فهرست مطالب

رویکردهای نوین در مهندسی آب و محیط زیست - سال دوم شماره 2 (پیاپی 4، پاییز و زمستان 1402)

نشریه رویکردهای نوین در مهندسی آب و محیط زیست
سال دوم شماره 2 (پیاپی 4، پاییز و زمستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/12/17
  • تعداد عناوین: 12
|
  • اشرف احمدلو، ذبیح الله خانی تملیه* صفحات 1-22
    ازآنجایی که کلر ماده ای با سمیت بالاست اگر با عناصر آلی در فاضلاب ترکیب شود سبب ایجاد ترکیبات بودار می شود و سبب ایجاد محصولات جانبی در فاضلاب شده و برخی از آن ها به عنوان ترکیبات سرطان زا وجهش زا شناخته شده است. برای همین منظور تحقیق در مورد میزان مصرف کلر در فصول مختلف سال مهم می باشد و با توجه به شرایط آب و هوایی و فرهنگ و بار میکروبی هر منطقه میزان مصرف آن متغیر می باشد. پارامترهای ویژه ای در ارتباط با کاربرد کلر برای تصفیه مواد زاید وجود دارد و با اطمینان می توان گفت که مصرف کلر با افزایش مقدار BOD در مواد زاید افزایش می یابد و همراه با تغییرات مقدار BOD تغییر می کند. ازاینرو در این تحقیق سعی بر آن شده به مقدار بهینه مصرف کلر را که در گندزدایی و تولید تری هالو متان ها موثر می باشد دست پیدا کرده و با انجام آزمون هایی روی تعدادی از پارامترهای نمونه های پساب خروجی در فصول مختلف سال ازجمله (دما،pH،COD،BOD، کلیفرم کل و کلیفرم فضولات انسانی و...) بررسی گردد. از اینرو تصفیه خانه فاضلاب لجن فعال اراک به عنوان پایلوت انتخاب گردید. سپس نتایج حاصل از تحقیق با استفاده از روش های آماری (همبستگی پیرسون) نشان داد که میزان مصرف کلر در فصول مختلف سال با تغییر شرایط آب وهوایی ،بار میکروبی تغییر داشته و در فصول گرم مصرف کلر افزایش و در فصول سرد کاهش پیداکرده و مقدار مصرف کلر همبستگی شدید و ارتباط معناداری با میزان کلیفرم داشته که در این تحقیق نقطه بهینه مصرف کلر در بالاترین مقدار کلیفرم در محدوده بین 15000-20000 کیلوگرم بوده است.
    کلیدواژگان: تصفیه خانه، کلر، گندزدایی، BOD، COD
  • پرهام جویلی، محمد حیدرنژاد* صفحات 23-32
    تاسیسات آبرسانی دارخوین از سال 1348 با هدف آبرسانی به بندر امام خمینی (ره) و صنایع پتروشیمی ماهشهر به بهره برداری رسید که پس از تامین آب مورد نیاز صنایع از طریق ایستگاه پمپاژ کوت امیر اهواز بطور انحصاری تامین کننده آب شرب شهرستان شادگان و روستاهای تابعه گردید. در این پژوهش با استفاده از نرم افزار Water Gems مدل سازی الگوی جریان در خط انتقال آب دارخوین صورت گرفت  و به تغییر قطر لوله ها و پمپاژ و تاثیر آن بر فشار، سرعت و تلفات پرداخته شد. نتایج نشان داد با کاهش 3/33 درصدی قطر لوله ها تلفات فشار در تمامی مسیر زیر 3 متر می باشد. تلفات فشار پایین به دلیل سرعت نرمال می باشد. همچنین کاهش 3/33 درصدی قطر لوله ها و کاهش قطر پروانه پمپ ها از 500 به 460 میلیمتر باعث کاهش چشمگیر فشار شده است. به طور متوسط فشار در سناریو 1 برابر 75 متر و در سناریو 2 الی 6 به ترتیب برابر با 72، 65، 60، 55 و 40 متر می باشد که شاهد کاهش3/3، 4/12، 7/19، 7/25 و 2/46 درصدی فشار در کل مسیر می باشیم.
    کلیدواژگان: کاهش قطرلوله، سرعت جریان، افت فشار، Water Gems، تاسیسات دارخوین
  • علیجان آبکار*، حمزه سعیدیان، نجمه حاج سید علیخانی صفحات 33-46

    مسایل اقتصادی - اجتماعی در حوزه های آبخیز سراسر دنیا به یکی از مهمترین مقوله های مورد بررسی در حوزه های آبخیز تبدیل شده است. در این تحقیق ابتدا زیر حوزه های حوزه آبخیز یزدان آباد مشخص شدند و سپس به بررسی مسایل اقتصادی - اجتماعی حوزه آبخیز یزدان آباد پرداخته شد و درآمدهای ناخالص تولیدات حوزه و همچنین هزینه ها و سود خالص تولیدات حوزه مشخص شدند. سپس درآمد خالص منابع تولید و خانوار در حوزه آبخیز یزدان آباد به تفکیک سامان عرفی به دست آمدند و روش و مکانیسم راهکارهای عملی جهت حل مشکلات حوزه آبخیز یزدان آباد پیشنهاد گردیدند. با توجه به آنکه نظام های بهره برداری کشاورزی موجود در حوزه مورد مطالعه سنتی است لذا به دنبال خود یکسری مشکلات را که موجب فرسایش، کم آبی، کمبود درآمد و مهاجرت در حوزه می شود، در پی خواهد داشت. مطابق بررسی های اقتصادی انجام شده روی منابع تولید و درآمد و با توجه به نتایج نسبت هزینه به فایده منابع مختلف تولید حوزه آبخیز یزدان آباد 55/0 است که رقم پایینی است. راه کارهای عملی جهت حل مشکلات حوزه آبخیز یزدان آباد نیز شامل تشکیل تعاونی آبخیزنشینان، برگزاری کلاس های آموزشی، احداث دامداری نیمه صنعتی، احداث خانه بهداشت و درمان دام، احداث زیر ساخت های گردشگری و برنامه های مدون کشت و بهره برداری گیاهان دارویی پیشنهاد می گردد. نتایج تحقیق نشان داد که در حوزه آبخیز یزدان آباد بیشترین نوع سامانه های عرفی مربوط به روستایی - عشایری با 5 مورد و کمترین نوع سامانه های عرفی مربوط به روستایی می باشد و 8 نوع محصول باغی در حوزه آبخیز یزدان آباد وجود دارد که پسته بیشترین مساحت و گیلاس، آلبالو و زرشک کمترین مساحت را به خود اختصاص داده است و کمترین عملکرد در واحد سطح مربوط به غلات می باشد و بیشترین عملکرد در واحد سطح مربوط به گیاهان دارویی می باشد. به طور کلی نتایج تحقیق نشان داد که با بهبود مسایل اقتصادی و اجتماعی و کسب درآمدهای پایدار کشاورزی در حوزه آبخیز مورد مطالعه فشار بر منابع طبیعی موجود در حوزه کمتر شده و به تبع آن تخریب منابع آبی و خاکی کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: مسائل اقتصای - اجتماعی، فرسایش، خسارت، حوزه آبخیز یزدان آباد
  • علی ابراهیم زاده*، بیتا باقری صیقلانی صفحات 47-64

    سد ها در مهار سیلاب و کاهش خسارت آن نقش موثری دارند. در سیلاب های فروردین ماه سال 1398، نقش و تاثیر سد های بزرگ در رودخانه های کارون، کرخه و دز به خوبی نمایان گردید و این سد ها با کاهش دبی اوج، خسارت سیلاب در پایین دست را کاهش داده و سیلاب را با ایمنی بیشتری عبور دادند. به هنگام سیلاب، بروز پدیده روگذری و عبور آب از روی سد ها، همواره آنها را تهدید می نماید. بنابراین بایستی ارزیابی ریسک روگذری سد ها را موضوعی مهم تلقی کرده و بین تراز آب مخزن سد و ریسک روگذری آن تعادل ایجاد نمود. با استفاده از پویایی سیستم ها می توان مجموعه ای از عوامل پیچیده، مرتبط و موثر در پدیده روگذری را در کنار یکدیگر قرار داده و تاثیر سناریوهای مختلف را بر روی ریسک روگذری بررسی نمود. در این مقاله با استفاده از مدل پویایی سیستم ها، تاثیر عدم قطعیت های مختلف به همراه سیلاب و باد با دوره های بازگشت مختلف به طور همزمان و مجزا بر ریسک روگذری سد ونیار مورد بررسی قرار گرفته است تا بتوان تمهیدات لازم برای کاهش ریسک روگذری و افزایش ایمنی در سد مذکور را اتخاذ نمود. نتایج تحلیل نشانگر این است که حداکثر مقدار ریسک روگذری در حالت حداکثر سیلاب محتمل (PMF) و سرعت باد با دوره بازگشت 100 ساله و با در نظر گرفتن عدم قطعیت ارتفاع آب مخزن سد و ارتفاع خود سد بوده و برابر برابر با 122931/0 می باشد و مقدار ریسک روگذری بعد از تعداد تکرار شبیه سازی 200000 مرتبه به مقدار یکسانی همگرا می گردد. در ادامه ضمن تحلیل سیلاب ناشی از روگذری، تاثیر آن بر اراضی پایین دست سد مورد بررسی قرار گرفته است، تا بتوان تصمیمات مدیریتی در زمان سیلابی که احتمال روگذری از سد را دارد اتخاذ نمود.

    کلیدواژگان: ریسک روگذری، پویایی سیستم ها، شبیه سازی مونت کارلو، سیلاب
  • مهدی عربی آیسک، محسن پوررضا بیلندی، مصطفی یعقوب زاده*، فرهاد آذرمی آتاجان صفحات 99-112
    آب مهمترین عامل محدودکننده کشاورزی در کشور است. بنابراین استفاده بهینه از منابع آب موجود و مدیریت آن ها با توجه به علم روز، امری بسیار حیاتی است. به این منظور اثر دو روش آبیاری (آبیاری کرتی و آبیاری تیپ) و سه سطح آبیاری (50، 75 و 100 درصد نیاز آبی گیاه) بر عملکرد گیاه پیاز خوراکی در منطقه شهر آیسک که دارای آب و هوای نسبتا گرم و خشک است، مورد بررسی قرار گرفت. این تحقیق به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار در دو سال زراعی 99-1397 انجام شد. نتایج نشان داد، عملکرد پیاز تحت تاثیر سطوح مختلف آبیاری، بیشترین تاثیر در عملکرد مربوط به تیمار 100% نیاز آبی با میانگین 9/44 تن در هکتار و کمترین آن با میانگین 95/9 تن در هکتار مربوط به تیمار 50% نیاز آبی است. همچنین در صفت کارآیی مصرف آب پیاز مشخص شد روش آبیاری تیپ با میانگین 69/4 کیلوگرم در مترمکعب آب به میزان 4/45 درصد بیشتر از روش کرتی با میانگین 56/2 کیلوگرم در مترمکعب آب است. همچنین تاثیر سطوح مختلف آبیاری در کارآیی مصرف آب در 100% نیاز آبی با میانگین 64/4 کیلوگرم در مترمکعب آب تفاوت چندانی با تیمار 75% نیاز آبی با میانگین 17/4 کیلوگرم در مترمکعب آب مشاهده نشد. در نتیجه آبیاری تیپ با سطح تنش 75% نیاز آبی گیاه به ترتیب مناسب ترین روش و سطح آب آبیاری برای گیاه پیاز در این منطقه است.
    کلیدواژگان: پیاز خوراکی، روش آبیاری، کم آبیاری، کارآیی مصرف آب
  • مرتضی بختیاری*، مجید حیدری، جواد ظهیری صفحات 113-122
    بهبود خصوصیات مکانیکی خاک به منظور احداث طرح های عمرانی از جمله دغدغه های با اهمیت مهندسین عمران می باشد. از دیر باز روش های مختلفی برای بهسازی خاک مورد استفاده در طرح ها توصیه شده است که عمده این روش ها حاصل استفاده از تجربیات گذشته بوده است که در این میان استفاده از افزودنی های مختلف به خاک مورد نظر از روش های متداول بوده است. امروزه با استفاده از وسایل آزمایشگاهی با تکنولوژی بالا این امکان فراهم شده است تا مواد افزودنی مورد نیاز جهت بهبود خصوصیات خاک بر اساس نوع کانی های تشکیل دهنده آن خاک انتخاب گردد. لذا در تحقیق با استفاده از دستگاه های میکروسکوپ الکترونی روبشی و روش پراش اشعه ایکس نوع کانی های تشکیل دهنده و ریخت شناسی خاک های مورد استفاده در کانال های دشت آزادگان که عمدتا بافت گچی داشته است مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل از تحقیق نشان می دهد تغییرات حد خمیری برای کلیه نمونه های مربوط نشان می دهد، کمترین مقدار مربوط به نمونه با %5 آهک برابر 65/7 افزایش و بیشترین مقدار مربوط به نمونه با 7% سیمان برابر 74/113 افزایش می باشد تغییرات زاویه اصطحکاک داخلی برای کلیه نمونه ها نشان می دهد، کمترین مقدار مربوط به نمونه با 5% آهک، 5% سرباره برابر 2/22 درصد و بیشترین مقدارمربوط به نمونه با 5% سیمان برابر 4/6% افزایش می باشد.
    کلیدواژگان: خصوصیات مکانیکی خاک، میکروسکوپ الکترونی روبشی، کانی شناسی، روش پراش اشعه ایکس، بهسازی خاک
  • محمد سمیعی، سیدمرتضی سیدیان*، ابوالحسن فتح آبادی، نصرالدین جهانتیغ صفحات 123-136

    هدف از این تحقیق ارایه مدلی جهت محاسبه مقادیر دبی سیلاب با دوره بازگشت معین با استفاده از ویژگی های هندسی حوزه آبخیز و با ارایه مدل های چند متغیره می باشد. به منظور مدل سازی و شناخت عوامل تاثیر گذار در رخداد سیل در حوزه آبریز گرگانرود، وضعیت آماری تعداد 11 ایستگاه هیدرومتری حوزه آبخیز گرگانرود واقع در استان گلستان مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. پارامترهای مختلف تاثیر گذار شامل عوامل فیزیوگرافی، پوشش گیاهی، کاربری اراضی، خاک شناسی، زمین شناسی و آب وهوا شامل 31 متغیر مستقل در این تحقیق انتخاب شد. تجزیه وتحلیل اطلاعات و مدل سازی سیلاب به روش آماری رگرسیون چند متغیره انجام شد. بدین ترتیب مدل های منطقه ای سیلاب به روش Enter از دقت و صحت بالاتری نسبت به مدل های به دست آمده از روش Forward برخوردار می باشد. به طورکلی 13 متغیر از 31 متغیر مستقل وارد شده در آزمون رگرسیون چند متغیره به عنوان مهم ترین و تاثیرگذارترین عوامل در بروز سیلاب حوزه آبخیز گرگانرود شناسایی گردیده است. متغیرهای موثر شامل: ضریب گراولیوس، درصد مساحت سازندهای نفوذپذیر، شیب حوزه آبخیز، زمان تمرکز، مساحت آبخیز، سرعت جریان، درصد مساحت اراضی با جهت شمال، درصد مساحت اراضی با جهت جنوب، درصد مساحت اراضی مرتعی، درصد مساحت اراضی زراعی، درصد تراکم آبراهه با رتبه 3، دمای متوسط سالانه و بارندگی حداکثر سالانه می باشد. با استفاده از این روابط (مدل ها) می توان مقادیر دبی حداکثر لحظه ای با دوره بازگشت های 2، 10،5، 25، 50 و 100 ساله را در حوزه های فاقد آمار در زیر حوزه های گرگانرود به دست آورد.

    کلیدواژگان: دبی پیک سیل، حوزه آبخیز گرگانرود، مدل سازی، رگرسیون خطی
  • جهانگیر عابدی کوپایی*، ناهید پورعبدالله، شهاب انصاری صفحات 137-148
    برای رشد گیاهان علاوه بر مقدار آب، پتانسیل ماتریک آب خاک نیز دارای اهمیت است. رابطه بین این دو با عنوان منحنی مشخصه آب خاک بیان می شود. مدل های بسیاری برای توصیف منحنی مشخصه آب خاک براساس داده های تجربی ارایه شده است اما به ندرت توانایی آن ها در تخمین منحنی مذکور برای بافت خاک های مختلف بررسی شده است. در پژوهش حاضر از اطلاعات مکش- رطوبت، 16 نمونه خاک در اطراف ایستگاه جنگلی در مرکز فنلاند استفاده شده است. تعداد 9 مدل معروف و پرکاربرد منحنی مشخصه آب خاک بر داده های تجربی برازش داده شدند. دقیق ترین مدل یک مرتبه برای کل داده ها و یک مرتبه برای هر گروه بافتی بر اساس معیارهای ریشه میانگین مربعات خطا، ضریب تبیین و میانگین خطا انتخاب شد. نتایج نشان داد مدل های ون گنوختن -معلم، ون گنوختن، گاردنر و براتسارت به ترتیب بیشترین و مدل بروکس- کوری کمترین دقت را در تخمین منحنی مشخصه رطوبتی خاک داشتند.
    کلیدواژگان: بافت خاک، منحنی رطوبتی خاک، مدل های ون گنوختن-معلم، ون گنوختن، گاردنر و براتسارت
  • فائزه کمری یکدانگی، عبدالواحد خالدی درویشان*، سهیلا آقابیگی صفحات 158-169
    حفاظت خاک نیازمند یک مدل و چهارچوب مناسب در ارزیابی فرسایش خاک و رسوب تولیدی براساس سناریوهای کاربری اراضی است. از این رو پژوهش حاضر با هدف بررسی حساسیت های مدل G2 نسبت به عامل فرسایش پذیری خاک در حوزه آبخیز معرف کسیلیان در بازه زمانی 2021-2001 انجام شد. نکاتی همچون استفاده از داده های پایگاه جهانی خاک و مقایسه با داده های نمونه برداری خاک، حذف فرسایش پذیری خاک در مناطق صخره ای و حذف داده های پرت ایجاد شده حاصل از خطای سیستماتیک در پژوهش حاضر لحاظ شد. نتایج نشان داد که به طور کیفی شدت فرسایش خاک برآوردی براساس هر یک از نکات مذکور، تماما در طبقه کمینه قرار داشت. نتایج اولیه شدت فرسایش خاک حاصل از داده های پایگاه جهانی خاک و روش IDW به ترتیب 31/4 و 33/4 تن در هکتار در سال بود که بر اساس آزمون t مستقل، اختلاف معنی داری با هم نداشتند. اما اثر سایر تغییرات شامل حذف فرسایش پذیری خاک در مناطق صخره ای و حذف داده های پرت بر تغییر مقادیر برآوردی فرسایش خاک با استفاده از آزمون های تحلیل واریانس یکطرفه و دانکن معنی دار (P<0.01) بود. شدت متوسط فرسایش خاک برآوردی حوزه آبخیز پس از رعایت نکات ذکر شده بیش از 65 درصد نسبت به نتایج اولیه کاهش یافت و به داده های کرت های فرسایش نزدیک تر شد. بر همین اساس می توان جمع بندی نمود که در کاربست مدل های فرسایش خاک، دقت و حساسیت ویژه در نحوه اجرا و رعایت نکاتی ضروری در خصوص نقشه عامل فرسایش پذیری خاک به منظور دست یابی به نتایج مناسب ضروری است.
    کلیدواژگان: تحلیل حساسیت، داده های Soilgrid جهانی، رسوب دهی ویژه، فرسایش خاک، مدل های تجربی
  • علی محمد جعفری*، علیرضا نیکوئی، علی قدمی فیروزآبادی، کاروان شانازی، محمدرضا بختیاری صفحات 170-183

    اصلاح الگوی کشت برنامه ای است که دولت با هدف دستیابی به توسعه پایدار کشاورزی و حفظ امنیت غذایی دنبال می نماید. حفاظت منابع تولید پایه، خودکفایی در تولید محصولات اساسی و حفظ اشتغال کشاورزی از جمله اهداف این برنامه است. این پژوهش در همین راستا با تاکید برحفاظت منابع آب در دشت کبودراهنگ استان همدان اجرا گردید. با استفاده از مدلسازی به روش برنامه ریزی خطی برای منطقه مورد مطالعه، الگوهای بهینه تعیین شدند. سیاست های حفاظت منابع آب با دو سناریوی کاهش بهره برداری از آب های زیر زمینی به میزان 30 و 50 درصد و سناریوی خودکفایی تولید گندم مورد بررسی و آزمون قرار گرفتند. نتایج نشان داد سیاست حفاظت از منابع آب باعث کاهش بازده برنامه ای الگوی کشت از 44/2 تا 24درصد در مقایسه با الگوی فعلی می شود. سطح زیر کشت غلات دیم نیز افزایش و سطح زیر کشت محصولات آبی کاهش یافت. سطح زیرکشت خیار وگوجه فرنگی افزایش یافته، ولی سطح زیر کشت علوفه و غلات آبی کاهش پیدا کردند. خودکفایی گندم تحت شرایط الگوی کشت موجود و بهینه به خودی خود محقق بود، اما در سناریوهای حفاظت منابع آب بدون اعمال قید خودکفایی میسر نشد. تحت سناریو خودکفایی گندم بازده برنامه ای و استفاده از نیروی کار بیش از سناریوهای حفاظت منابع آب کاهش یافت. افزایش بهره وری آب در هرکدام از سناریوها نسبت به وضع موجود مشهود بود. با توجه به یافته های تحقیق و در راستای حفاظت منابع آب و بهره برداری پایدار از این منابع، کنترل وکاهش بهره برداری به میزان 30 تا 50 درصد در راستای الگوی بهینه کشت ضروری است

    کلیدواژگان: الگوی کشت بهینه، بهره وری آب، خودکفایی، کبودراهنگ
  • مجتبی ماندگاری کهن، مهدی ذاکری نیا*، حسین دهقان صفحات 184-202
    توزیع آب سنتی با میراب تا حدی در توزیع عادلانه آب موثر اما محدودیت هایی از نظر کارایی و بهره وری دارد.در حالی که در شبکه های مدرن می توان با بکارگیری فناوری و زیرساخت های پیشرفته برای بهینه سازی تخصیص و توزیع آب تلاش نمود. البته اجرای شبکه آبیاری مدرن با وجود هزینه بسیار زیاد برای اجرای آن، لزوما به معنی موفق بودن آن در عملیات محوله نبوده و می بایست عملکرد آن توسط متخصصان این امر مورد ارزیابی و تحلیل قرار گیرد. از این رو در این پژوهش به مقایسه بهره وری مصرف آب در دو روستای شاهکوه سفلی گرگان با شبکه آبیاری سنتی (تحت مدیریت میراب) و روستای محمدآباد گرگان با شبکه آبیاری نوسازی شده و اراضی یکپارچه شده، پرداخته شده است. داده های مورد نیاز در این بخش، شامل پرسشنامه و اندازه گیری های میدانی دبی آب در شبکه بود که نهایتا به کمک این داده ها، بهره وری آب در مزارع محاسبه گردید. شاخص های بهره وری، شامل عملکرد به ازای واحد حجم آب (CPD)، و شاخص های بهره وری اقتصادی شامل، سود ناخالص به ازای واحد حجم آب(BPD) و سود خالص به ازای واحد حجم آب (NBPD)، محاسبه گردید. براساس نتایج به-دست آمده، مشخص شد که میانگین شاخص CPD برحسب وزن تر، BPD و NPBD به ترتیب در روستای شاهکوه سفلی، 54/7 (کیلوگرم برمترمکعب)، 12425، 10427 (تومان بر مترمکعب) و در روستای محمدآبادگرگان، به ترتیب 41/0 (کیلوگرم برمترمکعب)، 1510، 918 (تومان بر مترمکعب)بدست آمده است. بنابراین علی رغم انتظار، در روستای شاهکوه سفلی، با وجود شبکه سنتی مدیریت توزیع آب، بهره وری بیشتری حاصل شده است.
    کلیدواژگان: بهره وری مصرف آب، شبکه های آبیاری، آبیاری سنتی، اراضی یکپارچه، بهره وری اقتصادی
  • ابراهیم غلامعلی پور علمداری*، معصومه فراستی، صدیقه شکوهی، علیرضا آستارایی صفحات 203-216
    آزمایشی با هدف ارزیابی پتانسیل آللوپاتیک عصاره آبی اندام های مختلف اکالیپتوس بر خصوصیات جوانه زنی رشد گیاهچه ای گیاه محک و حساس به آللوکمیکال نخود در دو شرایط آزمایشگاه و گلخانه بصورت طرح کاملا تصادفی در سه تکرار بطور جداگانه انجام شد. در ابتدا نمونه های خشک شده توسط آسیاب پودر گردیدند. برای آزمایش زیست سنجی، سوسپانسیون 2 درصد از اندام های برگ و پوسته اکالیپتوس بهمراه مخلوطی از برگ و پوسته تهیه و سپس رقت های مختلف از سوسپانسیون نظیر 0 (شاهد)، 5، 15 و 20 درصد از سوسپانسیون حاصل اعمال شد. در شرایط گلخانه ای، مقادیر مختلف بقایای گیاهی شامل 5/0، 1، 2 و 5 درصد وزنی از هر یک از اندام های برگ، پوسته و مخلوطی از آن ها در سه کیلوگرم خاک لوم در گلدان ها بطور جداگانه تهیه شد. گلدان ها به مدت 60 روز به منظور پوسیده شدن و فعالیت میکروارگانیسم ها در این شرایط نگهداری شد. در انتها برای آزمایش زیست سنجی، برخی از صفات درصد جوانه زنی، طول ریشه چه و ساقه چه، ضریب آلومتریک و شاخص بنیه بذر و در مورد آزمایش گلخانه ای نیز درصد جوانه زنی، طول بوته و وزن تر و وزن خشک گیاهچه ای نخود مورد اندازه گیری قرار گرفت.مطابق نتایج، اثر اندام های اکالیپتوس، غلظت ها و یا مقادیر مختلف از بقایای گیاهی و اثر متقابل آن ها بر خصوصیات جوانه زنی و رشد گیاهچه ای نخود معنی دار بود (p<0.05).شدت اثر بازدارندگی و تحریک کنندگی در بذور نخود وابسته به نوع اندام و غلظت عصاره آبی و یا مقادیر بقایای پوسیده اکالیپتوس بود.در بیشتر موارد، اندام برگ در غلظت و مقادیر بالا از ماکزیمم اثر بازدارندگی بر خصوصیات جوانه زنی و رشد
    کلیدواژگان: برگ، بنیه بذر، پتانسیل آللوپاتیک، رقت های مختلف، عصاره آبی، مقادیر بقایا
|
  • Ashraf Ahmadloo, Zaihollah Khani Temeliyeh * Pages 1-22
    Since chlorine is a highly toxic substance, if it is combined with organic elements in the wastewater, it causes the creation of odorous compounds and causes the creation of byproducts in the wastewater, and some of them are known as carcinogenic compounds. There are special parameters related to the use of chlorine for the treatment of waste materials and it can be said with certainty that the use of chlorine increases with the increase in the amount of BOD in the waste materials and changes along with the changes in the amount of BOD. Therefore, this research has tried to find the optimal amount of chlorine consumption, which is effective in disinfection and production of trihalomethanes, by conducting tests on several parameters of the effluent samples in different seasons of the year, including (temperature, pH, COD, BOD, total coliform and human excreta coliform, etc.) should be checked. Therefore, Arak Arak-activated sludge wastewater treatment plant was selected as a pilot. Then the results of the research using statistical methods (Pearson's correlation) showed that the amount of chlorine consumption in different seasons of the year changed with the change of weather conditions and microbial load, and in hot seasons chlorine consumption increased and in cold seasons it decreased and the amount of chlorine consumption It has a strong correlation and a significant relationship with the amount of coliform, and in this research, the optimal point of chlorine consumption was at the highest amount of coliform in the range between 15,000-20,000 kg.
    Keywords: Treatment Plant, Chlorine, Disinfection, BOD, COD
  • Parham Joveili, Mohammad Heidarnejad * Pages 23-32
    The Darkhovein Water System was commissioned in 1969 for supplying water to the port of Bandar-e Imam Knomeini and the Mahshahr Petrochemical Complex via the Kut-e Amir Pumping Station in Ahvaz. In addition, it has been the sole source of drinking water for Shadegan County, including villages. In this research, using the Water Gems software, the flow pattern in the Darkhoin water transition line was modeled and the change in the diameter of the pipes and pumping and its effect on the pressure, velocity and losses were investigated. Based on the results, a 33.3% decrease in the pipe diameter resulted in pressure losses of less than 3 m throughout the pipeline. This low pressure drop was due to the normal flow velocity. Furthermore, a reduction in the pump propeller diameter from 500 mm to 460 mm in addition to the mentioned decrease in the pipe diameter led to a significant reduction in pressure. Moreover, the average pressure in Scenario 1 was found to be 75 m, while those in Scenarios 2-6 were 72 m, 65 m, 60 m, 55 m, and 40 m, respectively, indicating pressure drops of 3.3 m, 12.4 m, 19.7 m, 25.7 m, and 46.2 m, respectively, across the pipeline.
    Keywords: Pipe diameter reduction, Flow Velocity, Pressure drop, WaterGEMS, Darkhovein Water System
  • Alijan Abkar *, Hamzeh Saeediyan, Najmeh Seyed Alikhani Pages 33-46

    Socio-economic issues in watersheds around the world have become one of the most important issues in watersheds. In this research, first the sub-basins of Yazdanabad watershed were identified and then the socio-economic issues of Yazdanabad watershed were investigated and the gross revenues of the studied watershed and expenses and the net profits production of the watershed were determined. Consequently, the gross revenues of the watershed productions, as well as costs and net profit of the watershed productions were determined. Then, net revenue of production and household resources in Yazdanabad watershed was obtained in the Conventional Zone and the method and mechanism of practical solutions were proposed to solve the problems of Yazdanabad watershed. Considering that the existing agricultural exploitation systems are traditional in the studied area, it will lead to a series of problems that cause erosion, water shortage, income shortage and migration in the watershed.According to the economic studies done on the sources of production and income and according to the results the cost-benefit ratio of different sources of production in Yazdanabad watershed is 0.55 which is a low figure. Practical solutions for solving the problems of Yazdanabad watershed include establishment of watershed cooperatives, holding training classes, construction of semi-industrial livestock, construction of livestock health house, construction of tourism infrastructure and programs for cultivation and operation of medicinal plants are suggested. The results showed that in Yazdanabad watershed, the most common systems are related to the rural-nomadsand the lowest type of common systems is related to rural.

    Keywords: Socio-economic issues, Erosion, Damage, Yazdanabad Watershed
  • Ali Ebrahimzadeh *, Bita Bagheri Seygalani Pages 47-64
    Objective

    Dams play a key role in controlling floods and minimizing associated losses. They reduce downstream losses by lowering the flood peak and enable a safer flood stream. Despite the significant advantages of dams, dam failure may cause dramatic casualties and financial losses. Overtopping is a major dam failure that can be induced by one or more geophysical events, e.g., floods, landslides, earthquakes, and intense winds. Overtopping is particularly crucial for earth and aggregate dams as they are more likely to be destroyed due to the flow over the crest. Therefore, the overtopping risk evaluation of dams is important, and it is necessary to bring a trade-off between the reservoir level and overtopping risk.

    Methods

    The risk management of earth dams is complex since multiple factors are involved. System dynamics (SD) can be used to evaluate the effects of a set of complex, interrelated factors on the overtopping risk of dams under several scenarios. Floods and winds are the main causes of overtopping, with each being dependent on a number of variables. This paper used an SD model to evaluate the independent and combined effects of uncertainties with floods and winds of different return periods on the overtopping risk of the Vanyar Dam, Iran. This would help implement efficient measures to minimize the overtopping risk and maximize safety. To measure the effects of overtopping floods on the downstream of the dam, a hydraulic model was developed in HEC-RAS. The geometric parameters/data of the river and the non-steady stream data along with the initial and boundary conditions were introduced as inputs to the hydraulic model. The most critical scenario to identify the overtopping flood zone corresponded to the probable maximum flood (PMF), under which a broad area of the downstream lands would be flooded.

    Results

    This study analyzed the overtopping risk of the Vanyar Dam, Iran, for different flood and wind return periods by modeling the dam reservoir through system dynamics (SD) under initial reservoir level and dam height uncertainties using the Monte Carlo method. The effects of floods and the combined effects of floods and winds on the overtopping risk were evaluated. The results demonstrated that the probable maximum flood (PMF) with a wind return period of 100 years under reservoir level and dam height uncertainties maximized the overtopping risk to 0.122931. The overtopping risk converged in 200,000 iterations. The analysis of the overtopping flood downstream of the dam showed that many villages and facilities would be completely flooded, and it is necessary to implement management measures, such as controlling the reservoir level, to minimize the overtopping risk.

    Keywords: Overtopping Risk, System Dynamics, Monte-Carlo simulation, Flood
  • Mehdi Arabi Aysk, Mohsen Pourreza Bilandi, Mostafa Yaghoobzadeh *, Farhad Azarmi Atajan Pages 99-112
    Water is the most important factor limiting agriculture in the country. For this purpose, the effect of two irrigation methods (basin irrigation and tape irrigation) and three irrigation levels (50, 75 and 100 percent of the plant's water requirement) on the performance of edible onion plants in Aysk city, which has a relatively hot and dry climate, was studied. Was investigated. This research was done factorially in the form of randomized complete block design with four replications in two crop years 2017-2018. The results showed that the yield of onion under the influence of different levels of irrigation, the highest effect is in the yield related to the treatment of 100% water requirement and the lowest related to the treatment of 50% water requirement. Also, in terms of onion water consumption efficiency, it was found that Tape irrigation method with an average of 4.69 kg per cubic meter of water is 45.4% more than the basin method with an average of 2.56 kg per cubic meter of water. Also, the effect of different levels of irrigation on the efficiency of water use in 100% water demand with an average of 4.64 kg per cubic meter of water was not much different from the treatment of 75% water demand with an average of 17.4 kg per cubic meter of water. As a result, tape irrigation with a stress level of 75% of the plant's water requirement is the most appropriate method and irrigation water level for onion plants in this region.
    Keywords: : edible onion, Irrigation method, Deficit irrigation, Water Use Efficiency
  • MORTEZA BAKHTIARI *, Majid Heidari, Javad Zahiri Pages 113-122
    Improving the mechanical properties of soil in order to build civil projects is one of the important concerns of civil engineers. For a long time, various methods have been recommended to improve the soil used in projects, and most of these methods have been the result of using past experiences, among which the use of different additives to the desired soil has been one of the most common methods. Today, by using high-tech laboratory equipment, it is possible to select additives needed to improve soil properties based on the type of minerals that make up that soil. Therefore, in the research, using scanning electron microscope and X-ray diffraction method, the type of constituent minerals and the morphology of the soils used in the channels of Azadegan Plain, which mainly had a chalky texture, were studied. The results of the research show that there are changes in the paste limit for all related samples, the lowest value for the sample with 5% lime is an increase of 7.65% and the highest value for the sample with 7% cement is an increase of 113.74%. The angle of internal friction for all samples shows, the lowest value related to the sample with 5% lime, 5% slag is equal to 22.2% and the highest value related to the sample with 5% cement is equal to 6.4% increase.
    Keywords: Mechanical properties of soil, Scanning Electron Microscope, Mineralogy, X-ray diffraction method, Soil Improvement
  • Mohamad Samiei, Morteza Seyedian *, Abolhasan Fathabadi, Nasrodin Jahantig Pages 123-136

    The Objective of this research is to provide a model to calculate flood discharge values with a certain return period by using the geometric features of the watershed and by providing multivariable models.To understand flood occurrence in the Gorganrood watershed, we studied 11 hydrometric stations in Golestan province. Various influential parameters, including physiographic factors, vegetation, land use, soil science, geology, and weather including 31 independent variables were selected in this research. Data analysis and flood modeling were done by the multivariate regression statistical method. In this way, flood regional models using the Enter method have higher accuracy and precision than the models obtained using the Forward method. In general, 13 variables out of 31 independent variables included in the multivariate regression test have been identified as the most important and influential factors in the occurrence of floods in the Gorganrood watershed. The effective variables include: Gravel's coefficient, percentage of the area of permeable formations, watershed slope, concentration time, watershed area, flow velocity, percentage of land area with a north direction, percentage of land area with a south direction, percentage of pasture land area, percentage of agricultural land area, percentage Waterway density is ranked 3, as are average annual temperature and maximum annual rainfall.

    Conclusions

    By using these relationships (models), it is possible to obtain the values of the maximum instantaneous discharge with a return period of 2, 10, 5, 25, 50 and 100 years in the basins without statistics under the sub-basins of Gorganrood.

    Keywords: Flood Peak Discharge, Gorganrood watershed, Modeling, linear regression
  • Jahangeer Abedi Koupaee *, Nahid Pourabdollah, Shahab Ansari Pages 137-148
    In addition to soil water content, soil matric potential is also important for plant growth. Soil water characteristic curve (SWCC) or soil moisture characteristic curve describes soil water content and soil matric potential relationship. Many models have been developed to describe the SWCCs and their fitting to the experimental data. However, their fitting accuracies in different soil textures, have been rarely investigated. In this study, matric potential-moisture data of 16 soil sample of forest station in Finland use to fit SWCC models. Nine well known and frequently applied SWCC models were fitted to the measured data. The most accurate models of total soil samples, each textural group and each textural class were estimated using root mean square error (RMSE), coefficient of determination (R2) and mean error (ME). Result showed that van Genuchten-Mualem, van Genuchten, Gardner and Brutsaert models had most accurate and Brooks and Corey model had least accurate to predict SWCC.
    Keywords: Soil texture, SWCC, van Genuchten-Mualem, Van Genuchten, Gardner, Brutsaert models
  • Faezeh Kamari Yekdangi, Abdulvahed Khaledi Darvishan *, Soheila Aghabeigi Amin Pages 158-169
    Soil conservation requires a suitable model and framework to assess soil erosion and sediment yield based on land use scenarios. Therefore, the present study was conducted with the aim of investigating the sensitivity of the G2 model to the soil erodibility factor in the Kasilian representative watershed in the period of 2001-2021. Points such as the use of global soilgrid database and comparison with soil sampling data, removal of soil erodibility in rocky areas, and removal of outlier data created by systematic error were included in the current research. The results showed that qualitatively, the rate of soil erosion estimated based on each of the mentioned points was completely in the minimum category. The initial results of the soil erosion rate obtained from the global soilgrid database and the IDW method were 4.31 and 4.33 t ha-1 y-1, respectively, which were not significantly different based on the independent t test. But the effect of other changes, including removal of soil erodibility in rocky areas and removal of outlier data on the change of soil erosion estimates using one-way ANOVA and Duncan's tests were significant (P<0.01). The estimated average rate of soil erosion in the watershed after following the mentioned points was reduced by more than 65% compared to the initial results and became closer to the data of erosion plot.
    Keywords: empirical model, Global Soilgrid Data, Sensitivity analysis, Soil erosion, Specific Sediment Yield
  • ALI MOHAMMAD JAFARI *, Alireza Nikouei, Ali Ghadamifirouzabadi, Karwan Shanazi, Mohammad Reza Bakhtiyari Pages 170-183

    Reforming the cultivation pattern is a program that the government pursues with the aim of achieving sustainable agricultural development and maintaining food security.Protection of basic production resources,self-sufficiency in the production of basic products and maintaining agricultural employment are among the goals of this program.In this regard,this research was carried out with an emphasis on the protection of water resources in the Kabudrahang plain of Hamadan province.Using linear programming modeling for the studied area, optimal patterns were determined. Water resource protection policies were examined and tested with two scenarios of reducing the use of underground water by 30 and 50% and the scenario of self-sufficiency in wheat production.The results showed that the water resource protection policy reduces the planned efficiency of the cultivation pattern from 2.44% to 24% compared to the current pattern.The area under cultivation of rainfed crops also increased and the area under cultivation of irrigated crops decreased.The area under cultivation of cucumbers and tomatoes increased, but the area under cultivation of fodder and water grains decreased.Self-sufficiency of wheat under the conditions of the existing and optimal cultivation pattern was achieved, but in the scenarios of water resources protection,self-sufficiency was not possible without applying the condition.Under the scenario of self-sufficiency of wheat, the planned efficiency and the use of labor decreased more than the scenarios of protection of water resources.According to the research findings, in order to protect water resources and sustainable exploitation of these resources,it is necessary to control and reduce their exploitation by 30 to 50 percent.

    Keywords: Optimal cultivation pattern, Water efficiency, self-sufficiency, Kobudahang
  • Mojtaba Mandegari Kohan, Mehdi Zakerinia *, Hossein Dehghan Pages 184-202
    Traditional water distribution with Mirab is effective to a certain extent in the fair distribution of water, but it has limitations in terms of efficiency and productivity. While in modern networks, it is possible to try to optimize the allocation and distribution of water by using advanced technology and infrastructure. Of course, the implementation of a modern irrigation network, despite the high cost of its implementation, does not necessarily mean that it will be successful in the assigned operation, and its performance should be evaluated and analyzed by experts in this matter. water consumption efficiency in two villages of Shahkooh Sofla with traditional irrigation network and Mohammad Abad with renovated irrigation network and integrated lands has been done. The required data in this section included a questionnaire and field measurements of water flow in the network, and finally with the help of these data, the water productivity in the fields was calculated. performance per water volume unit (CPD), and economic productivity indicators, including gross profit per water volume unit (BPD) and net profit per water volume unit (NBPD) were calculated average CPD index in terms of fresh weight, BPD and NPBD in the Shahkooh, 7.54 (kilogram of wet matter per cubic meter), 12425, 10427 (tomans per cubic meter) and in the Mohammad Abad, respectively 0.41 (kilogram of dry matter per cubic meter), 1510 , 918 (tomans per cubic meter) has been obtained. Therefore, in Shahkooh , despite the traditional network of water distribution management, more economic productivity has been achieved
    Keywords: Water Use Efficiency, Irrigation Networks, Traditional irrigation, Integrated lands, Economic efficiency
  • Ebrahim Gholamalipour Alamdari *, Masumeh Farasati, Sedigheh Shokohi, Alireza Asteraie Pages 203-216
    An experiment was conducted in order to evaluate the allelopathic effect of water extract from different parts of Eucalyptus on the germination characteristics and seedling growth of the benchmark plant and sensitive to allelochemicals of chickpea in both laboratory and greenhouse conditions in a completely randomized design with three replications, separately. At first, the dried samples were powdered by a mill. For bioassay experiment, a 2% suspension of Eucalyptus leaves and bark along mixture of them was prepared, and then different dilutions of the suspension such as 0 (control), 5, 15 and 20% of the resulting suspension were applied. In greenhouse condition, different amounts of plant residues including 0.5, 1, 2, and 5% by weight of each leaf organ, bark, and their mixture were prepared separately in three kg of loam soil in pots. The pots were kept for 60 days in order to rot and the activity of microorganisms in these conditions. Finally, for bioassay experiment, some characteristics of germination percentage, radicle and shoot length, allometric coefficient, seed vigor index, and in the case of greenhouse experiment, germination percentage, plant length, seedling fresh and dry weight were measured. According to the results, the effect of Eucalyptus organs, different concentrations or amounts of plant residues, and their interaction effect on the characteristics of germination and seedling growth of chickpeas were significant (p<0.05). The intensity of inhibitory and stimulatory effect in chickpea seeds depended on the type of organ and the concentration of aqueous extract or the amount of decayed Eucalyptus
    Keywords: Allelopathic potential, aqueous extract, Different dilution, Leaf, Plant residues, Vigor index