فهرست مطالب

مجله مهندسی آبیاری و آب ایران
پیاپی 51 (بهار 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/01/01
  • تعداد عناوین: 25
|
  • کرامت اخوان*، میلاد خیری، سلیم عباسی، رسول دانشفراز، فرهود کلاته صفحات 1-22

    در تحقیق حاضر عملکرد هیدرولیکی انداز ه گیری جریان آب و مشکلات بهره برداری این سازه ها در شبکه آبیاری مغان بررسی شده است. در شبکه تعداد 1246 عدد دریچه آبگیر، جهت کنترل و تنظیم سطح آب نصب شده که به غیر از دریچه های ورودی در محل بند، از دریچه های کشویی به عنوان سازه های اندازه گیری جریان استفاده شده است. دقیق نبودن سازه های اندازه گیری در این شبکه باعث شده تا در اجرای بهسازی شبکه، حدود نیمی از سازه ها با دریچه های نیرپیک تعویض شدند. در این تحقیق با بازدید از شبکه و بررسی نقشه ها و اطلاعات موجود، به صورت تصادفی چهار کانال از شبکه انتخاب شد. در هر سازه، دبی واقعی با دبی اسمی سازه که در بهره برداری از آن استفاده می شود، مورد مقایسه قرار گرفت و خطای نسبی سازه ها بدست آمد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد، که متوسط خطای نسبی دبی واقعی و دبی اندازه گیری بین 11/7 تا 38/34 درصد می باشد. درصد خطای نسبی اندازه گیری دبی در دریچه های کشویی بین 63/0 تا 57/42 درصد و برای دریچه های نیرپیک 17 تا 32/47 درصد به دست آمد، همچنین برای دریچه کشویی حداکثر اختلاف دبی به ترتیب در کانال های مورد آزمایش 127 و 3/929 لیتر بر ثانیه و برای دریچه نیرپیک حداکثر اختلاف آبگذری در کانال های مورد آزمایش به ترتیب 308 و 615 لیتر بر ثانیه حاصل شد. در بخش ارزیابی بهره برداری، آب بندی نامناسب، تخریب و عدم کارایی اشل های تعیین تراز آب و بازشدگی دریچه ها، پوسیدگی و دستکاری دریچه ها از مشکلات بهره برداری سازه ها می باشد، که در این راستا، توصیه های لازم شامل کنترل و اصلاح بهینه و کالیبراسیون سازه ها ارایه گردید.

    کلیدواژگان: : ارزیابی عملکرد، بهره برداری سازه ها، دریچه کشویی، دریچه نیرپیک، شبکه آبیاری مغان
  • میثم سلطانی نژاد، مجید رحیم پور، محمدرضا مددی* صفحات 23-37

    جت جریان، باریکه ای از مایع است که با سرعت بالا از یک نازل با قطر کم خارج می شود. امروزه کاربرد جت های هیدرولیکی در شاخه های مختلف مهندسی و صنعت فراگیر شده است. در این پژوهش، مشخصه های جت غوطه ور در فرآیند هوادهی به مخزن سیال ساکن به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، ابتدا مدل فیزیکی یک مخزن آب ساخته شد و از یک نازل دایره ای برای ایجاد جت غوطه ور استفاده شد. آزمایش ها برای دو دبی جت جریان (Q) 036/0 و 067/0 لیتر بر ثانیه، شش فاصله عمودی بین خروجی نازل و سطح آب (Lj) از 2 تا 12 سانتی متر، شش زاویه برخورد جت با سطح سیال درون مخزن (θ) از 15 تا 90 درجه و پنج غلظت مختلف سیال مخزن (C) از صفر تا 200 گرم بر لیتر، انجام شد. از روش تصویربرداری سریع برای بررسی مشخصه های جت استفاده شد. نتایج نشان داد برای cm2= Lj و °90=θ، با افزایش دبی از 036/0 به 067/0 لیتر بر ثانیه، عمق نفوذ جت (hp)، 3/13 درصد افزایش یافت. همچنین برای L/s 067/0=Q و °90=θ، با افزایش Lj از 2 به 12 سانتی متر، مشخصه hp به مقدار 4/10 درصد افزایش یافت. علاوه بر این، برای cm2=Lj، L/s 067/0=Q و 90°=θ، با افزایش مقدار غلظت سیال از صفر (آب خالص) به 200 گرم بر لیتر، مشخصه hp به مقدار 1/4 درصد کاهش یافت. برای آزمایش های این پژوهش، بالاترین عمق نفوذ در آزمایش با L/s 067/0=Q، 90°=θ، cm12= Ljو کمترین غلظت مشاهده شد.

    کلیدواژگان: تحلیل تصویر، تزریق اکسیژن، تصفیه فاضلاب، جت مستغرق، عمق نفوذ
  • رسول دانشفراز*، مهدی ماجدی اصل، محمد باقرزاده صفحات 38-54

    مهندسین هیدرولیک همواره از سازه های الحاقی در سازه شیب شکن جهت افزایش استهلاک انرژی بهره جسته اند. در مطالعه آزمایشگاهی حاضر به تاثیر هم زمان گابیون و صفحه مشبک قایم بر روی استهلاک انرژی جریان در سازه شیب شکن مایل پرداخته شد. در کل 120 آزمایش متفاوت برای محدوده دبی 150 الی 800 لیتر بر دقیقه و دو ارتفاع، سه زاویه شیب شکن و دو نسبت تخلخل صفحات مشبک قایم انجام شد. نتایج نشان داد که در تمامی مدل ها استهلاک انرژی جریان با افزایش عمق بحرانی نسبی جریان روندی کاهشی دارد. بکارگیری صفحه مشبک قایم در شیب شکن مایل گابیونی تاثیر کمی بر روی استهلاک انرژی جریان دارد به طوری که متوسط مقدار افزایش استهلاک تحقیق حاضر نسبت به شیب شکن مایل ساده مجهز به صفحه مشبک قایم 23/2 درصد است. سیستم تلفیقی ارایه شده در تحقیق حاضر باعث کاهش بازه عدد فرود از بازه 66/1 الی 11/2 به بازه 83/0 الی 9/1 نسبت به شیب شکن مایل ساده مجهز به صفحه مشبک قایم شد. صفحه مشبک قایم با تخلخل 50 درصد استهلاک انرژی نسبی بیشتری نسبت به تخلخل 40 درصدی دارا است و تغییر زاویه شیب شکن مایل گابیونی به ازای تخلخل ثابت صفحات سبب تغییر چندانی در میزان استهلاک انرژی جریان ندارد. همچنین به جهت تاثیر کم سیستم تلفیقی تحقیق حاضر بر روی مقادیر استهلاک انرژی جریان لذا استفاده هم زمان صفحه مشبک قایم و شیب شکن مایل گابیونی به لحاظ اقتصادی توصیه نمی گردد.

    کلیدواژگان: استهلاک انرژی، شیب شکن مایل، صفحه مشبک قائم، عمق بحرانی نسبی، گابیون
  • رحیم گرامی مقدم، بهروز یعقوبی*، احمد رجبی، سعید شعبانلو، محمدعلی ایزدبخش صفحات 55-72

    در این مطالعه، برای اولین بار، ضریب دبی روزنه های جانبی مثلثی توسط یک روش نوین تکاملی تحت عنوان ساختار تعمیم یافته روش گروه دسته بندی داده ها (GSGMDH) شبیه سازی شد. در ابتدا، پارامترهای موثر بر روی ضریب دبی روزنه های جانبی مثلثی شناسایی شدند و شش مدل GSGMDH مختلف تعریف شد. سپس داده های آزمایشگاهی به دو دسته آموزش و آزمون تقسیم بندی شدند. در این مقاله، 70% داده ها برای آموزش مدل های هوش مصنوعی و 30% باقیمانده برای آزمون این مدل ها بکار گرفته شدند. با تجزیه و تحلیل نتایج کلیه مدل های GSGMDH، مدل برتر معرفی شد. این مدل مقادیر ضریب دبی را با دقت بالایی تخمین زد، به عنوان مثال، ضریب همبستگی  (R)، شاخص پراکندگی (SI) و ضریب نش  (NSC) برای وضعیت آزمون مدل برتر به ترتیب مساوی با 999/0، 0008/0 و 999/0 محاسبه شدند. همچنین، تحلیل حساسیت پارامترهای ورودی نشان داد که عدد فرود (Fr) و نسبت عرض کانال اصلی به طول روزنه جانبی (B/L) به عنوان موثرترین پارامترهای ورودی شناسایی شدند. در ادامه، نتایج مدل برتر GSGMDH با مدل GMDH مقایسه شد که این مقایسه نشان دهنده عملکرد بهتر مدل GSGMDH بود.

    کلیدواژگان: روزنه جانبی مثلثی، ضریب دبی، ساختار تعمیم یافته روش گروه دسته بندی داده ها، تحلیل عدم قطعیت
  • عبدالرضا توکلی، مهناز قائینی حصاروئیه*، احسان فدائی کرمانی صفحات 73-91
    در تحقیق حاضر مدل دوبعدی حجم محدود جریان و انتقال بار بستر توسعه یافته است. معادلات حاکم شامل معادلات جریان آب های کم عمق و معادله Exner در نظر گرفته شده است که در آن انتقال بار بستر با فرض سرعت متوسط جریان بدست می آید و پارامتر اندرکنش جریان-رسوب که به صورت یک ضریب کالیبراسیون عمل می کند، محاسبه می شود. جهت محاسبه دبی بار بستر از مدل Grass استفاده شده است. همچنین روش Roe به منظور مدل سازی فلاکس های عبوری جریان و رسوب انتقالی از وجوه حجم کنترل مورد استفاده قرار گرفته است. معادلات حاکم بر جریان و انتقال بار بستر به صورت همزمان حل شده است. صحت و کارایی مدل حاضر با مثال های مختلف یک بعدی و دوبعدی جریان و انتقال رسوب مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت نتایج به دست آمده از مدل عددی حاضر با حل دقیق و حل عددی محققین دیگر مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. مقایسه نتایج به دست آمده از مدل عددی حاضر برای ارتفاع سطح آزاد جریان با نتایج حل دقیق با حداکثر خطای نسبی 0.51 درصد و ارتفاع بستر متحرک جریان با حداکثر خطای نسبی 1.65 درصد، نشان دهنده دقت و کارایی مدل ارایه شده در مدل سازی جریان بر بسترهای متحرک می باشد.
    کلیدواژگان: روش حجم محدود، انتقال رسوب، معادله Exner، مدل Grass، روش Roe
  • علیرضا محب زاده فتاحی، سعید فرزین*، خسرو حسینی، سید فرهاد موسوی صفحات 92-120

    افزایش تجاوز به حریم رودخانه ها به همراه تغییرات اقلیمی، موجب افزایش رخداد سیلاب های بزرگ و آسیب پذیری بیشتر سیلابدشت ها شده است. گوره ها، از مهم ترین و پرکاربردترین سازه های حفاظت سواحل رودخانه ها در برابر سیل محسوب می شوند. در این تحقیق، کوشش شد تا با معرفی یک رویکرد نوین در مدل سازی هندسی، رابطه ای ریاضی برای محاسبه احجام گوره ها بر اساس سناریوهای مختلف جانمایی در سیلابدشت توسعه داده شود. سناریوهای مطالعاتی شامل گوره های حفاظت از تعریض سه کیلومتر از راه شریانی چابهار- زاهدان واقع در سیلابدشت رودخانه کارواندر در جنوب شرق ایران است. شبیه سازی هیدرولیکی در HEC-RAS برای وضعیت موجود و 13 سناریوی مختلف جانمایی گوره ها با 13 توپوگرافی منحصربه فرد بر اساس رویکرد نوین مذکور، انجام شده و میزان کاهش پهنه سیلابی و حجم خاکریزی گوره ها برای هر یک از سناریوها در ArcMap محاسبه شده است. بر اساس نتایج، تغییرات حجم خاکریزی گوره ها در سناریوهای مختلف، همبستگی خوبی با پهنه سیلابی استحصال شده نداشت. با توجه به وابستگی مستقیم آبشستگی، هندسه و احجام گوره ها به سرعت جریان، با محاسبه سرعت حداکثر جریان، ضرایب بی بعد سرعت حداکثر در سناریو های مختلف، محاسبه و به احجام گوره ها اعمال شد. به این ترتیب و با به کارگیری معادلات چندجمله ای درجه دو در روابط همبستگی، ضریب تعیین (R2) برای سیلاب های با دوره های بازگشت 50، 100 و 200 سال، به ترتیب از مقادیر 35/0، 48/0 و 50/0 به مقادیر قابل قبول 88/0، 91/0 و 92/0 افزایش یافت که نشان دهنده کارآیی بالای رویکرد پیشنهادی و نیز افزایش R2 با افزایش دوره بازگشت سیلاب است. همچنین، دقت محاسباتی روابط رگرسیونی در سناریوهای جانمایی گوره ها در فواصل میانی از محور راه نسبت به سایر سناریوهای نزدیک تر یا دورتر، بیشتر است که ناشی از هندسه نامنظم تر رودخانه در سناریوهای نزدیک تر و تشدید تغییرات غیرخطی پارامترهای سیلاب در سناریوهای دورتر است.

    کلیدواژگان: سیلاب، سازه های کنترل سیلاب، گوره، پهنه بندی سیلاب، GIS، HEC-RAS
  • مهدی بهرامی*، امیر سالاری، محمدجواد امیری، امیر بهرامی صفحات 121-140

    پیش بینی بارش از نقش مهمی در حفظ، مدیریت، تخصیص و توزیع منابع آب، تعیین حجم تاسیسات آبی،  تامین نیاز آبی محصولات و همچنین تعیین مقدار فرسایش و رسوب برخوردار است. روش های مختلفی جهت پیش بینی بارش وجود دارد. این پژوهش با هدف بررسی عملکرد شبکه های عصبی مصنوعی در پیش بینی بارش ماهانه بر اساس اطلاعات اقلیمی و جغرافیایی نظیر دمای حداقل و حداکثر، رطوبت حداقل و حداکثر، بارش، طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا در سطح 23 ایستگاه استان فارس اجرا گردید. نتایج در سطح 5، 10 و 18 داده ورودی نشان داد با افزایش تعداد ورودی دقت مدل در تخمین میزان بارش ماهانه افزایش می یابد. دقیق ترین مدل شبکه عصبی در روش نرمال سازی رتبه ای با یک لایه مخفی و بهترین ساختارهای شبکه نیز به ترتیب در ساختار 1-25-5، 1-30-10 و 1-20-18 می باشد. نتایج نشان داد که شبکه عصبی با 18 ورودی دارای کوچک ترین MSE=0.032 و بالاترین R=0.62 می باشد. بهترین روش برای نرمال سازی، روش رتبه ای با شبکه عصبی بهینه یک لایه و ساختار 1-25-5 و الگوریتم آموزش لونبرگ- مارکوارت و تابع محرک تانژانت سیگمویید می باشد. بنابراین با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی (با 18 ورودی معرفی شده) می توان مقدار و توزیع بارش ماهانه منطقه وسیعی را با دقت قابل قبولی پیش بینی نمود. این موضوع نقش بسیار تعیین کننده ای در مدیریت و برنامه ریزی منابع آب شرب و کشاورزی ایفا می کند؛ به طوری که می توان با در نظر گرفتن این پیش بینی ها، سیاست های آینده را در جهت بهینه سازی صرف هزینه ها و امکانات بهره وری حداکثر طرح ریزی کرد.

    کلیدواژگان: پیش پردازش داده ها، شبکه عصبی مصنوعی، نرمال سازی رتبه ای
  • سید کیومرث پژوهیده، اصلان اگدرنژاد*، فریبرز عباسی صفحات 141-158

    مدل AquaCrop یکی از مدل های گیاهی پرکاربرد است که برای شبیه سازی گیاهان زراعی مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته است. با این وجود دقت آن در شرایط استفاده همزمان تنش آبی و کودی در آبیاری جویچه ای تاکنون بررسی نشده است. از این رو، تحقیق حاضر با استفاده از دو فاکتور مقدار آب آبیاری (در چهار سطح W1، W2، W3 و W4 به ترتیب نشان دهنده تامین 120، 100، 80 و 60 درصد نیاز آبی) و کود نیتروژن (در چهار سطح N1، N2، N3 و N4 به ترتیب نشان دهنده تامین 100، 80، 60 و صفر درصد نیاز کودی) اجرا شد. داده های مورد نیاز شامل اطلاعات هواشناسی، خاک، مدیریت آبیاری و کود نیتروژن و عوامل گیاهی مورد نیاز این پژوهش از آزمایش انجام شده در مزرعه 400 هکتاری موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر در شهرستان کرج برداشت شد. با استفاده از این داده ها، عملکرد و بهره وری آب ذرت شبیه سازی گردید. نتایج نشان داد که مدل AquaCrop برای شبیه سازی عملکرد (MBE=-0.15) و بهره وری آب (MBE=-0.32) دچار خطای بیش برآوردی شد. دقت این مدل گیاهی برای شبیه سازی عملکرد دانه و  بهره وری آب به ترتیب برابر با 9 و 24 درصد بود. با افزایش تنش آبی و کودی، دقت مدل AquaCrop برای شبیه سازی عملکرد کاهش یافت. همچنین کارایی مدل AquaCrop در شبیه سازی عملکرد دانه (EF=0.92) و  بهره وری آب (EF=0.47) بسیار مطلوب بود. با توجه به این نتایج، استفاده از این مدل گیاهی در شرایط مشابه پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: آبیاری جویچه ای، تنش خشکی، بهره وری آب، مدل سازی گیاهی
  • جاسم نهیرات، مهدی زینی وند*، محمود شفائی بجستان صفحات 159-179
    در شرایط اقلیم خشک و نیمه خشک ایران و بخصوص خشکسالی های متوالی سال های اخیر، جلوگیری از تلفات آب به عنوان منبع ملی، دارای اهمیت فوق العاده ای است. اجرا شبکه های آبیاری با راندمان بالا وافزایش راندمان انتقال درشبکه های موجودازجمله راهکارهای لازم می باشد. هدف از این تحقیق بررسی علل هدررفت آب و پایین بودن راندمان انتقال آب شبکه آبیاری و زهکشی ساحل چپ رامشیرمی باشد. برای این هدف راندمان انتقال آب تعداد5 بازه ازکانالت دربلوک B آن شبکه به عنوان نمونه انتخاب گردید.در میان کانالت های موردبررسی،برخی از آ ن ها دارای مشکل سریز آب دربدنه بودند.میزان راندمان انتقال ونیز تلفات آب برای هر مقطع با توجه به شرایط بهره برداری درفصل زمستان و تبخیرناچیز بااستفاده روش دبی ورودی- خروجی تعیین گردید.بررسی های میدانی نشان دادکه سرریز شدن آب ازلبه کانالت ها مهمترین عامل هدررفت آب  می باشد بطوری که راندمان انتقال آب درکانالت های فاقدمشکل سرریز بین 40/88 تا 2/89 درصدودرکانالت های دارای مشکل سرریز آب ازبدنه بین7/63 تا 5/71 درصد می باشدکه این میزان کاهش راندمان انتقال آب موجب هدررفت آب به میزان 337416 متر مکعب دریک فصل آبیاری درشبکه موردمطالعه شده است.از جمله عوامل مهم سرریز شدن آب،نهشته شدن رسوب در بسترکانالت هاتشخیص داده شدکه منجر به افزایش زبری،کاهش سطح مقطع جریان ودر نتیجه افزایش عمق آب دردبی طراحی می گردد.دلایل عمده رسوبگذاری در تعدادی ازکانالت ها، شیب نامناسب آن ها با توجه به رسوبی بودن جریان رودخانه می باشد.محاسبات هیدرولیکی نشان می دهدکه با توجه به شیب بستراین کانالت ها، ضروری است تاازورودرسوبات باقطربزرگتر از1میلی متر به کانالت هاجلوگیری شود.
    کلیدواژگان: راندمان انتقال آب، تلفات آبیاری، شبکه آبیاری وزهکشی رامشیر، رسوب گذاری
  • ناصر رمضانیان عزیزی، عسکری تشکری*، عیسی معروف پور، صمد امامقلی زاده صفحات 180-195
    از عوامل اصلی تاثیرگذار بر الگوی خیس شدگی خاک، شیب زمین، بافت خاک، دبی قطره چکان و حجم آب آبیاری می باشد. برای بررسی تاثیر این عوامل آزمایش ها در 4 گروه متفاوت از خاک های نا همگن با 3 لایه متفاوت که 2 گروه با خاک های مطبق افقی و 2 گروه با خاک های مطبق عمودی در 3 شیب 0، 10 و20 درصد، با دبی های 2، 4 و 8 لیتر بر ساعت و برای حجم آب ثابت 24 لیتر انجام گردید. نتایج نشان داد که مقدار حداکثر شعاع جبهه رطوبتی از 33 الی 109 سانتی متر و عمق جبهه رطوبتی در زیر قطره چکان از 39 الی 71 سانتی متر متغیر بوده است. بیشترین افزایش در حداکثر شعاع خیس شده مربوط به خاک مطبق افقی با لایه با بافت سنگین در بالا می باشد. عمق خیس شدگی در زیر قطره چکان، با افزایش شیب مقدار کمی کاهش پیدا می کند. بیشترین عمق نفوذ برای خاک مطبق عمودی با لایه میانی با بافت سبک و دو لایه اطراف با بافت سنگین می باشد. با افزایش دبی در شرایط برابر از مقدار مساحت جبهه رطوبتی کاسته می گردد. در آزمایش های انجام شده بیشترین درصد مساحت جبهه رطوبتی پایین دست قطره چکان در دبی 8 لیتر در ساعت و با شیب 20 درصد بین 74 الی 78 درصد می باشد.
    کلیدواژگان: جبهه رطوبتی، خاک مطبق افقی، خاک مطبق عمودی، سطح شیبدار، منبع نقطه ای
  • سید یعقوب کریمی، صفر معروفی*، یدالله حیدری، احمد درویشی، اسماعیل همتی ازندریانی، حجت الله یونسی صفحات 196-210
    در اثر اقدامات عمرانی گودبرداری در شهرستان بروجرد واقع در استان لرستان، سیستم آبرسانی مربوط به حدود دو سده قبل شناسایی گردید. این سیستم شامل چهار گلدان سفالی بوده که از طریق سه لوله سفالی درونی به هم متصل شده اند، به گونه ای که هر بخش لوله سفالی شامل 6 یا 7 قطعه تنبوشه سفالی است. تاکنون هیچ گونه پژوهش علمی در مورد نحوه کار سازه یاد شده انجام نشده است. در راستای مسیله مطرح شده سوالات مهمی قابل طرح اند: 1 هدف اصلی از ایجاد سازه، آبرسانی به کدام بخش از بافت تاریخی شهر بروجرد است؟ 2 گلدان های بین لوله های سفالی چه نقشی در سیستم آبرسانی دارند؟ این پژوهش در نظر دارد تا با استفاده از روش های میدانی از قبیل مستندنگاری، رجوع به بافت تاریخی و تهیه تصویر و مطالعات کتابخانه ای به این پرسش ها پاسخ علمی ارایه نمایند. با توجه به اندازه گیری های انجام گرفته در طول تنبوشه ها و فاصله گلدان ها، مشخص شد که این سیستم آبرسانی با استانداردهای ذکر شده در منابع معتبر تاریخی در زمینه علوم آب متفاوت است و با توجه به شرایط منطقه ای و به منظور دوام و استحکام سازه، تغییراتی در سازه مربوطه اعمال شده است. گلدان های تعبیه شده در بین لوله های سفالی کاربردهای متفاوتی داشته اند؛ چنانکه از آنها به عنوان مقسم و هواگیری سیستم انتقال آب استفاده شده است. همچنین شواهد باستان شناختی نشان می دهد سیستم آبرسانی مکشوفه به منظور تامین آب ارگ حکومتی و اهداف عام المنفعه مانند آبیاری و آبرسانی احداث شده و بر اساس مقایسه تطبیقی قدمت آن به اواخر دوره زندیه و اوایل دوره قاجار بر می گردد.
    کلیدواژگان: شهر بروجرد، دوره قاجار، سیستم آبرسانی، ارگ حکومتی، تنبوشه سفالی
  • یاسر حسینی صفحات 211-233

    مدل سازی تاثیر شوری آب آبیاری  بر عملکرد گوجه فرنگی گلخانه ای در شرایط رژیم رطوبتی، آزمایشی در قالب طرح بلوک های کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارهای شوری شامل  5/1، 5/2، 4، 7 (دسی زیمنس بر متر) بود و رژیم های رطوبتی در سه سطح تخلیه رطوبتی 50، 60 و 70 درصد ظرفیت زراعی منظور گردید. با استفاده از روش سطح پاسخ، نتایج نشان داد که بهترین مدل عملکرد بر اساس متغیر های تنش شوری و میزان رطوبت، درجه دوم [1] با ضریب تبیین 93/0 می باشد. بیش ترین عملکرد با فرض کمترین رطوبت در دسترس و بیشترین میزان شوری آب آبیاری، برابر 9/117(گرم بر بوته) با درجه مقبولیت [2] 6/0، در شوری 3 (دسی زیمنس بر متر)  و 9/63 (درصد) تخلیه رطوبتی به دست آمد. کاهش رطوبت در دسترس و همچنین در یک رژیم رطوبتی مشخص با افزایش میزان شوری خاک، به غیر از طول ریشه اصلی، سایر شاخص های ریشه از روند افزایشی برخوردار بودند. همچنین روند کاهشی عملکرد در هر یک از رژیم های رطوبتی، با افزایش میزان تنش شوری مشاهده گردید. بنابراین با توجه به تاثیر غیرخطی متغیرهای رژیم رطوبتی و میزان تنش شوری بر عملکرد گوجه فرنگی گلخانه ای، برای رسیدن به بهتیرن عملکرد، استفاده از روش سطح پاسخ می تواند حدود تنش های شوری و رطوبتی را تعیین نماید.

    کلیدواژگان: رژیم رطوبتی، عملکرد، خصوصیات ریخت شناسی ریشه
  • علی آذره صفحات 234-250

    دشت هرات و مروست، یکی از مهم ترین قطب های کشاورزی استان یزد بوده و تقریبا تمامی آب استحصال شده از این آبخوان، جهت مصارف کشاورزی استفاده می گردد. در سال های اخیر، افت سطح آب زیرزمینی آبخوان هرات و مروست، باعث پیش روی آب شور و افت کیفیت آب زیر زمینی شده است. بنابراین هدف از این پژوهش پهنه بندی مناطق پتانسیل آبی در دشت هرات و مروست در دوره 2017-1996 با استفاده از عوامل موثر در تغذیه سفره های آب زیرزمینی، با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی و سیستم اطلاعات جغرافیایی می باشد. از این رو از لایه های اطلاعاتی شامل ارتفاع، شیب، زمین شناسی، کاربری اراضی، میانگین بارندگی و دمای سالانه، تراکم زهکشی و سطح آب زیر زمینی، جهت پتانسیل یابی منابع آب زیرزمینی استفاده شدند. این نقشه ها با استفاده از مقایسه زوجی به روش سلسله مراتبی وزن دهی گردید. با اعمال وزن محاسبه شده هر معیار، نقشه عوامل با توجه به اهمیت آن در پتانسیل یابی آب زیرزمینی تهیه و سپس نقشه نهایی پتانسیل آب زیرزمینی با هم پوشانی به روش سلسله مراتبی فازی تهیه گردید. نتایج به دست آمده از پتانسیل یابی منابع آب زیرزمینی نشان می دهد که به ترتیب 6/7، 74/17، 1/25، 85/18 و 61/30 درصد از مساحت منطقه در پهنه های پتانسیلی خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد قرار دارد. به طور کلی بر طبق نتایج، در منطقه مورد مطالعه، دشت های آبرفتی و مناطق با شیب توپوگرافی کم دارای بیش ترین پتانسیل تشکیل منابع آب زیرزمینی بوده و مناطق دارای تشکیلات زمین شناسی سخت با ارتفاع و شیب بالا دارای کم ترین پتانسیل جهت استخراج آب زیرزمینی می باشند.

    کلیدواژگان: آبخوان، سیستم اطلاعات جغرافیایی، سنجش از دور، مکان یابی، وزن دهی
  • فرهاد فقیهی، حسین جهانتیغ* صفحات 251-267
    رشد سریع جمعیت، توسعه اقتصادی و اجتماعی، شهرنشینی و افزایش تقاضای مواد غذایی باعث فشار بر منابع آب شیرین در مناطق مختلف دنیا شده است. افزایش تقاضا برای آب منجر به بهره برداری بیش ازحد از منابع آب و کمبود آب می شود. بنابراین نیاز به راهکارهای جایگزین موثر برای مقابله با این مشکل وجود دارد. جمع آوری و برداشت آب باران یکی از راه حل های کاربردی برای مقابله با کمبود آب هست. با این حال انتخاب مناطق بالقوه برای مکان یابی سازه های برداشت آب باران در یک حوضه آبخیز نیاز به بررسی عوامل متعددی ازجمله، توپوگرافی، شیب زمین، نوع خاک، شدت بارندگی، پوشش کاربری زمین، زهکشی، جریان رودخانه و معیارهای اجتماعی-اقتصادی دارد. این نشان می دهد برنامه ریزی و اجرای پروژه های برداشت آب باران یک مشکل چندهدفه و چند معیاره است که به معیارهای متعددی بستگی دارد. بنابراین، ادغام رویکردهای سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و تجزیه وتحلیل تصمیم گیری چند معیاره (MCDA) ضروری است. در این پژوهش از یک مدل مبتنی بر GIS با ترکیب منطق فازی و AHP برای تعیین مناطق مناسب برای ساخت سازه های برداشت آب باران در حوضه آبخیز گلیداغ برای سال 1398 استفاده شد. نتایج نشان داد که 92/9 درصد از منطقه موردمطالعه دارای پتانسیل بسیار زیاد، 7/25 درصد زیاد، 58/21 درصد متوسط و 8/42 درصد دارای پتانسیل ضعیف برداشت آب باران است. طبق یافته ها پیشنهاد می شود برای کاهش کمبود آب سازه های مناسب جمع آوری آب باران در مکان های تعیین شده ایجاد گردد.
    کلیدواژگان: کمبود آب، تحلیل سلسله مراتبی، فازی، باران، GIS
  • جواد ظهیری*، مهرداد کریم زاده صفحات 268-284

    امروزه با توجه به تغییرات اقلیمی‎‎، محدودیت منابع آب ‎ و رشد جمعیت، مشکل تبخیر از مخازن آب به یک معضل جهانی تبدیل شده است. جهت کاهش تبخیر از سطح آب، روش های متنوعی ارایه شده است که یکی از روش های معمول، استفاده از الکل های سنگین هگزادکانول و اکتادکانول به صورت پودر یا محلول است. کاربرد این الکل‎ها به صورت محلول به همراه یک حلال بیشتر متداول بوده زیرا با وزش باد کمتر جابجا شده و یکنواختی پخش بیشتری دارند. در پژوهش حاضر از "بریج-35" به دلیل سازگاری با محیط زیست بجای حلال‎های معمول جهت تهیه امولسیون های هگزادکانول، اکتادکانول و ترکیب هگزادکانول با اکتادکانول استفاده گردید. جهت بررسی عملکرد امولسیون های ساخته شده، تشت های تبخیر کلاس  Aمورد استفاده قرار گرفتند. جهت بررسی کارایی ترکیبات شیمیایی مورد استفاده در این تحقیق از روش های فیزیکی مقابله با تبخیر از قبیل توپ های شناور و سایبان استفاده گردید. نتایج آزمایش ها نشان داد که امولسیون اکتادکانول و بریج نسبت به دو امولسیون دیگر مورد استفاده از کارایی بهتری در کاهش تبخیر از سطح آب برخوردار است. مقایسه کارایی روش های مختلف نشان می دهد که سایبان و توپ های شناور به ترتیب با 60 و 56 درصد کاهش تبخیر بهترین عملکرد را داشته و امولسیون اکتادکانول نیز با 36 درصد کاهش تبخیر در رده بعدی قرار می گیرد. با این حال امولسیون اکتادکانول در بعضی موارد عملکرد مشابه با روش های فیزیکی در کاهش تبخیر از سطح آب داشته است. بررسی تاثیر سرعت باد بر عملکرد مونولایر نشان داد که در سرعت های کم عملکرد مونولایر شبیه به توپ و سایبان بوده ولی به تدریج با افزایش سرعت باد، عملکرد مونولایر به شدت کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: تبخیر، الکل های سنگین، بریج-35، توپ شناور، سایه بان
  • سید امین سلامتیان*، حسین ابراری، عطیه نظری صفحات 285-304

    آب های زیرزمینی به عنوان مهم ترین منابع آبی در دشت قم محسوب می گردند. بنابراین پیش بینی نوسانات سطح آب زیرزمینی این دشت می تواند در برنامه ریزی و تصمیم گیری های بعدی مفید باشد. هدف از انجام این تحقیق پیش بینی تراز آب زیرزمینی دشت قم با استفاده از مدل استنتاج تطبیقی عصبی فازی است. با استفاده از این روش مدل سازی فرآیندهای غیرخطی نظیر آب های زیرزمینی بدون در نظر گرفتن فیزیک مسیله و یا دانستن مشخصات لایه های آبخوان و اطلاعات پیچیده زمین شناسی امکان پذیر می گردد. تعداد نه چاه مشاهده ای در محدوده دشت قم انتخاب گردید. در این مدل سازی، الگوها و ترکیبات متفاوتی از داده های ورودی، شامل سطح آب های زیرزمینی، تخلیه از چاه ها و بارندگی در 12 ماه قبل استفاده شدند و خروجی مدل، سطح آب زیرزمینی در ماه فعلی انتخاب شد. نتایج نشان داد این مدل، با توجه به ضریب همبستگی برابر با 96/0 و ریشه میانگین مربعات خطا برابر با 26/0 از دقت مناسبی در پیش بینی سطح آب زیرزمینی چاه های مشاهده ای مورد مطالعه برخوردار می باشد. استفاده از داده های تخلیه از چاه ها در مدل سازی ها موجب بهبود نتایج در چاه های مشاهده ای گردید که نشان می دهد این داده ها بر تراز آب زیرزمینی تاثیرگذار بوده که با توجه به کاهشی بودن روند کلی تغییرات آب زیرزمینی دشت قم می توان چنین استنباط کرد، تخلیه از چاه ها به عنوان مهم ترین عامل کاهش تراز آب زیرزمینی این دشت است. نتایج این تحقیق نشان داد تراز آب زیرزمینی ماه های قبل و میزان تخلیه چاه جهت پیش بینی تراز سطح آب زیرزمینی در مناطق آب و هوایی خشک و نیمه خشک مانند دشت قم در ورودی مدل سازی مناسب می باشد.

    کلیدواژگان: دشت قم، مدل سازی، آبخوان، پیش بینی سطح آب زیرزمینی، مدل استنتاج تطبیقی عصبی فازی
  • یوسف کاکاوند، جواد مظفری* صفحات 305-319
    بررسی روند تغییرات سطح آب زیرزمینی و پیش بینی آن در مدیریت منابع آبی اهمیت بسزایی دارد. در این پژوهش شبیه سازی تغییرات سطح آب زیرزمینی دشت نهاوند با استفاده از مدل ریاضی MODFLOW و با در نظر گرفتن پارامترهای موثر بر پدیده انجام شده است. ابتدا فرآیند واسنجی و صحت سنجی در یک دوره آماری 120 ماه انجام گرفت. سپس چهار سناریو (شرایط برداشت فعلی و 10، 30 و 50 درصد کاهش برداشت از چاه های کشاورزی) برای پیش بینی تغییرات سطح آب زیرزمینی در آینده بررسی گردید. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که مدل ریاضی استفاده شده جهت شبیه سازی آبخوان نهاوند دارای 21 درصد خطای نسبی NRMSE می باشد که موید مدل سازی مناسب پس از بررسی فرآیند پیش بینی است. همچنین مشخص گردید که سناریوی 0 و 10 درصد سبب کاهش تراز آب زیرزمینی در آینده خواهد شد. مقدار کاهش 30 درصدی بهره برداری منجر به ایجاد شرایط ثابت و کاهش بیش از آن تا مقدار 50 درصد قادر به جبران کسری مخزن در دوره ای بلند مدت است.
    کلیدواژگان: MODFLOW، آبخوان، بیلان، چاه کشاورزی
  • محمد صادقی نصیرآبادی، امیر خسروجردی*، سید حبیب موسوی جهرمی، مهدی سرایی تبریزی صفحات 320-339

    شناخت اقلیم و تامین آب سالم دو موضوع مهم در بحث  تغییر اقلیم  وکمبود آب و زنگ خطر برای آیندگان است. هدف از انجام این تحقیق، ارزیابی شاخص خشکسالی SPI بر روند و طول دوره خشکسالی در منطقه و تاثیر آن بر میزان دبی رودخانه و حجم مخزن سد می باشد. با بهره گیری از سناریوهای، مدل های اقلیمی این روند در آینده برای یک دوره 2030 تا 2050 استخراج گردید و تاثیر آن در آینده نیز برآورد شد. ازین رو، از نرم افزار SWAT  برای دوره 1994 تا 2012 برای چهار ایستگاه هیدرومتری گچسر، سیرا_کلوان، سیرا_کرج و پل خواب استفاده گردید تا با نتایج حاصل از الگوریتم SUFI2 در محیط SWAT-CUP با پهنای باند اطمینان مناسب و ضرایب نش به ترتیب 0.54، 0.45، 0.72، 0.58 کالیبراسیون گردد. همچنین صحت سنجی برای بازه زمانی 2013 تا 2019 به ترتیب 0.34، 0.38، 0.5، 0.44 استخراج گردید. بر اساس نتایج، روند تغییر اقلیم و شاخص خشکسالی بیانگر کاهش میزان جریان رودخانه و افزایش دما می باشد که سبب افزایش تبخیر از سطح مخزن سد می گردد. بطور کلی حجم مخزن سد براساس سناریوهای مختلف حدود 24 تا 35 درصد روند کاهشی داشته است. از طرفی با در نظر گرفتن دستور العمل IWRM یونسکو و بررسی روند سیر تکاملی و تغییر میزان جریان پیشنهاد گردید که در  راستای برنامه ریزی حوضه و اعمال سیاست های مهم، کنترل بحران سه سناریو اجتماعی، اقتصادی و محیط زیست در منطقه بصورت جدی در نظر گرفته شود.

    کلیدواژگان: حوضه بالادست سد کرج، شاخص خشکسالی، تغییر اقلیم، SWAT، دستور العمل یونسکو IWR
  • مرتضی مولائی*، مهسا ایمان زاد تپه صفحات 340-354
    یکی از مهم ترین راهکارهای احیای دریاچه ارومیه، مدیریت منابع آب کشاورزی با هدف کاهش مصرف آب در این بخش است؛ که در این راستا نصب کنتورهای هوشمند بر روی چاه های آب زیرزمینی می تواند به این امر کمک شایانی نماید. هدف از این مطالعه ارزیابی میزان رضایت مندی از نصب کنتورهای هوشمند و عوامل موثر بر آن می باشد. برای دست یابی به این هدف، از الگوی لاجیت ترتیبی تعمیم یافته استفاده شد؛ که داده های موردنیاز با استفاده از پرسشنامه و مصاحبه حضوری از 250 کشاورز به روش نمونه گیری خوشه ای در سال 1398 جمع آوری شدند. نتایج نشان می دهد که 80/38 درصد پاسخ گویان رضایت کمتر از متوسط، 20/25 درصد رضایت متوسط و 36 درصد رضایتی بیشتر از سطح متوسط از نصب کنتورهای هوشمند دارند. عوامل موثر بر رضایت مندی نیز درآمد غیرکشاورزی، افزایش ارزش زمین پس از نصب کنتور، نزدیکی به منبع اصلی آبیاری، حمایت دولت در نصب کنتور و مدت زمان سپری شده از نصب کنتور می باشند. برآورد اثرنهایی این متغیرها نشان می دهد که با افزایش مقدار این متغیرها احتمال قرار گرفتن در گروه با رضایت بیشتر افزایش می یابد. اتخاذ سیاست های مناسب به منظور افزایش درآمد محصولات کشاورزی و حمایت مالی و مشاوره ای دولت در نصب کنتور می تواند به کاهش مصرف آب در بخش کشاورزی و افزایش احتمال رضایت مندی از نصب کنتورهای هوشمند کمک نماید.
    کلیدواژگان: دریاچه ارومیه، رضایت مندی، کنتور هوشمند، الگوی لاجیت ترتیبی تعمیم یافته
  • علی سردارشهرکی*، مهدی صفدری صفحات 355-365
    خشکسالی های مکرر در منطقه سیستان سبب بروز بحران شدید در بخش کشاورزی این منطقه شده است. این در حالیست که بخش کشاورزی نقش بسزایی در اقتصاد این منطقه دارد. از اینرو تعیین برنامه زراعی و الگوی کشت با در نظر گرفتن محدودیت آب ضرورت ویژه ایی برای حداکثر کردن سود بخش کشاورزی در این منطقه دارد. برای این منظور در این پژوهش به تعیین برنامه زراعی، قیمت سایه ایی و ارزش نهایی با تاکید بر بهینه سازی مصرف آب در 3 بخش اصلی کشاورزی در منطقه سیستان (زابل، زهک و میانگنگی) و بر روی پنج محصول استراتژیک زراعی (گندم، جو، سیب زمینی، پیاز و گوجه فرنگی) پرداخته شد. تجزیه و تحلیل بر اساس 3 سناریوی: 1) کشت فعلی موجود، 2) حداکثر کردن سود با در نظر گرفتن محدودیت آب مورد نیاز و زمین، 3) حدکثر سازی سود با توجه به محدودیت ها شامل زمین و محدودیت مصرف منطقه انجام گردید. نتایج تحقیق نشان داد که با توجه به اعمال محدودیت آب و زمین (سناریو 2) در مناطق مذکور، محصول گندم و جو از الگوی کشت حذف می شوند، ولی سایر محصولات سطح زیر کشت آنها افزایش یافته و با اعمال تمام محدودیت ها (سناریو 3) محصول جو از الگوی کشت حذف خواهد شد، ولی سایر محصولات برای مناطق مذکور سطح زیر کشت آنها تغییر می یابد. بنابراین با توجه به اینکه منطقه سیستان با کمبود منابع آب روبرو است، لذا پیشنهاد می شود که مدل های بهینه سازی و نتایج این تحقیق به عنوان ابزاری مناسب به منظور کاهش مصرف آب و افزایش تولید در طرح های جامعه مدیریت منابع آب می تواند مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: برنامه زراعی، بهینه سازی، مصرف آب، محصولات کشاورزی، سیستان
  • هاجر اثنی عشری*، محسن عادلی سارودئئ صفحات 366-379
    در دنیا برای کاهش مخاطرات ناشی از طبیعت در بخش کشاورزی از انواع بیمه ها استفاده می شود. این در حالی است با وجود تنوع ریسک در ایران، انواع بیمه های به کار برده شده در کشور ما بسیار محدود می باشد. یکی از انواع بیمه های کشاورزی، بیمه آبیاری است که کشاورز را از منشا عامل تصادفی (جریان رودخانه به عنوان یک از نهاده ها) بیمه می کند نه از نتیجه عامل تصادفی (کاهش تولید محصول). در این نوع بیمه، قرارداد بر اساس شاخص بیمه تنظیم می شود و غرامت بر اساس پیش بینی بوده و بر اساس مساله اتفاق افتاده، نیست. در این مطالعه بیمه آبیاری برای دو منطقه چاه نیمه و زهک (یک منطقه) و میانکنگی (منطقه دوم) در سیستان برای فصول زراعی مختلف تعیین شد. بدین منظور ابتدا جریان آب سال آینده با استفاده از روش هموارسازی نمایی پیش بینی، سپس مقدار بحرانی آب مشخص شد. در نهایت با استفاده از رابطه بین مقدار تولید و جریان آب رودخانه میزان غرامت مناطق مختلف تعیین شد. مقدار غرامتی که صندوق بیمه باید به کشاورزان منطقه میانکنگی و چاه نیمه و زهک برای محصولات پاییزه پرداخت نماید به ترتیب 650 میلیون ریال و 11 میلیارد ریال بوده و با توجه به این که جریان ورودی برای محصولات بهاره از حد بحرانی بیشتر می باشد غرامتی به بیمه گذار پرداخت نخواهد شد. در نتیجه این نوع بیمه ریسک کشاورزان را کاهش داده، کارایی استفاده از آب را بالاتر برده و از ضررهای صندوق بیمه جلوگیری خواهد کرد. همچنین می توان از این معادلات برای هر مقدار جریان ورودی و هر نوع قیمت محصولات کشاورزی استفاده کرده و با توجه به پیش بینی مدیران، مقدار غرامت را برای سال بعد مشخص نمود.
    کلیدواژگان: بیمه، روش هموارسازی نمایی، ریسک، غرامت
  • هادی رفیعی دارانی، جواد براتی* صفحات 380-401
    کمبود آب به عنون یک مساله حیاتی در بسیاری از کشورها، به‏ویژه مناطق با اقلیم خشک و نیمه خشک می باشد. اتخاذ سیاست های مختلف اقتصادی بر مصرف آب در بخش های مختلف و بازبینی و تبیین سیاست ها بر اساس آن می تواند به عنوان یک راهبردی اساسی در مدیریت کمبود آب ایفای نقش نماید. هدف اصلی این مطالعه سنجش آب بری بخش های مختلف اقتصادی استان خراسان رضوی و تاثیر تغییرات اجزاء تقاضا بر مصرف آب می باشد. در این مطالعه از جدول داده-ستانده تهیه شده به روش چارم (CHARM-RAS) استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که افزایش 10 درصدی هزینه خانوارهای استان خراسان رضوی، هزینه های دولت و تشکیل سرمایه ناخالص باعث افزایش مصرف آب به ترتیب به میزان 5/244 میلیون متر مکعب (4.39 درصد)، 10 میلیون متر مکعب (0.18 درصد) و 15.6 میلیون متر مکعب (0.29 درصد) می شود. در این خصوص بخش کشاورزی از جایگاه بالایی در مصرف آب برخوردار است و اصلی ترین مصرف کننده آب نسبت به سایر بخش های اقتصادی است. همچنین افزایش 10 میلیارد ریالی تقاضای نهایی  در تمام بخش های اقتصادی در نهایت باعث افزایش مصرف آب به میزان 1.094 میلیون مترمکعب آب می شود که 652.78 هزار مترمکعب (59.67 درصد) آن مصرف مستقیم و 441.23 هزار مترمکعب آن مصرف غیرمستقیم است.
    کلیدواژگان: آب، داده-ستانده، CHARM-RAS، تقاضای نهایی، خراسان رضوی
  • سروش سلیمانیان، زهرا گنجی نوروزی*، وجیهه درستکار، محمدهادی موحدنژاد، ماشالله رضاکاظمی صفحات 402-420

    با افزایش روزافزون جمعیت و افزایش مصرف آب در بخش های کشاورزی و صنعت، ورود آلاینده های مختلف به محیط زیست و منابع آب وخاک افزایش یافته است. در این مطالعه با روش جذب، حذف فلز سرب از آب توسط سه جاذب رس سپیولیت، زغال زیستی ذرت و کمپلکس رس- زغال زیستی ذرت بررسی شد. برای این منظور آزمایش مربوط به هم دماهای جذب و سینتیک جذب توسط سه جاذب موردمطالعه انجام شد. با افزایش غلظت در سرب از 50 تا 1500 میلی گرم بر لیتر ظرفیت جذب جاذب ها افزایش، اما درصد جذب کاهش یافت. نتایج نشان داد که بیشترین ظرفیت جذب در سرب مربوط به جاذب زغال زیستی ذرت می باشد، این در حالی است که کمپلکس رس- زغال زیستی از جاذب رس ظرفیت جذب بیشتری داشت. جهت مطالعه فرآیند جذب، هم دماهای لانگمویر و فروندلیچ برای هر جاذب بررسی گردید و مشخص شد جذب سرب توسط جاذب ها از هر دو مدل تبعیت می کند اما مدل لانگمویر با داشتن بالاترین ضریب تبیین (R2) و کمترین مجموع مربعات خطای معیار (SSE) بهترین برازش را با داده های آزمایشگاهی نشان داد. اثر زمان تماس با جاذب بر میزان جذب بررسی و مشخص شد که راندمان جذب با افزایش زمان تماس افزایش یافت. برازش مدل های سینتیک شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، الوویچ و پخشیدگی درون ذره ای برای سرب در غلظت های 600، 1000 و 1500 میلی گرم بر لیتر در زمان های 30 تا 1440 دقیقه انجام یافت. مدل الوویچ در غلظت 500 میلی گرم بر لیتر سرب و مدل شبه مرتبه دوم در غلظت های 1000 و 1500 میلی گرم بر لیتر بهترین برازش را با داده های آزمایشگاهی نشان داد. در غلظت های پایین، کمپلکس رس-زغال زیستی عملکرد بهتری در جذب نشان داد ولی با افزایش غلظت سرب، زغال زیستی جاذب بهتری نسبت به دو جاذب دیگر بود.

    کلیدواژگان: سرب، جاذب، سپیولیت، زغال زیستی، مدل لانگمویر، مدل الوویچ، مدل سینتیک جذب
  • کبری جلیلوند، بهمن فرهادی بانسوله*، رسول قبادیان صفحات 421-436

    علی رغم این که مدل های ریاضی متعددی برای توصیف منحنی مشخصه رطوبتی خاک ارایه شده است ولی مدلی که برای همه خاک ها مناسب باشد وجود ندارد. هدف از این مطالعه تعیین بهترین مدل و تابع انتقالی برای توصیف منحنی مشخصه رطوبتی خاک های منطقه ماهیدشت واقع در استان کرمانشاه می باشد. در این مطالعه نمونه های خاک از چهار محل و در سه عمق جمع آوری و منحنی مشخصه رطوبتی نمونه ها با استفاده از دستگاه های جعبه شن و صفحات فشاری تعیین شد. با استفاده از اطلاعات اندازه گیری شده و نرم افزار RETC ضرایب مدل های van Genuchten و Brooks and Corey تعیین شد. منحنی مشخصه رطوبتی برآورد شده با نرم افزار RETC با منحنی رسم شده بر اساس مقادیر اندازه گیری شده درآزمایشگاه مقایسه شد. نتایج نشان داد که همه مدل ها تقریبا برآوردی مشابه داشته و فقط مدل بروکز- کوری مقادیر رطوبت حجمی را در مکش های پایین، بیشتر برآورد می کند. بر اساس نتایج می توان بیان کرد که از بین چهار مدل مورد بررسی، مدل ون گنوختن-بوردین با  m=1-2/n با مقدار RMSE برابر 01/0 و ME برابر 002/0 مناسب ترین مدل برای توصیف منحنی مشخصه رطوبتی خاک های منطقه مورد مطالعه بوده و توابع انتقالی بررسی شده دقت قابل قبولی در برآورد منحنی مشخصه رطوبتی داشته و مدل اصلاح شده سپاسخواه- بندار با مقدار RMSE برابر 1/0 و ME برابر 02/0 بهترین تابع انتقالی برای خاک های منطقه ماهیدشت بود. در ادامه پارامترهای مناسب ترین تابع انتقالی برای خاک های منطقه مورد مطالعه واسنجی شد. هر چند نتایج این تحقیق برای استفاده در سایر خاک ها می تواند مفید باشد، اما ضرایب این توابع بایستی در هر منطقه واسنجی گردد.

    کلیدواژگان: توابع انتقالی، مدل بروکز و کوری، مدل ون گنوختن، منحنی مشخصه رطوبتی خاک، نرم افزار RETC
  • پریسا جزائری، رامین فضل اولی*، محسن مسعودیان، نصرالله جواهری صفحات 437-462

    توسعه ی شهرنشینی در سراسر جهان، ازجمله در ایران، موجب افزایش مناطق غیرقابل نفوذ و به دنبال آن وقایع شدید سیل شده است. هدف اصلی مطالعه حاضر، شبیه سازی شبکه ی جمع آوری رواناب سطحی موجود در منطقه دو شهرداری تهران (ایوانک) بوده که به کمک مدل کامپیوتری SWMM مورد بررسی قرار گرفت. پس از بررسی وضع موجود شبکه، با استفاده از روش های توسعه ی کم اثر بشکه باران، ترانشه نفوذ و ترکیب این دو روش، آبگرفتگی معابر و نحوه ی تاثیر آن بر رواناب و حجم ذخیره آب بررسی شد. نتایج نشان داد که دبی اوج سیلاب نسبت به شرایط موجود و در دوره ی بازگشت 10 سال، در روش بشکه باران (سناریوی اول) 22 درصد، در روش بشکه باران (سناریوی دوم) 31 درصد، در روش ترانشه نفوذ 29 درصد و در روش ترکیبی 50 درصد کاهش داشته است لذا به کارگیری هم زمان دو روش بشکه باران و ترانشه نفوذ در به حداقل رساندن خسارات پس از سیل با کاهش دبی اوج سیلاب، در مقایسه با به کارگیری جداگانه هر یک از روش ها، موثر و قابل توجه بوده است. همچنین جهت بررسی اقتصادی، هزینه ی هر روش با توجه به حجم ذخیره ی آب سنجیده شد. بر اساس نتایج، با در نظر گرفتن دوره ی بازگشت طراحی 10 سال، نیاز است به ازای ذخیره ی هر یک میلیون لیتر، در روش بشکه باران 20/20 میلیارد ریال، در روش ترانشه نفوذ 68/11 میلیارد ریال و در روش ترکیبی (ترانشه نفوذ و بشکه باران) 69/14 میلیارد ریال هزینه شود. با توجه به نتایج، روش ترانشه نفوذ به عنوان اقتصادی ترین روش مورد مطالعه در منطقه شناسایی شد.

    کلیدواژگان: بشکه باران، ترانشه نفوذ، رواناب شهری، روش های توسعه ی کم اثر، منطقه دو شهرداری تهران
|
  • Karamat Akhavan *, Milad Kheiry, Salim Abbasi, Rasul Daneshfaraz, Farhoud Kalateh Pages 1-22

    In the present study, the evaluation of hydraulic performance and operation of water flow measuring structures in the Moghan irrigation network has been reviewed and presented. In the Moghan irrigation network, 1246 intake gates have been installed to control and regulate the water level, except for the inlet gates at the dam site, Sluice gates have been used as flow measuring structures. Like other irrigation networks in the country, this network is facing the problem of imprecise flow measuring structures. For this reason, in the implementation of network improvement, about half of the structures were replaced with Neyrpic-Modules. In this research, by visiting the network and reviewing the available maps and information, four canals of the network were randomly selected, in each of the canals, water flow measurement tests and necessary surveys were performed on the structures. To measure the desired location, the actual discharge rate was measured at different discharge rates and in at least three replications by an ultrasonic flowmeter. In each structure, the actual discharge rate was compared with the nominal discharge rate of the structure used in its operation, and the relative error of the structures was obtained. The results of this study show that the average relative error of actual discharge and nominal discharge was between 7.11 to 34.38%. In the field of operation evaluation, improper sealing, destruction, and inefficiency of water level determination gates and opening of gates, decay, and manipulation of gates were some of the problems of operation of structures.

    Keywords: Moghan irrigation network, Neyrpic-Modules, Performanceevaluation, Sluice gates Structural operation
  • Meysam Soltaninejad, Majid Rahimpour, MohamadReza Madadi * Pages 23-37

    A flow jet is a narrow stream of liquid that exits through a small diameter nozzle with a high velocity. Today, the use of hydraulic jets is of importance in various fields of engineering and industry. In this research, the characteristics of plunging jet in aeration into a stagnant water reservoir was investigated. For this purpose, first a physical model of reservoir was made and a circular nozzle was used to create a plunging jet. The experiments were performed for two discharges (Q) of 0.036 and 0.067 L/s, six vertical distances between the nozzle and the water surface (Lj) from 2 to 12 cm, six jet angles (θ) from 15o to 90o, and five densities of reservoir fluid (C) from 0 to 200gr/L. High-speed imaging technique was employed to investigate the characteristics of plunging jet. The results showed that for Lj=2cm and θ=90o, by increasing the Q from 0.036 to 0.067L/s, the hp increased by 13.3 %. Also, with increasing the Lj from 2 to 12 cm, at Q=0.067L/s and θ=90o, the hp increased by 10.4%. In addition, the results showed that at Lj=2 cm, Q=0.067 L/s, and θ=90o, by increasing the density of stagnant fluid from 0 to 200 gr/L, the hp decreased by 4.1%. For the experiments of this study, the highest penetration depth was observed at Q=0.067L/s, θ=90°, Lj=2cm at the density of C=0, which can be used as a recommendation in the aeration of sewage treatment plants, and at the oxygenation to the aquaculture ponds.

    Keywords: image analysis, Oxygen injection, Wastewater Treatment, Plunging jet, experimental study
  • Rasoul Daneshfaraz *, Mahdi Majedi-Asl, Mohammad Bagherzadeh Pages 38-54

    Hydraulic engineers have always used applications in inclined drop to increase energy dissipation. In the present laboratory study, the simultaneous effect of the gabion and the vertical screens on the flow energy dissipation in the inclined drop structure was investigated. A total of 120 different experiments were performed for the flow range of 150 to 800 liters per minute and two heights, three inclination angles and two porosity ratios of vertical screens. The results show that in all models, the energy dissipation of the flow decreases with increasing the relative critical depth of the flow. The use of a vertical screens in a gabion inclined drop has little effect on flow energy dissipation, so that the average amount of increase in depreciation of the present study compared to a simple inclined drop equipped with vertical screens is 2.23%. The integrated system presented in the present study reduced the Froude number range from 1.66~2.11 to 0.83~1.9 compared to a simple inclined drop equipped with a vertical screen. A vertical screen with 50% porosity has a higher relative energy dissipation than a 40% porosity, and changing the inclination angle of a inclined gabion to the constant porosity of the screens does not cause much change in the amount of flow energy dissipation. Also, due to the low effect of the integrated system of the present study on the energy dissipation values of the flow, therefore, the simultaneous use of a vertical screens and inclined gabion is not economically recommended.

    Keywords: Energy dissipation, Vertical screen, Gabion, Inclined drop, Relative critical depth
  • Rahim Gerami Moghadam, behrouz Yaghoubi *, Ahmad Rajabi, Saeid Shabanlou, MohammadAli Izadbakhsh Pages 55-72

    In the study, the discharge coefficient of triangular side orifices is modeled by a new evolutionary algorithm entitled "generalized structure group method of data handling (GSGMDH)". Initially, the variables affecting the discharge coefficient are discerned and six different GSGMDH models are defined. After that, the experimental data are divided into two sub-groups, meaning that 70% of the experimental measurements are used for training and 30% for testing. Then, the superior model is introduced through the analysis of all GSGMDH models. This model estimates the discharge coefficient values with remarkable accuracy. For example, in the testing mode of the superior model, the correlation coefficient (R), Scatter Index (SI) and the Nash-Sutcliff proficiency coefficient (NSC) are calculated 0.999, 0.0008 and 0.999, respectively. Furthermore, the sensitivity analysis of the input parameters reveals that the Froude number (F1) and the ratio of the main channel width to the side orifice length (B/L) are the most effective input parameters. After that, the results yielded by the GSGMDH superior model are compared with the GMDH results to prove that the accuracy of the GSGMDH model is higher

    Keywords: Triangular side orifice, Discharge coefficient, generalized structure group method of data handling, Uncertainty analysis
  • A. R. Tavakoli, Mahnaz Ghaeini-Hessaroeyeh *, Ehsan Fadaei-Kermani Pages 73-91
    In the present study, the two-dimensional finite volume model of flow and bed load transport has been developed. The governing equations consist of shallow water equations and Exner equation. The Exner equation is based on the depth-averaged shallow water equations and bed load transport flow-sediment interaction parameter that acts as a calibration factor. In addition, The Grass model is employed to calculate sediment discharge. The governing equations are solved using a fully coupled method. The Roe method is selected to compute the intercell fluxes on quadrilateral networks. The Roe approximate Riemann solver is a first-order scheme. Finally the performance of the present model is evaluated. The results of the present model are compared with the exact solutions, and other available numerical results in one-dimensional and two-dimensional tests. Results show that the present model is appropriate, and capable of modeling the mobile beds.
    Keywords: finite volume method, Sediment transport, Exner equation, Grass model, Roe model
  • Alireza Mohebzadeh Fattahi, Saeed Farzin *, Khosrow Hosseini, Sayed-Farhad Mousavi Pages 92-120

    Increasing encroachment on rivers along with climate change has increased major floods. Levees are considered the most important structures to protect river banks and floodplains from flooding due to their simplicity of structure, inexpensive materials, and ease of implementation. In this research, an attempt was made to introduce a new approach in geometric modeling, to develop mathematical relationships to calculate the volumes of levees based on different location of each scenario in the floodplain. Study scenarios supply the protection of three kilometers of the Chabahar-Zahedan arterial road and its widening, which is located in the floodplain of the Karvandar River in southeastern Iran. Hydraulic simulations implemented in HEC-RAS for the existing condition and 13 different scenarios with 13 unique topographies based on the new approach, and the rate of reduction of the flood zone and embankment volume of levees for each scenario calculated in ArcMap. Based on the results, changes in the volume of embankments in different scenarios did not correlate well with the flood zone area reduction. Due to the direct dependence of scouring and thus geometry and volumes of levees on flow velocity, by calculating the flow maximum velocity in the study interval, the dimensionless coefficients of maximum velocity in different scenarios were calculated and applied to the calculated volumes of levees. Thus, by this approach and using quadratic polynomial equations, the coefficient of determination (R2) increased from 0.35, 0.48 and 0.50 to acceptable values ​​of 0.88, 0.91 and 0.92, for floods with return periods of 50, 100 and 200 years, respectively, which indicate the high efficiency of the proposed approach and also increasing in R2 values with an increase in the flood return period. Moreover, results show that the computational accuracy of regression relationships in the scenarios with levee locations in the middle distances from the road axis is higher than other scenarios which are closer or farther. This result is due to more irregular river geometry in the scenarios closer to the road and the intensification of nonlinear changes in flood parameters in the farther scenarios.

    Keywords: flood, Flood control structures, Levee, Flood Zoning, GIS, HEC-RAS
  • Mehdi Bahrami *, Amir Salari, MohammadJavad Amiri, Amir Bahrami Pages 121-140

    Precipitation forecasting is essential in maintaining, managing, allocating, and distributing water resources, determining the volume of water facilities, supplying the crops' water requirement, and determining the amount of erosion and sedimentation. This research aimed to investigate the performance of artificial neural networks in predicting monthly rainfall based on climatic and geographic information such as minimum and maximum temperature, minimum and maximum humidity, precipitation, latitude and longitude, and altitude above sea level in 23 stations of the Fars province. The results on levels 5, 10, and 18 of input data showed that the model accuracy in estimating the monthly rainfall increases with the increment in the number of inputs. The most accurate neural network model is in the rank normalization method with one hidden layer, and also, the best network structures are 5-25-1, 10-30-1, and 18-20-1, respectively. The results indicated that the neural network with 18 inputs has the smallest MSE=0.032 and the highest R=0.62. The best normalization method is the ranking method with an optimal neural network of one layer and 5-25-1 structure, the Levenberg-Marquardt training algorithm, and the sigmoid tangent stimulus function. Therefore, by using an artificial neural network (with 18 introduced inputs), it is possible to predict the amount and distribution of monthly rainfall in a wide area with acceptable accuracy. This issue plays a very decisive role in the management and planning of drinking and agricultural water resources; by taking into account these forecasts, future policies can be planned to optimize costs and maximum productivity facilities.

    Keywords: Data preprocessing, Artificial Neural Network, Rank Normalization
  • Seyed Kioomars Pazhoohideh, Aslan Egdarnejad *, Fariborz Abbasi Pages 141-158

    The AquaCrop model is one of the most widely used crop model that has been evaluated to simulate different crops. However, its accuracy in the simultaneous use of water stress and fertilizer in furrow irrigation has not been investigated. Therefore, the present study was accomplished using two factors: the amount of crop water requirement (at four levels W1, W2, W3 and W4, respectively, 120, 100, 80 and 60% of water requirement) and nitrogen fertilizer (at four levels N1, N2, N3 and N4 represent the application of 100, 80, 60 and zero percent fertilizer requirements, respectively). The required data, consisted of meteorological, soil, irrigation and nitrogen amounts, and crop characteristics, were collected in Seed and Plant Breeding Research Institute (in Karaj). Aforementioned data were used to simulate maize yield and crop water productivity. The results showed that the AquaCrop model for yield simulation (MBE = -0.15) and water efficiency (MBE = -0.32) had an overestimation error. The accuracy of this model for simulating grain yield and water productivity was 9% and 24%, respectively. With increasing water and fertilizer stress, the accuracy of the AquaCrop model for yield simulation decreased. The efficiency of the AquaCrop in simulating grain yield (EF = 0.92) and water productivity (EF = 0.47) was very favorable. Applying of the model in similar conditions is recommended for future studies.

    Keywords: Furrow irrigation, Drought stress, Water productivity, Crop Modeling
  • Jasem Nahirat, Mehdi Zeinivand *, Mahmood Shafai Bejestan Pages 159-179
    Considering that Iran is a country where most of its locations have arid and semi-arid climates and with a scarcity of water preventing losses of this national resource is extremely important. One of the ways to prevent losses is to implement basic and scientific irrigation networks and increase the efficiency of water transfer. Therefore, it is necessary to evaluate the work done on irrigation networks and determine them as weak and strong. In this study, to estimate the water transfer efficiency of irrigation and drainage network of Ramshir left coast, 5path channels type canalet of B-block were selected as samples. Among the canals studied, some of them had water overflow problems in the body due to sedimentation in the bed and others didn't have this problem. The amount of discharge for each section was calculated according to the operating conditions in winter and negligible evaporation and by obtaining the difference in discharge in the entrance and output of each section from the sample channels, the water transfer efficiency was determined. The results of this study showed that the water transfer efficiency in the canals without overflow problems was between 88.40% and 89.18% and in the channels with water overflow problems from the body was between 63.66% and 71.52%. The reason for the reduction of water transfer efficiency in the channels with  overflow problems is due to the sedimentity of the water supply (Jarrahi River), their inappropriate slope and its consequences is the reduction of the power of sediments transport in the canal bed by the flow of water.Therefore, the effect of decreasing the flow transfer capacity due to the change in roughness coefficient due to sedimentation in the canal bed and also occupying part of the flow channel by sediment and water flow in parts of the body of these canals has reduced the water transfer efficiency and increased the losses. In order to improve this condition and improve the water transfer efficiency in the mentioned network, It was suggested that sediments with diameters greater than 1 mm in water supply and before transferring to canals by trapping sediment pond and sedimentary particles up to 1 mm that enter the studied canals should be transferred using the change slope of the current status of the canal and prevent sedimentation in their bed
    Keywords: Water Transfer Efficiency, Irrigation losses, Irrigation, drainage network of Ramshir left coast, Sedimentation
  • Naser Ramzanian Azizi, Askari Tashakkori *, Eisa Maroufpoor, Samad Emamgholizadeh Pages 180-195
    Land slope, soil texture, emitter flow rate and volume of irrigation water are among the main factors that influence the shape of the wetting front in the soil. The experiments were conducted in four different groups of heterogeneous three-layered soils, two of which were horizontally layered and two vertically layered, at three slopes (0, 10 and 20%) and three emitter flow rates (2, 4 and 8 L/h) with a constant volume of irrigation water (24 L). The results revealed that the maximum value of the wetting front radius in the experiments varied from 33 to 109 cm whereas the values for the wetting front depth under the emitter were in the 39-71 cm range. The highest increase in the maximum wetting front radius belonged to the horizontally layered soil with the heavy layer at the top. The wetting front depth under the emitter slightly decreased with increases in slope. The maximum infiltration depth was that of the vertically layered soil with a light-textured middle layer and heavy-textured top and bottom layers. When other conditions were kept constant, the percentage of the wetted area Was decreased with increases in the emitter flow rate. The highest percentages of the wetted area downstream of the emitter varied from 74 to 78 percent at flow rate of 8 L/h and 20% slope.
    Keywords: Wetting Front, Horizontally Layered Soil, Vertically Layered Soil, Sloping Surface, Point source
  • Seyed Yaghoub Karimi, Safar Marofi *, Yadola Heydari, Ahmad Darvishi, Esmail Hemati Azandariyani, Hojjat Allah Yonesi Pages 196-210
    Due to construction activities in the Borujerd city of Lorestan province, a water supply system was discovered that there was no trace of it before. This water supply system consists of for potted vases that are interconnected through tree clay pipes (Each clay section consists of six or seven pieces of water pipe). However, so far no archaeological, scientific or hydrologic researches has been done about them. This study focuses on this issue. The most important questions about this newly found water supply system are  (I) What is the main purpose for creating this water supply system in the historical context of Borujerd? (II) What role do the pots between clay pipes play in this water system? According to the presented questions, the authors in this research try to provide scientific answers using Field research, library studies and accurate calculations for these questions. The calculations made through the length of the clay pipe and the intervals of the pots indicates that this water supply system is different from the standards mentioned in the authentic historical sources in the field of water science. And suggests that after considering the regional conditions and in order to strengthen the structure and its stability, structural changes have been made to it. The results indicate that the vases embedded in the clay pipe have different applications and it is probable that it has been utilized for dividing the water current and the ventilation of the water supply system. Archaeological evidence suggests that this water supply system has been constructed to supply water to the government castles and for the public consumption purposes such as irrigation and municipal water supply which are related to the late Qajarian period.
    Keywords: : Borujerd city, Qajar Period, Water Supply System, Governmental Castel, Clay Pipe
  • Yaser Hoseini Pages 211-233

    In order to model the effect of salinity stress on the yield of greenhouse tomato under moisture regimes conditions, an experiment was conducted in a completely randomized block design with three replications. Treatments included salinity stress at levels 1.5, 2.5, 4, 7 (dsm-1). and amount of water stress at three levels of 50, 60 and 70% of field capacity.  Using a response surface method, the results showed that the best yield model based on the variables of salinity stress and moisture level is the second degree model with a regression coefficient of 0.93., The highest yield, assuming the least available moisture and the highest salinity stress, was 117.9 (gr per plant) with a degree of desirability of 0.6, in 3 (dsm-1) of salinity and 63.6% depletion of field capacity. Other root indices had an increasing trend, except for the main root length, with decrease available water and also in a specific moisture regime with increasing the amount of salinity.  Also, a decreasing trend of yield in each of the moisture regimes treatments was observed with increasing the amount of salinity. Considering the nonlinear effect of changes in moisture regime and salinity greenhouse tomato yield, in order to achieve the best yield, salinity stress should be determined first for each plants

    Keywords: Moisture regimes, Yield, Root morphological characteristics
  • Ali Azareh Pages 234-250

    Herat-Marvast plain is one of the most important agricultural regions in Yazd province and water exploitation from this aquifer is done for agricultural purposes. In recent years, declining groundwater level in the Herat-Marvast aquifer has led to increase in groundwater salinity and groundwater quality decrease. Therefore, the purpose of this study is to map groundwater potential in Herat-Marvast plain during 1996-2017 using effective factors in feeding groundwater aquifers, using Fuzzy-AHP method and GIS. To this end, layers including altitude, slope, geology, land use, average annual rainfall and temperature, drainage density and groundwater level were used to evaluate groundwater resources. These maps were weighted based on pairwise comparison using analytic hierarchy process. By applying the calculated weight of each criterion, the map of factors was prepared according to its importance on finding groundwater potential and then based on overlapping layers, the final map of groundwater potential was prepared by Fuzzy-AHP method. The results obtained from investigating the groundwater resources potential showed that 7.6, 17.74, 25.1, 18.85 and 30.61% of the area were located in very low, low, medium, high and very high potential zones, respectively. In general, according to the results, in the study area, alluvial plains and areas with low altitude and slope had the highest potential for groundwater formation and regions with hard rock formations and with high altitude and slope had the lowest potential for groundwater extraction.

    Keywords: aquifer, Geographic information system, Remote Sensing, Site Selection, eighting
  • Farhad Faghihi, Hoseyn Jahantigh * Pages 251-267
    Rapid population growth, economic and social development, urbanization, and increased food demand have put pressure on freshwater resources in different regions of the world. Increasing demand for water leads to overexploitation of water resources and water shortage. Therefore, there is a need for effective alternative solutions to deal with this problem. Collecting and harvesting rainwater is one of the practical solutions to deal with water shortage. However, the selection of potential areas for the location of rainwater harvesting structures in a watershed requires the examination of several factors, including topography, land slope, soil type, rainfall intensity, land use cover, drainage, river flow, and socio-economic criteria. This shows that the planning and implementation of rainwater harvesting projects is a multi-objective and multi-criteria problem that depends on several criteria. Therefore, the integration of geographic information system (GIS) and multi-criteria decision analysis (MCDA) approaches is essential. In this research, a GIS-based model with a combination of fuzzy logic and AHP was used to determine suitable areas for the construction of rainwater harvesting structures in the Golidagh watershed for 2018. The results showed that 9.92% of the studied area has very high potential, 25.7% high, 21.58% moderate, and 42.8% poor rainwater harvesting potential. According to the findings, it is suggested to create suitable rainwater collection structures in designated places to reduce water shortage.
    Keywords: Water, scarcity, Hierarchical, Analysis, Fuzzy, Rain, GIS
  • Javad Zahiri *, Mehrda Karim Zadeh Pages 268-284

    Today, due to climate change, limited water resources and population growth, the problem of evaporation from water reservoirs has become a global issue. Various methods have been proposed to reduce evaporation from the water surface, which using heavy alcohols hexadecanol and octadecanol as a powder or solution is one of the common methods. Using these alcohols as a solution is more common because they are less displaced by wind and have a more uniform distribution. The emulsions used include hexadecanol, octadecanol and an equal combination of hexadecanol with octadecanol. Class A evaporation pans were used to evaluate the performance of the emulsions made in reducing evaporation from the water surface. In addition to chemical compounds in this study, physical methods such as floating balls and canopy were used. The experimental results showed that the octadecanol emulsion had better performance against water evaporation than other chemical compounds. Comparison of the performance of the emulsions and the physical methods showed that the two methods of canopy and floating balls had better performance than the chemical methods, although the octadecanol emulsion in some cases had similar performance to the physical methods in reducing evaporation from the water surface. The study of the effect of wind speed on the performance of the monolayer showed that at low wind speeds the performance of the monolayer is similar to that of floating balls and canopy, but gradually with increasing wind speed, the performance of the monolayer decreases sharply.

    Keywords: Evaporation, Heavy alcohols, Brij-35, Floating Ball, canopy
  • Seyed Amin Salamatian *, Hossien Abrari, Atiyeh Nazari Pages 285-304

    Groundwater is considered the most important water source in the Qom plain. Therefore, predicting the groundwater level fluctuations of this plain can be a great help for planning and decision-making. The main aim of this study is to predict the groundwater level of Qom plain by the Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System. It is easily possible to study the process of nonlinear models such as groundwater without considering the physics of the problem or knowing the characteristics of aquifer layers and complex geological information by this method. In this study nine observation wells were selected in Qom plain. Different patterns and combinations including groundwater level, well discharge, and rainfall in the earlier 12 months were used for input data and groundwater level in the current month was selected for output in the model. According to the results, the mentioned model have had suitable accuracy in predicting the groundwater level with respect to the correlation coefficient (R2) equal to 0.96 and the root mean square error equal to 0.26. The use of well discharge data in modeling improved the results in observation wells, which shows that these data have an effect on decreasing the groundwater level of this plain. Results showed that drainage from wells is the most important factor in reducing the groundwater level of this plain. The results also illustrated that the groundwater level of previous months and the amount of well drainage are suitable for predicting the groundwater level in arid and semi-arid climates such as Qom plain at the modeling entrance.

    Keywords: Qom Plain, Modeling, aquifer, predicting the groundwater level, Adaptive Neuro-Fuzzy Model
  • Yousef Kakavand, Javad Mozaffari * Pages 305-319
    Understanding the trends of groundwater level changes and its prediction can be important in water resources management. In this study, the simulation of groundwater level changes in Nahavand plain was performed using MODFLOW mathematical model and considering the parameters affecting the phenomenon. First, the calibration and validation process was performed over a statistical period of 120 months. Then, four scenarios (current harvest conditions and 10, 30 and 50% reduction in agricultural wells harvesting) were investigated to predict future groundwater level changes. The results indicate that the mathematical model used to simulate the Nahavand aquifer has 21% relative error of NRMSE, which confirms the proper modeling after considering the prediction process. It was also found that 0 and 10% scenarios would decrease groundwater level in the future. A 30% reduction in operating capacity leads to constant conditions and a reduction of more than 50% creates a positive balance in the long term.
    Keywords: MODFLOW, aquifer, budget, Agriculture well
  • Mohammad Sadeghi Nasirabadi, Amir Khosrojerdi *, Seyed Habib Mousavi Jahromi, Mehdi Sarai Tabrizi Pages 320-339

    Understanding the climate and providing safe water are two critical issues in discussing climate change and water scarcity and alarm for the future.  The purpose of this study is to evaluate the SPI drought index on the trend and duration of drought in the region and its effect on river discharge and reservoir volume of the dam.  Using climate model scenarios, this trend was extracted in the future from 2030 to 2050, and its impact in the future was estimated. Therefore, SWAT software for 1994 to 2012 was used for four hydrometric stations of Gachsar, Sierra_Kelvan, Sierra_Karaj, and Pol-e-Khoab to achieve and calibrate the results of the SUFI2 algorithm in SWAT-CUP environment with appropriate bandwidth and Nash coefficients of 0.54, 0.45, 0.72, and 0.58 respectively. Also, validations for the period 2013 to 2019 were extracted 0.34, 0.38, 0.5, and 0.44, respectively. According to the results, the climate change and drought index trend indicated a decrease in river flow and increased temperature, increasing evaporation from the dam reservoir's surface. In general, the volume of the dam reservoir has decreased by about 24 to 35% based on different scenarios.  On the other hand, considering the UNESCO IWRM guidelines, examining the evolutionary trend, and changing the flow rate, it was suggested that to plan the basin and implement important policies, crisis control of three social, economic, and environmental scenarios is seriously considered in the region.

    Keywords: Karaj Dam upstream basin, the drought index, climate change, SWAT, recipes IWR UNESCO
  • Morteza Molaei *, Mahsa Imanzad Tappeh Pages 340-354
    One of the most important strategies for restoration of Urmia Lake is to manage agricultural water resources, and in this regard, installing smart flowmeters on groundwater wells can help reducing water consumption in this sector. The aim of this study was to evaluate the satisfaction of installing smart flowmeters and the factors affecting it. To achieve this goal, a generalized ordered logit model was used, which required data collected using questionnaires and face-to-face interviews from 250 farmers by cluster sampling method in 2019. The results showed that 38.8% of respondents had less than moderate satisfaction, 25.2% had moderate satisfaction and 36% were more satisfied than the average level of installing smart flowmeters. Factors affecting satisfaction are income from non-agricultural activities, increase in the value of agricultural land after flowmeter installation, proximity to the main source of irrigation, government support in flowmeter installation and time passed from flowmeter installation. Estimating the marginal effect of these variables shows that by increasing the amount of these variables, the probability of being in the group with high level of satisfaction increases. Adopting appropriate policies to increase the revenue agricultural products and financial and advisory support of the government in installing smart flowmeters can help reduce water consumption in agriculture and increase the likelihood of satisfaction with the installation of smart flowmeters
    Keywords: generalized ordered logit model, Groundwater well, Satisfaction, Smart flowmeter, Urmia Lake
  • Ali Sardar Shahraki *, Mahdi Safdari Pages 355-365
    Frequent droughts in the Sistan region have caused a severe crisis in the agricultural sector of this region. Meanwhile, the agricultural sector plays a significant role in the economy of this region. Therefore, determining the crop program and cultivation pattern, taking into account water constraints, is especially necessary to maximize the profits of the agricultural sector in this region. For this purpose, in this study, to determine the crop program, shade price and final value with emphasis on optimizing water consumption in the three main agricultural sectors in Sistan region (Zabol, Zahak and Miangangi) and on five strategic crops (wheat, barley). , Potatoes, onions and tomatoes). The analysis was performed based on 3 scenarios: 1) current cultivation, 2) maximizing profits by considering the water and land requirements, and 3) maximizing profits according to the constraints including land and area consumption constraints. The results showed that due to the application of water and land restrictions (Scenario 2) in the mentioned areas, wheat and barley crops are removed from the cultivation pattern, but other crops increase their area under cultivation and by applying all restrictions (Scenario 3) Barley crop will be removed from the cultivation pattern, but other crops for the mentioned areas will change their cultivated area. Therefore, considering that Sistan region is facing a shortage of water resources, therefore, it is suggested that optimization models and the results of this study can be used as a suitable tool to reduce water consumption and increase production in water resources management community plans.
    Keywords: Crop Program, optimization, Water Consumption, Agricultural products, Sistan
  • Hajar Esnaashari *, Mohsen Adeli Pages 366-379
    despite the variety of types of risk, kinds of insurance which used in Iran are very limited. One of the agricultural insurances is irrigation insurance which insured farmer from the origin of the random factor (river flow as an inputs) not the result of random factors (reduced production). In this type of insurance contract is based on the index of insurance, and compensation is based on forecasts not the happened problem. In this study, irrigation insurance was determined for two regions of Sistan (Chahnimeh and Zahak and Myankngy) for different crop seasons. For this, first water flow of next year using exponential smoothing predicted, and then the critical value of water was found. Finally, using the relationship between production and water flow in different regions the amount of compensation was determined. Amount of compensation that insurance fund should pay orderly to farmers of Myankngy for autumn output and Chahnimeh and Zahak is 143 and 176 million rials and according to the river flow for spring products of Myankngy is more than critical value any compensation will not pay. As a result, this kind of insurance reduced farmer’s risk, increase efficiency of water usage and insurance fund will not lose. These equations can also be used for any amount of flow and any price of agricultural products and according to the managers' forecast, the amount of compensation for the next year can be determined.
    Keywords: risk, Insurance, Compensation, exponential smoothing
  • Hadi Rafiee, Javad Barati * Pages 380-401
    Water scarcity is a critical issue in many countries, especially in arid and semi-arid climates. Adopting different economic policies and reviewing and explaining policies based on them can play a key role in water consumption in different sectors in water scarcity management. The main objective of this study was to evaluate the water intake of different economic sectors of Khorasan Razavi province and the effect of changes in demand components on water consumption. In this study, we used the input-output table developed by the CHARM-RAS method, was used. The results show that a 10% increase in household expenditures of Khorasan Razavi, government expenditures and gross capital formation increased water consumption by 244.5 million cubic meters (4.39%), 10 million cubic meters (0.18%) and 15.6 million cubic meters (0.29%) respectively. In this regard, agriculture has a high position in water consumption and is the main consumer of water compared to other economic sectors. The increase in marginal demand by 10 billion Rials in all sectors of the economy will ultimately increase the water consumption by 1.094 million cubic meters of water, of which 652.78 thousand cubic meters (59.67%) of direct consumption and 441.23 10^3m^3 of indirect consumption
    Keywords: Water, Input Output Table, CHARM-RAS, Final Demand, Khorasan Razavi Province
  • Soroosh Soleymani, Zahra Ganji *, Vajiheh Dorostkar, MohamadHadi Movahednejad, Mashallah Rezakazemi Pages 402-420

    Increasing population and water consumption in agriculture and industry sectors enhanced the entry of various pollutants into the environment and water resources. In this study, the removal of lead from water by three adsorbents, sepiolite clay, corn biochar, and corn biochar-clay complex were investigated. For this purpose, the adsorption isotherms and kinetics were performed by the three studied adsorbents. By increasing the concentration in lead from 50 to 1500 mg L-1, the absorption capacity of the adsorbents increased, but the absorption percentage decreased. The results showed that the lead highest absorption capacity is related to the corn biochar adsorbent, while the clay-biochar complex had a higher absorption capacity than the clay adsorbent. To study the absorption process, Langmuir and Freundlich's isotherms were checked for each adsorbent and it was found that the absorption of lead follows both models, but the Langmuir model with the highest coefficient of explanation (R2) and the lowest sum of squared standard error (SSE) has the best fit. The effect of contact time with the adsorbent on the absorption rate was investigated and it was found that the absorption efficiency increased with increasing contact time. The pseudo-first-order, pseudo-second-order, Elovich and intraparticle diffusion kinetic models were fitted for lead at concentrations of 600, 1000 and 1500 mg L-1 in 30 to 1440 min. The Elovich model at the concentration of 500 mg/L and the pseudo-second order model at the concentrations of 1000 and 1500 mg/L showed the best fit with the laboratory data. At low concentrations, the clay-biochar complex showed better absorption performance, but biochar was a better absorber with increasing lead concentration than the other two adsorbents.

    Keywords: : lead, Adsorbent, Sepiolite, Biochar, Langmuir model, Elovich model, adsorption kinetics model
  • Kobra Jalilvand, Bahman Farhadi Bansouleh *, Rasool Ghobadian Pages 421-436

    Although several mathematical models have been proposed to describe the soil moisture characteristic curves, not one model is suitable for all soil types. The purpose of this study was to determine the best model and Pedotransfer function to describe this curve in Mahidasht plain, Kermanshah province. Soil samples were collected from four locations at three depths. The soil moisture characteristic curve of the samples was determined using sandbox and pressure plates. The coefficients of van Genuchten and Brooks-Cory were determined based on measured data using RETC software. The estimated curve by RETC software was compared with the curve drawn based on measured data. The results showed that all models have almost the same estimations and only the Brooks-Corey model overestimates the moisture at low suctions. Based on the results, it can be stated that among the four studied models, the van Genuchten-Bordin model with m = 1-2/n (RMSE = 0.01 and ME = 0.002) is the most suitable model in the study area. The results also showed that the studied Pedotransfer functions have acceptable accuracy for estimating the soil moisture characteristic curve and the modified Sepaskhah-Bondar model (RMSE = 0.1 and ME = 0.02) is the best Pedotransfer function for soils of the Mahidasht. Then the parameters of the most suitable PEDOTRANSFER function for the soils of the study area were calibrated. Although the results of this study can be useful for use in other soils, the coefficients of these functions should be calibrated in each region.

    Keywords: Brooks, Cory model, Pedotransfer Function, Retc, Soil Moisture Characteristic Curve, van Genuchten model
  • Parisa Jazaeri, Ramin Fazloula *, Mohsen Masoudian, Nasrollah Javaheri Pages 437-462

    Around the world, including in Iran, urban development has led to an increase in impenetrable areas and severe flood events. The purpose of this study was to simulate the surface runoff collection network in District 2 of Tehran Municipality (Ivanak) using the computer model SWMM. Considering the current state of the urban water network, low-impact development methods have been used to reduce peak flood discharge. In this research, rain barrels, infiltration trenches, and a combination of them were used as low-impact development methods. By implementing several low-impact development (LID) techniques, peak flood discharge in the return period of 10 years for the rain barrel method (first scenario), rain barrel method (second scenario), infiltration trench method, and combined method was reduced by 22, 31, 29, and 50 percent, respectively. Accordingly, each method's cost was estimated by its volume of water storage. Considering the 10-year return period, for storage of one million liters, the costs are 20.20 billion Rials in the rain barrel method, 11.68 billion Rials in the infiltration trench method, and 14.696 billion Rials in the combined method (infiltration trench and rain barrel). According to the results, the infiltration trench method was identified as the most economical method studied in the region.

    Keywords: Rain Barrel, Infiltration Trench, Urban Runoff, Low-Impact Development Methods, District 2 of Tehran Municipality