فهرست مطالب

علوم و مهندسی آبیاری - سال چهل و پنجم شماره 4 (زمستان 1401)

فصلنامه علوم و مهندسی آبیاری
سال چهل و پنجم شماره 4 (زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/12/01
  • تعداد عناوین: 10
|
  • محمد توزنده جانی، امیر حمزه حقی آبی*، سید محمود کاشفی پور، حسن ترابی پوده صفحات 1-14
    یکی از مهم ترین عوامل کاهش عمر مفید سدها، جریان غلیظ است که عامل اصلی حرکت رسوبات در مخازن سدها می باشد. جریان غلیظ پدیده ای است که به خاطر تغییرات چگالی بین دو سیال به وجود می آید. در مقاله حاضر تاثیر ارتفاع و فواصل موانع متوالی در کنترل جریان غلیظ بررسی می شود. بدین منظور از سه ردیف مانع با چهار ارتفاع و سه فاصله برای موانع و نیز سه شیب و دو غلظت استفاده شده است. جریان غلیظ استفاده شده هم از نوع نمکی بوده و هم از نوع رسوبی. در مجموع 108 آزمایش به همراه 9 آزمایش شاهد انجام شد. با توجه به تحقیقات گذشته حداقل ارتفاع یک مانع برای کنترل کامل جریان غلیظ باید دو برابر ارتفاع جریان غلیظ باشد که در تحقیق حاضر نتایج نشان داد که می توان با موانعی به ارتفاع یک برابر ارتفاع بدنه جریان غلیظ، تا 99 درصد جریان غلیظ را کنترل کرد. همچنین نتایج نشان داد که در سه ردیف مانع، تاثیر فاصله مانع اول و دوم مهمتر بوده و هرچه این فاصله بیشتر باشد کنترل جریان غلیظ نیز بیشتر است.
    کلیدواژگان: عمر مفید، مخزن سد، شیب، رسوبات، غلظت
  • سینا چراغچی، محمود شفاعی بجستان* صفحات 15-30

    در این مطالعه از سازه ای نوین که ترکیبی از آبشکن نفوذپذیر با صفحه مثلثی است در قوس180 درجه پوشیده با بستر ماسه ای، با عنوان سازه ترکیبی مورد مطالعه آزمایشگاهی قرار گرفت. بدین منظور سازه ترکیبی اشاره شده به صورت تک سازه با درصدهای مختلف (صفر (نفوذناپذیر)، 30، 50 و 70 درصد) نفوذپذیری و هر کدام در چهار شرایط هیدرولیکی مختلف (اعداد فرود 18/0، 20/0، 22/0 و 24/0) آزمایش شد. در پایان هر آزمایش توپوگرافی بستر برداشت شد و محدوده چاله فرسایشی، حداکثر عمق آب شستگی و موقعیت آن از ساحل بیرونی مشخص شد. نتایج نشان داد در مقایسه با آبشکن نفوذپذیر نرخ رسوب گذاری پشت سازه ترکیبی افزایش چشم گیری دارد و در قیاس با آبشکن های نفوذناپذیر رایج، علی رغم فرسایش و رسوب گذاری کمتر، بستر تغییر یافته در پشت سازه ترکیبی شرایط بهتری برای تشکیل ساحل جدید به وجود آورده است. از نظر فرسایش جلوی سازه، سازه ترکیبی با نفوذپذیری 70 درصد در عدد فرود 18/0 بیشترین میزان و در عدد فرود 24/0 کمترین میزان فرسایش را داشته است. نفوذپذیری های 30 و 50 درصد  کمترین و بیشترین میزان انتقال چاله فرسایشی به بالادست را داشتند که در بیشترین حالت برای عدد فرود24/0 به ترتیب برابر 83/1 و 79/1 برابر طول موثر سازه می باشد. هم چنین سازه های ترکیبی نفوذناپذیر و نفوذپذیر پنجاه درصد بیشترین و کمترین میزان حجم رسوب گذاری را داشتند که برای عدد فرود 24/0 به ترتیب برابر 93/4 و79/1 برابر توان سوم عمق جریان می باشند.

    کلیدواژگان: سازه ترکیبی، آبشکن، رسوب گذاری، آبشستگی، قوس ملایم 180 درجه
  • سیمین منجزی، امیر گندمکار*، حیدر زارعی، علیرضا عباسی صفحات 31-48
    تغییرات آب و هوایی ناشی از گرمایش کره زمین، موجب تغییر در میزان و نوع بارش ها و هم چنین توزیع مکانی و زمانی بارش خواهد شد. از مهم ترین پیامدهای تغییر اقلیم می توان به تاثیر بر پدیده های حدی مانند خشک سالی و بارش های شدید اشاره کرد. در این مقاله به بررسی اثرات تغییر اقلیم بر میزان حداکثر بارش محتمل در حوضه آبریز پارسیان پرداخته شده است. برای این منظور ابتدا با استفاده از دو روش هرشفیلد و هرشفیلد-دسا، حداکثر بارش محتمل برای دوره پایه محاسبه شد. سپس خروجی بیست و سه مدل گردش عمومی جو تحت دو سناریوی RCP 4.5 و RCP 8.5 به عنوان دو سناریوی با سطح انتشار متوسط و بدبینانه برای دوره ی 2050-2020، به کمک داده های روزانه بارش در دوره ی پایه برای پنج ایستگاه هواشناسی موجود در منطقه ریزمقیاس شدند. در نهایت با استفاده از بارش های برآورد شده برای آینده در هر پنج ایستگاه، مقدار حداکثر بارش محتمل به دست آمد. نتایج نشان داد  در دوره ی آتی، حداکثر بارش محتمل نسبت به دوره پایه کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: گرمایش جهانی، تغییرات بارش، مدل گردش عمومی جو، سناریوهای تغییر اقلیم
  • امید رجا، مسعود پارسی نژاد*، مسعود تجریشی صفحات 49-72

    هدف اصلی از انجام این مطالعه بررسی مکان‏یابی مناطق نشت و زهکشی بین آبخوان و رودخانه در دشت مهاباد واقع در حوضه آبریز دریاچه ارومیه با استفاده از مدل ترکیبی SWAT-MODFLOW-NWT بود. مدل برای دوره ده ساله اجرا شد. بررسی‏های اندرکنش بین منابع آب سطحی و زیرزمینی نشان داد در نواحی مرکزی و شمالی دشت عمدتا منجر به زهکشی آب از آبخوان به رودخانه به میزان 25/30 تا 15/40 میلیون مترمکعب به‏ترتیب در سال‏‏های خشک و تر نسبت به تغذیه آب زیرزمینی توسط رودخانه‏ها می‏شود؛ اما به دلیل شرایط هیدرولیکی متفاوت در نواحی جنوبی و غربی، نشت از رودخانه‏ها منجر به تغذیه آبخوان به میزان 35/5 تا 70/9 میلیون متر مکعب در سال می‏گردد. نتایج نشان داد به‏طور متوسط در طول سه سال آبی موردنظر میزان تبخیر روزانه از آب زیرزمینی بین 01/0 تا 51/0 میلی‏متر در روز متغیر بود. بررسی‏ها نشان می‏دهد گستره تبخیر از آب زیرزمینی عمدتا در نواحی مرکزی و شمالی دشت و در امتداد رودخانه اصلی مهاباد چای متمرکز شده و در نواحی شرقی و جنوبی دشت کاهش می‏یابد. این الگو تا حدود زیادی با وضعیت تراز و عمق سطح آب زیرزمینی نیز مطابقت دارد. به‏طور‏کلی بررسی‏های نشان می‏دهد‏ مدل به‏خوبی توانست الگوی زمانی و مکانی اندرکنش بین آبخوان و رودخانه و نیز تبخیر از سطح آب زیرزمینی در منطقه را شبیه‏سازی کند.

    کلیدواژگان: تغذیه، تراز آب زیرزمینی، فعل و انفعالات، تبخیر، پایداری، دریاچه ارومیه
  • مصطفی یوسفیان، علی شاهنظری*، میرخالق ضیاءتبار احمدی، بهروز عربزاده، محمود رائینی سرجاز صفحات 73-86

    به منظور ارزیابی برخی خصوصیات فیزیکی و کیفی دانه برنج و میزان جذب نیتروژن در سطوح مختلف آبیاری، مطالعه ای در معاونت موسسه تحقیقات برنج کشور در مازندران طی دو سال زراعی 1394 و  1395 انجام گردید. تیمارها شامل دو روش کم آبیاری تنظیم شده (RDI)  و خشکی بخشی ریشه (PRD) در کشت جو و پشته با سه سطح تنش خشکی  DI10)، PRD10، DI30، PRD30،DI60  ،(PRD60 به همراه غرقاب دایم (FI) به عنوان تیمار شاهد، در سه تکرار انجام گردید. طبق نتایج هردو سال پارامترهای عملکرد، آب مصرفی، راندمان تبدیل، درصد خرد، درصد آمیلوز، غلظت ژل، دمای ژلاتینه شدن و مقدار جذب نیتروژن در تیمارهای مختلف با یکدیگر اختلاف معنی دار داشته است. بر این اساس اگرچه بیشترین عملکرد در تیمار غرقاب دایم به دست آمد، اما متوسط کاهش عملکرد در تیمار PRD10 دو درصد بوده است، در حالی که مصرف آب آن 32 درصد کمتر از تیمار شاهد است. طبق نتایج ضریب تبدیل در روش خشکی بخشی ریشه نسبت به غرقاب دایم حدود 5/0درصد افزایش داشته و کمترین درصد خرد در تیمار PRD10 اندازه گیری شد. هم چنین تحت تنش ملایم خشکی، صفات کیفی مانند درصد آمیلوز، درجه ژل و دمای ژلاتینه شدن کاهش نداشته است. با افزایش تنش خشکی مقدار جذب ازت در برنج کاهش می یابد، براین اساس بیشترین جذب نیتروژن هر دوسال در تیمار شاهد به دست آمد که مقدار آن به ترتیب 8/85 و 6/88 کیلوگرم در هکتار بوده است. لذا استفاده از روش خشکی بخشی ریشه در کشت جوی و پشته به عنوان یک روش جایگزین در کشت برنج قابل اجرا می باشد که بدون کاهش چشم گیر در عملکرد و کیفیت برنج، موجب صرفه جویی در آب مصرفی می گردد.

    کلیدواژگان: کشت جوی و پشته، کم آبیاری برنج، کود نیتروژن، کیفیت برنج
  • جهانگیر عابدی کوپایی*، محمدحسین حکیمیان، آرمیتا معتمدی صفحات 87-100

    با توجه به شدت گرفتن بحران آب در کشور باید در مدیریت فاضلاب تحولی ایجاد شود، تا بتوان تقاضای آینده آب را تامین نمود. اما فاضلاب ها یکی ازمهم ترین عوامل آلوده کننده زیست محیطی بوده و اگر به کیفیت میکروبی پساب و جنبه های بهداشتی آن توجه نشود، استفاده مجدد از آن خطر جدی برای بهداشت و سلامت انسان و محیط زیست به همراه دارد. با توجه به عوارض سوء گندزدایی پساب با استفاده از کلر بر انسان و محیط زیست در این پژوهش امکان استفاده از گیاه پالایی برای بهبود ویژگی های بیولوژیکی آب مورد بررسی قرار گفته است. در همین راستا و با هدف امکان سنجی رشد گیاه وتیور (Vetiver zizanioides L. Nash) در پساب، میزان کاهش EC آب و حذف کلیفرم گوارشی، این پژوهش در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار، انجام شد. مخازن تهیه و سپس از دو نوع فاضلاب خام و تصفیه شده به طور مجزا پر شد و گیاهان به صورت هیدروپونیک درون آن ها قرار گرفت. نتایج نشان داد که روند هوادهی و عدم هوادهی در اکثر تیمارها تاثیر معنی داری بر پارامترهای اندازه گیری شده ندارد. همچنین بهترین نوع فاضلاب نیز فاضلاب با غلظت کمتر یا فاضلاب تصفیه شده شناخته شد، چراکه در این فاضلاب اکثر آلاینده ها و عوامل تاثیرگذار برای مصارف کشاورزی و آبیاری تا حد قابل توجهی حذف شده است. در پارامترهای اندازه گیری شده مشاهده شد که زمان ماند هفت روزه با زمان ماند 14 روزه تفاوت معناداری ندارد، از همین رو بهترین زمان ماند نیز هفت روزه در نظر گرفته شد. بر طبق انجام آزمایش ، کارآمدی حذف کلیفرم در فاضلاب تصفیه شده و در طی دوره 99 درصد می باشد.

    کلیدواژگان: حذف آلاینده ها، کشت هیدروپونیک، گیاه پالایی، وتیورگراس
  • سجاد خدام باشی امامی، مهدی مظاهری* صفحات 101-116
    فرآیندهای نگهداشت از مهم ترین عوامل موثر بر انتقال آلاینده ها در رودخانه هستند. معمولا شناخت و تعیین اهمیت نسبی این فرآیندها با واسنجی پارامتر تبادل با ناحیه نگهداشت (α) و نسبت مساحت مقطع عرضی ناحیه نگهداشت به رودخانه (AS/A) در مدل نگهداشت موقت (TSM) انجام می گیرد. به علت استفاده از داده های آزمایش ماده ردیاب برای انجام این پژوهش ها، نتایج آن ها نمی تواند یک تصویر جامع از رفتار مدل ایجاد کند. هدف اصلی این پژوهش ارایه نتایجی کاربردی در شرایط مختلف بوده تا محققین پیش از واسنجی یا مدل سازی در رودخانه مورد نظر خود، دانش کافی نسبت به اهمیت دقت در برآورد و تعیین پارامترها داشته باشند. در این پژوهش با استفاده روش هایی مبتنی بر مونت کارلو (Monte Carlo) تلاش شده است تا اثر شرایط مختلف انتقال آلاینده در رودخانه با تعریف یک چارچوب در قالب اعداد پکلت (Peclet Number) و دمکوهلر (Damkohler Number) و همچنین مدت زمان تزریق آلاینده بر حساسیت پارامترهای نگهداشت بررسی شود. نتایج حاکی از آن است که برای اعداد دمکوهلر کمتر از یک، مدل به α حساسیت زیادی از خود نشان می دهد. در مقابل برای محدوده [10-1] از اعداد دمکوهلر، در تزریق ناگهانی حساسیت مدل به هر دو پارامتر یکسان می باشد که با افزایش مدت زمان تزریق آلاینده، AS/A بیشترین تاثیر را بر نتایج می گذارد. بر خلاف این دو عامل، عدد پکلت تاثیر محسوسی بر حساسیت مدل به هرکدام از پارامترها ندارد. با توجه به عدم قطعیت پایین نتایج مدل TSM برای اعداد دمکوهلر کمتر از یک، استفاده از مدل ADE باعث کاهش دقت در مدل سازی نمی شود.
    کلیدواژگان: مدل نگهداشت موقت، آنالیز عدم قطعیت، مونت کارلو، عدد دمکوهلر، عدد پکلت
  • حسام ناصری نژاد، علی محمد آخوند علی، محمدرضا شریفی*، علی حقی زاده صفحات 117-130

    نیاز به تولید محصولات کشاورزی از یک سو و محدودیت منابع آب، به عنوان عامل مهم در تولیدات کشاورزی از سویی دیگر، منجر به تشدید کم آبی در بسیاری از نقاط جهان شده است. سازمان بین المللی مدیریت آب (IOM) با تاکید بر مدیریت آب آبیاری از طریق توسعه اراضی دیم، امکان افزایش تولیدات مواد غذایی را در جهان پیش بینی کرده است. در مطالعه حاضر با توجه به نقش موثر رویکرد توسعه کشت دیم در برنامه ریزی و مدیریت بهینه منابع آب، با استفاده از مدل هیدرولوژیکی SWAT به ارزیابی توزیع زمانی و مکانی ذخیره رطوبت خاک به منظور پایش مناطق مستعد و کاهش عدم قطعیت زراعت دیم، در سطح زیر حوضه های حوضه آبریز خرم آباد پرداخته شده است. نتایج نشان داد، پتانسیل ذخیره رطوبتی خاک، بین 600 تا 420 میلی متر در سال است. ازاین رو می توان از میان الگوی زراعی موجود کشت محصولات گندم، جو، نخود و عدس به صورت دیم کشت نمود جایگزینی زراعت دیم محصولات مذکور می تواند 61/153 میلیون مترمکعب، صرفه جویی آب مصرفی حاصل از تغییر کشت آبی به دیم را به همراه داشته باشد. در دشت های مرکزی و کمالوند 17900 هکتار به کشت محصولات آب بر یونجه، هندوانه، سیب زمینی و برنج اختصاص داده شده است. جایگزین نمودن محصولات آب بر با محصولات زراعی باارزش اقتصادی بالا و نیاز آبی پایین مانند زعفران و موسیر باعث صرفه جویی 68/117 میلیون مترمکعب آب آبیاری در یک فصل زراعی خواهد شد. نتایج نشان داد که تغییر الگوی آبیاری محصولات مستعد زراعت دیم از آبی به دیم و همچنین حذف محصولات آب بر، در مجموع باعث صرفه جویی 29/271 میلیون مترمکعب آب مصرفی طی یک دوره زراعی می شود.

    کلیدواژگان: محدودیت منابع آب، ذخیره رطوبت خاک، تغییر الگوی کشت، SWAT
  • سیامک ارشدی، بهمن فرهادی بانسوله*، فرهنگ سرگردی، شاهرخ فاتحی صفحات 131-144

    حداکثر دبی آبپاش، حداکثر دور آبیاری و نیاز آبشویی از عوامل پایه ای طراحی سامانه های آبیاری بارانی هستند که بر اساس خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آب و خاک تعیین می گردند. هدف از این مطالعه تهیه نقشه مکانی پارامترهای مذکور در دشت های شهرستان اسلام آباد غرب واقع در استان کرمانشاه است. در این مطالعه از نتایج آزمایش های آب و خاک 261 طرح آبیاری بارانی که منبع تامین آب آن ها چاه کشاورزی بوده است استفاده شد. نقشه های مربوط به خصوصیات آب و خاک و همچنین پارامترهای پایه ای محاسبه شده با روش های درون یابی کریجینگ و وزن دهی عکس فاصله (IDW) برای شبکه های 100 متری تهیه گردید. نتایج پهنه بندی شوری آب زیرزمینی بر اساس روش های میان یابی کریجینگ و IDW به ترتیب بیانگر این بود که 100 و 97 درصد آب زیرزمینی منطقه دارای هدایت الکتریکی کمتر از 700 میکرو زیمنس بر سانتی متر هست. نفوذپذیری نهایی خاک در مناطق غربی شهرستان که خاک آن دارای درصد رس بیشتری بود، کمتر از سایر مناطق بود. کمترین مقدار برای حداکثر دبی آبپاش در شبکه 20*20 متری در روش های کریجینگ و IDW به ترتیب 95/0 و 57/0 لیتر در ثانیه محاسبه گردید. نتایج بیانگر این است که ازنظر کیفیت آب محدودیتی برای استفاده از آب های زیرزمینی منطقه برای آبیاری وجود ندارد. با توجه به اینکه کسر آبشویی کمتر از ده درصد محاسبه شد نیازی به در نظر گرفتن کسر آبشویی در محاسبات آبیاری نیست. با توجه به نتایج به دست آمده و نقشه های تهیه شده می توان بدون انجام آزمایش های آب و خاک جدید، نسبت به طراحی سامانه های آبیاری بارانی در دشت های مورد مطالعه اقدام نمود.

    کلیدواژگان: آبیاری تحت فشار، زمین آمار، سامانه اطلاعات جغرافیایی، کیفیت آب، میان یابی
  • یوسف گاطع زاده، محمد حسین پور محمدی، محسن سلیمانی بابرصاد*، احسان دریکوند، حسین قربانی زاده خرازی صفحات 145-156

    سازه کلاریفایر یا زلال ساز سازه ایست مهم در تصفیه خانه که می بایست با حداقل بار سطحی جریان را از خود عبور داده که این امر به ضریب تخلیه آن و کاهش سرعت جریان خروجی بستگی دارد. محققین روش های مختلفی را برای افزایش ضریب خروجی جریان سرریزهای کلید پیانو در کانال ها مورد بررسی قرار داده اند که در این تحقیق با ساخت یک مدل فیزیکی از سازه زلال ساز، به ارزیابی هیدرولیک جریان این نوع سرریزها در این سازه مورد بررسی قرار گرفت. برای کاهش بار سطحی این سرریز حالت های مختلفی به عنوان سناریو در آزمایش ها تعریف گردید. در این مطالعه بررسی تاثیر طول جانبی تاج به عرض سرریز (B/W) با در نظر گرفتن نسبت های 01/0 =B/W، 16/0 =B/W و 23/0 =B/W و تعداد وجوه (N) سرریز بر ضریب تخلیه سرریز کلید پیانو Cpk مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج، با افزایش تعداد وجه های سرریز، ضریب دبی افزایش پیدا کرد. با افزایش تعداد وجه های سرریز کلید پیانویی از هشت به 12 با نسبت طول تاج به عرض سرریز 01/0، درصدهای 43/68، 5/70 و 3/61 درصد، نسبت 16/0 درصدهای 62/36، 61/40 و 7/44 درصد و نسبت 23/0، درصدهای 3/34، 2/35 و 3/38 درصد افزایش ضریب تخلیه نسبت به مدل شاهد مشاهده گردید. با افزایش نسبت B/W درسرریزهای هشت، 10 و 12 وجهی از 01/0 به 23/0، بترتیب شاهد 8/26، 6/36 و 3/34 درصد، 6/31، 7/40 و 2/35 درصد و 2/33 ، 7/44 و 3/38 درصد ضریب تخلیه نسبت به مدل شاهد افزایش داشت.

    کلیدواژگان: کلاریفایر، ضریب تخلیه، تصفیه خانه
|
  • Mohamad Toozandehjani, Amir Hamzeh Haghiabi *, Mahmood Kashefipour, Hasan Turabi Podeh Pages 1-14
    Obstacle usually blocks the current and it has been found by other researchers an obstacle with a height more than two times of body height of flow is necessary to fully block the density current. The construction of an obstacle with this elevation creates problems in terms of performance and sustainability as well as the accumulation of sediments behind it.Rottman et al. (1985) solved the analytical solution of the two-phase current in a horizontal slope with an obstacle in the steady and unsteady flow and concluded that if the height of the obstacle is twice the body height of the density current so the density current is completely blocked. Prinos (1999) conducted studies on the effect of the shape of the obstacle on the current control. In his experiments, he used two semi-circular and triangular obstacles with the same height and concluded that the shape does not have a significant effect on the control of high current. Also, in the range of densimetric Froude number, 0.7 < Frd < 0.8 if the height of the obstacle is twice the height of the body of the density current, the current will be fully restrained. As it has been stated, for a complete block of density current, based on the results of previous investigators, the height of the obstacle should be at least twice the height of the body.The purpose of this study is to use successive obstacles with lower height, with greater sustainability and lower cost, in controlling density current. For this purpose, in different conditions, in terms of slope and concentration, three rows of obstacles with different heights and also different distances were used to control sedimentary and salty density current.
    Keywords: Useful life, Dam reservoir, slope, Sediments, Density
  • Sina Cheraghchi, Mahmood Shafai Bajestan * Pages 15-30

    One common method for Blank River protection and restoration is use of Spur dikes. Spur dikes either in the forms of group or single, depending on their permeability is classified an permeable and impermeable. Spur dikes restore flow pattern and prevent erosion of river banks. This leads to stability and immovability of river. However, they have some disadvantages; on installation they require drying river and erosion around their structure causes destruction (Anonymous, 2002, 2003) and (Anonymous, 2010). Due to the mentioned disadvantages use of spur dikes will be halted and use of vane, which has a higher environmental compatibility, is suggested. This study aims to introduce “composite structure”; a new structure with a combination of a Spur dike with different permeability and a single vane. The main aim of this study is to increase the amount of sediment transported behind the structure by water flow produced by the vane in the combination structure.

    Keywords: Composite structure, Spur Dike, Sedimentation, Scouring, 180̊ mild curve
  • Simin Monjezi, Amir Gandomkar *, Heidar Zarei, Alireza Abbasi Pages 31-48
    Climate change caused by global warming has altered temporal-spatial distribution as well as rate and form of precipitation, the magnitude of floods, annual precipitation ​​in rivers, seasonal variation of probable maximum precipitation and flood, water quality, evaporation rate, concentrations of nutrients in aquifers, etc. the Atmosphere-Ocean Coupled General Circulation Model (AOGCM) is currently the most reliable tool to study the effects of climate change on different systems. This model simulates climate parameters. Estimation of probable maximum precipitation (PMP) is an important and practical research method that not only identifies behavior of extreme rainfall in climatology, but also helps hydrologists to design various large water control structures, especially dams. Climate change affects PMP in the coming periods. Consequently, PMP estimates will be modified by hydrologists.
    Keywords: Global warming, Precipitation Change Trend, Global Circulation Model, Climate change Scenario
  • Omid Raja, Masoud Parsinejad *, Masoud Tajrishy Pages 49-72

    Surface and groundwater dynamically interact at different spatial or temporal scales within a plain. Accurate estimation of water balance components is an important simulation of such interactions. Despite the rapid expansion of numerical models over the past two decades, there is still room for improvement for comprehensive and integrated assessment as well as management of surface and groundwater resources. In particular, the use of coupled surface and groundwater models is important to connect both surface and groundwater, and for proper representation of the water balance in the unsaturated root zone. The results of various studies suggest that the combination of SWAT and MODFLOW models can satisfactorily simulate the interaction between surface and groundwater at different spatial and temporal dimensions (Sophocleous and Perkins, 2000; Sun and Cornish, 2005; Bejranonda et al., 2007). Indeed, if both models are used simultaneously, not only the limitations of the two individual models can be improved, but also the temporal-spatial properties of the target area can be adequately reflected (Kim et al., 2008; Park and Bailey, 2017; Wei et al., 2018). Specifically in the Urmia Lake Basin, which has been severely affected by indiscriminate exploitation of water resources, these models can be used to maximize the supply of Urmia Lake based on the pattern of supplying irrigation needs from integrated water sources. This requires the interaction of surface and groundwater resources in different locations of plains and aquifers to be simulated and predicted based on different shares of agricultural water supply from integrated water sources.The main purpose of this study was to evaluate the interaction between ground and surface water in Mahabad plain using the coupled SWAT-MODFLOW-NWT model as a comprehensive and integrated model. The main challenge in this study is the interaction and monitoring of water table adjacent to the surface water bodies.

    Keywords: Recharge, Water Table, Interactions, Evaporation, sustainability, Lake Urmia
  • Mostafa Yosefian, Ali Shahnazari *, Mirkhalegh Ziatabar Ahmadi, Behrooz Arabzade, Mahmood Raeini Sarjaz Pages 73-86

    Due to drought crisis in recent years, the use of alternative cropping methods that saves water without any decrease in yield is increasing. Regulated deficit irrigation is a method of irrigation in which, by supplying part of the maximum crop requirement at specified times, water management is addressed and therefore the root zone is in a dry area most of the time. Using this method will partially stop the growth of the plant and usually decrease yield (Jovanovic et al., 2010). Root Partial Drying (PRD) is a modified form of the deficit, which includes watering one section of the root zone in each irrigation and dry up another side, so the moisture of this section before next irrigation largely come down (Ahmadi et al., 2010). In the root drying method, the roots of the plant simultaneously with soil drying with the production of Abscisic Acid, prevent leaf expansion and reduce stomatal conductance. Simultaneously with this process, the root in the wet part with adequate water uptake puts the plant in proper moisture (Yousri Ibrahim Atta, 2008). Abscisic acid is a plant hormone whose production is increased by root in dry soils and transported by water flow into the stem. (liu et al., 2008). On the other hand, The quality of production is as important in all crops and especially in rice production in Iran. (Salehifar  et al., 2009) In order to evaluate some of the physical and qualitative properties of rice grain and the amount of nitrogen uptake in rice (Hashemi variety) under different irrigation levels and comparing it with continuous waterlogging, an experiment was conducted during two years of cultivation of 2015 and 2016.

    Keywords: Rice grain quality, Partial Root Drying, Furrow Cultivation, Dificit Irrigation, Nitrogen
  • Jahangir Abedi Koupai *, MohammadHossein Hakimian, Armita Motamedi Pages 87-100

    The increasing population and development of agricultural and industrial activities have put excessive pressure on freshwater resources. As a result, wastewater treatment has received growing attention in recent years. It seems more necessary in arid and semi-arid regions such as Iran, where we face climate change and a lack of rainfall (Mohammadi Moghadam et al., 2015; Nikmanesh et al., 2018). However, wastewater is one of the most critical environmental pollutants. If the microbial quality of the effluent and its hygienic aspects are not taken into account, its reuse poses a severe risk to human health and the environment (Abedi-Koupai et al., 2021). Therefore, the primary purpose of disinfection effluent from municipal wastewater treatment plants is to reduce the concentration of water-borne pathogens to less than the amount of infectious. Disinfection is done by physical and chemical methods. In most parts of the world, chlorine is the premier option for disinfecting effluents. That said, the adverse effects of chlorine effluent disinfection on humans and the environment have led to the possibility of using phytoremediation to improve the biological properties of water (Keddy, 2010). The Vetiver (VS) system for wastewater treatment is an innovative phytoremediation technology that has fantastic potential. This plant can grow in saline environments (Sanicola et al., 2019). Moreover, it can significantly improve the water quality parameters (Abedi-Koupai et al., 2021). Therefore, this study aims to investigate the possibility of using Vetiver in urban wastewater hydroponically to evaluate its efficiency in removing and refining pathogens, especially gastrointestinal coliforms. Our purpose is to use the treated water in the agriculture sector for irrigation.

    Keywords: Hydroponic cultivation, Phytoremediation, Removal of pollutants, Vetiver Grass
  • Sajad Khodambashi Emami, Mehdi Mazaheri * Pages 101-116
    Hydrologists studying rivers must determine the relative importance of in-river processes to understand the fate of pollutants. Storage processes are one of the most of this. Currently, the most reliable method for determining the importance of storage processes in the solute transfer is to estimate the stream-storage exchange coefficient (α) and the cross-sectional area ratio (AS/A) in the transient storage model (TSM) with tracer experiment data (Wallis and Manson, 2019). Calibrating the parameters depends on the reciprocal coverage between parameter effects on BTCs and the model's sensitivity to each parameter (Zaramella et al., 2016). Previous studies have quantified the sensitivity of the TSM in inverse modeling (Kelleher et al., 2013; Wlostowski et al., 2013). Due to tracer test data for these studies, their results cannot provide a comprehensive picture of the model behavior. In this study, using Monte Carlo-based methods, an attempt has been made to investigate the effect of different pollutant transfer circumstances in the river by defining a framework with Peclet and Damkohler numbers and pollutant injection time series on storage parameters sensitivity.
    Keywords: Transient Storage Model, uncertainty analysis, Monte Carlo Method, Damkohler Number, Peclet Number
  • Hesam Nasseri Nejad, Ali Mohammad Akhond Ali, MohammadReza Sharifi *, Ali Haghizadeh Pages 117-130

    The growing population and, consequently, the need to produce crops on the one hand and the limitation of water resources as an important factor in agricultural production have led to the intensification of the problem of dehydration in many parts of the world, including Iran. Therefore, a balance between water resource constraints and agricultural development is essential. In this regard, the International Water Management Organization (IMO) has estimated in its comprehensive assessment that water management in agriculture in rainforests could lead to a 75% increase in global food products (Di Dono, 2009). Therefore, agricultural development through the development of dry land areas can be considered as a logical solution in the context of the water crisis (Akhavan et al. 2013).

    Keywords: Limitation of Water Resources, Storage of Soil Moisture, Change cropping pattern
  • Siamak Arshadi, Bahman Farhadi Bansouleh *, Farhang Sargordi, Shahrokh Fatehi Pages 131-144

    Maximum sprinkler flow rate, maximum irrigation interval, and leaching requirement are the primary factors in designing sprinkler irrigation systems, which are determined based on the physical and chemical properties of water and soil. This study aimed to prepare the spatial maps of the mentioned parameters in the plains of Islamabad-Gharb district, Kermanshah province. In previous studies, kriging and IDW methods have been found to be suitable for zoning the physical and chemical properties of groundwater and soil. Asadzadeh et al. (2019) investigated the spatial changes of groundwater quality indicators in Ardabil plain by kriging method to investigate the water situation in this area for irrigation systems. Yonesi et al. (2020) also zoned some critical water quality parameters (such as nitrate) of the Najafabad aquifer using the kriging method. Kumar and Sangeetha (2020) used the IDW method to classify groundwater quality in the study area and classify it according to drinking and agricultural uses. Karami and Basirat (2015) evaluated the spatial variations of some surface soil characteristics of Arsanjan plain by kriging and IDW methods. on the other hand, a specific method can not be considered the best method for intermediation and zoning of these parameters. In this study, both methods were used for mediation.

    Keywords: Geostatistics, GIS, Interpolation, Pressurized irrigation, water quality
  • Youssef Gatezadeh, MohammadHosein Purmohammadi, Mohsen Solimani Babarsad *, Ehsan Drikvand, Hosein Ghorbanizadeh Kharazi Pages 145-156

    Sustainable development and survival depends on environmental protection, especially water. Water treatment aims to produce safe and healthy water, which is possible in water treatment plants. Therefore the importance of water is understandable, and the importance of building and equipping a water treatment plant is paramount. Many principles have been proven. Moreover, ideas for upgrading treatment plants worldwide have increased treatment plants' capacity and improved water quality.. The proposed methods can not only be applied to optimize existing water treatment plants but can also be used to design New refineries will also be used. One of the critical parts that are considered in clarifiers is the weir part. Increasing the weir width to increase the discharge capacity of the design due to the width limit is one of the problems that designers face. This has led engineers to design weirs with nonlinear geometry. Congress weir and piano keys are two essential types of nonlinear overflows in which the length of the weir crest is increased by the crinkle of this structure in the plan. The use of nonlinear overflows is increasing worldwide, which has led researchers to estimate the discharge coefficient for weir efficiency. Tullis et al. (2020) conducted a study to investigate the effect of engineering specifications on the hydraulic performance of congressional weirs. The results of this study showed the effect of the number of weir cycles on hydraulic performance. As the number of congressional weir cycles increases, the hydraulic performance of the overflow decreases. Kumar et al(2019)., in their research, examined the effect of the ratio of crest length to width (L/W) and overflow height (P) of the piano key. Using soft calculations, the discharge coefficient was considered a function of geometric variables without the dimension of piano key overflow. Therefore, in this research, an attempt was made to evaluate the hydraulic flow in the overflow of refinery clarifier structures with the shape of a piano key at its outlet using a physical model.

    Keywords: Water treatment, Capacity, Discharge Coefficient