فهرست مطالب
فصلنامه مهندسی منابع آب
پیاپی 55 (زمستان 1401)
- تاریخ انتشار: 1401/12/28
- تعداد عناوین: 8
-
-
صفحات 1-18مقدمه
امروزه آبشستگی یکی از مسایل مهم در مهندسی رودخانه و همچنین مهندسی سواحل می باشد. آبشستگی نوعی فرسایش است که در اثر جریان آب در اطراف پایه ها به وجود می آید. بر اساس نتایج تحقیقات انجام شده، تخریب اکثر پل هایی که در رودخانه ها بنا شده اند به علت آبشستگی بوده است. برای تعیین عمق آبشستگی در مجاورت پایه نیاز به شناخت کافی این پدیده و الگوی جریان اطراف آن بوده تا با توجه به آن، روش مناسب برای تخمین عمق آبشستگی، مشخص گردد.
روشدر پژوهش حاضر به موضوع الگو و رفتار جریان اطراف دو استوانه کنار هم با فواصل مختلف در قالب یک مطالعه عددی پرداخته شده است. محاسبات عددی بر روی مش های مربعی که در نزدیکی استوانه ها به منظور تامین لایه مرزی ریزتر و به تدریج در فواصل دورتر درشت تر شده اند انجام شده است. در این مدلسازی دو فازی آب و هوا برای لحاظ نمودن اثر سطح آزاد، از روش حجم سیال (VOF) استفاده شده است. در این مدلسازی بر اساس فرکانس تشکیل گردابه و عدد استروهال مدل آشفتگی و اندازه مش بندی مناسب انتخاب شده است. پس از انتخاب مدل آشفتگی مناسب ( مدل RNG k-ε) به بررسی مقادیر سرعت، مقادیر آشفتگی و تنش برشی بستر و مقایسه ی آن با نتایج آزمایشگاهی پرداخته شد.
یافته هامقایسه نتایج نشان می دهد که مطابقت خوبی بین نتایج عددی و آزمایشگاهی وجود دارد. نتایج نشان می دهد که با کم شدن فاصله بین استوانه ها مقادیر سرعت در مرکز استوانه افزایش پیدا کرده که بیشترین مقدار سرعت در G/D (نسبت فاصله لبه های داخلی دو پایه به قطر پایه) برابر 5/1 اتفاق افتاده است در حالی که برای فواصل 5/1> G/D مقدار سرعت به دلیل حبس شدگی جریان کاهش پیدا کرده است. در حالت دو استوانه کنار هم مقادیر آشفتگی در ارتفاع میانی بیشتر از مقادیر نزدیک بستر است که نشان دهنده تاثیر بیشتر گردابه ها بر مقادیر آشفتگی می باشد. درحالی که در حالت تک استوانه مقادیر آشفتگی نزدیک بستر بیشتر از مقادیر آشفتگی در ارتفاع میانی می باشد. که می تواند نشان دهنده تاثیر بیشتر بستر بر مقادیر آشفتگی باشد.
نتیجه گیریبه لحاظ کمی و کیفی نتایج شبیه سازی عددی تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد. در حالت دو استوانه کنار هم مقادیر آشفتگی در ارتفاع میانی بیشتر از مقادیر نزدیک بستر است (بیشتر در قسمت کناره ها و پایین دست پایه ها)که نشان دهنده تاثیر بیشتر گردابه ها بر مقادیر آشفتگی می باشد.
کلیدواژگان: آشفتگی، استوانه کنار هم، الگوی جریان، حجم سیال، گردابه -
صفحات 19-34مقدمه
با توجه به پیچیدگی و مشکلات استفاده از برخی شاخص ها، یافتن ارتباط ساده تر بین پارامترهای فیزیکوشیمیایی و شاخص ها از اهمیت بالایی برخوردار است. این پژوهش به منظور تعیین روابط بین پارامترهای فیزیکوشیمیایی و شاخص های کیفی آب در بخش های مختلف انجام شد.
روشدر این پژوهش، ابتدا تیپ غالب آب رودخانه های گاماسیاب و قره سو با استفاده از نمودار شعاعی تعیین گردید. سپس به منظور طبقه بندی کیفی آب این دو رودخانه از چهارده شاخص کیفی آب در بخش های شرب، کشاورزی و صنعت به همراه استانداردهای ملی آب شرب 1053 و WHO استفاده شد. جهت تعیین روابط بین شاخص های کیفی و پارامترهای فیزیکوشیمیایی آب از رگرسیون خطی استفاده شد. در نهایت برای صحت و سقم نتایج حاصل از رگرسیون خطی، روابط بدست آمده برای دو منابع آبی دیگر (رودخانه و خلیج گرگان) آزمایش شد.
یافته هابراساس نتایج هیدروشیمی، تیپ غالب آب هر دو رودخانه Ca-HCO3 می باشد. براساس دیاگرام ها و معیارهای مربوط به شرب و کشاورزی، کیفیت آب هر دو رودخانه در محدوده مطلوب قرار دارد. نتایج شاخص های لانژیلر، رایزنر، لارسون-اسکلد و پوکوریوس نشان داد که آب رودخانه ها در بخش صنعت خورنده می باشد. همچنین وضعیت کیفی آب در ایستگاه های مورد مطالعه جهت شرب دام مناسب می باشد. نتایج حاصل از رگرسیون خطی بین شاخص های کیفی با پارامترهای فیزیکوشیمیایی آب و برخی نسبت های یونی نشان داد روابط حاصله برای محاسبه شاخص های کیفی را می توان برای تیپ های مختلف آب از شیرین تا شور استفاده نمود. همچنین، مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی رگرسیون خطی با شاخص های کیفی آب، نشان از دقت بالای روابط حاصله در طبقه بندی آب برای مصارف مختلف دارد.
نتیجه گیرییکی از متداول ترین روش ها برای تعیین کاربری آب در بخش های مختلف استفاده از شاخص های کیفی آب است. نتایج حاصل از روابط حاصله از رگرسیون خطی نشان از عملکرد و کارایی بهتری نسبت به روش های طبقه بندی پیشین آب دارد. برازش پارامترهای کیفی رودخانه اوغان و خلیج گرگان با روابط بدست آمده از رگرسیون خطی نشان از همپوشانی و برازش مطلوب روابط استخراجی با شاخص های کیفی آب دارد. این امر بیانگر سازگاری روابط حاصله با تیپ آب های شیرین و شور می باشد. بنابراین پیشنهاد می گردد که از این روابط در رودخانه های تیپ بی کربنات کلسیک و کلره سدیک در طبقه بندی آب جهت مصارف مختلف استفاده شود.
کلیدواژگان: آزمون کولموگروف-اسمیرنوف، پارامترهای کیفی آب، رگرسیون خطی، شاخص های کیفی آب -
صفحات 35-52مقدمه
در توسعه کشاورزی، عوامل زیادی مانند شرایط آب و هوایی، رطوبت خاک، تبخیر و تعرق و...دخالت دارند که برای تاثیر آن ها لازم است به بررسی پارامترهای کلیدی پرداخته شود. پایش بهنگام و دقیق این کمیت ها به کمک تصاویر ماهواره ای یک ضرورت در این زمینه محسوب می شود. دشت هرات، یکی از دشت هایی است که در آن، شوری خاک و کمبود رطوبت منجر به بحرانی گردیدن وضعیت باغات و زمین های کشاورزی شده است.
روشدر این تحقیق سعی شده است با استفاده از داده های سنجنده مودیس برای چهار ماه فوریه، می، اگوست و نوامبر در سال 2017 به مطالعه شوری خاک، رطوبت خاک و میزان تبخیر و تعرق واقعی بررسی شود.
یافتهمرحله اول بررسی پوشش گیاهی نشان می دهد در ماه می (فصل رشد) 4/0 را نشان می دهد. در حالیکه حداکثر دمای سطح زمین نیز در ماه اگوست (54 درجه سانتی گراد) و می(15/45 درجه سانتی گراد) به ثبت رسیده است، سپس در مرحله بعد با استفاده از نتایج دو شاخص پوشش گیاهی و دمای سطح زمین به بررسی رطوبت منطقه با روش مثلثی پرداخته شده است. رطوبت منطقه به پنج طبقه از صفرتا 5/0 تقسیم بندی شد، که نشان دهنده کم بودن رطوبت خاک و خشکی در دشت هرات می باشد. درنهایت به دلیل خشک بودن منطقه و برای صحت سنجی روش مثلثی، برداشت میدانی نمونه های خاک از نقاط مختلف شهر هرات و بخصوص زمین های کشاورزی آن برای برآورد میزان شوری خاک (EC,PH و رطوبت خاک) صورت گرفت.
نتیجه گیرینتایج نشان داد که میزان رطوبت خاک در عمق 5 سانتی متری سطح زمین بین0 تا 3/0متغیر می باشد. همچنین از 12 نمونه خاک، 6 نمونه دارای خاک شور و یک نمونه دارای خاک شوری-اسیدی می باشند. البته این نکته هم حایز اهمیت است که برخی از زمین های کشاورزی که خاک آن ها در گروه شور قرارگرفته است، خشک و به حال خود رهاشده اند. در نهایت بررسی میزان تبخیر و تعرق واقعی با الگوریتم سبال نشان داد که در این منطقه با وجود کمبود رطوبت، تبخیر بخصوص در ماه گرم اگوست بسیار بالا می باشد.
کلیدواژگان: کشاورزی، چاه آب، احساس تضاد، مدیریت تعارض -
صفحات 53-74مقدمه
در این تحقیق، وضعیت کمی منابع آب زیرزمینی دشت کاشان و چشم انداز آن در آینده با تاکید بر شرب و بهداشت بررسی شده است.
روشبرای این منظور، با استفاده از رابطه بیلان آب زیرزمینی، اجزای بیلان و تغییرات حجم ذخیره آبخوان در سال آبی 97-1396 محاسبه شد.
یافته هانتایج نشان داد که حجم ذخیره آبخوان در این سال بیش از 35 میلیون مترمکعب کاهش یافته و میانگین وزنی کاهش تراز سطح آب، 44/0 متر بوده است. همچنین نتایج تجزیه و تحلیل مولفه های بیلان نشان داد که مجموع بهره برداری از آبخوان دشت کاشان در این سال، معادل 17/317 میلیون مترمکعب بوده که مجموع سهم کشاورزی، فضای سبز، دام و طیور و نیز تبخیر از استخرهای پرورش ماهی، 85/278 میلیون مترمکعب (حدود 88 درصد از کل برداشت ها) به دست آمد. سهم بهره برداری در بخش های شرب، صنعت، تجاری، عمومی و خدمات نیز مجموعا معادل 32/38 میلیون مترمکعب به دست آمد. محاسبات بیلان نشان داد که کل تخلیه از طریق مرزهای خروجی آبخوان، 87/34 میلیون مترمکعب بوده است. نتایج سناریوهای به کار رفته در تحقیق نیز نشان داد که اگر روند کنونی بهره برداری از آب زیرزمینی ادامه پیدا کند، افق 5 ساله آبخوان (1397-1402) بدتر خواهد شد و بیشترین افت در نواحی غربی به دلیل تمرکز بیشتر چاه های بهره برداری کشاورزی، شرب و صنعت روی خواهد داد.
نتیجه گیریبا توجه به یافته های به دست آمده، چندین راه کار برای تقلیل روند افت آبخوان شامل کاهش و یا حذف کامل سطح زیرکشت محصولات، کاهش نیاز ناخالص آبیاری، ذخیره سازی یا نفوذ دادن بخشی از رواناب حاصل از ارتفاعات بالادست و احداث سد زیرزمینی پیشنهاد شد.
کلیدواژگان: آبخوان دشت کاشان، بیلان آب زیرزمینی، تغذیه، سد زیرزمینی -
صفحات 75-90مقدمه
توابع تولید نسبت به آب نشان دهنده افزایش یا کاهش مقدار محصول به ازاء آب مصرفی (تبخیر-تعرق) گیاه می باشد. برای ارزیابی توابع تولید گندم و جو، روش های خطی و درجه 2 در تحقیق های بسیاری استفاده شده است. از طرفی با توجه به اینکه در بعضی از محصولات کشاورزی ممکن است روابط ذکر شده از همبستگی قابل قبولی برخوردار نباشند لذا در سناریوهای مختلف آبیاری 50، 60، 70، 80 و 90 درصد کم آبیاری، از روش های درجه 3، لگاریتمی و نمایی استفاده شده است.
روشدر این تحقیق داده های مزرعه ای با داده های حاصل از معادلات مورد بحث، مورد ارزیابی و اعتبارسنجی قرار گرفتند. به منظور ارزیابی توابع پیشنهادی، با استفاده از داده های اندازه گیری در تمام سناریوهای فوق از نمایه های آماری ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، مجذور میانگین مربعات خطای نرمال شده (NRMES)، میانگین خطای مطلق (MAE) و شاخص ویلموت (d) و همچنین آزمون F در تمام سناریوهای آبیاری استفاده گردید.
یافته هایافته های پژوهش نشان داد مقادیر تمامی آماره های ارزیابی برای هر دو محصول گندم زمستانه و جو در محدوده مجاز بوده که نشان از مناسب بودن و قابل قبول بودن معادلات می باشند. تمامی توابع برای هر دو محصول با سطح معنی دار 5 درصد قابل قبول و معنی دار بودند.
نتیجه گیریبا توجه به نتایج این تحقیق در پیش بینی عمق آب آبیاری نسبت به عملکرد گندم زمستانه و جو، می توان گفت توابع درجه 3 پیش بینی دقیق تری نسبت به توابع لگاریتمی و نمایی در هر دو محصول گندم زمستانه و جو در منطقه نمونه مورد مطالعه دارد و در نهایت تابع درجه 3 نسبت به سایر توابع در اولویت پیشنهاد قرار می گیرد.
کلیدواژگان: آزمونF، آماره های ارزیابی، تابع تولید آب، کم آبیاری -
صفحات 91-104مقدمه
این مطالعه برای ارزیابی جذب یون های کروم شش ظرفیتی از محلولهای آبی توسط جاذب های طبیعی ارزان قیمت سبوس برنج و خاک اره اصلاح شده به صورت اسیدی، بازی و بیوچارشده طراحی شده است. در این مطالعه، اثرات pH، وزن جاذب، غلظت اولیه و زمان تماس در جذب کروم مورد بررسی قرار گرفته است.
روشبرای تعیین میزان کروم، روش رنگ سنجی بااستفاده از معرف دی فنیل کربازید و دستگاه اسپکتروفتومتر UV-VIS در طول موج 540 نانومتر به کار گرفته شد. همچنین تجزیه و تحلیل خصوصیات جاذب های اصلاح شده به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنجی مادون قرمز انجام گرفت.
یافته هانتایج حاکی از آن بود که بیشترین راندمان جذب کروم در pH برابر با 2، زمان تماس 100 دقیقه، غلظت کروم50 میلی گرم در لیتر و جاذب 2 گرم در لیتر به ترتیب در خاک اره اسیدی 96.73٪، خاک اره بیوچاری 95.60٪، سبوس برنج اسیدی94.50٪، سبوس برنج بیوچاری 94.27٪، خاک اره بازی 92.36٪ و در سبوس برنج بازی 88.60٪ بودند. سینتیک جذب نیز با معادلات شبه مرتبه دوم مطابقت داشت. همچنین، معادله ایزوترم فروندلیچ به طور مناسب داده های جذب تعادل را توضیح داد.
نتیجه گیریمقایسه تصاویر SEM جاذب ها در قبل و بعد از جذب کروم، حاکی از آن بود که ناپیوستگی، تخلل و بی نظمی و تخریب سطوح جاذب ها بواسطه جذب کروم شش ظرفیتی پدیدار شدند. نتایج همچنین نشان دادند که خاک اره و سبوس برنج اصلاح شده اسیدی، بازی و بیوچارشده ظرفیت چشمگیری در پاکسازی نمونه های محلول حاوی کروم شش ظرفیتی دارند.
کلیدواژگان: جاذبهای طبیعی اصلاح شده، کروم شش ظرفیتی، ایزوترم جذب و سینتیک، محلولهای آبی آلوده -
صفحات 105-118مقدمه
عدم قطعیت پارامترهای فیزیکی فرایند عمق آبشستگی پایین دست سازه های کنترل شیب با سرریز لبه تیز، نتایج مدل سازی را تحت تاثیر قرار می دهند.
روشدر این تحقیق، از روش های هوش مصنوعی برای تخمین مقدار عمق آبشستگی سازه های کنترل شیب با سرریز لبه تیز به دلیل پیچیدگی پدیده استفاده شد. از سه مدل شبکه عصبی، سیستم عصبی فازی تطبیقی و ماشین بردار پشتیبان به عنوان روش های هوش مصنوعی یا جعبه سیاه برای حل مسیله استفاده گردید. به منظور شبیه سازی عمق آبشستگی در سازه های کنترل شیب با سرریز لبه تیز از 225 داده استفاده شد. در تمامی مدل ها، از 70 درصد داده ها برای واسنجی و از 30 درصد داده ها برای صحت سنجی در روش های هوش مصنوعی استفاده به عمل آمد.
یافته هاآنالیز حساسیت نسبت به پارامترهای ورودی در هر سه مدل پیشنهادی نشان داد که اعمال پارامترهای عرض سرریز، ارتفاع ریزش آب، ارتفاع آب روی تاج، اختلاف ارتفاع آب در بالادست و پایین دست، قطر متوسط ذرات و عمق آب در پایین دست، کارایی مدل ها را بهبود می دهد. در تخمین میزان عمق آبشستگی پایین دست سازه های کنترل شیب با سرریز لبه تیز در هر دو مرحله واسنجی و صحت سنجی، مدل سیستم عصبی فازی تطبیقی نسبت به مدل شبکه عصبی تا 20 درصد و نسبت به مدل ماشین بردار پشتیبان تا 5/8 درصد بر اساس معیارهای رایج در ارزیابی مدل ها، قابلیت اطمینان بیشتری دارد که این امر می تواند به دلیل توانایی تیوری فازی در غلبه بر عدم قطعیت پارمترهای موثر در تخمین میزان عمق آبشستگی باشد.
نتیجه گیرینتایج مدل سازی میزان عمق آبشستگی پایین دست سازه های کنترل شیب با سرریز لبه تیز با استفاده از مدل های هوش مصنوعی نشان می دهد که کارایی این مدل ها در پیش بینی مقادیر آبشستگی مناسب هستند و نسبت به روش های تجربی رایج در زمینه دقیق تر می باشند که این امر می تواند به علت غیرخطی و پیچیده بودن طبیعت مسیله باشد.
کلیدواژگان: آبشستگی، سرریز لبه تیز، شبکه عصبی، سیستم عصبی فازی تطبیقی، ماشین بردار پشتیبان -
صفحات 119-136مقدمه
محدودیت منابع آب کشور و تشدید این محدودیت که ناشی از تداوم افزایش میزان تقاضا است، سبب گردیده تا حداکثر استفاده از منابع آب موجود و افزایش بهره وری و درنتیجه افزایش تولید در واحد سطح مطرح گردد. تحقیق حاضر با هدف ارزیابی کیفی آب رودخانه دز از نظر کارایی در سیستم های آبیاری تحت فشار انجام گرفت.
روشبرای ارزیابی کیفیت آب رودخانه دز از نظر کارایی در سیستم آبیاری تحت فشار 7 ایستگاه سپید دشت سزار، سپید دشت زاز، تنگ پنج سزار، تنگ پنج بختیاری، دزفول، حرمله و بامدژ انتخاب شد. داده های کیفی آب رودخانه دز، طی یک دوره ده ساله، از سازمان آب و برق خوزستان در سالهای 93-1384 اخذ شد.
یافته هاارزیابی کیفی آب با استفاده از نمودار پایپر نشان داد کیفیت آب در ایستگاه سپید دشت سزار، سپید دشت زاز و تنگ پنج سزار از نوع بی کربناته- کلسیمی می باشد. اما در ایستگاه های حرمله و بامدژ، غالب نمونه ها در منطقه خنثی قرار می گیرند. نتایج نشان داد میزان شوری از بالادست رودخانه به سمت پایین دست افزایش می یابد؛ بطوری که در ایستگاه بامدژ در 95 درصد مواقع دارای محدودیت کم تا متوسط از نظر استفاده در آبیاری قطره ای است. با توجه به میانگین SAR و میانگین EC رودخانه دز فاقد محدودیت از نظر ایجاد مسیله نفوذ می باشد. نتایج نشان داد که ضریب همبستگی (r) کاتیون ها، بین 67/0 تا 78/0 و آنیون ها از 249/0- تا 6/0 متغیر بود. از ایستگاه حرمله به سمت پایین دست، از نظر کلر، آب رودخانه دارای محدودیت کم تا متوسط در آبیاری بارانی می باشد. بیشترین محدودیت بی کربنات در ایستگاه سپید دشت زاز در 50/97 درصد مواقع از نظر استفاده در آبیاری بارانی مشاهده شد. بررسی ها نشان داد میزان سدیم در ایستگاه های حرمله و بامدژ نسبت به ایستگاه دزفول به ترتیب 134 و 233 درصد رشد داشته است. همچنین در تمام ایستگاه ها شاخص اشباع لانژیلر منفی است و رسوب کربنات کلسیم ایجاد نخواهد شد.
نتیجه گیریبا ورود زهکش های بسیار در پایین دست، به رودخانه دز مشاهده شد، در ایستگاه های حرمله و بامدژ با اینکه دبی افزایش یافته است، میزان EC، TDS، کاتیون ها و آنیون ها نیز افزایش یافته است. ورود این زهکش ها در پایین دست رودخانه باعث شد از ایستگاه حرمله به سمت پایین دست، میزان کلر بیش از 3 میلی اکی والان بر لیتر شود که آب رودخانه دارای محدودیت کم تا متوسط در آبیاری بارانی از نظر کلر باشد. همچنین میزان سدیم از ایستگاه دزفول به بعد رشد چشمگیری دارد؛ به طوری که میانگین غلظت سدیم در ایستگاه های حرمله و بامدژ نسبت به ایستگاه دزفول به ترتیب 134 و 233 درصد رشد داشته است. یشترین محدودیت بی کربنات از نظر استفاده در آبیاری بارانی، در ایستگاه سپید دشت زاز به میزان 50/97 درصد مواقع مشاهده شد. نتایج تحقیق نشان داد در تمام ایستگاه های مورد مطالعه شاخص اشباع لانژیلر منفی است و رسوب کربنات کلسیم ایجاد نخواهد شد. نشان داد بیش از 99 درصد نمونه های اندازه گیری شده در کلاس C2 و C3 قرار دارند.
کلیدواژگان: کیفیت آب، آبیاری تحت فشار، رودخانه دز، ویلکاکس
-
Pages 1-18Introduction
Nowadays, scouring is one of the important issues in river engineering as well as coastal engineering. Based on the results of the investigations, the destruction of most of the bridges built in the rivers is due to scouring around piers. For this reason, it has been the subject of many researches conducted in recent years. Investigation of the flow pattern around the piers gives a more accurate understanding and vision for scouring prediction.
MethodsThe flow pattern around two side-by-side circular cylinder with various gaps are investigated numerically in current study. The numerical calculations are carried out on quadrilateral mesh which is finer close to the cylinders vicinity in order to provide better description of boundary layer and gradually become coarser further places. In term of simulation of the free surface effect, the volume of fluid (VOF) method used. In this simulation based on the frequency of vortex shedding and Strouhal number. After selecting appropriate turbulence model (RNG k - ε) the value of velocity, turbulence and bed shear stress reported.
FindingsThe results show that by reducing the gap between two cylinders, the velocity in middle of cylinders increases and the maximum velocity observed in G/D=1.5 while for smaller gaps (G/D<1.5) the velocity decreases due to blockage. In case of two side-by-side cylinders turbulence intensity in the middle of channel is higher than in bed which represent the significant impact of vortices. However, in case of single cylinder turbulence intensity in the bed of channel is higher than those of in middle which represent the significant impact of bed on turbulence intensity.
Keywords: Numerical Simulation of two, phase transient flow around two side, by, side circular cylinders -
Pages 19-34Introduction
It is important to find a simple connection between physic-chemical parameters and indices due to complexity and difficulties of using some indices. This research was performed to determine the relationship between physicochemical parameters and water quality indices
MethodsIn this research, dominant water type of Gamasyab and GharehSou rivers was first determined using radial diagram. Then, to classify the water quality of two rivers, 14 quality water indices together with national standards for drinking water 1053 and WHO were used. Linear regression was used to determine the relationships between quality indices and physicochemical parameters. Finally, for the accuracy of the results of linear regression, the obtained relationships were tested for two other water sources (river and Gorgan Bay).
FindingsBased on hydrochemical results, the predominant type of water in both rivers is Ca-HCO3. Based on diagrams and criteria related to drinking and agriculture, the water quality of both rivers is in the desired range. The results of Langelier, Ryznar, Larsson-Skold and Puckorius indices showed that water quality for the industrial sector was relatively corrosive. Also, the water quality at the study stations is suitable for livestock drinking. The results of linear regression between quality indices with physicochemical parameters of water and some ion ratios showed that the resulting relationships for calculating quality indices can be used for different water types from fresh to saline. Also, comparing the results of linear regression simulations with water quality indicators, indicates the high accuracy of the relationships in water classification for different uses.
Keywords: Kolmogorov-Smirnov Test, Water quality parameters, linear regression, Water quality indices -
Pages 35-52Introduction
Many factors are involved in agricultural development such as climatic conditions, soil moisture, evapotranspiration and etc. For their effectiveness, it is necessary to examine the key parameters. Timely and accurate monitoring of these committees with the help of satellite imagery is a necessity in this regard. Herat plain is one of the plains where soil salinity and lack of moisture has led to a critical situation of gardens and agricultural lands.
MethodsIn this research, we have tried to study soil salinity, soil moisture and actual evapotranspiration using the MODIS sensor data for the four months of February, May, August and November 2017.
FindingsThe first stage of vegetation survey shows 0.4 in May (growing season). While the maximum land surface temperature was recorded in August (54 ° C) and May (45.15 ° C). Then, in the next step, using the results of two indicators of vegetation and land surface temperature, the humidity of the area is investigated by TVDI. The humidity of the region was divided into five classes from zero to 0.5, which indicates the low soil moisture and dryness in the Herat plain. Finally, due to the dryness of the area and to verify the TVDI method, field soil samples were taken from different parts of Herat and especially its agricultural lands to estimate the soil salinity (EC, PH and soil moisture). The results showed that the soil moisture content of the samples at a depth of 5 cm above the ground varies between 0 and 0.3. Also, out of 12 soil samples, 6 samples have saline soils and one sample has saline-acid soils. Of course, it is also important to note that some of the agricultural lands whose soils are in the saline group are dry and left to their own devices.
Finally, the study of actual evapotranspiration with the SEBAL algorithm showed that in this region, despite the lack of moisture, actual evapotranspiration is very high, especially in the hot month of August.Keywords: Vegetation Index, soil salinity, soil moisture, arid, semi-arid region, actual evapotranspiration -
Pages 53-74Introduction
In this research, the groundwater quantitative status in Kashan plain and its future perspective with emphasis on drinking water and health was investigated.
MethodsFor this purpose, water balance components and changes in storage volume of the aquifer were calculated using balance groundwater equation for the hydrological year 2017-2018.
FindingsThe results showed that the aquifer storage volume and the weighted groundwater level mean decreased more than 35 MCM and about 0.44 m, respectively. The analysis of the groundwater balance components indicated the total exploitation of Kashan plain aquifer was about 317.17 MCM in year 2017-18. Of this amount close to 88% (278.85 MCM) has been consumed in sectors of agriculture, green space, livestock and poultry, and evaporation from fishponds. The remaining 12 percent (38.32 MCM) has been used in the sectors of drinking, industrial, commercial, and service. In addition, the results of groundwater balance calculations revealed that the total discharge through the aquifer outlet was 34.87 MCM. Furthermore, the results of the scenarios used in the research indicated if the current trend of groundwater exploitation continues, the 5-year horizon of the aquifer (2018-2023) will worsen and the largest decline will occur in the western regions due to the high number of agricultural, drinking, and industrial wells. Therefore, several strategies were proposed to reduce the trend of aquifer decline, including reducing or eliminating the crop with high water requirement, reducing the gross irrigation water requirement, saving or infiltrating part of the runoff from the upper elevations, and constructing underground dam.
Keywords: Kashan Plain Aquifer, Groundwater balance, Recharge, Underground Dam -
Pages 75-90Introduction
Water-crop production functions indicate an increase or a decrease in harvest for the plant’s consumed water (evaporation-respiration). To assess production functions of wheat and barley products, linear and second-order methods are used in numerous researches. On the other hand, since the mentioned relationships for some products may not have an acceptable correlation, third-order, logarithmic, and polynomial functions are used in various deficit irrigation treatments of 50, 60, 70, 80, and 90 percent.
MethodsFarm data were evaluated and validated with resulted data from discussed equations. In order to study the proposed functions, statistical indices such as root mean square error (RMSE), normalized root mean square error (NRMSE), mean absolute error (MAE), Wilmott index (d), and F-test were used via measurement data in every scenario.
FindingsAll statistic values of both winter wheat and barley were in permissible range, indicating properness and acceptance of the equations. All functions were acceptable at a significance level of 5 percent for both products. According to the results of studying irrigation depth in terms of winter wheat and barley yield, it can be argued that third-order functions provide more accurate prediction in comparison with logarithmic and polynomial functions in both winter wheat and barley crops, and therefore, third-order function is prioritized over other functions
Keywords: Evaluation statistics, F-test, deficit irrigation, Production function equations -
Pages 91-104Introduction
This study investigated the possibility and efficiency of absorbing Cr (VI) ions from the polluted water by employing the chemically modified natural adsorbents of sawdust and rice bran. For each adsorbent three chemical modifications were considered (i.e., acid, biochar and alkali) and the impacts of various adsorbents’ pH values, dosages, concentrations and contact times were studied.
MethodsThe colorimetric method using UV/VIS spectrophotometer was used for Cr determination. Moreover, for analyzing the characteristics of the modified adsorbents, the “Scanning Electron Microscope” and “Fourier-Transform Infrared Spectroscopy” were utilized.
FindingsIt was found that the acid sawdust and rice bran had functioned better than the other chemical modifications. In fact, the highest efficiency of Cr (IV) adsorption from the polluted aqueous solutions occurred at pH 2, contact-time of 100 minutes, Cr concentration of 50 mg/L and adsorbent dosage of 2 g/L by acid sawdust (96.73%), biochar sawdust (95.60%), acid rice bran (94.50%), biochar rice bran (94.27%), alkali sawdust (92.36%) and alkali rice bran (88.6%), respectively. The adsorption kinetics was agreeably suited to the equations of pseudo second order while the Freundlich isotherm equation was also suitably expounded the study’s findings. The findings depicted that the acid and biochar sawdust and rice bran better than the alkali ones, performed remarkably in the remediation of the wastewater. This would result in the wastewater treatment and its reuse for industrial, agricultural and environmental purposes.
Keywords: Modified natural adsorbents, Cr (VI), Adsorption isotherm, kinetics, Polluted aqueous solutions -
Pages 105-118Introduction
In free overfall spillways, waterfalls over the crown of the spillway almost vertically and impacts the downstream bed of the dams. Due to the high velocity and energy of the flow which impacts the erodible downstream bed, it may cause scouring close to the foundation of the dam and consequently threaten the stability of the dam.
MethodsIn this study, artificial intelligence methods were used to estimate the scour depth of slope control structures with sharp-crested weir due to the complexity of the phenomenon. Three models including neural network, adaptive fuzzy neural system, and support vector machine (SVM) were used as artificial intelligence or black-box model to solve the problem..
FindingsThe results showed that artificial intelligence methods are more efficient than conventional experimental methods in estimating the depth of downstream scours of slope control structures with sharp-crested weir. Using more parameters in the input of artificial intelligence models does not increase the accuracy of these models. It is because of increasing errors as a result of using more parameters in these models. In estimating the downstream scour depth of slope control structures with the sharp-crested weir in both calibration and validation stages, an adaptive fuzzy neural system model is up to 20% more reliable than the artificial neural network model and up to 8.5% than the support vector machine model.
Keywords: Scour, Sharp-crested weir, ANN, ANFIS, SVM -
Pages 119-136Introduction
The limitation of the country's water resources and the aggravation of this limitation, which is caused by the continuous increase in the demand, has caused the maximum use of the available water resources and the increase in productivity and, as a result, the increase in production per unit area. The present research was conducted with the aim of evaluating the water quality of Dez River in terms of efficiency in pressurized irrigation systems.
MethodsFor quality assessment of Dez River water in terms of efficiency in pressurized irrigation systems, 7 hydrometric stations were selected including Sepid dashte Sezar, Sepid dashte zaz, Tange pange sezar, Tange pange bakhtiari, Dezful, Harmaleh, and Bamdezh. Qualitative data of Dez River water along a decade (2005-2014) were taken from Khuzestan water and power authority.
FindingsThe Qualitative analysis using piper diagram showed that water quality in Sepid dashte Sezar, Sepid dashte zaz and Tange pange sezar stations was calcium bicarbonate. Although, in Harmaleh and Bamdezh stations the most of samples were neutral. The results showed that salinity amount was increased from the upstream to the downstream of the river. Whereas, Bamdezh station had low to medium limitation at 95 percent of times for drip irrigation usage. Dez River had no limitation for infiltration due to suitable averages of SAR and EC. Besides, cations and anions coefficient of correlation was variable between 0.67 to 0.78 and -0.249 to 0.6 respectively. Chlorine in the river water from Harmaleh station toward the downstream of the river, had low to medium limitation for sprinkler irrigation usage. The most limitation of bicarbonate was observed at 97.5 percent of times in Sepid dashte Sezar station for using sprinkler irrigation. In addition, sodium amount in Harmaleh and Bamdezh stations compared to Dezful station increased 134 and 233 percent respectively. Langelier Saturation Index (LSI) was negative in the entire stations and calcium carbonate sediment won’t be created.
Keywords: Water Quality, Pressurized irrigation, Dez River, Wilcox
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.