فهرست مطالب

مجله تحقیقات منابع آب ایران
سال پنجم شماره 3 (پیاپی 15، زمستان 1388)

  • تاریخ انتشار: 1388/10/11
  • تعداد عناوین: 9
|
  • مقالات علمی- پژوهشی
  • رسول زرگرپور*، علی نورزاد صفحه 1
    پژوهش حاضر برآن است تا عوامل و مولفه های مربوط به مدیریت یکپارچه منابع آب کشور را که بر امنیت آبی کشور اثرگذار هستند از نظر برنامه ریزان، مدیران ارشد، اساتید و خبرگان دانشگاهی در رشته آب و نمایندگان مجلس را بررسی نموده و با مرور بر تجربیات سایر کشورهای جهان و متناسب با شرایط ایران، الگوی مناسب را ارائه نماید و اثر آن را نیز بر امنیت آبی کشور بررسی کند. بدین منظور ابتدا با مرور دیدگاه های مختلف و متنوع بین المللی از یک طرف و نتایج اجلاسها و کنفرانسهای جهانی آب از طرف دیگر و با مقایسه و دسته بندی آنها مفهوم جامع و مانع مدیریت یکپارچه منابع آب و امنیت آبی انتخاب گردید. سپس با مراجعه به منابع بین المللی و نیز اسناد بالادستی مصوب مدیریت آب کشور، شاخص های موثر در این دو مفهوم انتخاب شده و احصاء گردید. با مراجعه به مدیران ارشد آب کشور، اساتید دانشگاه، مدیران ارشد کشاورزی و متخصصین خبره آب کشور با استفاده از مدل تصمیم گیری چند منظوره چند معیاره در فضای فازی، شاخص های اصلی مدیریت یکپارچه منابع آب و امنیت آبی حاصل شد و میزان همبستگی آنها تبیین گردید. نهایتا الگو و مدل مفهومی مدیریت یکپارچه منابع آب با تاکید بر امنیت آبی در کشور با استفاده از کلیه مراجع بین المللی و اسناد بالادستی بخش آب ارایه گردید. نتایج تحقیق حاکی از آن است که الگوی مدیریت یکپارچه منابع آب با تاکید بر امنیت آبی کشور عبارت است از 14 محور یا شاخص اساسی این مدیریت، به علاوه هفتاد استراتژی مورد عمل که با رعایت درجه اهمیت و اولویت هر کدام و استقرار این الگو، مدیریتی علمی و کارآمد و پویا را در مدیریت آب کشور به ارمغان خواهد آورد و توصیه بین المللی در این خصوص نیز محقق گردیده است.
    کلیدواژگان: مدیریت یکپارچه منابع آب، امنیت آبی، MDSS4، شاخص، تصمیم گیری چند معیاره، حکمرانی آب
  • اشکان فرخ نیا*، سعید مرید صفحه 14
    پیش بینی آورد رودخانه در مدیریت منابع آب از اهمیت فراوانی برخوردار است، اما به دلیل عدم قطعیت بالا در عواملی که فرآیند بارش- رواناب را سبب می گردند، همواره با مشکلاتی همراه بوده است. یکی از روش هایی که می تواند این مشکل را تا حدی کاهش دهد، تحلیل عدم قطعیت پیش بینی های انجام شده می باشد. این تحلیل ها در مدل های آماری سابقه طولانی دارند، ولی برای مدل های شبکه عصبی و نروفازی کمتر مورد استفاده قرار گرفته و این در شرایطی است که در سال های اخیر به مراتب توجه بیشتری به این تکنیک ها شده است. در مطالعه حاضر عدم قطعیت نتایج مدل های شبکه عصبی و نروفازی در پیش بینی 1 تا 3 ماه آینده جریان رودخانه مورد ارزیابی قرار گرفته و منطقه مطالعاتی رودخانه صوفی چای در محل ایستگاه تازه کند در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که مدل نروفازی از دقت بالاتر در پیش بینی و عدم قطعیت کمتری برخوردار است، اما بطور مشخص برای پرآبی ها در هر دو مدل عدم قطعیت بیشتر شده که خطرپذیری (ریسک) کاربرد نتایج را افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: پیش بینی جریان رودخانه، عدم قطعیت، شبکه عصبی مصنوعی، نروفازی
  • محسن رضایی* صفحه 28
    خصوصیات شیمیایی آبخوان آب زیرزمینی دشت کرمان مورد مطالعه قرار گرفته و از نتایج آزمایشات فیزیکی و شیمیایی مربوط به 58 حلقه چاه عمیق استفاده گردیده است. در این نمونه ها خصوصیات فیزیکی و شیمیایی و یون های اصلی (Na+، K+، Ca++، Mg++، Cl-، SO4- -، HCO3-) مورد سنجش قرار گرفته اند. روش های مختلف شامل دیاگرام های ترکیبی، اندیس های اشباع و آنالیزهای چند متغیره در ارزیابی پارامترهای کیفی استفاده شده است. نتایج نشان داده اند که رخساره هیدروشیمیایی غالب(Na، K–Cl، SO4) در 73 درصد از نمونه ها می باشد. اندیس اشباع از کلسیت، دولومیت، ژیپس و آراگونیت محاسبه و نشان دهنده وضعیت فوق اشباع نسبت به کلسیت و دولومیت می باشد. تحلیل خوشه ای، منابع آب را در سه گروه مجزا قرار می دهد که منطبق با زمان ماندگاری آب و میزان واکنش با مواد آبخوان از هم مجزا می شوند. نتایج تحلیل عاملی نشان می دهد که 3/96 درصد از تغییرات کیفی آب توسط 5 عامل کنترل می شود. عامل اول و مهمترین عامل، انحلال هالیت موجود در آبرفتهای دشت کرمان است. انحلال ژیپس که کماکان در آبخوان اتفاق می افتد، در درجه دوم اهمیت قرار دارد.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، آنالیز چند متغیره، هیدروژئوشیمی، اندیس اشباع
  • سید محمودرضا بهبهانی، الناز نوروزی اقدم*، علی رحیمی خوب، حسین عقیقی صفحه 39
    رطوبت خاک و تغییرات زمانی و مکانی آن یکی از اجزاء بسیار مهم مدل های اقلیمی، اکولوژیکی و هیدرولوژیکی است. ارائه نمای جامع و یکنواخت از نواحی مختلف زمین، تصویر برداری مکرر از مناطق وسیع و غیر قابل دسترس، به همراه اطلاعات با فواصل زمانی منظم از ویژگی های مهم سیستم های سنجش از دور می باشد. پوشش گیاهی مرتعی در مناطق خشک و نیمه خشک تحت تاثیر رطوبت خاک می باشد، بنابراین می توان از شاخص های پوشش گیاهی حاصل از تصاویر ماهواره ای جهت مطالعه مقدار رطوبت خاک استفاده نمود. این تحقیق رابطه رطوبت خاک به دست آمده از اندازه گیری های میدانی و NDVI های همزمان و تاخیری حاصل از تصاویر سنجنده مودیس را با بهره گیری از داده های روزانه هواشناسی در فصل رشد (فروردین- مرداد) گیاهان مرتعی استان خراسان، در سال های آماری 2003- 2005 توسط مدل های رگرسیون خطی مورد مطالعه قرار داده است. نتایج، همبستگی متوسطی را بین رطوبت لایه سطحی خاک و NDVI های همزمان و تاخیری در طول فصل رشد نشان دادند. بهترین همبستگی بین رطوبت لایه سطحی خاک و NDVI تاخیری 15روزه به دست آمد. با درنظر گرفتن عامل باد و تبخیر تجمعی مدل های بهتری برای تخمین رطوبت لایه سطحی خاک در محدوده زمانی و مکانی تحقیق ارائه شده است.
    کلیدواژگان: رطوبت خاک، NDVI، MODIS، سنجش از دور، استان خراسان
  • محمدرضا جعفرزاده*، ابراهیم علامتیان صفحه 48
    در این تحقیق معادلات دو بعدی متوسط گرفته شده در آب های کم عمق در تبدیل ها با استفاده از روش های عددی مک کورمک و لاکس وندروف دو گامی در یک شبکه ثابت حل می شود. آنگاه برای افزایش دقت جواب ها در روش مک کورمک، شبکه ثابت در هر گام زمانی به یک شبکه متحرک، با استفاده از تکنیک سرعت گرهی تبدیل می گردد. این کار اصطلاحا «روش تطبیق شبکه» نامیده می شود و در آن گره ها در جاهایی که مشخصات جریان نظیر عمق و سرعت به شدت تغییر می کنند به یکدیگر نزدیک می شوند. در این مقاله راهکار جدیدی به منظور جلوگیری از تمرکز بیش از اندازه گره ها پیشنهاد شده است. با استفاده از این راهکار، زمان محاسبات کاهش پیدا می کند. برای ارزیابی صحت جواب های عددی، آزمایشاتی در یک تبدیل تنگ شونده انجام شد. ملاحظه می شود که روش مک کورمک همراه با راهکار جدید سازگاری بیشتری با نتایج آزمایشگاهی دارد.
    کلیدواژگان: تبدیل ها، شبکه تطبیقی، روش مک کورمک
  • یادداشت فنی
  • ناصر رستم افشار*، هاشم کاظمی، فریده نوبهار صفحه 56
    منابع آب با منشاء کارستی یکی از مهمترین منابع آبی کشور محسوب می شود. پدیده های کارستی در بخشهای مختلف کشور بالاخص در مناطق زاگرس، البرز و به صورت محدود در نواحی مرکزی، شرایط مناسبی را در شکل گیری مخازن آب زیرزمینی فراهم نموده است که در تامین شرب شهرها نقش برجسته ای دارد. حفاظت از این منابع یکی از اقدامات مهم در چرخه مدیرت منابع آب به شمار می آید. در این گزارش براساس مشخصات سازندهای سخت و ضخامت لایه های زمین شناسی، شدت آسیب پذیری چهار منطقه حفاظتی پیشنهاد شده است. همچنین با توجه به مراحل توسعه پدیده کارست و هدایت هیدرولیکی، شعاع حفاظتی برای هر منطقه نیز محاسبه و نهایتا معیار حفاظتی ارائه گردیده است.
    کلیدواژگان: منابع آب، کارست، قوانین، حفاظت، آلودگی
  • فرهاد دلیری*، مجید خلقی صفحه 59
    با توجه به اینکه اغلب حوضه های آبریز فاقد آمار و اطلاعات با کفایت لازم هستند، شبیه سازی بارش- رواناب منطقه شمال نیشابور در سیستم هیدرولوژیک با الگوریتم های مدل HEC-HMS پایه ریزی شد. الگوریتم انتخابی در مدل مذکور، روش SCS(CN) می باشد. شماره منحنی حوضه برای شرایط متوسط بر اساس اطلاعات پوشش گیاهی، کاربری اراضی، گروه های هیدرولوژیک خاک و جدول SCS محاسبه شد. روندیابی موج سیل نیز در بازه های مورد نیاز از روش روند تاخیر صورت گرفت. در این تحقیق جهت بررسی اهمیت تیپ رگبار در تخمین دبی اوج سیلاب در کنار ضرایب مختلف گیرش اولیه (2/0 و 05/0)، سه ایستگاه هیدرومتری عشق آباد، دیزبادعلیا و زرنده با پراکنش منطقی در شمال نیشابور انتخاب گردیدند. نتایج حاکی از آن است که کاربرد روش SCS(CN) در منطقه شمال نیشابور با رگبار تیپ IV و گیرش اولیه 2/0 دارای کمترین درصد خطا می باشد. همچنین استفاده از نسبت جذب اولیه 05/0 به جای 2/0 که توسط وودوارد و همکاران (2003) توصیه شده، در منطقه شمال نیشابور مناسب نمی باشد. بطور کلی نتایج تحقیق نشان می دهند که تنها 53 درصد از دبی های اوج تخمینی (از 15 مشاهده) در دامنه قابل قبول از دبی اوج مبنا قرار دارند. لذا روش مذکور را بدون عمل بهینه سازی و/یا فرایند منطقه ای نمودن برای حوضه مورد مطالعه توصیه نمی شود.
    کلیدواژگان: تیپ رگبار، گیرش اولیه، دبی سیلاب، شبیه سازی، حوضه آبریز نیشابور
  • سید محمد حسینی سهی، سید علی اکبر صالحی نیشابوری* صفحه 65
    تحلیل جریان عبوری از روی سرریزسد و حوضچه آرامش توسط مدل های فیزیکی زمان بر بوده و هزینه زیادی در بر خواهد داشت. با پیشرفت چشمگیر در توسعه روش های عددی یا دینامیک محاسباتی (CFD) در سال های اخیر، استفاده از مدل های ریاضی و حل عددی معادلات جریان کاربردی تر و باصرفه تر می گردد. در این مقاله شبیه سازی عددی جریان و پرش هیدرولیکی داخل حوضچه آرامش سرریز سد و بررسی اثر دبی بر میدان جریان و توزیع فشار داخل حوضچه آرامش به کمک نرم افزار Flow–3D ارائه شده است. در این مقاله از مدل آشفتگی k– استفاده شده و روش VOF برای تعیین پروفیل سطح آزاد جریان به کار گرفته شده است. نتایج مدلسازی پرش هیدرولیکی در حوضچه آرامش به کمک این نرم افزار تطابق مناسبی با نتایج فیزیکی (مدل فیزیکی ساخته شده با مقیاس1:45 برای سرریز سد تالوار در استان زنجان) دارند. همچنین می توان هندسه حوضچه و موانع داخل آن را با استفاده از امکانات این نرم افزار به حالت بهینه طراحی کرد. نتایج این تحقیق با منحنی های طراحی USBR نیز تطابق خوبی نشان می دهند.
    کلیدواژگان: FLOW- 3 D، حوضچه آرامش، پرش هیدرولیکی، جریان، روش عددی
  • صفحه 88
|
  • R. Zargarpour*, A. Nourzad Page 1
    This research studied the factors and components related to integrated water resources management which affects water security. A model is presented which integrates the views of designers, director generals, water scientists, and legislative systems. This study also reviewed the international experiments and has customized them for Iran. The results of the international commissions and conferences were studied to compile the concept of integrated water resources management and water security. Then referring to international resources and the official Iranian water management system, the effective variables in these two concepts were selected and determined. The presented Fuzzy model took into account the opinion of high level national water managers and the water resources experts for multiple decision making with multiple criterions. The main criterions of integrated water resources management and water security were determined and the degree of their relativities were measured. At the end, a pattern and a conceptual model of integrated water resources management which emphasized on national water security are presented. The results of this research showed that fourteen main criteria should be considered for a model aiming at water security. Furthermore seventy practical strategies according to their degree of importance and priorities were examined and a scientific, practical and dynamic management in water resources management of the country were presented. The international recommendations were also ascertained.
    Keywords: Integrated Water Resources Management, Water Security, MDSS4, Multiple Criteria Decision Making, Water Governance
  • A. Farokhnia *, S. Morid Page 14
    River flow forecasting in water resources management is of great importance. But, due to the high uncertainty in the factors affecting the rainfall-runoff process, the results are usually problematic. One of the procedures that can alleviate this problem is incorporating uncertainty analysis in forecasted results. Such an analysis has been traditionally used for statistical methods but less attention has been given to the Artificial Neural Networks (ANNs) and the Neuro- Fuzzy (ANFIS) models. These models have gained much popularity in recent years. This research has aimed to analyze the uncertainty of these techniques for 1 to 3 months forecasting of river flow. Sofy-Chay River at Tazekand gauging station in the northwest of Iran is selected as the study site to explore the methodology. The results show that ANFIS overall gave more accurate forecasts and less uncertainty. But, when it comes to high flows, the confidence interval for the two models increases quite obviously and this increases the risk for application of the results.
    Keywords: River Flow Forecasting, Uncertainty, Artificial Neural Network, Neuro, Fuzzy
  • M. Rezaei* Page 28
    The hydrogeochemical characterization of the Kerman plain aquifer, in central Iran, has been studied. Chemical characteristics from 58 deep well samples were used. Physicochemical characteristics and the major elements (Na+, K+, Ca++, Mg++, Cl-, SO4 - - and HCO3 -) were analyzed for these samples. Different methods including composite diagrams, saturation indices, and multivariate statistical methods were employed to assess groundwater quality. The results showed that the main hydrochemical facies of the aquifer representing 73% of the samples samples are (Na, K– Cl, SO4). The solubility of Calcite, Dolomite, Gypsum, and Aragonite were assessed in terms of the saturation index indicating supersaturation with respect to Calcite and Dolomite. Clustering analysis showed three distinctive groundwater groups indicating different groundwater residence time and different rock-water interaction history. The results of factor analysis indicated that five factors explain about 96.3% of the total sample variance. The first and most important factor is mainly controlled by Halite dissolution in the Kerman plain. Dissolution of Gypsum is the second most important source of salinity.
    Keywords: Groundwater, Multivariate analysis, Hydrogeochemistry, Saturation Index
  • S. M. R. Behbahani, E. Noroozi Aghdam *, A. Rahimi Khoob, H. Aghighi Page 39
    Soil moisture and its temporal and spatial variations are one of the critical parameters in climatic, ecological, and hydrological modeling. Overall and consistent views on different parts of an area, repetitive satellite images from inaccessible areas and over large zones, along with regular periodic data are among important outcomes of the Remote Sensing (RS). Rangelands are highly dependent on the availability of water and therefore the vegetation indices can be used for tracking the changes in soil moisture. This study analyzes the correlation between the field measurements of soil moisture obtained using gravimetric sampling and the coincided and lagged MODIS-NDVIs based on the daily meteorological parameters during the growing season (April- August) from 2003 to 2005 in arid and semi arid rangeland in Khorasan Province, north eastern Iran. Results show that the surface soil moisture in these rangelands is moderately correlated to the coincided and lagged NDVI and can be estimated using NDVI during the growing season. Stronger relations can be obtained for surface soil moisture data lagged by 2 weeks with respect to the vegetation index. Considering wind and cumulative evaporation factors represent better temporal and spatial estimation for the surface soil moisture in the study area.
    Keywords: Soil Moisture, NDVI, MODIS, Remote Sensing, Khorasan Province
  • M. R. Jaefarzadeh*, E. Alamatian Page 48
    In this research the two dimensional depth averaged shallow water equations are solved in transitions using MacCormack and two step Lax-Wendroff schemes over a fixed grid. In order to increase the accuracy of the results in the MacCormack scheme, the fixed grid is adjusted using a grid speed technique in each time step. This is a grid adaptive method in which the nodes come close to each other at the places where the flow characteristics (depth and velocity) vary intensely. In this article a new technique is proposed to prevent excessive concentration of the nodes. Using this technique the code run time is reduced considerably. In order to evaluate the accuracy of the results some laboratory tests were performed in a contraction transition. It is observed that the MacCormack scheme with the new grid adaptive technique is more compatible with the experimental results.
    Keywords: Transitions, Adaptive grid, MacCormack scheme
  • N. Rostam Afshar *, H. Kazemi, F. Nobahar Page 56
    Karst ground water is one of the most important water resources in Iran. Karst formations are mostly concentrated in Zagross and Alborz Chains with limited distribution in central parts. Protection of Karst aquifers is a considerable challenge to all those involved in the decision making processes. In this research four different protection zones have been suggested on the basis of Karst formation, thickness of the Karst layer, and the degree of pollution. According to hydraulic conductivity and development of Karst formation, an area of influence has been fixed for each zone.
    Keywords: Water Resources, Karst, Legislations, Protection, Pollution
  • F. Daliri, M. Kholghi Page 59
    Available flood discharge data has a significant role in the procedure of flood control and management. In sites with a lack of data, a simulation model with the synthetic and estimated data is recommended. In this study a rainfall-runoff model (HEC-HMS) based on SCS (curve number) and flood routing (lag-trend) methods have been applied for a watershed situated in the north of Neyshabour, Northeast of Iran. The effects of several storm patterns and initial losses (0.2 & 0.05) have been studied for flood estimation. The results indicated that for a storm pattern of type IV and initial losses of 0.2, the estimated peak flood had more accuracy among patterns. However with this model 53% of 15 observed flood peak data is acceptable. Other result showed that the SCS method has less accuracy and it is not recommended for a watershed like north Neyshaboor flood management and should be calibrated.
    Keywords: Storm type, Initial losses, Flood discharge, Simulation, Neyshabor Watershed
  • S. M. Hoseini Sohi, S. A. A. Salehi Neyshabouri * Page 65
    Analysis of the flow over the dam spillway and in the stilling basin using physical models is time consuming and costly. Fast development of Computational Fluid Dynamics (CFD) in recent years, promotes the wider use of the numerical models for such applications. The numerical simulation of the flow-field in stilling basins using FlOW-3D is presented in this paper. The k– ε turbulence model is used and the VOF method is applied to calculate the free surface. The numerical results are compared with the experimental data of a physical model (1:45 scale model of the Talvar dam in the Zanjan province) and good agreement was found. Also comparison of the simulated results with the USBR data showed fair agreement.
    Keywords: FLOW–3D, Hydraulic jump, CFD, Stilling basin