000-seed weight in full irrigation and 20 Percent low irrigation treatments was 375.7 and 372.6 g, respectively. There was no significant difference between over-irrigation and 20 Percent under-irrigation treatment. There was a significant difference between the means of ear yield indices, length and number of seeds per ear row in all irrigation treatments.
    Keywords: Crop yield components, Deficit irrigation, Subsurface drip irrigation, sweet corn
  • Shamim Taheri Gorji, Ali Moridi *, Seyed Mohammadreza Majdzadeh Tabatabaei Pages 615-628

    Determination of the environmental flow of rivers using hydrological and hydraulic methods has received more attention due to the available information and less cost and time. The important point in using these methods is to consider the natural conditions of the river by eliminating the effect of upstream withdrawals. To investigate the necessity of naturalization of the flow and its effect on determination of the ecological water supply of Zayandehroud river at the location of the Sad-e-tanzimi station (before major drinking, industrial and agricultural harvests) and Varzaneh station (near Gavkhuni wetland and after harvest and water infiltration) has been selected as a case study. Based on the Tennant method, using the observed and naturalized flows at Varzaneh station, the ecological watercourse showed that if the observed flows are used, it will obtain about 0.6 cubic meters per second. It turned out that there would be practically no water flowing in the river. If naturalized flow is used, 16 percent of the basin runoff potential will be allocated to the environment. The environmental flow obtained from the wetted perimeter method with the curved slope algorithm at the Sad-e-tanzimi and Varzaneh station has estimated 13 and 16 percent of the annual average natural flow, respectively, which is within the acceptable results of the modified Tennant method. Has been located. As a result, the use of the modified Tennant method is recommended due to the ease of calculating and providing the monthly distribution of environmental water, provided that the naturalized flow time series is used at the study stations.

    Keywords: Flow stability, Modified Tennant method, Montana method, Wetted perimeter method, Zayandehroud River
  • Komeil Samet, Mirali Mohammadi *, Khosrow Hoseini, Saeed Farzin Pages 629-643
    In order to understand the mechanism of flow patterns in vegetated channels, the flow located in a rectangular channel was numerically investigated by using OpenFOAM software. Firstly, two solvers of that software (i.e. icoFoam and pimpleFoam) were used to calculate the velocity profiles in both longitudinal and cross-sectional directions for four selected sections in a rectangular channel with a square cylinder. By comparing the simulation results with the available data, the icoFoam solver with a better performance (six Percent Error) was selected for the next developed model. A new model was then created with two tandem square cylinders with spacing ratios of two and a half and five. Flow patterns, velocity distribution and pressure characteristics in the channel with different inlet flow velocities were investigated for two cases. It was observed that a flow field disturbance occurred in all simulations and the current changed from steady state to unsteady one at a critical velocity. This instability occurred in a distance between the cylinders for the spacing ratio of five at an average Reynolds number of eight, while for the ratio of two and a half it is occurred at an average Reynolds number of 32. The maximum values ​​of longitudinal and transverse velocity timelines in a period of 200 seconds for four states (including two Reynolds numbers and two different spacing ratios) were plotted in two spatial ranges and fully investigated. According to the results, it can be said that the overlap has an important role on the flow characteristics in tandem arrangements and by increasing the distance ratio between the cylinders by 55 percent, the critical velocity value decreases by 74 percent.
    Keywords: critical velocity, numerical modelling, OpenFOAM, Spacing Ratio, Straight Channel, Tandem Rigid Vegetation
  • Shahla Abbasbeigi, Mahmoud Mashal *, Ali Rahimikhoob Pages 645-657
    One of the ways to reduce water consumption and increase water productivity is to simultaneous use mulch and deficit irrigation. For studying the effect of mulch and different levels of irrigation on water use efficiency of Basil, a split plot experiment based on randomized complete block design was conducted. The experimental treatments consisted of four different irrigation levels; and two soil factors in two seasons of cultivation. The elasticity theory was used to determine the maximum product yield and water productivity. In the theory of elasticity, marginal water consumption efficiency index and elasticity index are determined by deriving from the production function. The results of the first season showed that in the conditions of maximum yield, the yield of the product in mulched soil was about 19% higher than the normal soil, while water consumption was reduced by 28% in the mulch, and in total about 50% of water productivity has increased. In deficit irrigation condition, the best dry matter yield, water requirement and water productivity were 118 gr/m2, 67 mm and 67.1 gr/lit in soil covered with mulch respectively; while these values for uncovered soil were 96.7 gr/ m2, 80.2 mm and 21.1 gr /lit respectively. The results in the second season of cultivation were similar to those of the first cultivar and indicated that the yield of the product, water requirement and water productivity in the mulch was increased. The results of the experiment showed by applying mulch on the soil surface and using deficit irrigation strategy, water use efficiency and yield productivity of basil increased.
    Keywords: Basil, Deficit irrigation, Mulch, Water Productivity
  • MohammadAli Gholami Sefidkouhi *, Zahra Bagheri Khalili Pages 659-673

    Roof rainwater harvesting is considered an important alternative source where contaminated surface and groundwater resources are limited or not readily available. The aim of this study was to evaluate the quantity and quality of water extracted from rainwater harvesting systems for drinking water production at Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University. To investigate the potential for rainwater harvesting within the university, one of the student dormitory buildings with a roof area of 850 m2 and a capacity of 300 students was considered. Daily rainfall data of Dasht-e Naz station in Sari in the period 2000 to 2018 were used as inputs of the water balance model to determine the appropriate volume of the rainwater storage tank. Also, in order to evaluate the quality of water collected from the roof, sampling from the roof outlet and some important physical, chemical and microbial parameters were measured. According to the results, the volume of the storage tank of 30 m3 in the dormitory with Volumetric and time reliability of 29 and 29.5 percent, respectively, was considered appropriate. The results showed that at the implementation of this system, about 309 m3 of town water consumption will be saved annually. The results also show that the direct use of collected water for drinking purposes is limited. Accordingly, according to the amount of water produced annually, it is recommended to use a UV system for disinfection and microbial purification while using a sand tank to improve physical parameters (turbidity).

    Keywords: IRWQI, Rainwater Harvesting System, reliability, Water saving, Water Balance Model