فهرست مطالب

مجله محیط زیست و مهندسی آب
سال نهم شماره 2 (تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/04/04
  • تعداد عناوین: 10
|
  • حسین اسفندیان*، سید نوید متولیان صفحات 153-167
    ترکیبات اورگانوفسفره به طور گسترده در سراسر جهان به عنوان آفت کش استفاده می شوند که خطرات زیادی برای سلامت انسان و محیط زیست ایجاد می کنند. این پژوهش باهدف حذف حشره کش دیازینون از محلول آبی به کمک جاذب پلی پیرول (PPy) بر روی پلی ونیل الکل (PVA) در سیستم ناپیوسته انجام شد. شناسایی ساختار جاذب از طریق آنالیزهای SEM  و FTIR انجام گرفت. اثر پارامترهای تجربی pH، زمان تماس، غلظت اولیه دیازینون و جرم اولیه جاذب برجذب سطحی مطالعه شد. بنابر آزمایش ها انجام شده، pH بهینه جذب دیازینون به کمک جاذب PPy/PVA در دمای oC 20،6 بود. با افزایش زمان تماس کارایی جذب افزایش یافت و بعد از گذشت min10 به حالت تعادل (%98) رسید. ظرفیت جذب دیازینون با افزایش جرم جاذب افزایش یافت و به بالاترین مقدار خود در جرم جاذب g 025/0 در ml10 محلول آبی دیازینون رسید. بررسی سینتیک واکنش نشان داد که داده ها از معادلات موریس- وبر و شبه درجه دوم پیروی کردند. هم چنین داده های تعادلی با ایزوترم فرندلیچ تطابق خوبی نشان دادند. بر اساس نتایج به دست آمده در مطالعه حاضر، جاذب PPy/PVA از قابلیت بالایی برای حذف آفت کش دیازینون برخوردار بوده و می توان آن را به عنوان یک جاذب ارزان قیمت، کارآمد و در دسترس برای حذف آفت کش دیازینون از محلول های آبی پیشنهاد کرد. بیش ترین ظرفیت جذب دیازینون توسط کامپوزیت پلیمریmg/g  37/23 بود.
    کلیدواژگان: ایوترم، حشره کش دیازینون، جذب، کامپوزیت پلیمری
  • امیرمحمد کلانتری، آزیتا بهبهانی نیا*، فریده عتابی صفحات 168-178

    با استفاده از فرایندهای فوتوکاتالیستی می توان در شرایط ویژه ترکیبات آلی فرار در هوا را کاهش داد. هدف از این مطالعه، ارزیابی کارایی فرایند فوتوکاتالیستی در حضور نانوساختارهای آلی-فلزی مدل Bi2S3@NH2-MIL125(Ti) در کاهش غلظت اتیل بنزن بود.. پارامترهای دبی جریان هوا (0.5-3 l/m)، اتیل بنزن با غلظت  150-300 ppm و مقدار کاتالیست نشانده شده ((1-3 g/m2 مورد مطالعه قرار گرفت. با افزایش دبی جریان هوای آلوده به اتیل بنزن، کارایی فرایند از 79% در دبیl/min  5/0 به 41% در دبی l/min 3 کاهش پیدا کرد. با افزایش مقدار کاتالیست نشانده شده بر دیواره راکتور، کارایی فرایند از 65% در دز  g/m2 5/0 به 86% در دز  g/m2 3 افزایش یافت. با افزایش مقدار غلظت ورودی اتیل بنزن به داخل راکتور، کارایی فرایند از 94% در غلظتppm  150 به 55% در مقدارppm  300 کاهش یافت. شرایط بهینه فرایند در دبی l/m 5/0، غلظت اتیل بنزن برابرppm 150 و مقدار کاتالیست  g/m23 تعیین شد. درحضور منابع مختلف نوری که شامل پرتو ماورابفش A، C و نور مریی است، می توان به ترتیب 94، 95 و 67% از غلظت اولیه اتیل بنزن را کاهش داد.

    کلیدواژگان: ترکیبات آلی فرار، تجزیه نوری، منبع نور، نانوساختار
  • فرزانه عباسی سورکی، امیر منصوری زاده*، محمدحسین جاذبی زاده صفحات 179-194

    وجود پساب های دارویی می تواند چالش های قابل توجهی در محیط زیست ایجاد کند. فرایندهای تصفیه پساب معمولی برای جداسازی کامل مواد دارویی کارآمد نیستند، لذا استخراج با حلال از طریق یک تماس دهنده غشایی الیاف توخالی می تواند گزینه امیدوارکننده باشد. در این پژوهش، غشای الیاف توخالی توسعه یافته پلی سولفون (PSF) به روش جداسازی فازی با غیر حلال (NIPS) تولید و استخراج پنی سیلین جی از محلول های آبی در تماس دهنده غشایی انجام گرفت. غشای پلی سولفون دارای مشخصات، زاویه تماس سطحی °6/69، فشار بحرانی ورود آب kPa  250، تخلخل کلی 2/72% و فشار تخریب  kPa500 بود. استخراج پنی سیلین جی به وسیله محلول 5% وزنی آلیکووات 336 انجام شد. اثر پارامترهای عملیاتی بر شار استخراج پنی سیلین جی و بهینه سازی آنها با روش سطح پاسخ (RSM) انجام شد. ماکزیمم شار استخراج kg/m2s 10-3× 46/1 در فشار عملیاتی kPa 100، شدت جریانشدت جریان محلول آبی ml/min 5/70 و شدت جریان محلول آلی ml/min 200 به دست آمد. بنابراین، تماس دهنده غشایی الیاف توخالی پلی سولفون می تواند گزینه مناسب برای حذف آنتی بیوتیک (پنی سیلین جی) از محلول های آبی باشد.

    کلیدواژگان: استخراج پنی سیلین جی، پلی سولفون، تصفیه فاضلاب، تماس دهنده های غشایی
  • محمدجواد امیری* صفحات 195-210

    در این مطالعه نانوذرات آهن صفر ظرفیتی به روش احیای کلرید فریک توسط بوروهیدرید سدیم سنتز و بر روی هیدروکسی آپاتیت تثبیت گردید. به منظور ارزیابی جاذب در حذف فلزات سنگین مس و نیکل، اثر پارامترهای مختلف جذب مانند زمان تماس، دما، غلظت اولیه یون‬های فلزی، میزان جاذب و pH مورد بررسی قرار گرفت. بالاترین میزان راندمان جذب هر دو فلز در حالت pH برابر با 7، زمان ماند برابر با min 45، دمای C 80، میزان جاذب g 1/0 و غلظت اولیه mg L-1 5 بدست آمد. نتایج نشان داد که داده‬های سینتیک و ایزوترم جذب به ترتیب به خوبی از معادلات شبه مرتبه دوم و لانگمویر- فروندلیچ پیروی می‬کنند. حداکثر ظرفیت جذب جاذب برای حذف فلزات مس و نیکل به‬ترتیب ‏mg g-1 138‏ و ‏mg g-1 108‏ به دست آمد. نتایج نشان داد که جاذب به‬دلیل سطح مخصوص و واکنش‬پذیری زیاد در مدت زمان min 45 بدون کنترل pH قادر به حذف بیش از 95% درصد فلزات فوق است. بررسی تغییرات پارامترهای ترمودینامیکی نظیر تغییرات آنتالپی، آنتروپی و انرژی آزاد گیبس نشان داد که جذب به لحاظ ترمودینامیکی مطلوب بوده و از طریق فرآیندهای خودبخودی رخ می‬دهد.

    کلیدواژگان: ایزوترم، جذب، سنتیک، نانوذرات آهن صفر ظرفیتی
  • هاجر فیضی، محمدتقی ستاری*، محمد مسافری صفحات 211-224

    ازجمله پارامترهای مهم در کیفیت آب، میزان کدورت و عمق نفوذ نور در آب است. یکی از روش های رایج برای تعیین کدورت آب استفاده از دیسک سکی است، اما این روش زمان بر و پرهزینه است، بنابراین باید یک روش جایگزین در نظر گرفت. روش های یادگیری عمیق می توانند نقش مهمی در این زمینه ایفا کنند. هدف از این مطالعه، طبقه بندی کیفیت آب بر اساس کدورت و عمق دیسک سکی با استفاده از روش شبکه عصبی کانولوشن اجرا شده در محیط برنامه نویسی پایتون بود. بدین منظور از یک مخزن شبیه سازی شده در آزمایشگاه استفاده شد و گام به گام با افزایش خاک رس به آب مخزن، میزان کدورت آن افزایش داده شد. همزمان با اندازه گیری عمق دیسک سکی و کدورت آب، از نمونه ها تصویربرداری انجام گرفت. این تصاویر همراه با داده های به دست آمده به شبکه عصبی کانولوشن داده شد. نتایج نشان داد که شبکه عصبی کانولوشن با تعداد 300 تکرار می تواند کلاس کیفی آب را با دقت 95% و آماره کاپا 93% تخمین بزند و تنها 5%خطا دارد.

    کلیدواژگان: آزمایشگاه، تصویر، کیفیت آب، نرم افزار پایتون، یادگیری عمیق
  • رسول دانشفراز*، امیر قادری، علیرضا باقری صفحات 225-240
    کنترل انرژی اضافی جریان هنگام استفاده از شوت مایل برای انتقال آب از مسایل مهم هیدرولیکی است. در پژوهش حاضر، تاثیر شکل هندسی بلوک ها و فواصل طولی اجرا شده بر روی شوت در زوایای مختلف بر میزان استهلاک انرژی جریان عبوری ارزیابی شد. آزمایش ها بر روی سه شوت با زوایای 20، 23 و °6/26 و با پنج شکل هندسی مختلف از بلوک ها و در سه فواصل طولی مختلف H 5/1، H 2 و H 5/2 (H ارتفاع بلوک) نسبت به هم درنظر گرفته شدند. نتایج نشان داد که میزان استهلاک انرژی بر روی مدل های شوت بدون مانع بین 38/21 تا 22/66% است. ایجاد بلوک بر روی شوت باعث ایجاد سطح مقاومتی در برابر جریان شده و اختلاف بین نرخ استهلاک انرژی در مدل های شوت با مانع نسبت به شوت بدون مانع، بین 21 تا 61% است. با افزایش زاویه شوت از °20 تا °6/26 ، میزان استهلاک انرژی جریان در شوت بدون مانع و شوت مانع دار به ترتیب 22 و 6% کاهش می یابد. افزایش فاصله طولی بین بلوک ها، باعث کاهش استهلاک انرژی در تمامی مدل ها می شود. برای مدل برتر، افزایش %66 در فاصله طولی بین بلوک ها باعث کاهش 10% در میزان استهلاک انرژی می شود.
    کلیدواژگان: استهلاک انرژی، شوت مانع دار، شکل بلوک، زاویه شوت
  • رضا مبین، محمد نجف زاده*، کامبیز فرهی مقدم صفحات 241-255
    برآورد میزان افت انرژی جریان در سرریزهای گابیونی می تواند در کنترل فرسایش پایین دست سازه، مهار سیلاب و تثبیت بستر رودخانه موثر باشد. ازاین رو در این پژوهش با استفاده از مدل رگرسیون چندجمله ای تکاملی (EPR) و رگرسیون چند متغیره تطبیقی اسپلاین (MARS) به تخمین مقدار افت انرژی در این سرریزها پرداخته شد. از 74 نمونه داده آزمایشگاهی حدود 75٪ برای آموزش و 25٪ باقیمانده برای آزمایش مدل ها استفاده شد. پارامترهای بی بعد عدد فرود (Fr)، شیب سرریز (S)، شماره گابیون (GN) و تخلخل (n) به عنوان پارامترهای ورودی استفاده شد. نتایج نشان داد مدل MARS مقادیر تخمین افت انرژی را با حداقل مربعات میانگین خطا (RMSE)، میانگین درصد قدر مطلق خطا (MAPE) و ضریب همبستگی (CC) به ترتیب برابر 054/0، 017/0 و 99/0 پیش بینی می نماید که از دقت بهتری نسبت به مدل EPR برخوردار است. نتایج دیاگرام تیلور نیز نشان داد که عملکرد MARS و EPR مناسب است و دقت بسیار نزدیک به هم دارند. معادله رگرسیونی استخراجی از مدل EPR از پیچیدگی زیادی نسبت به معادله رگرسیونی استخراجی از مدل MARS برخوردار بود. با توجه به نتایج کسب شده استفاده از مدل های مذکور در تخمین افت انرژی در سرریزها توصیه می شود.
    کلیدواژگان: افت انرژی، رگرسیون، سرریز، مهندسی رودخانه
  • فاطمه میکائیلی، سعید صمدیان فرد*، رضا دلیرحسن نیا صفحات 256-270
    در پژوهش حاضر، از سه مدل داده محور شامل مدل درختی M5P، REP و جنگل تصادفی در تخمین تبخیر-تعرق مرجع روزانه استفاده شد. توانایی این سه مدل در تخمین تبخیر-تعرق مرجع در حالت منفرد و ترکیبی مورد مطالعه قرار گرفت. به این منظور از داده های هواشناسی روزانه پنج ایستگاه هواشناسی در استان کرمان در بازه زمانی 1379 تا 1399 استفاده شد. یک ترکیب از متغیرهای هواشناسی، با استفاده از تحلیل حساسیت در مقابل مقادیر تبخیر-تعرق مرجع حاصل از فایو- پنمن- مونتیث، به عنوان ورودی برای هر یک از مدل های مذکور در نظر گرفته شد. درنهایت، دقت روش های مذکور و روش های تجربی در برآورد تبخیر-تعرق گیاه مرجع با استفاده از شاخص های آماری مورد مقایسه و مدل برتر انتخاب شد. نتایج در مرحله صحت سنجی نشان داد که روش M5P به صورت منفرد (083/0 = RSME و 998/0NS =  در ایستگاه بم) و روش میانگین گیری وزنی از مدل های درختی به صورت ترکیبی (RMSE = 0.155 و NS = 0.994 در ایستگاه بم و سیرجان) در همه ایستگاه های مورد مطالعه نتایج بهتری در تخمین مقادیر تبخیر-تعرق مرجع داشته اند. در حالت کلی، مدل های درختی به خصوص M5P، در مقایسه با مدل های تجربی نتایج بهتری در تخمین مقادیر تبخیر-تعرق روزانه گیاه داشته اند.
    کلیدواژگان: تحلیل حساسیت، جنگل تصادفی، روش ترکیبی، کرمان، هارگریوز- سامانی
  • مسعود نادری*، حسین افضلی مهر، ایوب دهقان صفحات 271-285

    مقاومت جریان در رودخانه های دارای توده گیاهی ازجمله پارامترهای چالشی در مهندسی رودخانه است. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر توده گیاهی بر مقاومت جریان در رودخانه های شاپور، فهلیان و دالکی است. داده های اندازه-گیری شده در این پژوهش شامل اندازه گیری سرعت، نقشه برداری بازه ها و نمونه برداری از بستر است. در این پژوهش پس از در نظر گرفتن فرضیات ساده-کننده، رابطه ای برای مقاومت جریان ناشی از توده گیاهی استخراج شد. بر این اساس مقاومت جریان ناشی از توده گیاهی از طریق تفاضل مقاومت جریان ناشی از ذرات بستر از مقدار مقاومت جریان کل برای هر مقطع به دست آمد. نتایج این پژوهش نشان می دهد که به طور میانگین درصد مشارکت توده گیاهی از مقاومت جریان کل 44% است که نشان دهنده تاثیر غیرقابل انکار توده گیاهی بر مقاومت جریان است. همچنین بررسی 71 نیمرخ سرعت اندازه گیری شده حاکی از پدیده پایین افتادگی جریان در نیمرخ های نزدیک توده گیاهی بود که با فاصله گرفتن از توده گیاهی اثر این پدیده کاهش یافته و نیمرخ ها حالت S شکل به خود می گیرند.

    کلیدواژگان: استان فارس، توده گیاهی، رودخانه های کوهستانی، مقاومت جریان، نیمرخ سرعت
  • محمد فاریابی* صفحات 286-295

    نفوذ آب شور در آبخوان های موجود در حاشیه کویرها و مناطق خشک یکی از چالش های مهم توسعه منابع آب در این مناطق است. در این پژوهش سعی شد تا با اصلاح و بهینه سازی مدل GALDIT، خطر نفوذ آب شور در مجاورت یک کفه نمکی در دشت سیرجان ارزیابی شود. پارامترهایی مانند نوع آبخوان، هدایت هیدرولیکی آبخوان، تراز آب زیرزمینی، فاصله تا کفه نمکی، وضعیت موجود نفوذ آب شور و ضخامت آبخوان برای پهنه بندی خطر نفوذ آب شور به کار گرفته شدند. برای اصلاح و بهینه سازی مدلGALDIT از روش آنالیز حساسیت تک پارامتری، روش تحلیل سلسله مراتبی و منطق فازی کمک گرفته شد. بر اساس نتایج به دست آمده، دشت سیرجان از لحاظ پتانسیل نفوذ آب شور به سه منطقه با خطر کم، متوسط و زیاد تقسیم بندی شد. نتایج حاصل از صحت سنجی مدل های مختلف نشان داد که روش منطق فازی بهترین روش برای بهینه سازی مدل GALDIT در منطقه مورد مطالعه است. میزان همبستگی نتایج مدل Fuzzy GALDIT با پارامترهای هدایت الکتریکی و غلظت یون کلراید آب زیرزمینی به ترتیب برابر با 88/0 و 90/0 است.

    کلیدواژگان: کفه نمک، دشت سیرجان، نفوذ آب شور، مدل GALDIT
|
  • Hossein Esfandian *, Seyed Navid Motevalian Pages 153-167
    Organophosphorus compounds are extensively used worldwide as pesticides which cause great hazards to human health and the environment. The aim of this study was to investigate the removal of diazinon insecticide from aqueous solution by using polypyrrole (PPy) onto polyvinyl alcohol (PVA) adsorbent in a batch system. Investigation of the adsorbent structure was performed by SEM and FTIR analyses. The effect of experimental parameters on adsorption such as pH, contact time, initial diazinon concentration, and initial adsorbent mass was studied. According to the experiments, the optimal pH of diazinon adsorption by PPy/PVA adsorbent at 20 °C was 6. As the contact time increased, the adsorption efficiency increased and reached equilibrium (98%) after 10 min. The adsorption capacity of diazinon increased with increasing adsorbent mass and reached its highest value in the adsorbent mass of 0.025 g in 10 ml of aqueous diazinon solution. The kinetics study showed that the data followed by Morris–Weber and pseudo-second-order equations. The equilibrium data also show good agreement with the Freundlich isotherm. Based on the results of the present study, PPy/PVA adsorbent has a high potential for diazinon pesticide removal and it can be suggested as a cheap, efficient and available adsorbent for diazinon pesticide removal from aqueous solutions. The maximum adsorption capacity of mercury by polymer composite was 23.37 mg/g.
    Keywords: Adsorption, Diazinon insecticide, Isotherms, polymer composite
  • AmirMohammad Kalantari, Azita Behbahaninia *, Farideh Atabi Pages 168-178

    By using photocatalytic processes, it is possible to reduce volatile organic compounds in the air under special conditions. The aim of this study was to evaluate the efficiency of the photocatalytic process in the presence of organic-metallic nanostructures model Bi2S3@NH2-MIL125(Ti) in reducing ethylbenzene concentration. The concentration of 150-300 ppm and the amount of deposited catalyst (1-3 g/m2) were studied. By increasing the airflow rate contaminated with ethylbenzene, the efficiency of the process decreased from 79% at 0.5 l/min to 41% at the flow rate of 3 l/min. By increasing the amount of catalyst coated on the reactor wall, the efficiency of the process increased from 65% at a dosage of 0.5 g/m2 to 86% at a dosage of 3 g/m2. By increasing the amount of input concentration. Of ethylbenzene, the efficiency of the process decreased from 94% at a concentration of 150 ppm to 55% at a concentration of 300 ppm. The optimal process conditions were determined at a flow rate of 0.5 l/m, the concentration of ethylbenzene, 150 ppm, and the amount of catalyst, 3.0 g/m2. The presence of different light sources including UV A, C, and visible light could reduce the initial concentration of ethylbenzene by.94, 95, and 67% respectively.

    Keywords: Light source, Nanostructure, Photodegradation, Volatile organic compounds
  • Farzaneh Abbasisourki, Amir Mansourizadeh *, MohammadHossein Jazebizadeh Pages 179-194

    The presence of pharmaceutical wastewater can pose significant challenges to the environment. Since conventional wastewater treatment processes are not efficient for the complete separation of drug materials, solvent extraction through a hollow fiber membrane contactor could be a promising alternative. In this study, a developed polysulfone (PSF) hollow fiber membrane was fabricated using a non-solvent phase separation (NIPS) method to extract penicillin G from aqueous solutions in the membrane contactor system. From the characterization experiments, the prepared polysulfone membrane demonstrates an outer surface contact angle of 69.6°, critical water entry pressure (CEPw) of 250 kPa, total porosity of 72.2%, and collapsing pressure of 500 kPa. The extraction of penicillin G from the aqueous phase was performed with a 5% w/w solution of Aliquat 336. The effect of the operating parameters on the extraction flux of penicillin G was investigated using the response surface method (RSM). The optimum penicillin G flux of 1.46×10-3 kg/m2s was found at an operating pressure of 100 kPa, an aqueous phase flowrate of 70.5 ml/min, and an organic phase flowrate of 200 ml/min. Therefore, the developed PSF hollow fiber membrane contactor can be considered a proper choice to remove antibiotics (penicillin G) from aqueous solutions.

    Keywords: Fiber Membrane Contactor, polysulfone, Antibiotic Extraction, Wastewater Treatment
  • MohammadJavad Amiri * Pages 195-210

    In this study, hydroxyapatite-supported zero-valent iron nanoparticle was synthesized by the sodium borohydride reduction method. To evaluate the performance of adsorbent for the removal of Cu(II) and Ni(II) ions, the influence of different sorption parameters, such as contact time, temperature, initial concentration of metal ions, the dosage of adsorbent, and pH value of the solutions were investigated. The highest removal efficiency of both metals occurred under the optimal conditions of 7, 45 min, 0.1, 50 ºC, and 5 mg/l for pH, contact time, adsorbent mass, temperature, and initial concentration, respectively. The kinetic and equilibrium data were well fitted by the pseudo-second-order model and Langmuir- Freundlich model, respectively. The maximum adsorption capacities of adsorbent towards Cu(II) and Ni(II) were 138 and 108 mg/g, respectively. The results indicated that the adsorbent could remove the majority of metals (95%) within 40 min without pH control. Thermodynamic parameters, i.e., ΔG°, ΔH°, and ΔS°, indicated that the sorption process was spontaneous and thermodynamically favorable.

    Keywords: Adsorption, Entropy, Isotherm, Kinetics, ZVI Nanoparticles
  • Hajar Feizi, MohammadTaghi Sattari *, Mohammad Mosaferi Pages 211-224

    Among the important parameters in water quality, are the amount of turbidity and the depth of light penetration in water. One common way to determine water turbidity is to use a Secchi disk, but this method is time-consuming and expensive, so an alternative method should be considered. Deep learning methods can play an important role in this field. The purpose of this study was to classify water quality based on turbidity and Secchi disk depth using a convolutional neural network method implemented in a Python programming environment. For this purpose, a simulated reservoir was used in the laboratory and the turbidity was increased step by step by increasing the clay in the reservoir water. Simultaneously with measuring the depth of the Secchi disk and water turbidity, the samples were imaged. These images were given to the convolutional neural network together with the obtained data. The results showed that the convolutional neural network with 300 epochs, can estimate the water quality class with 95% accuracy and 93% kappa statistic, and it has only a 5% error rate.

    Keywords: Deep Learning, image, Laboratory, Python Software, Water Quality
  • Rasoul Daneshfaraz *, Amir Ghaderi, Alireza Bagheri Pages 225-240
    Controlling the excess flow energy when using the inclined chute to transfer water is always one of the important hydraulic issues. In the present study, the effect of determining how the shape of the blocks and the longitudinal distance between them affects the energy dissipation under various angles of chutes was evaluated experimentally. The experiments were carried out on three chutes with angles of 20, 23, and 26.6 degrees, five different geometric shapes of blocks, and three different longitudinal distances of 1.5H, 2H, and 2.5H (H is block height). The results indicated that the energy dissipation rate on smooth chute models was between 21.38 to 66%. The baffles on the chute create the flow resistance, and the difference between the energy dissipation rate in baffled chute models compared to smooth chutes is between 21 and 61%. By increasing the angle of the chute from 20 to 26.6 degrees, the energy dissipation on smooth and baffled chutes decreases by 22 and 6%, respectively. Increasing the longitudinal distance between the blocks reduces energy dissipation in all models. For the superior model, a 66% increase in the longitudinal distance between the blocks decreases the energy dissipation rate by 10%.
    Keywords: Angle of chute, Baffled chute, Energy dissipation, Shape of block
  • Reza Mobayen, Mohammad Najafzadeh *, Kambiz Farrahi-Moghaddam Pages 241-255
    Estimation of flow energy loss in gabion spillways can be effective in managing erosion downstream of structures, flood control, and riverbed stabilization. Therefore, in this research, using two soft computing models evolutionary polynomial regression (EPR) and multivariate adaptive regression spline (MARS), the amount of energy loss in these spillways was estimated. About 75% of the 74 laboratory data samples were used for training and the remaining 25% were used for testing the models. The dimensionless parameters of Froude number (Fr), spillway slope (S), gabion number (GN), and porosity (n) were used as input parameters. The results showed that the MARS model predicted the energy loss values by root mean square error (RMSE), mean absolute percentage error (MAPE), and correlation coefficient (CC) of 0.05, 0.017, and 0.99, respectively, which has better performance than the EPR model has. The results of the Taylor diagram also showed that the performance of MARS and EPR are satisfying, and their accuracy is very close to each other. The regression equation by the EPR model was more complex than the regression equation by the MARS model. According to the obtained results, the use of the two soft computing models in estimating energy loss in spillways is recommended.
    Keywords: energy loss, Regression, River Engineering, Spillway
  • Fatemeh Mikaeili, Saeed Samadianfard *, Reza Delirhasannia Pages 256-270
    In the present research, three data-driven models including M5P, REP tree, and random forest were used to estimate daily reference evapotranspiration. The abilities of these three models to estimate reference evapotranspiration were studied in single and combined modes. To this end, the daily meteorological data of five synoptic stations in Kerman province in the period from 2000 to 2020 were used. A combination of meteorological variables, using sensitivity analysis versus the reference evapotranspiration values ​​obtained from FAO-Penman-Monteith, was considered as input for each of the mentioned models. Finally, the accuracy of the mentioned models and empirical methods in estimating the evapotranspiration of the reference plant were compared using statistical indicators, and the superior model was selected. The results of validation data showed that the M5P model in the form of individually (RMSE = 0.083 and NS = 0.998 in Bam station) and the weighted averaging in the form of the ensemble (RMSE = 0.155 and NS = 0.994 in Bam and Sirjan stations) in all stations had better results for estimating evapotranspiration rates than other methods. In general, tree models, especially M5P, had better results in estimating daily evapotranspiration than empirical models.
    Keywords: combined method, Hargreaves-Samani, Kerman, Random forest, Sensitivity analysis
  • Masoud Naderi *, Hossein Afzalimehr, Ayoob Deghan Pages 271-285

    Flow resistance in rivers with vegetation patches is one of the challenging parameters in river engineering. This study aimed to investigate the effect of vegetation patches on flow resistance in Shapur, Fahlian, and Dalaki rivers. The data measured in this study include velocity measurement, surveying, and bed sampling. In this study, considering the simplifying assumptions, the equation for the flow resistance due to vegetation patches was derivated. Accordingly, the flow resistance due to vegetation patches was obtained by the difference in the flow resistance due to bed from the value of the total flow resistance for each section. The results show that the average percentage of vegetation patches’ contribution from the total flow resistance is 44%, which shows the significant effect of vegetation patches on flow resistance. In addition, an investigation of 71 measured velocity profiles showed the phenomenon of Dip in the velocity profiles near the vegetation patches, and by moving away from the vegetation patches, the effect of this phenomenon is reduced and the profiles become S-shaped.

    Keywords: Fars province, flow resistance, Mountain Rivers, Vegetation patch, Velocity profile
  • Mohammad Faryabi * Pages 286-295

    The saline water intrusion to aquifers in arid regions is one of the major challenges in the development of water resources. In this research, the risk of saline water intrusion near a salt playa in Sirjan plain was evaluated by modifying and optimizing the GALDIT model. Parameters such as aquifer type, aquifer hydraulic conductivity, groundwater level, distance to salt playa, current status of saline water intrusion and aquifer thickness were used to zoning the risk of saline water intrusion. To modify and optimize the GALDIT model, single parameter sensitivity analysis method, analytical hierarchy process and fuzzy logic were used. According to the different models results, the Sirjan plain has been classified into three saline water intrusion risk zones namely: low, moderate and high. Groundwater electrical conductivity and chloride ion concentration were employed for the validation of the results of the models. Achieving results show that the fuzzy logic is the best method for optimizing the GALDIT model. So that the correlation coefficients between the results of Fuzzy GALDIT model results and parameters of electrical conductivity and chloride ion concentration are equal to 0.88 and 0.90 respectively

    Keywords: GALDIT model, Saline water intrusion, Salt playa, Sirjan plain