فهرست مطالب

مجله مهندسی آبیاری و آب ایران
پیاپی 53 (پاییز 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/07/01
  • تعداد عناوین: 20
|
  • فرشته مدرسی، انیس حسنی، کیومرث ابراهیمی* صفحات 1-17
    شناخت پدیده ی سیل و برآورد پتانسیل سیل خیزی نقش مهمی در مدیریت و پیش بینی سیلاب هر منطقه دارد. با توجه به سیل خیزی حوضه آبریز ماهنشان-انگوران استان زنجان، در این تحقیق عوامل موثر بر سیل خیزی این حوضه مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا نقشه ی شماره منحنی حوضه با تلفیق نقشه های خاک، کاربری اراضی، نقشه رقومی ارتفاع و جدول Look up در محیط GIS ایجاد شد. سپس با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی AHP و بر پایه اثرات ترکیبی به هر یک از عوامل شیب، جهت شیب، کاربری اراضی، شماره منحنی، نسبت انشعاب، تراکم زهکشی، بارش، طول حوضه و سنگ شناسی حوضه وزن مناسب اختصاص یافت و از هم پوشانی لایه های وزن دار شده نقشه ی خطر سیل خیزی تهیه شد. نتایج نشان داد که بیشترین وزن از بین عوامل موثر متعلق به عامل شماره منحنی حوضه و برابر با 0.362 می باشد. سایر عوامل موثر به ترتیب عبارتند از: کاربری اراضی، شیب، بارش، تراکم زهکشی، نسبت انشعاب، طول حوضه، جهت شیب و عامل سنگ شناسی که به ترتیب دارای وزن های موثر بر سیل خیزی برابر با 0.174، 0.142، 0.118، 0.090، 0.051، 0.042، 0.042 و 0.016 می باشند. با توجه به نقشه سیل خیزی تهیه شد قسمت های غربی حوضه به دلیل ارتفاع و بارش بیشتر خطرپذیری بالاتری نسبت به قسمت های دیگر حوضه دارد که خود دلیلی بر صحت محاسبات است.
    کلیدواژگان: تحلیل سلسله مراتبی، نقشه سیل خیزی، استان زنجان، CN، AHP
  • سحر حسن زاده*، غلامعباس بارانی صفحات 18-34

    سرریز کلید پیانویی، شکل جدیدی از سرریزهای غیرخطی می باشد که در سال های اخیر برای افزایش ضریب تخلیه و ذخیره-سازی آب در مخزن سدها، همچنین تخلیه سیلاب مورد توجه قرار گرفته است. پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر زاویه دیواره های جانبی سرریز در راستای افقی، عمودی و هم زمان در هر دو راستا بر روی ضریب تخلیه مورد مطالعه آزمایشگاهی قرار گرفت. عملکرد هیدرولیکی 8 پارامتر هندسی (عرض سرریز W، عرض کلید ورودی Wi، عرض کلید خروجی Wo، ارتفاع سرریز P، طول سرریز L، عمق آب در سرریز Ht ، زاویه دیواره در راستای افقی α و زاویه دیواره در راستای قایم β بر حسب درجه) بر روی ضریب تخلیه با استفاده از 6 مدل از جنس PVC، با نام گذاری P αβ در فلوم آزمایشگاهی آزمایش گردید. آزمایش ها روی سرریز کلید پیانویی مستطیلی به عنوان شاهد و سرریز کلید پیانویی ذوزنقه ای با زاویه دیواره جانبی 0710P ، 9013P ، 0390 P، 0311P و 0505P اجرا شد. در مجموع 1598 داده برای بررسی ضریب تخلیه، شامل: عمق آب در سرریز H t ، دبی جریان Q و طول تاج سرریز Lw و 1584 داده برای پروفیل سطح آب، شامل: دبی جریان و عمق آب اندازه گیری شده است. بر اساس نتایج با دبی های بالا، ضریب تخلیه سرریزهای کلید پیانویی ذوزنقه ای در مدل 0505P با مقدار 6/41 درصد، بیشتر از سرریز کلید پیانویی مستطیلی می باشد. براساس نرم افزار آماری ایویوز با روش حداقل مربعات در این مدل ها، بیش ترین عامل تاثیر گذار روی ضریب تخلیه، پارامتر هندسی بی بعد طول تاج به عرض کانال %66/5= L/W می باشد.

    کلیدواژگان: سرریز کلید پیانویی، مدل آزمایشگاهی، ضریب تخلیه جریان، زاویه دیواره
  • شهاب نیر، خسرو حسینی*، مهران خیرخواهان، سید فرهاد موسوی صفحات 35-56
    آبشستگی در محل خطوط لوله مستغرق تحت اثر جریان های گردابی اطراف لوله عبوری از بستر رودخانه منجر به نشست و شکست خط لوله و همچنین نفوذ سیال عبوری از لوله به جریان می شود. لذا تلاش در راستای کاهش این مخاطرات و اثر آن ها، همواره مورد توجه محققان و مهندسین است. در تحقیق حاضر آبشستگی و رسوب گذاری اطراف لوله و بستر پیرامون آن تحت اثر یک صفحه محافظ در موقعیت و ارتفاع های مختلف با به کارگیری مدل عددی Flow-3D مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. مقایسه نتایج شبیه سازی تحقیق حاضر با نتایج آزمایشگاهی نشان داد که مدل عددی مورد استفاده با شاخص آماری 96/0= R2 توانایی قابل قبولی را در شبیه سازی پدیده مذکور داراست. همچنین نتایج نشان داد که با نصب یک صفحه با ارتفاع H=1.25D (D قطر لوله) و در فاصله 0.5D پایین دست لوله، عمق آبشستگی زیر لوله تا 60 درصد کاهش و همچنین متوسط تراز بستر در محدوده بالادست 82 درصد افزایش می یابد، که بهینه ترین حالت بین جایگاه های مختلف پایین دست است. حالت بهینه صفحه در بالادست مربوط به ارتفاع H=0.75D و در فاصله 1.5D می باشد که علاوه بر عدم ایجاد آبشستگی، متوسط تراز بستر بین لوله و صفحه در بالادست 9/4 برابر نسبت به حالت بدون صفحه افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: لوله انتقال، آبشستگی، رسوب گذاری، صفحه محافظ، Flow-3D
  • بهادر فاتحی نوبریان* صفحات 57-71
    مطالعه ی حرکت سیالات با استفاده از روش های تجربی و تحلیلی یکی از زمینه های علمی است که امروزه مورد توجه قرارگرفته است. با به وجود آمدن روش های کامپیوتری، بشر توانست پدیده های پیچیده تری را مورد مطالعه قرار دهد. یکی از زمینه های علمی که پیشرفت های زیادی در آن صورت گرفته است، دینامیک سیالات محاسباتی می باشد. در واقع دینامیک سیالات محاسباتی با استفاده از فناوری های جدید و توانمندی های محاسباتی، به بررسی رفتار سیال می پردازد. در دینامیک سیال، فشار پایا (فشار پیتوت) فشار استاتیک در یک نقطه ی پایا در جریان سیال است. در یک نقطه ی پایا سرعت سیال صفر است .در تحقیق حاضر، به بررسی فشار پایا در لبه ی تیغه ی جداکننده ی جریان در کانال های مستطیلی شکل، در 18 مدل با 2 زاویه ی بازشدگی، شکل بافل و چیدمان بافل متفاوت پرداخته شده است. نتایج مدلسازی نشان داده است که، کمترین میزان فشار پایا در کانال با زاویه ی بازشدگی 45 درجه و با حالت همگرا و فشار حداکثر در کانال با زاویه بازشدگی 60 درجه با نوع چیدمان زیگزاگ ایجاد شده است.
    کلیدواژگان: فشار پایا، بافل، کانال مستطیلی، مدل CFD، کانال واگرا
  • علی باقری* صفحات 72-85

    ضریب مانینگ از مهم ترین پارامترهایی است که باعث افت انرژی در کانال ها و رودخانه ها می شود و نقش بسیار مهمی در ارتفاع سطح آب در مقطع عرضی دارد. روش های مختلفی برای تخمین ضریب مانینگ ارایه شده است که بیشتر منشا آزمایشگاهی دارند. در هیدرولیک رودخانه ها به دلیل متحرک بودن بستر، مقاومت در مقابل جریان یا ضریب مانینگ متغیر می باشد. در این حالت نمی توان یک فرمول مقاومت جریان را به طور مستقیم و بدون آگاهی از نحوه تغییر ضریب مقاومت، در شرایط مختلف جریان و رسوب بکار برد. در تحقیق حاضر رودخانه بابلرود در استان مازندران انتخاب گردید و نتایج حاصل از روابط تجربی مختلف برای تعیین ضریب مانینگ با استفاده از عملیات صحرایی و خصوصیات مختلف رودخانه و مقطع عرضی آن و همچنین جنس مصالح بستر و کناره ها به دست آمد و با ضریب به دست آمده از روش مستقیم مقایسه گردید. طبق نتایج به دست آمده روش کاون که دارای کمترین درصد خطای نسبی 6.17% و 3.46% و همچنین کمترین جذر میانگین توان دوم خطا 2.7 و 3.2 به ترتیب در ایستگاه های هیدرومتری پاشاکلا و قرآن طالار است به عنوان بهترین روش برای برآورد ضریب مانینگ در این رودخانه پیشنهاد می گردد. پس از روش کاون، روش جارت با درصد خطای نسبی 10.11% و 5.41% و همچنین جذر میانگین توان دوم خطا 4.5 و 4.5 به ترتیب در ایستگاه های هیدرومتری پاشاکلا و قرآن طالار به عنوان روش دوم برای تعیین ضریب مانینگ انتخاب می شود.

    کلیدواژگان: ضریب مانینگ، رودخانه بابلرود، روش کاون، روابط تجربی
  • محدثه نخعی صدقی، یوسف رمضانی*، مهدی دستورانی صفحات 86-99

    با پیشرفت علم، جوامع بشری برای عبور آب و سایر سیال ها از بستر دریاها، رودخانه ها، نهر ها و زهکش های طبیعی از لوله های انتقال استفاده می کنند. خطوط لوله اگر در مسیر خود از رودخانه ها و بستر دریا ها عبور کند، در طراحی آن ها باید دقت فراوانی به کار برده شود. هدف اصلی این پژوهش، بررسی اثر عمق کارگذاری سپر بر آبشستگی خطوط لوله در فواصل مختلف لوله از بستر می باشد. آزمایش های این تحقیق در فلومی به طول 10 متر و عرض 30 سانتی متر انجام شدند. همچنین، آزمایش های این تحقیق در شرایط آب زلال (95=/0u/uc) صورت پذیرفت. رسوبات یکنواخت با قطر متوسط یک میلی متر (mm=1d50) در نظر گرفته شد. در این پژوهش، یک لوله از جنس PVC با قطر خارجی 5/2 سانتی متر مورد استفاده قرار گرفت. فاصله لوله از بستر (G) بر اساس ضریبی از قطر لوله (0، 25/0، 5/0، 75/0، 1) در نظر گرفته شد. همچنین عمق کارگذاری سپر (Dw) با توجه به ضریبی از قطر لوله (0، 25/0، 5/0، 75/0، 1، 25/1، 5/1، 75/1 و 2) انتخاب گردید. نتایج آزمایشات نشان داد که در حالتی که سپر مورد استفاده قرار نگرفت، با افزایش فاصله لوله از بستر، حداکثر عمق آبشستگی زیر خط لوله کاهش می یابد. همچنین، زمانی که نحوه کارگذاری لوله و سپر طوری باشد که سپر دقیقا روی سطح بستر رسوبی قرار گیرد، حداکثر عمق آبشستگی زیر خط لوله مشاهده می شود.

    کلیدواژگان: آب زلال، آبشستگی، الگوی جریان، سپر، لوله
  • محمد کلانتری، فرزاد حسن پور* صفحات 100-117
    کانال های آبگیر مخازن خارج از مسیر، نقش کلیدی در تحقق اهداف مخازن دارند. مخازن چاه نیمه سیستان به منظور ذخیره و استفاده از آب در جهت شرب، توسعه کشاورزی منطقه و ایفای نقش مکمل در کنترل سیل، احداث شده اند. دشت سیستان در جنوب شرقی کشور وابستگی شدیدی به منابع آب های سطحی دارد. در پژوهش حاضر از HEC RAS 6 به منظور انجام شبیه سازی نحوه رسوب گذاری در کانال فیدر 2 در شرایط رقوم حداکثر و حداقل سطح آب مخازن چاه نیمه سیستان استفاده گردید. شبیه سازی جریان در مدل به صورت شبه دایمی، با استفاده از روش گام به گام استاندارد و براساس هیدروگراف سیلاب به حجم یک میلیارد متر مکعب انجام گردید. بر اساس نتایج شبیه سازی در شرایط رقوم حداکثر، حجم رسوب گذاری کانال فیدر 2 برابر با 54200 متر مکعب می باشد که تراز بستر را به مقدار 1/4 متر افزایش می دهد و در شرایط رقوم حداقل حجم رسوب گذاری در کانال فیدر 2 برابر با 52700 متر مکعب می باشد که باعث افزایش تراز بستر به مقدار 84/3 متر شد. مقایسه نتایج در دو سناریو نشان می دهد که در شرایط آبگیری با رقوم حداکثر حجم رسوب گذاری در واحد طول برای رودخانه سیستان برابر با 5/6 متر مکعب در متر طول رودخانه گردید در حالیکه در شرایط رقوم حجم فرسایش برابر با 2/2 متر مکعب در متر رودخانه سیستان گردید. بنابراین هرچند کانال فیدر 2 در رقوم های پایین سطح آب به دلیل کاهش تراز بستر رودخانه سیستان، افزایش آبگیری از رودخانه هیرمند را به دنبال دارد، اما در تمامی شرایط آبگیری بصورت رسوب گذار عمل خواهد نمود.
    کلیدواژگان: مدل ریاضی، رسوب گذاری، HEC RAS، سیستان
  • فاطمه صفری سوخته کلایی، رضا نوروز ولاشدی*، مجتبی خوش روش صفحات 118-131
    مدیریت آب در حوضه های آبی مستلزم آگاهی از برخی داده ها و شناخت کامل از شرایط حوضه است که با توجه به کمبود ایستگاه های داده برداری در کشور به سختی امکان پذیر است. یکی از مناسب ترین روش ها جهت شبیه سازی جریان استفاده از مدل های هیدرولوژی است. عدم قطعیت در مدل ها حاصل از منابعی چون متغیر ورودی، پارامترها و ساختار مدل است. در این تحقیق به منظور شبیه سازی رواناب ناشی از بارش و بررسی مکانیسم تشکیل رواناب و جریان آن در خروجی حوضه سد شهیدرجایی واقع در شهرستان ساری، از مدل HBV استفاده شد. هدف پژوهش ارزیابی روش تصادفی در برآورد پارامترهای مدل و کاهش عدم قطعیت است. طول دوره آماری روزانه متغیرهای دما، بارش، رواناب و تبخیر از سال 1981 تا سال 2015 بوده است. جهت برآورد پارامترهای مناسب برای منطقه مورد مطالعه از روش تصادفی مونت کارلو استفاده شد. برای محدوده قابل اعتماد مقادیر پارامترها با ضریب تعیین نسبتا خوب در بخش صحت سنجی استفاده شد. درنهایت نتایج به دست آمده نشان دهنده توانایی خوب مدل در شبیه سازی رواناب در حوضه مورد مطالعه است. مقادیر ضریب تعیین 87/0، ضریب نش ساتکلیف (NS) برابر 66/0 در محدوده ارزیابی خوب و RMSE برابر 26/0 در دوره صحت سنجی مبین این موضوع هستند. در تحلیل عدم قطعیت ناشی از پارامترهای مدل، در ماژول های عکس العمل مدل پارامترهای K1، K2 و UZL به عنوان حساس ترین ها شناسایی شدند. لذا نتایج اهمیت تعیین دقیق پارامترهای آب وخاک موثر بر رواناب زیرسطحی را نشان داد. نتایج مطلوب حاصل از استفاده مدل موردنظر جهت پیش یابی جریان در سال های آتی می تواند در سیاست های برنامه ریزی و مدیریت صحیح منابع آبی استفاده شود.
    کلیدواژگان: مدل مفهومی، رواناب، دبی، شبیه سازی، مونت کارلو
  • زینب فتحی تیلکو، حمید زارع ابیانه*، عیسی معروف پور، فرزاد حسین پناهی صفحات 132-147
    عناصر موجود در پساب ماهی با یکدیگر اثر متقابل دارند و امکان دارد افزایش یا کاهش جذب یک عنصر از طریق برگ بر عملکرد تاثیر منفی داشته باشد. بنابراین در مطالعه ی حاضر به بررسی اثر شستشوی برگی با آب تمیز هنگام استفاده از پساب ماهی قزل آلای رنگین کمان در سامانه ی آبیاری بارانی جهت کشت سیب زمینی به مدت سه سال (1398-1400) پرداخته شد. این تحقیق در قالب آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی و در سه تکرار انجام گردید. فاکتورهای مورد بررسی شامل آبیاری در دو سطح آب آبیاری و چهار سطح شستشوی برگی بود. نتایج نشان دادکه گیاهان مورد آبیاری با پساب ماهی بیشترین مقدار عملکرد (98/565 گرم در گلدان) را داشتند. همچنین گیاهانی که قبل و بعد از اعمال پساب ماهی بر آن ها شستشوی برگی اعمال گردید نسبت به سایر گیاهان عملکرد (8/550 گرم در گلدان) بهتری داشتند. پیشنهاد می شود جهت افزایش عملکرد به گونه ای که از نظر بازارپسندی بهبود یابد استراتژی استفاده همزمان از پساب ماهی و آب تمیز در سامانه آبیاری بارانی استفاده شود.
    کلیدواژگان: آب نامتعارف، بازار پسندی غده ها، پساب ماهی، ریز پاشنده
  • محمد شیرآلی، اصلان اگدرنژاد*، سالومه سپهری صادقیان صفحات 148-160
    در این تحقیق ابتدا سطح زیر کشت، متوسط آب آبیاری و عملکرد باغات با مطالعات میدانی توسط محققان و اخذ اطلاعات از جهاد کشاورزی استان البرز تعیین شد. سپس شاخص های مصرف آب، آب مجازی، بهره وری آب، آب مجازی مصرف شده و شدت مصرف آب به دست آمد. در ادامه، با استفاده از برنامه ریزی آبیاری، میزان آب آبیاری برای شرایط کاهش مصرف آب در باغات بررسی شد. در انتها، بهترین شرایط برای هر محصول براساس نتایج به دست آمده انتخاب و با شرایط فعلی مقایسه شد. براساس نتایج، در اکثر محصولات باغی لازم است میزان مصرف آب نسبت به شرایط فعلی کاهش یابد. بیشترین کاهش در محصولات هلو، سیب، شلیل و انگور دیده شد. تفاوت آب مصرفی برای این محصولات در دو حالت فعلی و بهینه به ترتیب 0/7، 4/6، 3/6 و 7/5 میلیون مترمکعب بود. کمترین اختلاف بین مصرف آب در حالت فعلی و بهینه نیز در محصولات انار و پسته با اختلاف 12/0 و 35/0 میلیون مترمکعب تعیین شد. متوسط آب مجازی مصرف شده توسط محصولات باغی در استان البرز در شرایط فعلی 0133/0 میلیون مترمکعب است که در حالت بهینه به 0109/0 میلیون مترمکعب کاهش یافت. از این رو، با کاهش مصرف آب در باغات، شدت مصرف آب از 33/0 به 26/0 کاهش می یابد. این عمل سبب صرفه جویی 19 درصدی در منابع آب این استان می گردد.
    کلیدواژگان: آب مجازی، بهینه یابی، شدت مصرف آب
  • علی شاه نظری*، فاطمه هاشمی صفحات 161-182

    در شرایط کنونی کشور که با خشکسالی ‏های متعدد روبه ‏رو است، شبیه‏ سازی عملکرد محصولات مختلف در شرایط کم آبی مورد توجه مدلسازان قرار گرفته است. از بین این مدل‏‏ها، WOFOST در پیش بینی عملکرد محصول در تحقیقات متعدد استفاده شده است. در این پژوهش، توسعه مدل WOFOST تحت زبان پایتون همراه با چگونگی شبیه‏ سازی عملکرد محصولات عمده در حوزه آبریز دشت تجن مشتمل بر شالی، گندم، دانه ‏های روغنی، ذرت دانه‏ای و جالیز در طی سال‏های 97- 1393 مورد بررسی قرار گرفت. بر همین اساس ابتدا عملکرد سالانه این محصولات از سازمان جهاد کشاورزی دریافت شد و نتایج شبیه سازی با این داده ها مقایسه گردید. نتایج شبیه‏ سازی عملکرد محصولات تحت نسخه پایتون PCSE اختلاف بسیار کمی با مقادیر گزارش شده را نشان داد به طوری که مقادیر RMSE و nRMSE در محدوده کمتر از 10% گزارش شده که در محدوده خوب تا عالی قرار دارد و نشاندهنده توان مدل PCSE در شبیه‎‏ سازی است. از سویی دیگر نتایج آزمون T در سطح احتمال 95 درصد نشان داد که در اکثر محصولات تفاوت معناداری بین مقادیر شبیه سازی و مشاهده ای مشاهده نشده است که برتری‏های نسخه تحت Python را در زمینه توسعه یا تلفیق نسبت به نسخه تحت وب نشان می‏دهد. هخروجی‏های هر دو مدل WOFOST و PCSE کاملا بر هم مطابقت دارد. مقایسه نتایج همچنین نشان می‏دهد که بین مقادیر شبیه ‏سازی و مشاهده شده اختلاف کمی وجود دارد. لذا می‏توان چنین استنباط نمود که مدل PCSE قابلیت شبیه‏ سازی عملکرد محصولات را داراست.

    کلیدواژگان: تحلیل آماری، زبان برنامه&rlm، نویسی پایتون، عملکرد گیاهی، PCSE
  • حسین حمیدی*، سعید برومند نسب، عبدعلی ناصری، محمد الباجی، موسی مسکرباشی صفحات 183-199

    آلویه ورا (Aloe vera L.) از جمله گیاهان دارویی و چندساله است که در مناطق خشک و نیمه خشک کشت می شود. گرچه این گیاه نسبت به کم آبیاری نسبتا مقاوم است ولی در شرایط کشت تجاری لازم است به تامین آب آبیاری در طول فصل رشد توجه شود. با توجه به اهمیت این موضوع، تحقیق حاضر به منظور بررسی اثر مقدار آب آبیاری (I1: 50، I2: 75 و I3: 100 درصد نیاز آبی) و سوپرجاذب از نوع تراوا-220 (A1: صفر، A2: 5 و A3: 10 گرم در هر کیلوگرم خاک) بر عملکرد و اجزای عملکرد آلویه ورا انجام شد. در این تحقیق از مدل آماری به صورت کرت های نواری خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در لایسیمتر و در قالب سه تکرار، سه تیمار آبیاری، و سه تیمار سوپرجاذب مورد آزمایش قرار گرفتند و محصول در دو نوبت پاییز 1399 (از اردیبهشت 1399 تا اول اذر 1399) و بهار 1400 (از اول آذر 1399 تا 30 اردیبهشت 1400) برداشت شد. آزمایش در یک مزرعه تحقیقاتی در شهرستان امیدیه با طول جغرافیاییˊ37 30 و عرض جغرافیایی '49 49 انجام شد. طول برگ، عرض برگ، وزن برگ، تعداد برگ و تعداد پاجوش در برداشت دوم به ترتیب 8/26، 1/25، 5/25، 0/27، 1/24 و 5/17 درصد نسبت به برداشت نخست بیشتر بود. افزایش مصرف سوپرجاذب سبب افزایش طول برگ شد. اختلاف بین طول برگ در دو تیمار A3 و A2 حدود 4/3 درصد و بین دو تیمار A3 و A1 حدود 9/6 درصد به دست آمد.

    کلیدواژگان: تنش آبی، صبر زرد، کم آبیاری، وزن ژل
  • ماجده روح اللهی، مهدی سرائی تبریزی*، حسین بابازاده صفحات 200-214

    سیلاب ها از جمله فراوان ترین مخاطرات طبیعی هستند که به عنوان یک فاجعه ی بزرگ شناخته می شوند، و بخش های مختلفی از جهان را تحت تاثیر قرار می دهند، حتی در کشورهای توسعه یافته نیز، بر اثر این فاجعه طبیعی سالیانه میلیاردها دلار خسارت به زیرساخت ها وارد شده و صدها نفر جان خود را از دست می دهند. تهیه نقشه های پهنه بندی سیلاب برای دوره های بازگشت مختلف از جمله روش های متداولی است که جهت نمایش پتانسیل مخاطرات سیلابی مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از راه کارهای اساسی برای کنترل و کاهش اثرات مخرب سیل شناسایی مناطق سیل گیر در حوزه های آبخیز است. هدف از انجام این پژوهش پهنه بندی سیلاب و شبیه سازی رفتار هیدرولیک زیرحوضه دیفه در حوزه آبخیز استان رفسنجان با استفاده از نرم افزار HEC-RAS می باشد. محدوده مطالعه زیرحوضه دفیه در منطقه رفسنجان در مختصات جغرافیایی 31 18 55 تا 39 19 57 طول شرقی و 51 22 29 تا 38 39 30 عرض شمالی واقع شده است. محیط منطقه 6/746 کیلومتر، بیش ترین و کم ترین ارتفاع منطقه به ترتیب 4499 و 1450 متر است. در این پژوهش از نرم افزار های Google Earth و GIS برای تهیه مدل رقومی ارتفاع و در ادامه بعد از مرتب سازی و به فرمت در آوردن داده های ورودی از مدل HEC-RAS برای پهنه بندی سیلاب و شبیه سازی رفتار هیدرولیک رودخانه و بررسی سناریوهای مدیریتی استفاده شد. نتایج به دست آمده در این پژوهش نشان می دهد که مقدار دبی و حجم سیلاب حاصل از بارش به ترتیب با دوره بازگشت 25 ساله برابر با 1/68 مترمکعب در ثانیه و 6/1150 هزار مترمکعب می باشد.

    کلیدواژگان: پهنه بندی اولویت سیل خیزی، مدل سازی هیدرولیکی، مهندسی رودخانه
  • آرش آغچه کندی، کریم سلیمانی، کاکا شاهدی*، محمود حبیب نژاد روشن صفحات 215-231
    خشکسالی می تواند با کمبود منابع آبی باعث باعث بروز چالش در کشور ها گردد و اثرات آن صرفا به نواحی خشک و نیمه خشک محدود نمی شود. تحقیق حاضر سعی دارد با بررسی اثر خشکسالی هواشناسی بر تراز آب زیرزمینی گامی در جهت شناسایی وضعیت خشکسالی در حوزه آبخیز هراز بردارد. بدین منظور برای بررسی خشکسالی هواشناسی از شاخص بارش استاندارد (SPI) بر اساس داده های 15 ایستگاه باران سنجی در 6 مقیاس زمانی 3، 6، 9، 12، 18 و 24 ماهه و به منظور بررسی تغییرات تراز آب زیرزمینی بر اساس داده های سطح ایستابی 35 چاه پیزومتریک با طول دوره آماری مشترک 29 ساله (1392- 1364) استفاده شد. همه ایستگاه های باران سنجی به نوعی پدیده خشکسالی را تجربه کرده اند. عمده خشکسالی ها از نوع نزدیک به نرمال و متوسط بوده و خشکسالی شدید و خیلی شدید کمتر در منطقه رخ داده است. در این پژوهش مشخص شد که خشکسالی با یک تاخیر 3 ماهه بر منابع آب زیرزمینی اثر دارد. در این تحقیق بیشترین همبستگی بین شاخص بارش استاندارد شده و متوسط تراز آب زیرزمینی در مقیاس زمانی 24 ماهه در ایستگاه های باران-سنجی نمارستاق، میان دشت و بابلسر در سطح 95 درصد و در سایر ایستگاه های باران سنجی در سطح 99 درصد معنی دار می باشد. رابطه رگرسیونی بین SPI-24 ایستگاه های باران سنجی و متوسط تراز آب زیرزمینی نشان داد که از بین ایستگاه-های باران سنجی منطقه مورد مطالعه، ایستگاه سرخرود بیشترین سهم بارش را با ضریب تبیین 3/42 درصد از واریانس متوسط سطح ایستابی منطقه مورد مطالعه را به خود اختصاص داده و 7/57 درصد متاثر از سایر عوامل می باشد.
    کلیدواژگان: خشکسالی هواشناسی، تراز آب زیرزمینی، شاخص بارش استاندارد شده، سطح ایستابی، حوزه آبخیز هراز
  • سمیه نقوی*، ندا بنی اسدی صفحات 232-246
    کشاورزی بخش کلیدی و مصرف کننده اصلی منابع آب شیرین دنیاست. درک روشنی از تقاضای آب در بخش کشاورزی برای تولید و مصرف محصوت ، امری ضروری است.بررسی وضعیت موجود کشاورزی بیانگر آن است که با وجود پتانسیل افزایش تولید محصولات کشاورزی، به دلیل فقدان سیستم مدیریتی صحیح، امکان استفاده بهینه از منابع آب و خاک میسر نشده است. در این راستا بررسی راهکارهای استفاده بهینه آب از طریق بازنگری در تخصیص منابع آب و مدیریت آن امری لازم و ضروری است. در این پژوهش، با استفاده از ارزیابی شاخص ردپای آب، ردپای آب محصولات یونجه، هندوانه، ذرت علوفه ای، گندم، کلزا، خیار و پیاز در استان های خراسان رضوی، کرمان و اصفهان، محاسبه و با یکدیگر مقایسه شدند تا مشخص گردد، کدام استان از منظر شاخص ردپای آب، شرایط کاشت مطلوب تری برای هریک از محصولات دارد. نتایج نشان داد استان اصفهان از منظر ردپای آب محصولات یونجه، گندم، هندوانه،خیار، ذرت علوفه ای و پیاز از شرایط مطلوب تری نسبت به دو استان دیگر برخوردار است. در مورد محصول کلزا استان های خراسان رضوی و اصفهان تفاوت محسوسی با یکدیگر ندارند و استان کرمان در کشت این محصول در اولویت آخر قرار دارد. در راستای یافته های این پژوهش پیشنهاد می شود با توجه به شاخص ردپای آب، محصولاتی که از نظر این شاخص به آب کم تری نیاز دارند، در این استان ها به ترتیب اولویت کشت و تولید شوند.
    کلیدواژگان: بحران آب، شاخص ردپای آب، محصولات زراعی
  • معصومه کهخای تنها، علی سردارشهرکی*، محمود هاشمی تبار صفحات 247-265
    آب یکی از مهم ترین مسایل جهان می باشد، که در زندگی مردم نقش بسزایی دارد. با توجه به پیشرفت در تمامی ارکان جامعه خصوصا پیشرفت در بخش های اقتصادی-اجتماعی، صنعتی و همچنین رشد جمعیت نیاز آبی افزایش یافته است. با نگاهی کلی به تجربه های سال های اخیر و تجربه های جهانی، نشان دهنده این موضوع می باشد که محدودیت های منابع آب ناشی از کمبود این منابع نیست، بلکه ناشی از عدم مدیریت منابع می باشد. در این راستا، مدیریت منابع آب در نواحی خشک و نیمه خشک همچون سیستان که با خشکسالی پی درپی روبه رو می باشد، از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. لذا در مطالعه حاضر با استفاده از تکنیک چند شاخصه خاکستری به ارزیابی و اولویت بندی طرح های توسعه منابع آب با توجه به جنبه های مختلف مدیریتی پرداخته شده است. طبق نتایج براساس چهار رویکرد اقتصادی، اجتماعی، فنی و زیست محیطی، از مهم ترین یافته های تحقیق از دیدگاه کارشناسان می توان به کاهش تلفات آب (کاهش تبخیر به میزان 50%)، راندمان آبیاری 50% در بخش کشاورزی و کاهش تلفات آبیاری (کاهش تبخیر به میزان 30%) به ترتیب در اولویت اول تا سوم قرار گرفته اند. همچنین انتقال آب به اراضی زابل در اولویت آخر قرار گرفته است. همچنین از دیدگاه کشاورزان مهم ترین نتایج این تحقیق، کاهش تلفات آب (کاهش تبخیر به میزان 50%)، راندمان آبیاری 50% در بخش کشاورزی و راندمان آبیاری 70% در بخش کشاورزی به ترتیب در اولویت اول تا سوم قرار گرفته اند.
    کلیدواژگان: اولویت بندی زیست محیطی، توسعه منابع آب، مدیریت بهم پیوسته (IWRM)، تکنیک خاکستری (GRA)، سیستان
  • فائزه امامی قرا، رامین فضل اولی*، مجتبی خوش روش صفحات 266-283
    رودخانه ها به عنوان یکی از منابع آب سطحی موجود که در معرض دبی آلاینده ها قرار دارند، از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. در این تحقیق، ضمن بررسی و شبیه سازی روند تغییرات کیفی در بازه 8 کیلومتری از نکارود با استفاده از مدل QUAL2Kw، ارزیابی اثرات بندها، آبشارهای طبیعی و سازه های تثبیت بستر نیز صورت گرفت. به این منظور، دو دوره نمونه برداری کیفی از رودخانه صورت گرفت. سپس مدل اولیه تهیه و پس از رفع کمبود داده ها، واسنجی و صحت سنجی مدل انجام شد. بررسی روند تغییرات متغیرهای کیفیت آب رودخانه نشان داد که تمامی متغیرها در محدوده استاندارد قرار داشته و رودخانه توان خود پالایی بالایی دارد. بررسی روند تغییرات اکسیژن محلول نشان داد غلظت این متغیر نزدیک به حد اشباع بوده که علت آن شرایط مطلوب هیدرولیکی رودخانه برای نرخ هوادهی و وجود آبشارهای طبیعی و مصنوعی متعدد در رودخانه بوده است. مقدار pH نیز هر چند در محدوده استاندارد قرار داشت، اما در برخی مقاطع نزدیک به حد اشباع بوده که علت آن خروج گاز دی اکسیدکربن بر اثر آبشارهای موجود در مسیر جریان بوده که مدل این اثرات را نیز به خوبی شبیه سازی نمود. همچنین وجود بندهای انحرافی و ایجاد حالت ماندابی در پشت این بندها سبب شده تا زمان بیشتری برای تجزیه مواد آلی در اختیار باکتری ها قرار گیرد و این امر موجب افزایش میزان قلیاییت و افزایش pH در محدوده شده است. تحلیل نتایج و ارزیابی شاخص های خطا در دوره های واسنجی و صحت سنجی نشان داد که مدل QUAL2Kw دقت مناسبی در شبیه سازی کیفیت آب نکارود دارد.
    کلیدواژگان: رودخانه نکا، کیفیت آب، مدل QUAL2kw، نمونه برداری کیفی
  • سمیه علیمیری، جواد مظفری* صفحات 284-296
    ورود فلزات سنگین به تالاب می تواند آسیب زیادی را به محیط زیست آن وارد کند. در این پژوهش به بررسی آزمایشگاهی کاهش میزان فلزات سنگین با استفاده از مواد ارزان قیمت و در دسترس پرداخته شد. بدین منظور سه فلز سرب، کروم و نیکل مورد بررسی قرار گرفتند. برای بررسی کاهش فلزات سنگین از سه تیمار خاک اره، کاه و کلش و زیولیت کلینوپتیلولیت در ستون های آزمایشگاهی استفاده شد. ستون های آزمایشی به طول یک متر و قطر 160 میلی متر تهیه گردید و پساب شبیه سازی شده از آن ها عبور کرد. نتایج نشان داد، بیشینه جذب فلز سرب در کاه و کلش (6/37 درصد) بهتر از خاک اره (33 درصد) و زیولیت (2/12 درصد) و بیشینه جذب فلز کروم در زیولیت (4/44 درصد) بیشتر از خاک اره (2/40 درصد) و کاه و کلش (6/37 درصد) می باشد. در نهایت برای جذب نیکل، خاک اره (4/39 درصد) نتایج بهتری را نسبت به کاه و کلش (9/35 درصد) و زیولیت (3/33) ارایه داده است. نتایج آزمون آنالیز واریانس یک طرفه نشان داد که میزان جذب هر سه فلز سنگین در تیمارها، در سطح 1 درصد معنی دار می باشد و هر سه جاذب توانایی جذب فلزات سنگین مورد بررسی را داشته اند. همچنین با توجه به آزمون LSD به جز در جذب سرب توسط زیولیت، تفاوت معنی داری بین جاذب های مورد استفاده وجود نداشته است.
    کلیدواژگان: جذب، خاک اره، زئولیت، کاه و کلش
  • غلامرضا عزیزیان*، سیروس حریف، محمد گیوه چی، محسن دهقانی درمیان صفحات 297-307

    ورود آلودگی به سیستم های منابع آب مانند شبکه های توزیع آب شرب شهری در اثر وقوع پدیده مکش، می تواند خسارات جبران ناپذیری به سلامت انسان وارد کند. آگاهی و شناخت از منابع ورود آلاینده و نحوه حرکت آن باعث مدل سازی مناسب این پدیده و انجام یک مدیریت بحران مناسب در زمان نفوذ این آلاینده ها به شبکه می گردد. به منظور شبیه سازی حرکت نیترات در خاک، معادله انتقال-پخش آلودگی خاک در MATLAB کد نویسی گردید. سپس شبکه توزیع آب شرب شهر زاهدان بعنوان منطقه مطالعاتی مدنظر قرار گرفته و نقاط مستعد با غلظت بالای آلاینده در شبکه شناسایی گردیدند. سناریو شبیه سازی 24 ساعته شبکه پس از وقوع دوساعته آلودگی، با استفاده از نرم افزارهای WATERGEMS،EPANET و EPANET-BAM مورد مدل سازی قرار گرفت. دو ابزار کارآمد و مقرون بصرفه زمان ماند و جریان رقیق ساز بمنظور مدیریت کیفی شبکه مورد استفاده واقع شدند. برای شبیه سازی ابزار زمان ماند، شبکه به چهار منطقه نزدیک، میانه، دور و خیلی دور تقسیم گردید. نتایج شبیه سازی حرکت آلاینده در خاک، غلظت غیرمجاز نیترات در مجاورت لوله با مقدار بیش از 50 میلی گرم بر لیتر را نشان داد. نتایج تحلیل کیفی شبکه بیانگر این بود که زمان ماند موردنیاز گره های ناحیه میانه، دور و خیلی دور نسبت به حالت نزدیک به ترتیب بین 33 تا 50، 58 تا 62/5 و 75 درصد کاهش می یابد. در ادامه تاثیر مثبت و کارآمد جریان رقیق ساز به عنوان یک راهکار مدیریت و کنترل کیفی شبکه توزیع به اثبات رسید. مقدار جریان رقیق ساز لازم به منظور بهبود وضعیت کیفی آب شبکه، بین10/6 تا 15/9 درصد دبی پایه لوله محاسبه گردید.

    کلیدواژگان: آلودگی شبکه آب، جریان رقیق ساز، زمان ماند، مدیریت کیفی شبکه
  • امین عیدی پور، علی محمد آخوندعلی*، محمدامین مداح صفحات 308-326

    لازمه بهره برداری مخزن در شرایط سیلابی، پیش بینی حجم آب ورودی به مخزن است که اهمیت آن در حوضه های کوهستانی با رژیم بارانی-برفی دو چندان است. هدف اصلی در پژوهش حاضر، ارزیابی دقت داده های پیش بینی مجدد GEFSv12 به عنوان ورودی مدل مفهومی بارش-رواناب HEC-HMS، در پیش بینی و صدور هشدار وقوع سیلاب ورودی به مخزن سد دز در جنوب غربی ایران بوده است. بدین منظور پس از استخراج پارامترهای بارش و دما (شامل مقادیر کنترل و اعضا) تا افق پیش بینی 10-روزه اقدام به تولید پیش بینی گروهی سیلاب شد. در این پژوهش، با شرط تجاوز اکثریت نسبی اعضای پیش بینی کننده از دبی آستانه (معادل 1620 و 2640 متر مکعب بر ثانیه به ترتیب با دوره بازگشت 2 و 5 ساله) دستور صدور پیش هشدار آگاهی از وقوع سیل صادر می شود. در حالی که در حوضه هایی با رژیم بارانی-برفی پیش بینی سیلاب دارای پیچیدگی های بسیاری است، نتایج شاخص های ارزیابی در این تحقیق نشان داد که از 5 روز قبل (افق زمانی پیش بینی 5-روزه) می توان انتظار بهبود قابل توجهی در دقت پیش بینی داشت. از طرفی، رابطه ی مستقیمی بین کاهش افق پیش بینی و افزایش دقت پیش بینی مشاهده نشد. نتایج بررسی احتمالاتی درصد توافق اعضا در تجاوز از آستانه دبی 2640 متر مکعب بر ثانیه بیانگر اعلان هشدار در بازه پیش بینی 4 الی 7 روز قبل می باشد.

    کلیدواژگان: هشدار سیلاب، پیش بینی همادی، GEFSv12، مدل هیدرولوژیکی، مدیریت مخزن
|
  • Fereshteh Modaresi, Anis Hasani, Kumars Ebrahimi * Pages 1-17
    Understanding flood phenomena and estimating flood potential play an important role in flood management and forecasting in any region. Due to the flooding of Mahneshan-Angoran basin, located in Zanjan province, Central Iran, in this study, the effective factors on flooding of this basin were investigated. For this purpose, first the basin curve number map was created by combining soil maps, land use, Digital Elevation Model and Look up table involving GIS environment. Then, using AHP Hierarchical Analysis method and based on the combined effects approach, appropriate weights were assigned to each of the slope factors, slope direction, land use, curve number, branch ratio, drainage density, precipitation, basin length and basin lithology. A flood risk map was prepared from the overlap of the weighted layers in the GIS environment. The results of AHP method showed that the highest weight among the effective factors is equal to 0.326, which belongs to the factor of the basin Curve Number. Other effective factors are: land use, slope, rainfall, drainage density, branching ratio, basin length, slope direction and lithological factor, which respectively have weights affecting flooding equal to 0.174, 0.142, 0.118, 0.090, 0.051, 0.042, 0.042 and 0.016. According to the obtained flood plan, it was observed that the western parts of the basin have a higher risk than other parts of the basin due to higher altitude and more rainfall, which is itself a proof of the accuracy of the calculations.
    Keywords: hierarchical analysis method, flooding map, Zanjan Province, CN, AHP
  • Sahar Hasanzadeh *, GholamAbbas Barani Pages 18-34

    Piano key weir is a new form of nonlinear overflow that has been considered in recent years to increase the discharge coefficient and water storage in dam reservoirs, as well as flood discharge. The aim of this study is to investigate the effect of the angle of the side walls of the weir in the horizontal, vertical directions and simultaneous in both directions on the discharge coefficient. Hydraulic performance of 8 geometric parameters (W: weir width, Wi: inlet key width, Wo: outlet key width, P: weir height, L: weir length, Ht: water surface depth, α: horizontal wall angle, β: vertical wall angle) on discharge coefficient Using 6 models of PVC material, by labeling P αβ was tested in a laboratory flume. The experiments were performed on a rectangular piano key weir as a control and a trapezoidal piano key weir with P 07 10, P 90 13, P 03 90, P 03 11 and P 05 05 side wall angles. A total of 1598 data were measured to investigate the discharge coefficient and 1584 data for water level profiles. Based on the high flow results, the discharge coefficient of the trapezoidal piano key weirs in the P 05 05 model with a value of 41.6% is higher than the rectangular piano key weirs. In these models, the most influential factor on the discharge coefficient is the dimensionless geometric parameter L / W, which is based on the method of analysis of eviews statistical software by the discharge coefficient equation.

    Keywords: piano key weir, Laboratory model, Discharge coefficient, Wall angle
  • Shahab Nayyer, Khosrow Hosseini *, Mehran Kheirkhahan, Sayed-Farhad Mousavi Pages 35-56
    Scouring at the place of submerged pipelines under the effect of eddy currents around the pipe passing through the riverbed leads to the settlement and failure of the pipeline as well as the penetration of the fluid passing through the pipe into the stream. Therefore, efforts to reduce these risks and their effects are always the attention of researchers and engineers. In the current research, scouring and sedimentation around the pipe and its surrounding bed under the effect of a protective plate at different positions and heights have been investigated and analyzed using Flow-3D. A comparison of the simulation results of the present research with the laboratory results showed that the used numerical model with the statistical index R2=0.96 has an acceptable ability in simulating the mentioned phenomenon. Also, the results showed that by installing a plate with a height of H=1.25D (D is the diameter of the pipe) and at a distance of 0.5D downstream of the pipe, the scouring depth under the pipe decreases by 60%, and also the average level of the bed in the upstream area increases by 82%, which is the most optimal state among different downstream positions. The optimal state of the plate in the upstream corresponds to the height of H=0.75D and at a distance of 1.5D, which not create scouring, and the average level of the bed between the pipe and the plate in the upstream has increased 4.9 times compared to the state without the plate.
    Keywords: Transfer Pipeline, Scouring, Sedimentation, Protective Plate, Flow-3D
  • Bahador Fatehi-Nobarian * Pages 57-71
    The study of fluid motion using experimental and analytical methods is one of the scientific fields that has been considered today. With the advent of computer methods, humans have been able to study more complex phenomena. One of the scientific fields in which many advances have been made is computational fluid dynamics. In fact, computational fluid dynamics studies fluid behavior using new technologies and computational capabilities. In fluid dynamics, stagnation pressure (Pitot pressure) is the static pressure at a stable point in the fluid flow at a stable point, the fluid velocity is zero. In the present study, the stagnant pressure at the edge of the flow separating blade in rectangular channels was investigated in 18 models with different opening angles, baffle shapes and baffle arrangements. The modeling results show that the lowest stagnant pressure in the channel is created with an opening angle of 45 degrees and with convergent mode,and the maximum pressure was created in the channel with an opening angle of 60 degrees with the zigzag arrangement type.
    Keywords: Stagnant Pressure, Baffle, Rectangular Channel, CFD model, Divergent Channel
  • Ali Bagheri * Pages 72-85

    Manning's coefficient is one of the main factors that lead to energy loss in channels and rivers which have a very important role in water level in cross-sections of rivers. There are several methods that suggested by various researchers for estimating Manning's coefficients which are mostly based on experimental tests. In river hydraulic, flow resistance or Manning's coefficient is changing because of bed mobility. In this case, a flow resistance formula cannot be used directly without any information about changes of flow resistance coefficient, in different situations of flow and sediment processes. Babolroud- River of mazandaran selected for this study. So, results of various empirical methods obtained to find out this coefficient using field survey and characterization of rivers such as cross-sections, soil materials of river bed and banks, then results compared with observed and simulated data of river flow. According to the obtained results, koven's method, which has the lowest relative error percentages of 6.17% and 3.46%, and also the lowest root mean square error of 2.7 and 3.2, respectively, in Pashakola and Quran Talar hydrometric stations, is suggested as the best method for estimating Manning's coefficient in this river. After kowen's method, Jarrett's method with relative error percentage of 10.11% and 5.41%, and also the root mean square error of 4.5 and 4.5, respectively, is chosen as the second method for determining Manning's coefficient in Pashakola and Quran Talar hydrometric stations.

    Keywords: Manning', s Coefficient, Babolroud River, Kavn', s Method, Empirical equations
  • Mohadese Nakhaee Sedghi, Yousef Ramezani *, Mehdi Dastourani Pages 86-99

    With the advancement of science, human societies use transmission pipes to transport water and other fluids from the bed of seas, rivers, streams and natural drains. If pipelines pass through rivers and seabeds on their way, great care must be taken in their design. The main purpose of this study is to investigate the effect of the insertion depth of the shield on the pipeline scour at different distances of the pipe from the bed. This study was carried out in a flume with the length of 10 m and the width of 30 cm. Experiments were conducted under clear water condition (u/uc=0.95). Uniform sediment with a median diameter of one millimeter (D50=1 mm) was considered. In this research, a PVC pipe with an external diameter of 2.5 cm was used. The distance of the pipe from the bed (G) was considered based on a coefficient of the pipe diameter (0, 0.25, 0.5, 0.75, 1). Also, the insertion depth of the shield (Dw) was selected according to a coefficient of the pipe diameter (0, 0.25, 0.5, 0.75, 1, 1.25, 1.5, 1.75 and 2). The results of the experiments showed that in the case that the shield was not used, with the increase in the distance between the pipe and the bed, the maximum scour depth under the pipeline decreases.

    Keywords: clear water, Flow Pattern, Pipeline, Scour, shield
  • Mohammad Kalantari, Farzad Hassanpour * Pages 100-117
    Intake canals of off-stream reservoirs, play a key role in achieving reservoir goals. Chahnimeh reservoirs have been constructed to store and use water optimally for drinking, agricultural development and play a complementary role to flood control. The Sistan plain in the southeast of Iran is highly dependent on surface water resources. The HEC RAS model is a well-known one-dimensional software for flow and sediment simulation. In this study, HEC RAS 6.0.0 was used to simulate sedimentation in feeder 2 canal under maximum conditions as well as minimum water level conditions of Chahnimeh reservoirs. Flow simulation in the model was performed quasi-unsteady using the standard step-by-step method by a flood hydrograph with a volume of one billion cubic meters. According to the simulation results, in maximum water level Conditions, Feeder 2 canal Sedimentation volume is equal to 54,200 m^3 which increases the bed level by 4.1m. Also, in minimum water level Conditions, sedimentation is equal to 52,700 m^3, which increases the bed level by 3.84 m. Comparison of the results in the two scenarios shows that in the case of maximum water level, volume of sediment per unit of length of Sistan River is equal to 6.5 m^3⁄L_River while in minimum water level volume of erosion is equal to 2.2m^3⁄L_River of Sistan River. Although feeder 2 canal in minimum water level conditions increases the inflow from the Hirmand river due to the decrease in the river bed level of sistan river but will act as a sedimentation canal in all conditions.
    Keywords: mathematical model, Sedimentation, HEC RAS, Sistan
  • Fatemeh Safari Sokhtehkolaei, Reza Norooz Valashedi *, Mojtaba Khoshravesh Pages 118-131
    Water management in water basins requires information of some facts and full acquaintance of basin conditions, which is problematic due to the deficiency of data collection stations in the country. One of the most suitable methods for flow simulation is the use of hydrological models. In this study, in order to simulate runoff caused by precipitation and to investigate the apparatus of runoff formation and outflow at the outlet of Shahid Rajaei Dam basin located in Sari, the HBV-Light model was used. The purpose of evaluating the stochastic method is to estimate the model parameters and reduce the uncertainty. The length of the daily statistical period was the variables of temperature, precipitation, runoff and evaporation from 1981 to 2015. The Monte Carlo random method was used to estimate the appropriate parameters for the study area. For a consistent assortment, the values of the parameters with a relatively good coefficient of determination were used in the validation section. Finally, the results show the good aptitude of the model in simulating runoff in the study basin. The values of coefficient of determination 0.87, Nash coefficient (NS) equal to 0.66 in the range of good evaluation and RMSE equal to 0.26 in the validation period indicate this issue. In the analysis of uncertainty caused by model parameters, K1, K2 and UZL parameters were identified as the most sensitive in the model reaction subroutine. Therefore, the results showed the importance of accurate determination of water and soil parameters affecting subsurface runoff.
    Keywords: Conceptual model, runoff, flow, Simulation, Monte Carlo
  • Zeynab Fathi Tilako, Hamid Zare Abyaneh *, Eisa Maroufpoor, Farzad Hosseinpanahi Pages 132-147
    One of the major issues in arid and semi-arid areas, namely Iran is water scarcity. Therefore, in the present study, the use of rainbow trout effluent in the sprinkler irrigation system for potato cultivation was investigated for three years (2019-2021). This research was conducted in the form of a factorial experimental format based on a completely randomized design with three replications. The investigated factors include irrigation at two levels, A1 (irrigation with well water) and A2 (irrigation with fish effluent), as well as washing the leaves of the plant in four levels they are Before applying fish farm effluent to the leaves, they were washed for ten minutes with fresh water (B1), after applying fish farm effluent to the leaves, they were washed for ten minutes with fresh water (B2), The leaves were washed with fresh water for ten minutes both before and after applying the fish farm effluent to them (B3) and the leaves were not washed at all (B4). The results of this research show that the highest amount of yield, the number of stems per plant, the fresh weight of shoot, the percentage of tubers 80-120 grams, the percentage of tubers 120-150 grams, and the percentage of tubers larger than 150 grams were 565.983 grams per pot, 7.417, 57.608, 32.950, 7.850, 6.039 respectively. These highest amounts were all the results of applying A2 .
    Keywords: Fish effluent, Marketability of tuber, Micro-sprinkler, Unconventional Water
  • Mohammad Shirali, Aslan Egdarnejad *, Saloome Sepehri Sadeghian Pages 148-160
    In this study, the area under cultivation, average irrigation water and orchard yield were determined by field studies by researchers. Indicators of water consumption, virtual water, water productivity, virtual water consumed and water consumption intensity were obtained. Then, using irrigation planning, the amount of irrigation water was evaluated for the conditions of reducing water consumption in orchards. The best conditions for each crop were selected based on the results obtained and compared with the current conditions. According to the results, in most garden products, it is necessary to reduce water consumption compared to the current situation. The largest decrease was observed in peach, apple, nectarine and grape crops. The difference between water consumption for these products in the current and optimal conditions was 0.7, 6.4, 6.3 and 5.7 million cubic meters, respectively. The lowest difference between water consumption in the current and optimal conditions was determined in pomegranate and pistachio products with a difference of 0.12 and 0.35 million cubic meters. The average of virtual water consumed by horticultural products in Alborz province in the current situation is 0.0133 million cubic meters, which in the optimal case decreased to 0.0109 million cubic meters. Therefore, with the reduction of water consumption in orchards, the intensity of water consumption decreases from 0.33 to 0.26. This will save 19% of the province's water resources.
    Keywords: virtual water, optimization, Intensity of Water Consumption
  • Ali Shahnazari *, Fatemeh Hashami Pages 161-182

    In the current situation of the country, which is facing numerous droughts, simulation of the performance of different crops in water shortage conditions has attracted the attention of modelers. Among these models, WOFOST has been used in predicting crop yield in numerous researches.In this research, the development of the WOFOST model under the Python language along with how to simulate the performance of major crops in the Tajan plain watershed including rice, wheat, oilseeds, grain corn and tomato during the years 2014-18 was examined. Based on this, at first, the annual crop yield was received from the Agricultural Jihad Organization and the simulation results were compared with these data. The crop yield simulation results of the PCSE Python version showed very little difference with the reported values, so that the RMSE and nRMSE results were reported in the range of less than 10%, which puts it in the good to excellent range. which proves the power of PCSE model in simulation. On the other hand, the results of the T test at the 95% probability level showed that in most of the products, no significant difference was observed between the simulation and observation values, which shows the advantages of theThe outputs of both WOFOST and PCSE models are completely consistent. Comparing the results also shows that there is a small difference between the simulated and observed values. Therefore, it can be concluded that the PCSE model has the ability to simulate the performance of products.

    Keywords: statistical analysis, Python programming language, plant performance, PCSE
  • Hossein Hamidi *, Saied Bromand Nasab, Abd Ali Naseri, MOHAMMAD ALBAJI, MUSA MESKARBASHEE Pages 183-199

    Aloe vera L. is one of the medicinal and perennial plants, which is cultivated in arid and semi-arid regions. Although this plant is relatively resistant to lack of irrigation, but in the conditions of commercial cultivation, it is necessary to pay attention to the supply of irrigation water during the growing season. Due to that, the present study was conducted in order to investigate the effect of the amount of irrigation water (I1: 50, I2: 75 and I3: 100% of water requirement) and Trava 2020 superabsorbent (A1: zero, A2: 5 and A3: 10 grams per kilogram soil) on the yield and yield components of Aloe vera. These treatments were applied in three replications and the crop was harvested in two times include: autumn 2020 and spring 20201. The experiment was carried out in a research farm in Omidiye city with longitude 30°37’ and latitude 49°49’. Leaf length, leaf width, leaf weight, number of leaves and number of offset in the second harvest were 26.8%, 25.1%, 25.5%, 27.0%, 24.1% and 17.5% more than the first harvest. Increasing the consumption of superabsorbent caused an increase in leaf length. The difference between the leaf length in two treatments A3 and A2 was about 3.4% and between two treatments A3 and A1 was about 6.9%. With the increase of superabsorbent consumption, the leaf width increased so that its value reached from 79 mm in A1 treatment to 83 mm in A3 treatment.

    Keywords: dehydration, Deficit irrigation, Gel weight, water stress, Yellow patience
  • Majedeh Rohollahi, Mahdi Sarai Tabrizi *, Hossein Babazadeh Pages 200-214

    Floods are one of the most common natural disasters, known as a major catastrophe, affecting various parts of the world, even in developed countries, which cause billions of dollars in damage to infrastructure annually and hundreds of lives. They lose themselves. Preparation of flood zoning maps for different return periods is one of the common methods used to show the potential for flood hazards. One of the basic solutions to control and reduce the destructive effects of floods is to identify floodplains in watersheds. The purpose of this study is flood zoning and simulation of hydraulic behavior of Dafeh sub-basin in Rafsanjan watershed using HEC-RAS software. The study area of ​​Defeh sub-basin is located in Rafsanjan region in the geographical coordinates of 55 1818 55 to 39 191957 east longitude and 151 2222 29 to 38 3939 عرض north latitude. The circumference of the region is 746.6 km, the maximum and minimum altitudes of the region are 4499 and 1450 meters, respectively. In this study, Google Earth and GIS software to prepare a digital model of altitude and then after sorting and formatting the input data of the HEC-RAS model for flood zoning and simulation of river hydraulic behavior And management scenarios were used. The results obtained in this study show that the amount of discharge and volume of floods from rainfall with a return period of 25 years equal to 68.1 cubic meters per second and 1150.6 thousand cubic meters.

    Keywords: Flood Zoning, MODEL HEC-RAS, Hydraulic Modeling, River Engineering
  • Arash Aghchehkandi, Karim Solaimani, Kaka Shahedi *, Mahmood Habibnezhad Roshan Pages 215-231
    Drought leads to water scarcity for people and potentially causes challenge for many countries. Its effects does not just limit in arid and semi-arid This research tries to take one step identifying impacts of meteorological drought on groundwater resources in Haraz Watershed downstream region. In order to evaluate meteorological drought were used SPI index according to data which has been extract from 15 rain-gauge station in six time scale of 3, 6 9 12, 18 and 24 months and in order to evaluate changes in groundwater level according to data has been extract from 35 water wells pizometric level with mutual 29 years priod (1985-2013). All stations experienced drought event. Major drought was near to normal, moderate and less occurred sever and very severe drought in the region. In this study it was found that drought affected with a 3-month delay on groundwater resources. In this study, the highest correlation between standardized precipitation index and average groundwater level in 24 months' time scale in rain-gauge stations Nemarestagh, Miandasht and Babolsar at 95% and in the other rain-gauge stations is significant at 99% level. Regression relation between the mean level of the water table and SPI-24 of rain gauge station showed that the between study area rain gauge station, Sorkhrood station greatest effect is explained by a factor of 42.3 percent of the variance at the mean level of the water table in this study area allocated and 57.7 percent was affected by other factor.
    Keywords: meteorological drought, groundwater level, Standardized precipitation index, Water Table, Haraz Watershed
  • Somayeh Naghavi *, Neda Baniasadi Pages 232-246
    Examining the current situation of agriculture shows that despite the potential to increase the agricultural products, due to the lack of a proper management system, the possibility of optimal use of water and soil resources has not been possible. In this regard, it is necessary and necessary to examine the solutions for optimal use of water through a review of the allocation of water resources and its management. In this research, using the evaluation of the water footprint index, the water footprint of alfalfa, watermelon, fodder corn, wheat, rapeseed, cucumber and onion products in Razavi Khorasan, Kerman and Isfahan provinces were calculated and compared with each other to determine Which province has more favorable planting conditions for each product from the point of view of the water footprint index.Uneven distribution of rainfall and lack of water in many parts of the world have created many problems for the production of agricultural products and even the provision of safe drinking water. As some scenarios predict, by 2025, 60% of the world's regions will experience water stress due to the increased use of water resources. Most of these regions are located in Africa, Asia and Latin America.Therefore, due to the lack of proper time and place distribution of rainfall, agricultural management to increase the efficiency of water consumption is much more difficult than in countries with favorable water conditions.
    Keywords: water crisis, water footprint, Agricultural products
  • Masoumeh Kahkha Tanha, Ali Sardar Shahraki *, Mahmood Hashemi Tabar Pages 247-265
    Water is one of the most important issues in the world, which plays a significant role in people's lives. Due to progress in all parts of the community, especially advances in socioeconomic, industrial and socioeconomic sectors, as well as the growth of the population, the need for water has increased. A general look at recent experience and global experiences suggests that the limitations of water resources are not due to lack of resources, but because of lack of resource management. In this regard, management of water resources in dry and semi-arid areas such as Sistan, which faces a drought, is very important. Therefore, in this study, using multi-index gray technique, the evaluation and prioritization of water resource development plans has been addressed with regard to various management aspects. According to the results, based on four economic, social, technical and environmental approaches, one of the most important findings of the research from the experts' point of view is the reduction of water losses (reduction of evaporation by 50%), irrigation efficiency of 50% in agriculture and reduction of irrigation losses (reduction of evaporation to 30%) are ranked first to third respectively. Water transfer to Zabol lands is also a priority. Also from the farmers' point of view, the most important results of this study are water loss reduction (evaporation reduction of 50%), irrigation efficiency of 50% in agriculture and irrigation efficiency of 70% in agriculture, respectively, in the first to third priority respectively.
    Keywords: Environmental Prioritization, Water Resources Development, Interconnected Management (IWRM), Gray Technique (GRA), Sistan
  • Faezeh Emami Ghara, Ramin Fazloula *, Mojtaba Khoshravesh Pages 266-283
    Rivers, as one of the available surface water resources that are exposed to pollutant discharge have extra importance. In this study, while monitoring and simulating the process of qualitative changes in the 8 km reach of Neka River by using the QUAL2Kw, the effects of dams, natural flow waterfalls and bed stabilization structures were evaluated. For this purpose, twice qualitative sampling and local visits were performed. Then, the initial model was prepared and the estimation of data defects, the model was calibrated and validated. evaluation of trend changes in parameters showed that all parameters are within the standard reach and the river has a high self-purification capacity. trending of dissolved oxygen changes showed that the concentration of these parameters was close to saturation, which was due to the favorable hydraulic conditions of the river for aeration rate and the presence of numerous natural and artificial waterfalls in the river. Although the pH value was within an acceptable range, some sections were close to the saturation range because of the release of carbon dioxide due to waterfalls in the flowing water, which the model simulated these effects well. Also, the existence of small dams and creation of a wetland behind these dam Cause to bacteria have been given more time to decompose organic matter, which has increased the alkalinity and pH reach. The results analysis and error indicators showed that the QUAL2Kw model has a good accuracy in simulating the quality of Neka river.
    Keywords: Neka River, Water Quality, QUAL2Kw Model, Qualitative Sampling
  • Somayeh Alimiri, Javad Mozaffari * Pages 284-296
    The accumulation of heavy metals in the wetlands may cause significant damage to the environment. In this study, an experimental study was performed to reduce the amount of heavy metals using inexpensive and available materials. For this purpose, three metal ions of lead, chromium, and nickel, which had high values in the wetland were studied. Three treatments of sawdust, straw and zeolite clinoptilolite (ZC) were used in laboratory columns to investigate the heavy metal removals. The laboratory columns with a length of 1 m and a diameter of 160 mm were prepared and the wastewater were passed through them. The results showed that the maximum adsorption of lead metal ions in straw (37.6%) was better than sawdust (33%) and zeolite (12.2%). Besides, the maximum chromium adsorption in zeolite (44.4%) was higher than sawdust (40.2%) and straw (37.6%). Finally, for nickel adsorption, sawdust (39.4%) gave better results than straw (35.9%) and zeolite (33.3%). However, it seems that all the treatments used are relatively effective in removing the studied heavy metals. However, for maximum Adsorption, it is better to use a mixture of the studied treatments. The results of the one-way analysis of variance showed that the absorption rate of all three heavy metals in the treatments was significant at the 1% level and all three adsorbents had the ability to absorb the investigated heavy metals. Also, according to the LSD test, except for lead absorption by zeolite, there was no significant difference between the adsorbents used.
    Keywords: Adsorption, Sawdust, Zeolite, Straw
  • Gholamreza Azizyan, Siroos Harif, Mohammad Givehchi, Mohsen Dehghani Darmiyan Pages 297-307

    Pollution entrance into water resources systems, such as urban drinking water distribution networks, can cause irreparable damage to human health as a result of the suction phenomenon.Awareness and understanding of pollutant sources and transport of contamination process in the water network cause suitable modeling of this phenomenon as well as perform a proper crisis management when the contaminants enter the network. In order to simulate the movement of nitrate in the soil, the nitrate advection-dispersion equation was programmed in MATLAB. Zahedan drinking water distribution network has been considered as the study area and potential points with high concentration of pollutants in the network have been identified. Scenario of 24-hour water network simulation, after two hours of contamination, was tested for water contamination by using WATERGEMS, EPANET and EPANET-BAM software., to manage the network pollution crisis, two tools were proposed including detention time and dilution flow. To calculate detention time, the network was divided into four parts including: near, middle, far and very far. The results demonstrated that nitrate concentration near the pipe is unallowable and greater than 50 mg/l and required detention time to treat the quality of water in the nodes of the middle, far and very far decreased 33 to 50, 58 to 62.5 and 75 percent compared to the near nodes, respectively. Moreover, efficiency and positive performance of dilution flow as a tool for quality management was proved. Required dilution flow to treat the quality water was determined from 10.6 to 15.9% of the base pipe flow.

    Keywords: Detention Time, Dilution Flow, Network Quality Management, Water Network Pollution
  • Amin Eidipour, Ali MohammadAkhondali *, MohammadAmin Maddah Pages 308-326

    It is necessary to forecast the volume of inflow to reservoir operation in flood conditions, which is of double importance in mountainous basins with a rain-snow regime. The main purpose of the present study was to evaluate the accuracy of GEFSv12 reforecast data as an input to the HEC-HMS precipitation-runoff conceptual model in forecasting and warning issuance for floods entering the Dez dam resrvoir, southwest Iran. For this purpose, after deriving precipitation and temperature parameters (including control values and ensemble members) up to 10-days lead time, the flood ensemble forecast was produced. In the study, in case of exceeding the threshold discharge (1620 and 2640 m3/sec with return period of 2 and 5 years, respectively) by a relative majority of forecasting members, the flood warning was issued. Although, flood forecast in basins with the rain-snow regime is very complicated, the results of evaluation indexes showed that a considerable improvement of forecast accuracy might be expected 5 days ahead (5-days lead time). Then again, there was no direct relationship between the reduction of forecast lead time and the enhancement of forecast accuracy. The results of the probabilistic study of the members’ agreement percent in exceeding the threshold discharge of 2640 m3/sec indicated warning issuance within the forecast lead time of 4-7 days ahead.

    Keywords: flood warningm, ensemble forecast, GEFSv12, Hydrologic model, Reservoir management