فهرست مطالب

علوم و مهندسی آبیاری - سال چهل و ششم شماره 3 (پاییز 1402)

فصلنامه علوم و مهندسی آبیاری
سال چهل و ششم شماره 3 (پاییز 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/09/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • رسول دانشفراز، احسان امین وش، پریسا عبادزاده صفحات 1-15

    پژوهش حاضر، برای نخستین بار رفتار هیسترتیک جریان فوق بحرانی را که به دلیل دو رفتار متفاوت جریان در شرایط هیدرولیکی یکسان اتفاق می افتد، را به صورت آزمایشگاهی و تحلیلی مورد بررسی قرار داده است. به همین منظور، از سه آستانه با هندسه های استوانه ای، مکعب مستطیلی و هرمی شکل بهره گرفته شده است. محدوده دبی های بکاررفته در محدوده 0041/0 تا 01/0 مترمکعب بر ثانیه می باشد. دبی به صورت افزایشی در جریان اولیه و سپس به صورت کاهشی در جریان ثانویه وارد فلوم آزمایشگاهی می گردد. رژیم های احتمالی جریان در نزدیکی آستانه براساس اعماق نسبی در پایین دست دریچه کشویی و در دو مقطع یک و دو بصورت تابعی از عدد فرود عبوری از زیر دریچه طبقه بندی شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش دبی جریان و سپس کاهش آن، در برخی از دبی ها دو رفتار متفاوت از جریان در شرایط یکسان هیدرولیکی دیده می شود. همچنین نتایج نشان داد مقادیر اعماق نسبی y1>/y0>، y2>/y0> و اعداد فرود مقاطع یک و دو به مقدار زیادی افزایش یافته است در حالی که راندمان پرش هیدرولیکی برای پارامتر استهلاک انرژی نسبی در آستانه مکعبی بیشتر از سایر آستانه ها می باشد. به طوری که در جریان اولیه میزان این اعماق بیانگر رژیم زیربحرانی و در جریان ثانویه با تشکیل پدیده هیسترزیس در برخی از دبی ها بیانگر رژیم فوق بحرانی می باشد.

    کلیدواژگان: رفتار هیسترتیک، رژیم های احتمالی جریان، آستانه، اعماق نسبی جریان، پرش هیدرولیکی
  • محمدرضا رحمانی، صائب خوشنواز، سعید برومند نسب، احسان دریکوندی صفحات 17-34

    کمبود آب مهمترین عامل محدود کننده تولید محصولات کشاورزی به و یژ ه در مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می شود. کاربرد برخی مواد نظیر پلیمرهای سوپر جاذب در خاک باعث افزایش ماندگاری آب در خاک و در نتیجه کاهش مصرف آب و آب شویی کودها می گردد. این مواد اثرات تنش کم آبی بر گیاه را کاهش داده و منجر به افزایش عملکرد در مناطق خشک و نیمه خشک می گردند. به منظور بررسی تاثیر سوپرجاذب در شرایط تنش آبی روی عملکرد، اجزای عملکرد و بعضی ویژگی های فیزیولوزیکی ذرت، آزمایشی به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در منطقه گتوند در استان خوزستان انجام شد. سه تیمار کاربرد  Aquasorb 3005 (600،300،0 کیلوگرم در هکتار) به ترتیب A1،A2 وA3  و چهار استراتژی آبیاری (50،75،100،125) درصد نیاز آبی به ترتیب I1،I2، I3وI4 در سه تکرار برای دو فصل کشت (کشت تابستانه 1398 و کشت بهاره 1399) در نظر گرفته شد. برنامه‫ریزی آبیاری، عملکرد بیولوژیکی، شاخص برداشت و پوشش تاج در مراحل مختلف فصول رشد اندازه گیری شد. نتایج این آزمایش  نشان داد که استفاده از Aquasorb 3005 عملکرد محصول را در سطح اطمینان یک درصد افزایش داد. علاوه بر این نتایج نشان دهنده تاثیر کاربرد سوپر جاذب و برنامه ریزی آبیاری در بهبود بهره وری آب است. بیشترین عملکرد دانه در کشت بهاره و تابستانه مربوط به تیمار I2A3 به تر تیب برابر 9055 و9255 کیلوگرم در هکتار و کمترین عملکرد در هر دو کشت مربوط به تیمار  I4A0 برابر 5977 کیلو گرم درهکتار در کشت بهاره و 6344 کیلوگرم در هکتار در کشت تابستانه بوده است.

    کلیدواژگان: گتوند، بهره وری آب، کم آبیاری، عملکرد محصول، سطح سایه انداز
  • درسا دریکنده، علی شاهنظری، مجتبی خوش روش، گریت هوگنبوم صفحات 35-55

    مطالعه حاضر، با هدف بررسی تاثیرات تغییر اقلیم بر نیاز آبی، بهره وری آب و ریسک عملکرد برنج رقم هاشمی، تحت سه سناریوی انتشار خوش بینانه، بینابینی و بدبینانه گازهای گلخانه ای شامل: RCP2.6،  RCP4.5و RCP8.5 صورت گرفت. تیمارهای اجرا شده در مزرعه شامل: دو روش کم آبیاری تنظیم شده (آبیاری تمام جویچه ها) و خشکی بخشی ریشه (آبیاری یک در میان جویچه ها) هر یک با سه سطح سطح تنش خشکی 10، 30 و 60 کیلوپاسکال (RDI10، PRD10، RDI30، PRD30، RDI60، PRD60) و تیمار آبیاری کرتی با مدیریت غرقاب دایم (FI) بود. از مدل گیاهی CERES-Rice برای شبیه سازی رشد و توسعه برنج و از مدل گردش عمومی CanESM2 برای پیش نگری تغییر اقلیم آینده نزدیک (2047-2026) نسبت به دوره پایه (2005-1984) استفاده شد. تغییرات نیاز آبی حاکی از آن بود که میانگین نیاز آبی برنج برای همه تیمارهای آبیاری در همه سناریوهای RCP  به جز سناریوی بدبینانه RCP8.5 در آینده نزدیک کاهش خواهد یافت . به دلیل کاهش طول دوره رشد، میزان بهره وری آب نسبت به دوره پایه در سناریوهای RCP  کاهش نشان داد. با این حال، بیشترین میزان بهره وری آب گیاه به تیمار آبیاری FI اختصاص داشت که به دلیل رطوبت زیاد خاک در مقایسه با تیمارهای کم آبیاری بود. ارزیابی ریسک عملکرد نشان داد که درصد ریسک عملکرد برنج نسبت به میانگین دوره پایه افزایش خواهد یافت. به گونه ای که ریسک کاهش 500 کیلوگرم در هکتار عملکرد برنج در تیمار آبیاری سنتی FI، تحت سناریوهای پایه (Baseline)، RCP4.5، RCP8.5 و RCP2.6 به ترتیب 13 درصد، 20 درصد ، 21 درصد و 31 درصد برآورد گردید.  نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که در صورت ثابت ماندن روش های مدیریتی در مزرعه، احتمالا در آینده نزدیک، عملکرد برنج هاشمی کاهش می یابد  و باید به دنبال بهینه سازی روش های مدیریتی و کشت ارقام مقاوم تر به تنش های آبی بود.

    کلیدواژگان: کم آبیاری، سناریوهای انتشار گازهای گلخانه ای، ریزمقیاس سازی، مدل گیاهی، DSSAT
  • مصطفی آدینه، محمود شفاعی بجستان، حسام قدوسی صفحات 57-68

    در این تحقیق عملیات رسوب شویی مخزن سد سفیدرود با استفاده از مدل عددی  Flow 3D با دو مدل آشفتگی RNG و LES شبیه سازی شده و با نتایج مطالعه های موردی انجام گرفته روی مخزن سد سفید رود در سال 1383صحت سنجی شده است. به منظور شبیه سازی، محدوده ای از مخزن به طول تقریبی 700 متر و همچنین دیواره سد در قالب دو مش بلاک  (Mesh block) یک و دو مش بندی گردید. مش بلاک یک شامل دیواره سد و همچنین محدوده نزدیک به دیواره سد و همچنین دریچه های تحتانی در نظر گرفته شد. در این محدوده به خاطر وجود تغییرات گرادیان سرعت جریان، تعداد سلول ها بیشتر در نظر گرفته شده تا محاسبه ها دقت بیشتری داشته باشند. دیواره سد از جنس  Solid در نظر گرفته شد که غیر قابل تغییر می باشد ولی هندسه بستر مخزن، رسوبی Sediment  تعریف گردید زیرا با حرکت جریان تغییر می کند. نتایج نشان می دهد که در نزدیکی تخلیه کننده های تحتانی سد مقدار حداکثر رسوب شویی تا بستر مخزن به صورت مخروطی شکل انجام می شود. مقادیر بالای ضریب تبیین R2=0/832 و مقادیر پایین درصد خطای پیش بینی مدل عددی و درصد مربعات خطا، RMSE=0/57 و MAE=0/454 بیان گر نتایج قابل قبول مدل  Flow 3D با شبیه ساز LES در مدل سازی فلاشینگ سد سفید رود می باشد. مقایسه نتایج بیان گر آن است که مدل آشفتگیLES در برآورد حداکثر عمق آبشستگی عملکرد بهتری نسبت به مدل آشفتگی RNG دارد و نتایج حاصل از آن به نتایج فلاشینگ انجام شده در سال 1383 نزدیک تر است.

    کلیدواژگان: رسوبزدایی، مخازن سد، نرم افزار سه بعدی
  • مهدیه فروزان مهر، مهدی دستورانی، مصطفی یعقوب زاده، سعیده حسین آبادی صفحات 69-84

    باتوجه به اهمیت خشکسالی و اقدام برای به حداقل رساندن خسارات ناشی از این بلیه طبیعی، در پژوهش حاضر به بررسی شاخص خشکسالی بارش استاندارد شده (SPI) در منطقه جنوب شرقی ایران در شهرستان زابل با استفاده از چهار مدل GCM، BCC-ESM2-MR، CanESM5، MIROC6 و MRI-ESM2-0 ارایه شده در CMIP6 پرداخته شده است. در این پژوهش، از دو سناریو SSP2-4.5 و SSP5-8.5 برای تخمین SPI در دو دوره 2044-2025 و 2084-2065 و برای پیش بینی داده های هواشناسی از روش ریزمقیاس نمایی BCSD استفاده شده است. با توجه به نتایج به دست آمده در هر دو سناریوی SSP2-4.5 و SSP5-8.5 و در تمامی مدل های مورد بررسی، میانگین 20 ساله شاخص SPI، شش ماهه نشان دهنده بیشترین مقدار منفی است. علاوه بر این مقایسه مدل ها و سناریوها در این پژوهش نشان می دهد که در مدل BCC-ESM2-MR ، میانگین 20 ساله شاخص شش ماهه SPI و در مدل CanESM5، شاخص 12 و 48 ماهه نسبت به سایر مدل ها بیشتر است. همچنین شاخص SPI در مقیاس زمانی 12 و 48 ماهه شدت خشکسالی را در دوره های مورد مطالعه بیشتر از مقیاس زمانی شش ماهه نشان می دهد و در مقیاس های زمانی مورد مطالعه تقریبا هر دو سناریو بر هم منطبق هستند. طبق نتایج حاصل از این پژوهش، به طور کلی دوره های دارای وضعیت نرمال کاهش یافته و به تعداد دوره های دارای وضعیت خشک نسبت به دوره پایه افزوده شده است. همچنین نتایج نشان می دهد در بدبینانه ترین حالت، تعداد دوره های خشک در ایستگاه سینوپتیک زابل 14 دروه خواهد بود و می توان برای پیش بینی شاخص خشکسالی از مدل CanESM5 استفاده نمود.

    کلیدواژگان: خشکسالی، گزارش ششم تغییر اقلیم، شاخص SPI، تغییر اقلیم
  • محمدحسین جعفری ابنوی، رضا محمدپور، محمدکریم بیرامی صفحات 85-102

    در این تحقیق مشخصات پرش هیدرولیکی در حوضچه های واگرا-همگرا مورد بررسی قرار گرفته و کلیه آزمایش ها در کانالی به طول 11 متر، عمق 7/0 متر  و عرض 48/0 متر انجام گرفت. نتایج به دست آمده از حوضچه واگرا-همگرا با حوضچه واگرای تدریجی و کلاسیک و همچنین تحقیقات پیشین مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که در دبی بیشترین  نسبت عمق (y2</sub>/y1</sub>) و طول پرش (Lj/y1</sub>) در حوضچه واگرا-همگرا به ترتیب به میزان 5/35 و 7/95 درصد نسبت به حوضچه های کلاسیک کاهش داشته در حالی که این مقادیر برای حوضچه واگرای تدریجی به ترتیب  برابر با 7/31 و 9/69 درصد به دست آمده است. از طرفی مقدار افت انرژی در حوضچه های واگرا-همگرا و واگرای تدریجی به ترتیب 7/23 و 8/19 درصد نسبت به حوضچه های کلاسیک افزایش یافته است. در انتها با استفاده از آنالیز ابعادی و دو روش تحلیلی و رگرسیونی، معادله هایی برای پیش بینی نسبت اعماق مزدوج و طول پرش پیشنهاد شده است. با توجه به این تحقیق می توان نتیجه گرفت که حوضچه های واگرا-همگرا عملکرد مناسب تری نسبت به حوضچه های کلاسیک و واگرا دارد که علاوه بر ابعاد کمتر دارای افت انرژی بیشتری نیز می باشند.

    کلیدواژگان: سرعت جریان، عمق ثانویه پرش، طول گرداب پرش، افت انرژی در پرش
  • نرگس بهرامی دمنه، سمیه سلطانی گردفرامرزی، مرتضی قیصوری، ابوالفضل عزیزیان صفحات 103-120

    خشک سالی و تغییرات کاربری اراضی ازجمله پدیده هایی هستند که می توانند بر کاهش کمیت و کیفیت آب های سطحی در حوضه های آبخیز تاثیرگذار باشند. این پژوهش با هدف بررسی اثر تغییرات کاربری اراضی بر پارامترهای کمی و کیفی آب رودخانه پلاسجان صورت گرفت. بدین منظور از آمار بارش و دمای ایستگاه سینوپتیک داران و داده های دبی و کیفیت آب حوضه اسکندری واقع در خروجی حوضه طی دوره آماری 20 ساله (2020-2000) استفاده شد. به منظور تحلیل خشک سالی در منطقه موردمطالعه از شاخص بارش استاندارد و شاخص خشک سالی هیدرولوژیک رودخانه در چهار گام زمانی (شش، 12، 24 و 48 ماهه) استفاده گردید. نتایج بررسی تغییرات کاربری اراضی بر پارامترهای کیفی، نشان دهنده این است که در دوره ترسالی بین کاربری کشاورزی و املاح آب هم بستگی مثبت و معنی دار وجود دارد. به عبارت دیگر با افزایش درصد مساحت کاربری کشاورزی غلظت املاح افزایش می یابد. در دوره خشک سالی نیز بین کاربری مرتع و غلظت برخی املاح هم بستگی معکوس و معنی دار و بین کاربری بایر و شهری و برخی پارامترهای کیفی همبستگی مثبت و معنی دار وجود دارد؛ بدین معنی که با کاهش درصد مساحت مرتع و افزایش مساحت کاربری شهری و بایر مقدار املاح آب افزایش پیدا کرده که سبب کاهش کیفیت آب می شوند. نتایج کلی نشان داد که افزایش فعالیت های انسانی با تغییر کاربری اراضی و نوسانات آب و هوایی از عوامل موثر بر کمیت و کیفیت آب رودخانه پلاسجان می باشند. بنابراین، اجرای برنامه های صحیح مدیریتی در حوضه مورد پژوهش برای کنترل تغییرات کاربری اراضی و مدیریت منابع آبی در مواقع خشک سالی مورد نیاز می باشد.

    کلیدواژگان: تاخیر زمانی، شاخص خشک سالی، کاربری اراضی، هم بستگی
  • فایز فردوس پناه، مهدی قمشی صفحات 121-133

    جریان ورودی به آبگیر به دلیل مومنتم بالا در جهت کانال اصلی سبب ایجاد جدایی جریان درون آبگیر می شود. در این تحقیق، با به کارگیری موانع در دو حالت چیدمان موازی و زیگزاگی و در شرایط وجود و کاهش ورتکس ناشی از موانع در مسیر جریان، سعی در بررسی میزان تاثیر ورتکس بر ابعاد ناحیه جداشدگی ابتدای آبگیر شده است. با توجه به مشاهدات می توان بیان نمود که  قرارگیری موانع به صورت زیگزاگی، حداکثر تا 49 درصد سبب کاهش طول و تا 65 درصد کاهش عرض ناحیه جداشدگی نسبت به حالت بدون موانع می شود . با کاهش تاثیر ورتکس در حالت زیگزاگی موانع، ابعاد ناحیه جداشدگی در مقایسه با حالت های با وجود ورتکس و آزمایش شاهد کاهش می یابد. در صورت چیدمان موازی و کاهش ورتکس، حداکثر تا 48 درصد شاهد کاهش طول و تا 29 درصد افزایش عرض ناحیه جداشدگی نسبت به حالت های بدون موانع و با وجود ورتکس می باشیم. 

    کلیدواژگان: آبگیر 90 درجه، رسوب، موانع مکعبی، نسبت دبی
|
  • Rasoul Daneshfaraz, Ehsan Aminvash, Parisa Ebadzadeh Pages 1-15

    Hysteresis during supercritical flow is an issue that is not well understood. It occurs near structures in water supply systems, water transmission lines, and channels. The hysteretic behavior of a flow causes different states in the flow for otherwise identical conditions. (Defina and Viero, 2018) investigated the behavior of supercritical flow near a vertical gate. They proposed a theory for predicting hysteresis in the vicinity of a gate based on the Froude numbers upstream and downstream of the gate as well as on the gate opening ratio. Their results also confirm the existence of hysteretic behavior of the flow. The experiments also confirmed the validity of the theory on the effect of upstream and downstream Froude numbers on hysteretic behavior. (Defina and Viero, 2010) examined the various states created by the flow in a gradual narrowing. They showed that the friction and slope of the channel floor affect the stability of the flow and can create different hysteretic loops.The main purpose of this study was to investigate the contradictory behavior of supercritical flow with a sill located in the flow path and with different geometries. The existence of such contradictory behavior occurs due to hysteresis, for which there are relatively limited studies. Generally, the occurrence of hysteresis at the collision of the flow with the obstacle is expected. As for the same input current, two different behaviors are observed that behavior depend on the flow cycle. The flow cycle means increasing the discharge to a certain value and then decreasing it to the initial discharge.

    Keywords: Hysteretic Behavior, Possible Flow Regimes, Sill, Relative Flow Depth, Hydraulic Jump
  • Mohammadreza Rahmani, Saeb Khoshnavaz, Saeed Boroomand Nasab, Ehsan Derikvandi Pages 17-34

    Water scarcity is the most important factor limiting the production of agricultural products, especially in arid and semi-arid regions. Application of some materials such as superabsorbent polymers in soil increases water retention in soil and thus reduces water consumption and fertilizer leaching. These materials can reduce the effects of dehydration on the plant and lead to increased yield in arid and semi-arid regions. In order to investigate the effect of superabsorbent under water stress conditions on yield, yield components and some physiological characteristics of corn, experimental plots were conducted in the form of split plots in a randomized complete block design in Gotvand region in Khuzestan province. Three treatments of Aquasorb 3005 (600,300,0 kg / ha) A1, A2 and A3 and four irrigation strategies (50,75,100,125) percent of water requirement I1, I2, I3 and I4 in three replications for two growing seasons, respectively Summer 2019 and spring planting 2020) were considered. Irrigation planning, biological yield, harvest index and canopy cover were measured at different stages of growth seasons, based on which a growth simulation model was presented using AquaCrop software. The results of this test showed that the use of Aquasorb 3005 increased product performance by one percent. In addition, the results show the effect of superabsorbent application and irrigation planning on improving water efficiency. The highest grain yield in spring and summer cultivation was related to I2A3 treatment equal to 9055 and 9255 kg / ha, respectively, and the lowest yield in both crops was related to I4A0 treatment equal to 5977 kg / ha in spring cultivation and 6344 kg / ha in summer cultivation.

    Keywords: Gotvand, Water productivity, Deficit irrigation, Yield production, Canopy cover
  • Dorsa Darikandeh, Ali Shahnazari, Mojtaba Khoshravesh, Gerrit Hoogenboom Pages 35-55

    Climate change means any specific change in the long-term average weather state that occurs for a given location or for the entire globe (Goudarzi and Koupaei, 2020). Climate change is one of the most critical factors threatening food security, and it is expected to make food and nutrition security more challenging in the future (Carpena et al., 2019). It will affect the agricultural sector by changing the irrigation water requirements, crop yield, and water productivity (Boonwichai et al., 2018; Liu et al., 2019). Rice is the third most important crop in the world, following wheat and maize (Kapela et al., 2020). The occurrence of water shortages and droughts have raised concerns about the sustainability of rice production, including the main rice cultivation production region of Mazandaran in Iran (Yosefian 2018). Most studies have reported that rice production will decrease in the future due to a projected increase in temperature and a projected decrease in precipitation) Basak et al. 2010; Boonwichai et al. 2018; Nasir et al. 2020; Nicolas et al. 2020). Although many farmers, particularly in Iran, feel that permanent flooding conditions for rice farming are inevitable, climate change forces the use of water-saving technologies to ensure the long-term viability of irrigated rice production in paddy fields (Yosefian 2018; Mirfenderski 2022). Accordingly, it is necessary to find new methods for rice cultivation that reduce water use and make optimal use of the available water for irrigation while maintaining yield under climate change. The goal of this study was to examine the water requirement, water productivity, and risk of rice yield for different irrigation levels under various climate change scenarios using a crop simulation model.

    Keywords: deficit irrigation, RCP scenarios, downscaling, crop model, DSSAT
  • Mostafa Adineh, Mahmood Shafai Bajestan, Hesam Ghodousi Pages 57-68

    In this research, the sediment washing operation of the Sefidrood Dam reservoir has been simulated using a Numerical Flow 3D model along with two turbulence models, RNG and LES. The results of case studies performed on the Sefidrood Dam reservoir in 2004 have been validated. To simulate, an area of ​​the reservoir with an approximate length of 700 meters and also the dam wall meshed in the form of 2 mesh blocks 1 and 2. Mesh block 1 was considered to include the dam wall, the area close to the dam wall, and the lower Gates. The dam was considered to be a solid type, which is unchangeable. Still, the geometry of the reservoir bed was defined as sediment because it changes with the movement of the flow.The results show that near the lower dischargers of the dam, the maximum amount of sediment washing up to the reservoir bed is conical. The high values ​​of the explanation coefficient (R2) and the low values ​​of the percentage of predictive error of the numerical model indicate the acceptable results of the Flow 3D model with the LES simulator in the flushing modeling of Sefidrood Dam. A comparison of the results suggests that the LES turbulence model has a better performance in estimating the maximum scour depth than the RNG turbulence model, and the results are closer to the flushing results performed in 2004.

    Keywords: Sediment Washing, Dam Reservoirs, 3D Software
  • Mahdieh Forouzan Mehr, Mehdi Dastourani, Mostafa Yaghoobzadeh, saeide Hoseinabadi Pages 69-84

    Drought is one of the most complex natural hazards that affect natural and human systems (Wilhite et al., 2005, Wilhite et al., 2007). Greenhouse gas emission has contributed to climate change in the last century (Van Pelt and Swart, 2011). Climate change has a significant impact on the hydrological cycle and consequently on water resources, and the frequency and severity of droughts and floods. The most reliable tool available for future climate simulation is the output of coupled atmosphere-ocean patterns of atmospheric general circulation (Shakarami and Massahbavani, 2007). The reports of the Intergovernmental Panel on Climate Change show that if the current trend of greenhouse gas production due to the consumption of fossil fuels continues, the concentration of these gases can reach more than 600 ppm before the end of the 21st century (IPCC, 2007). The downscale model, which is a downscale statistical method, uses semi-empirical distributions for simulation and downscale and can generate future climate parameters at the station level. A major application of these data is to monitor and evaluate future droughts (Hosseinabadi et al, 2020). In the occurrence of drought, there are many factors such as changing the course of rivers and draining reservoirs, climate change and warming of the earth. Nowadays, the increasing occurrence of drought has caused the attention of many meteorologists and climatologists around the world. Drought indicators are used to diagnose and classify drought conditions. These indicators include the possibility of evaluating the standardized precipitation evaporation and transpiration index SPEI, the Palmer drought intensity index PDSI, the standard runoff index SRI and the identification drought index RDI. SPI and SPEI are the most common drought indicators.

    Keywords: Drought, Sixth Climate Change Report, SPI Index, Climate Change
  • Mohammadhossein Jafari Abnavi, Reza Mohammadpour, Mohammadkarim Beirami Pages 85-102

    Hydraulic jump is used as an important energy dissipator phenomenon downstream of hydraulic structures such as spillways, gates, and chutes. The US Bureau of Reclamation (USBR) surveyed the state of knowledge in this field and presented practical guidelines for the design of different types of stilling basins (Peterka 1958). However, it is always preferable to achieve maximum energy loss with a minimum length and cost in the stilling basin. Experimental studies on the effect of gradually diverging stilling basin walls on the hydraulic jump parameters have shown that diverging walls cause a reduction of the sequent depth by up to 30%, a reduction of the length of the hydraulic jump by up to 22%, and an increase in the energy loss compared with the classic hydraulic jump (Kouluseus and Ahmad 1969; Khalifa and McCorquodale 1979; Omid et al. 2007). Hassanpour et al. (2017) studied the characteristics of the hydraulic jump in a gradually expanding rectangular stilling basin. They showed that the sequent depth ratio and relative length of the jump decrease with decreasing divergence ratio. Arabhaabhirama and Abela (1971) studied radial hydraulic jumps in a gradually expanding rectangular channel with divergence angles from 0 to 13◦. The results showed that the divergence of the walls causes reductions in the sequent depth and length of the jump and an increase in energy loss as compared to the hydraulic jump in a straight rectangular channel.Since the hydraulic jump changes the flow from the supercritical to the subcritical, on the other hand, the flow depth is decreased in the expanding and diverging stilling basins in the supercritical and subcritical conditions, respectively. The innovation of this research is the use of divergent-convergent stilling basins to increase the performance of the stilling basins.  The results of the divergent-convergent stilling basin were compared with the classic and divergent basins as well as previous research.

    Keywords: Flow Velocity, Jump length, Alternative depth, Energy loss
  • Narges Bahrami demneh, Somayeh Soltani-Gerdefaramarzi, Morteza Gheysouri, Abolfazl Azizian Pages 103-120

    Drought refers to the lack of rainfall in the long trun, which is one of the most important natural disasters due to its spatial extent and short-term and long-term economic, social and environmental consequences (Nikbakht and Moradi, 2019). Factors affecting the physical, chemical and microbial properties of surface waters: precipitation, geographical location, climate, geology, industrial activities, domestic wastewater, agriculture, mineral pollutants, etc. can be mentioned (Mishra et al., 2017). In addition to drought, land use changes change the hydrological cycle of the basin and upset the balance between rainfall, evaporation, soil permeability and runoff (Farokhzadeh et al., 2016). Land use is one of the most important factors affecting the quality of surface water resources, especially rivers, as land population changes, land use patterns change. Therefore, runoff from rainfall as well as urban wastewater discharge leads to an increase in the amount of nutrients and other pollutants into rivers and surface water sources (Moradi et al., 2012). Tahiru et al. (2020) investigated the impact of land use change and land cover on water quality in a catchment area in the northern region of Ghana. Their results showed that there is a positive relationship between land use change and land cover and water quality parameters. Soltani-Gerdefaramarzi et al., (2021) investigated the effect of land use on surface water quality under both wet and dry periods in the Godarkhosh watershed. The results showed that barren and residential lands had the greatest impact on surface water quality and rangeland and forest land use showed a negative correlation with water quality parameters. Also, a strong significant relationship was found between water quality parameters and land use in dry years. Lei et al. (2021) investigated the effects of land cover, topography, and soil on water flow quality at multiple and seasonal spatial scales in a German lowland catchment. Overall changes in water quality on larger scales were estimated better in the summer. Due to the location of Iran in the dry land belt, most of its area will experience drought during most days of the year, which will cause changes in water and environmental resources. Biology, economic growth and development, agricultural activities, etc. are essential; on the other hands, land use changes have a significant impact on surface water quality. This effect can improve or reduce the quality of surface water. These changes have a great adverse effect on the environment and water resources, so the control and monitoring of surface water for various uses is necessary to make water of good quality available to the public. One of the main sources of drinking water, agriculture and industry in Isfahan province is the Eskandari watershed and the Plasjan river. Therefore, paying attention to water resources is one of the appropriate and necessary management measures at the level of the entire basin. Therefore, in the current research, land use changes during two periods of drought and drought have been investigated on the quantitative and qualitative parameters of the Plasjan River.

    Keywords: Correlation, Drought index, Land use, Lag time
  • Fayez Ferdospanah, Mehdi Ghomeshi Pages 121-133

    Vortex shedding behind the obstacles is one of the factors affecting the transfer of sediments to the downstream of the structures. The flow entering the intake has a lot of momentum in the direction of the main channel, and because of this, flow separation occurs inside the intake. This area reduces the effective cross section of the flow at the beginning of the intake. On the other hand, increasing the flow pressure of the downstream mouth of the intake, the complex flow pattern in the mouth of the intake causes changes in the alluvial bed of the open channels. Haghbin and Ghomeshi (2014) by investigating the effect of the vortex caused by the cylindrical obstacles located in the intake with diameters of 24 and 34 mm and with two discharge ratios (the ratio of flow rate per unit width of the intake to flow rate per unit width of the main channel) 0.63 and 0.83 for  flow rate of 21.17 liters per second and two intake ratios of 0.43 and 1.07 for the flow rate of 17.82 liters per second, they reached these results that in the case of using obstacles with a larger diameter, the amount of bed sediments entering the water intake, in comparison it is less by using obstacles with a smaller diameter.  Also, the amount of sediment entering the intake in the case of a smaller intake is less than that of a larger intake.  In another paper, Khanarmuei et al (2016) discussed the effect of vortex formation on sediment transport in two-pipe intake. The intended research was investigated using a scaled physical model.  Experiments were performed on the inlets of two pipes in three common inlet directions (vertical, horizontal, and at an angle of 45 degrees).  In each experiment, the category of the vortex was determined according to its strength. Particle tracking velocity (PTV) was used to measure the tangential velocity of vortices. The results showed that the speed of sediment transport is significantly affected by the strength of the formed eddies. With the increase in the strength of the eddies, the rate of transfer sedimentation increased.  Also, the amount of sediment transfer was affected by the inlet angle of the pipe.  It can be concluded that the minimum and maximum sediment transfer rates occur for inclined and horizontal intakes, respectively.  In the past researches, understanding the pattern of sedimentation in the entrance and inside the intake, in the presence of obstacles and vortex formation, has received less attention.  In this research, by using cubic obstacles in the case of the flow hitting the top of the obstacles, which has a greater vortex strength after the obstacles compared to the case of hitting the side, an attempt was made to investigate the effect of the vortex on the dimensions of the separation area at the beginning of the intake according to the sediment pattern.

    Keywords: Intake, Separation, Sediment, Cubic Obstacles, Vortex