فهرست مطالب

پژوهش های حفاظت آب و خاک - سال بیستم شماره 4 (مهر و آبان 1392)

نشریه پژوهش های حفاظت آب و خاک
سال بیستم شماره 4 (مهر و آبان 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/09/08
  • تعداد عناوین: 15
|
  • حمید زارع ابیانه*، مریم بیات ورکشی صفحات 1-25
    در امر مدیریت پایدار منابع آب تجدیدپذیر در سطح یک آب خوان، تخمین سطح آب زیرزمینی از اهمیت زیادی برخوردار است. در این پژوهش از روش های هوشمند عصبی در قالب شبکه عصبی پرسپترون چندلایه، تابع پایه شعاعی، عصبی فازی و عصبی ژنتیک برای تخمین مقادیر نقطه ای سطح ایستابی در دشت همدان- بهار استفاده شد. به منظور برآورد سطح ایستابی در نقاط بدون اندازه گیری، مقادیر برآورد نقطه ای هر یک از روش های هوشمند عصبی در محیط زمین آمار کریجینگ پهنه بندی شد. در مجموع دقت روش های مورد استفاده بر حسب خطای کم تر مقادیر سطح ایستابی برآوردی به ترتیب به روش های عصبی ژنتیک، پرسپترون چندلایه، تابع پایه شعاعی و عصبی فازی تعلق داشت. به طوری که مجذور میانگین مربعات خطای روش عصبی ژنتیک در برآورد تغییرات مکانی سطح ایستابی برابر 431/0 متر با ضریب تبیین 996/0 بود. بیش ترین مقدار خطا به برآوردهای مدل شبکه عصبی فازی با خطای 27/1 متر و مدل شبکه تابع پایه شعاعی با خطای 81/0 متر تعلق داشت. هم چنین مقایسه تغییرات مکانی سطح ایستابی برآوردی از روش عصبی ژنتیک در محیط زمین آمار کریجینگ با مقادیر مشاهده ای نشان دهنده کاهش پراکنش نقاط و باریک تر بودن محدوده اطمینان 90 درصد بود. از این رو با استفاده از طول و عرض جغرافیایی به عنوان بردار اطلاعات ورودی، می توان به دقت اطلاعات بالا در برآورد تغییرات مکانی و پهنه بندی مقادیر سطح ایستابی اطمینان به دست آورد.
    کلیدواژگان: سطح ایستابی، روش هوشمند عصبی، زمین آمار، دشت همدان، بهار
  • حسین بیات *، شبنم جوانشیر، ناصر دواتگر، محمدرضا نیشابوری صفحات 27-49
    به علت تغییرپذیری بالا و پیچیدگی خاک به دست آوردن ویژگی های هیدرولیکی خاک به طور مستقیم مشکل، وقت گیر و پرهزینه است. در نتیجه لازم است با روش های غیرمستقیم تخمین زده شوند. در این مطالعه 74 نمونه خاک از استان گیلان تهیه و متغیرهای توزیع اندازه ذرات و خاک دانه های ریز، جرم مخصوص ظاهری و رطوبت در مکش های 2، 5، 33، 100 و 1500 کیلوپاسکال اندازه گیری گردید. پارامترهای فرکتالی برای توزیع اندازه ذرات خاک و خاک دانه های ریز و پارامترهای توزیع اندازه ذرات مدل فردلاند و همکاران محاسبه و از آن ها برای تخمین رطوبت در مکش های موردنظر استفاده شد. نتایج نشان داد استفاده از پارامتر های فرکتالی توزیع اندازه ذرات خاک موجب بهبود تخمین رطوبت نگردید. استفاده از پارامتر های فرکتالی توزیع اندازه خاک دانه های ریز موجب بهبود معنی دار تخمین رطوبت در مکش های مختلف گردید و میزان ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) را در مرحله اعتبارسنجی تا 5/6 درصد بهبود بخشید. این نتیجه نشان دهنده تاثیر ساختمان خاک در نگهداری رطوبت می باشد. اما استفاده از پارامترهای توزیع اندازه ذرات مدل فردلاند و همکاران تاثیر بیش تری در تخمین رطوبت داشت و RMSE را در مرحله اعتبارسنجی تا 27 درصد بهبود بخشید. بهترین تخمین در مکش 5 کیلوپاسکال مشاهده شد که ضریب تعیین مرحله ایجاد 36/0 افزایش یافت. شاید علت آن تعداد بیش تر پارامترهای مدل فردلاند و همکاران و شبیه سازی دقیق تر توزیع اندازه ذرات خاک باشد. به طورکلی استفاده از پارامترهای مدل های توزیع اندازه ذرات و خاک دانه های ریز موجب بهبود تخمین منحنی نگهداری آب خاک می گردد.
    کلیدواژگان: توابع انتقالی، توزیع اندازه ذرات خاک، خاک دانه های ریز، مدل فردلاند
  • صبا باقری فام*، علیرضا کریمی، امیر لکزیان، اسماعیل ایزانلو صفحات 51-73

    بخش عمده مساحت ایران دارای اقلیم خشک و نیمه خشک بوده و خاک به طور ذاتی مستعد فرسایش و تخریب پذیری است. شناخت تاثیر مدیریت اراضی و ویژگی های توپوگرافی بر شاخص های مهم کیفیت خاک، مانند مقدار کربن آلی خاک و پایداری خاک دانه ها، لازمه استفاده پایدار از این اراضی می باشد. در این راستا، از اراضی تپه ماهوری منطقه سیساب شهرستان بجنورد، 4 ناحیه با مدیریت های مرتع قرق، مرتع چرای متوسط، مرتع چرای شدید و اراضی کشاورزی انتخاب و در هر منطقه، از جهت های شمالی و جنوبی شیب و در هر جهت از موقعیت های قله، شیب پشتی و پنجه شیب، از عمق 15-0 سانتی متری خاک، نمونه برداری شد. به طورکلی میزان شن در شیب های جنوبی و میزان سیلت، کربن آلی خاک و میانگین وزنی قطر خاک دانه ها (MWD) در شیب های شمالی بیش تر بودند. بیش ترین مقدار کربن آلی و MWD در پنجه شیب های شمالی و کم ترین مقدار آن ها در شیب پشتی جنوبی بوده است. میزان شن در مرتع چرای شدید و متوسط نسبت به مرتع قرق، به ترتیب 41 و 39 درصد افزایش و میزان رس حدود 6 درصد کاهش یافته است. کاهش میزان کربن ورودی به اکوسیستم در نتیجه برداشت محصول و چرای دام، همچنین، به هم خوردن خاک و تسریع اکسیداسیون ماده آلی، موجب کاهش معنی دار مقدار کربن آلی خاک از 6/9 گرم بر کیلوگرم در مرتع قرق به 4/6، 2/8 و 1/9 گرم بر کیلوگرم به ترتیب در اراضی کشاورزی، مرتع چرای شدید و متوسط شده است. MWD نیز به میزان 55 درصد در اراضی کشاورزی، 35 درصد در مرتع چرای شدید و 17 درصد در مرتع چرای متوسط نسبت به مرتع قرق به طور معنی داری کاهش یافته است. بر خلاف وجود رابطه قوی میان کربن آلی خاک و MWD در همه مناطق مورد بررسی (81/0=2R)، در شیب های شمالی پایداری خاک دانه ها بیش تر متاثر از کربن آلی و در شیب های جنوبی نقش کربنات کلسیم پر رنگ تر است.

    کلیدواژگان: قرق، جهت شیب، موقعیت شیب، ماده آلی خاک، میانگین وزنی قطر خاک دانه ها
  • میترا جوان*، سینا صادق فام، افشین اقبال زاده صفحات 75-97
    از آن جا که سرریزهای پلکانی می توانند با اتلاف انرژی، نقش مهمی در کاهش ابعاد حوضچه های آرامش پایین دست سدها و در نتیجه طراحی اقتصادی آن ها ایفا نمایند، مطالعه و بررسی این سرریزها مورد علاقه مهندسان هیدرولیک می باشد. معمولا شناخت هوادهی سطحی در سرریزهای پلکانی، مهم و قابل توجه است. در این مقاله به منظور بررسی توانایی روش های اختلاطی و حجم سیال، با استفاده از نرم افزار فلوئنت، چگونگی ورود هوا به داخل آب در سرریزهای پلکانی شبیه سازی شده است. نتایج شبیه سازی عددی مربوط به سطح آزاد، مولفه های سرعت و غلظت هوای محبوس در آب و چگونگی ورود هوا به داخل آب با نتایج آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفته اند. براساس نتایج به دست آمده، در نواحی شروع هوادهی که اختلاط زیاد آب و هوا وجود دارد، روش اختلاطی نسبت به روش حجم سیال سطح آزاد را بهتر شبیه سازی می کند. بر روی پله هایی که نزدیک تر به محل شروع اختلاط آب و هوا هستند، نتایج دو روش اختلاطی و حجم سیال در خصوص پیش بینی توزیع سرعت به هم نزدیک هستند (مقدار ریشه میانگین مربعات خطا برای روش اختلاطی برابر 25/0 و برای روش حجم سیال برابر 23/0 است). اما در پله هایی که فاصله آن ها از نقطه شروع هوادهی بیش تر است و اختلاط کامل تر آب و هوا انجام شده، روش اختلاطی نتایج به نسبت بهتری ارایه می دهد (مقدار ریشه میانگین مربعات خطا برای روش اختلاطی برابر 23/0 و برای روش حجم سیال برابر 33/0 است). همچنین زمان هم گرایی روش اختلاطی در مقایسه با روش حجم سیال بسیار کم تر است به طوری که این زمان می تواند 5-4 برابر کاهش یابد.
    کلیدواژگان: فلوئنت، روش اختلاطی، سرریز پلکانی، روش حجم سیال
  • محمد ملک نژاد یزدی، امیراحمد دهقانی*، محبوبه شهابی صفحات 99-122
    سدهای پاره سنگی به علت طبیعت نفوذپذیر و توجیه اقتصادی به سبب تامین مصالح مورد نیاز در محل، از جمله سازه هایی هستند که برای تسکین و مهار سیلاب در حوضه های آب ریز مورد توجه زیادی قرار گرفته اند. برای طراحی صحیح این گونه سدها، شناخت هیدرولیک جریان عبوری از آن ها امری ضروری است. با توجه به این که تاکنون عمده پژوهش ها بر روی رفتار جریان بدون رسوب در این سازه ها استوار بوده است، در این پژوهش به منظور بررسی رفتار جریان شامل رسوب، آزمایش هایی بر روی مدل آزمایشگاهی انجام شد. این آزمایش ها در فلومی شیب پذیر با در نظر گرفتن 3 شیب کف (001/0، 005/0 و 01/0) و بهره گیری از 4 محیط متخلخل پاره سنگی (2 محیط ریزدانه و 2 محیط درشت دانه) و تزریق 3 نوع رسوب غیرچسبنده (4/0، 6/0 و 8/0 میلی متر) انجام شد. با توجه به شبیه سازی جریان درون سازه های پاره سنگی با جریان درون لوله های تحت فشار، اصلی ترین رابطه این شبیه سازی (رابطه بین عدد رینولدز و ضریب اصطکاک دارسی ویسباخ) در شرایط جریان شامل رسوب بررسی و اصلاح شد. نتایج آزمایش ها نشان داد، به طورکلی جریان شامل رسوب از ضریب اصطکاک بالاتری نسبت به جریان بدون رسوب برخوردار بوده و رابطه های ارایه شده توسط پژوهشگران قبلی که در شرایط جریان بدون رسوب استخراج شده است، نمی تواند تخمین مناسبی از ضریب اصطکاک دارسی ویسباخ در شرایط جریان شامل رسوب ارایه کند. با توجه به این تفاوت رابطه هایی با در نظر گرفتن عامل رسوب در جریان شامل رسوب ارایه شد. انتظار می رود از نتایج این پژوهش و رابطه های به دست آمده بتوان در جهت تخمین ضریب اصطکاک دارسی ویسباخ در جریان شامل رسوب در محدوده اندازه ذرات و اعداد رینولدز ذکر شده استفاده کرد.
    کلیدواژگان: سد پاره سنگی، محیط متخلخل، جریان شامل رسوب، ضریب اصطکاک دارسی ویسباخ، عدد رینولدز
  • کبری سعادت، مجتبی بارانی مطلق* صفحات 123-143
    استفاده از لجن فاضلاب به عنوان کود در زمین های کشاورزی علاوه بر داشتن برتری های اقتصادی، گزینه مناسبی نیز برای رفع مشکل مدیریت لجن فاضلاب است. از محدودیت های اصلی مصرف لجن فاضلاب وجود غلظت های بالای فلزات سنگین مانند سرب و کادمیوم می باشد. هدف از این پژوهش بررسی اثر زئولیت طبیعی بر جذب سرب و کادمیوم موجود در لجن فاضلاب توسط ذرت بود. به این منظور آزمایشی گلخانه ای به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با 4 تکرار اجرا گردید. تیمار‎ها شامل لجن فاضلاب در 3 سطح 15، 20 و 25 درصد (وزنی/ وزنی) و زئولیت در 4 سطح 0، 5، 10 و 15 (وزنی/ وزنی) بودند. نتایج نشان داد، کاربرد لجن فاضلاب موجب افزایش غلظت سرب در اندام هوایی ذرت گردید، ولی فقط در تیمار 20 درصد نسبت به تیمار شاهد اختلاف آماری معنی‎دار در سطح 1 درصد مشاهده گردید. کاربرد لجن موجب افزایش معنی‎دار در سطح 1 درصد غلظت سرب و کادمیوم در ریشه ذرت گردید. نتایج هم چنین نشان داد کاربرد زئولیت موجب کاهش معنی‎دار (در سطح 1 درصد) غلظت سرب و کادمیوم در اندام هوایی و ریشه ذرت و افزایش معنی‎دار (در سطح 1 درصد) pH خاک گردید.
    کلیدواژگان: سرب، کادمیوم، لجن فاضلاب، زئولیت
  • الیاس سلطانی*، افشین سلطانی، ابراهیم زینلی، علی دستمالچی صفحات 145-163
    هدف از این مطالعه ارزیابی مدل CropSyst برای پیش بینی متغیرهای مربوط به چرخه نیتروژن در گندم و بررسی میزان هدررفت نیتروژن در سناریوهای مختلف مدیریتی تولید گندم در گرگان بود. ارزیابی مدل برای پیش بینی تجمع نیتروژن و نیتروژن باقی مانده بعد از برداشت گندم با استفاده از داده های 16 مزرعه گندم انجام شد. شبیه سازی تلفات نیتروژن از مزارع گرگان برای یک دوره 40 ساله (2008-1967) انجام شد. سناریوها عبارت از کشت آبی به صورت رایج، کشت آبی به صورت پرنهاده و کشت دیم به صورت کم نهاده بودند. نتایج نشان داد که مدل به خوبی می تواند عملکرد، تجمع نیتروژن و نیتروژن باقی مانده در مزارع گندم در گرگان را پیش بینی نماید. بیش ترین تلفات نیتروژن مربوط به هدررفت گازی نیتروژن از مزارع بود که با تغییر سناریو از کم نهاده (5/4 کیلوگرم نیتروژن در هکتار) به سمت پرنهاده (5/12 کیلوگرم نیتروژن در هکتار) افزایش معنی داری نشان داد. تلفات از طریق فرار آمونیاک در سناریوهای کشت رایج، پرنهاده و کم نهاده به ترتیب 5/7، 11 و 4/4 کیلوگرم نیتروژن بر هکتار بود. میزان تلفات از طریق دنیتریفیکاسیون نسبت به فرار آمونیاک بسیار کم تر بود. تلفات O2N بین 3/0-1/0 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بود. بین سناریوها از نظر آب شویی کل و آب شویی نیترات از مزارع اختلاف معنی داری مشاهده نشد. میانگین کل آب شویی در سناریوها معادل 5/5 و میزان آب شویی نیترات 1/3 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بود. نتایج به دست آمده بیانگر آن بود که مصرف کود سرک اوره منجر به افزایش تلفات نیتروژن (فرار آمونیاک) می شود و تغییر نوع کود و یا مدیریت کودی می تواند باعث کاهش تلفات نیتروژن شود.
    کلیدواژگان: آب شویی نیترات، تلفات نیتروژن، دنیتریفیکاسیون، فرار آمونیاک، گندم
  • مریم دوستکی*، سهیلا ابراهیمی، سید علیرضا موحدی نایینی، محسن علمایی صفحات 165-181
    استحصال نفت هر روز در ایران، سبب پخش و گسترش آن به محیط، در مراحل مختلف بهره برداری و ذخیره سازی این ترکیبات هیدروکربنی می شود. همین امر، ضرورت اعمال روش های کارآمد برای پاک سازی آلودگی، ولی سازگار با محیط زیست و مناسب هر منطقه را اجتناب ناپذیر می سازد. هدف از این پژوهش بررسی شرایط بهینه برای تحریک میکرواورگانیسم های بومی خاک به منظور تجزیه کل هیدروکربن های نفتی، واکنش باکتری ها در شرایط متفاوت اعمال شده، روش های تجزیه زیستی و نرخ یا روند تغییر میزان آلودگی هیدروکربنی با زمان بوده است. به این منظور از خاک آلوده نفتی اطراف پالایشگاه ری با میزان کل آلاینده هیدروکربنی 38 درصد استفاده و 13 تیمار از جمله کودهای شیمیایی، حیوانی، خاک اره و تلقیح کمپلکسی از باکتری های باسیلوس سابتیلیس، باسیلوس مگاتریوم، سودوموناس پوتیدا در طی 13 زمان (هر 2 هفته) بر این خاک اعمال شد. نتایج نشان داد، با گذشت زمان تیمارهای باکتری + خاک اره و باکتری به ترتیب با بیش ترین تاثیر باعث کاهش 35 درصد و 34 درصد آلودگی نفتی خاک مورد مطالعه شدند و تیمار خاک خشک (بدون هیچ گونه مواد افزودنی به جز هوادهی) با 18 درصد کاهش، کم ترین تاثیر را نسبت به بقیه تیمارها در تجزیه میزان نفت داشته اند. نتایج این پژوهش بیانگر این بود که در صورت فعال بودن میکرواورگانیسم های بومی و با بهبود شرایط محیطی از جمله هوادهی، اضافه کردن مواد مغذی، رطوبت می توان تجزیه هیدروکربن های نفتی را سرعت بخشید ولی اگر فعالیت ریزاندام های بومی کم باشد، مخلوط کردن موادی مثل خاک اره، کود حیوانی به همراه تلقیح ریزموجودات غیربومی از جمله باکتری های فعال نفت خوار روند کاهش آلاینده های نفتی، را افزایش خواهد داد.
    کلیدواژگان: باکتری، پالایش، خاک آلوده به ترکیبات نفتی، میکروارگانیسم، نفت
  • محمدرحیم اوجی*، داود نیک کامی، محمدحسین مهدیان، شهلا محمودی صفحات 183-199
    بهره برداری صحیح و اصولی از منابع طبیعی باعث حفظ این ثروت های ارزش مند می شود و به کارگیری دانش بهینه سازی می تواند کمک موثری در این راستا باشد. بر همین اساس، ارایه یک الگوی مناسب برای تخصیص بهینه اراضی به منظور رسیدن به کم ترین رواناب و رسوب دهی در حوزه آب خیز جاجرود از اهداف اصلی این پژوهش بوده است. برای تعیین ترکیب کاربری بهینه اراضی، میزان رواناب سطحی و رسوب دهی در هر کاربری برآورد و در انتها با استفاده از مدل برنامه ریزی خطی چندهدفه، مساله بهینه سازی به روش سیمپلکس حل شد. نتایج نشان داد که سطح کاربری های اراضی به صورت بهینه نبوده و نیازمند تغییراتی در کاربری های فعلی است. نتایج نشان داد که در صورت بهینه سازی کاربری اراضی، مساحت اراضی زراعت آبی و مراتع کاهش و سطح اراضی باغی افزایش می یابد. همچنین، نتایج نشان داد که بعد از بهینه سازی، رواناب سطحی و رسوب دهی کل حوضه به ترتیب 03/73 و 93/36 درصد کاهش خواهد یافت. همچنین نتایج به دست آمده از تحلیل حساسیت نشان داد که مجموع سطح اراضی زراعت آبی و باغی، حساس ترین فاکتور نسبت به تغییرات رواناب و رسوب دهی می باشد. حساس ترین ضریب در تابع کمینه سازی رواناب، ضریب مربوط به مرتع و در تابع کمینه سازی رسوب دهی، ضریب کاربری زراعت آبی بود. به طورکلی، زیاد بودن مساحت اراضی زراعت آبی و مرتعی نسبت به باغ ها در این حوضه و نرخ بالای رواناب و فرسایش در آن ها باعث شده که با تغییر اندکی در ضریب یا مساحت آن ها، تغییرات شدیدی در جواب به دست آید.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی خطی، فرسایش خاک، مدیریت آب خیز، هدررفت آب
  • علی رسول زاده*، سکینه رضوی قلعه جوق، محمدرضا نیشابوری صفحات 201-218
    مدل کردن حرکت آب و انتقال املاح در ناحیه غیراشباع، مستلزم شناخت ویژگی های هیدرولیکی خاک مانند منحنی های مشخصه آب خاک و هدایت هیدرولیکی غیراشباع آن می باشد. اندازه گیری مستقیم این ویژگی های هیدرولیکی با استفاده از روش های صحرایی و آزمایشگاهی که به نام روش های مستقیم شناخته شده اند بسیار پرهزینه و وقت گیر هستند. تعیین غیرمستقیم این ویژگی ها با استفاده از توابع انتقالی به عنوان جایگزین مناسب روش های مستقیم مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. بیش تر در مطالعات مختلف از توابع انتقالی به منظور برآورد شاخه دفع آب منحنی مشخصه آب خاک استفاده می گردد. ارزیابی توابع انتقالی به منظور برآورد شاخه جذبی منحنی مشخصه آب خاک به ندرت مورد توجه قرار گرفته است. به این منظور در این مطالعه دقت نرم افزارهای رزتا، سویل پار، توابع انتقالی راولز و براکنسیک و سکستون و همکاران در برآورد شاخه جذبی منحنی مشخصه آب خاک و همچنین هدایت هیدرولیکی غیراشباع مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. به منظور اندازه گیری شاخه جذبی منحنی مشخصه آب خاک و هدایت هیدرولیکی غیراشباع از روش صحرایی شانی، معروف به روش قطره چکان، استفاده شد. مقادیر معیارهای آماری شامل RMSE، MAE و E'' به منظور مقایسه دقت توابع انتقالی در برآورد منحنی مشخصه جذب و هدایت هیدرولیکی غیراشباع مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد منحنی مشخصه آب خاک شبیه سازی شده با توابع انتقالی ذکر شده، تطابق مناسبی با شاخه جذبی منحنی مشخصه آب خاک اندازه گیری شده ندارند. مقایسه مقادیر معیارهای آماری بیانگر آن بود که مدل های هدایت هیدرولیکی غیراشباع کمپل و بروکز و کوری که پارامترهای آن با توابع انتقالی راولز و براکنسیک برآورد شده است عملکرد نسبی بهتری نسبت به سایر توابع انتقالی دارند.
    کلیدواژگان: توابع انتقالی، شاخه جذبی منحنی مشخصه آب خاک، هدایت هیدرولیکی غیراشباع
  • مریم خسروی نوده *، علی عباسپور، سیده سهیلا ابراهیمی، حمیدرضا اصغری صفحات 219-234
    آلودگی منابع آبی و خاک توسط نفت خام و مشتقات آن در هنگام استخراج نفت خام، ترابری، پالایش و سوختن آن مشکلی پیچیده و رایج در سراسر دنیا به شمار می آید. این نوع آلودگی اثرات منفی و زیان آوری بر سلامت انسان و سایر موجودات دارد و تهدیدی جدی برای محیط زیست به شمار می رود. از این رو، پاک سازی زیستی آلودگی نفتی در صورت امکان سنجی کاربرد، جایگزینی مناسب و کاربردی برای روش های فیزیکی و شیمیایی است. در این راستا، هدف از انجام این پژوهش، بررسی نرخ کاهش آلودگی هیدروکربنی خاک های آلوده به مواد هیدروکربنی (نفت کوره) توسط کشت دو گیاه یونجه و چمن با و بدون همراهی باکتری سودوموناس پوتیدا به روش گیاه پالایی بود. به این منظور بذور دو گیاه یونجه و چمن در دو سطح تراکم و به همراه دو تیمار با و بدون باکتری سودوموناس پوتیدا در تعدادی گلدان شامل خاک آلوده به نفت کوره با درصد آلودگی مشخص، کشت و در شرایط گل خانه ای نگهداری شدند. نمونه برداری خاک در مراحل جوانه زنی، رویشی و زایشی گیاهان انجام شد. سپس نمونه های خاک به آزمایشگاه منتقل و آزمایش های لازم بر روی نمونه های خاک موردنظر انجام شد. بررسی نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان داد که هر دو گیاه یونجه و چمن میزان آلودگی خاک به نفت کوره را کاهش دادند. همچنین افزایش تراکم کشت و اعمال تیمار باکتری نیز در کاهش میزان آلودگی هیدروکربنی خاک اثر مثبتی داشته اما این کاهش نسبت به تیمار بدون باکتری و تراکم کم تر گیاه معنی دار نبود.
    کلیدواژگان: آلودگی خاک، سودوموناس پوتیدا، گیاه پالایی، نفت کوره
  • نسرین قربان زاده *، امیر لکزیان، غلامحسین حق نیا صفحات 235-249
    کاهش آهن در کانی های آهن دار در اصلاح زیستی مناطق آلوده به آلاینده های آلی و غیرآلی نقش چشم گیری داشته و درک عوامل موثر در این فرایند دارای اهمیت بسیار می باشد. مواد آلی مختلف با سازوکارهایی مانند انتقال الکترون و کمپلکس کردن آهن فرو، در کاهش زیستی آهن فریک موثر می باشند. به منظور بررسی تاثیر کاربرد هم زمان AQS (ناقل الکترون) و فروزین (کمپلکس کننده) بر کاهش زیستی آهن فریک موجود در کانی هماتیت آزمایشی با 24 تیمار و 3 تکرار در قالب طرح کاملا تصادفی در حضور باکتری Shewanella sp. انجام شد. تیمارهای شاهد شامل 6 سطح فروزین (0، 5/0، 1، 5/1، 2 و 5/2 میلی مولار) و 6 سطح AQS (0، 10، 20، 30، 40 و 50 میکرومولار) و تیمارهای ترکیبی شامل سطوح متغیر فروزین همراه با غلظت ثابت 50 میکرومولار AQS و سطوح متغیر AQS همراه با غلظت ثابت 2 میلی مولار فروزین بودند. در تیمارهای ترکیبی با سطوح متغیر فروزین و غلظت ثابت AQS مقدار آهن فرو محلول و قابل استخراج با اسید با افزایش غلظت فروزین افزایش یافتند اما در تیمارهای ترکیبی با سطوح متغیر AQS و غلظت ثابت فروزین تفاوت قابل ملاحظه ای در مقدار آهن فرو محلول و قابل استخراج با اسید مشاهده نشد. اثرات فروزین و AQS بر کاهش زیستی افزایشی بودند اما به نظر می رسد که هیچ کدام از این دو ترکیب به تنهایی برای افزایش فرایند کاهش زیستی آهن فریک موجود در کانی هماتیت غالب نمی باشند.
    کلیدواژگان: کاهش زیستی آهن فریک، شونلا، هماتیت
  • سمانه پورمحمدی*، حسین ملکی نژاد، ربابه پورشرعیاتی صفحات 251-262
    مدل سازی و پیش بینی سطح ایستابی چاه ها یکی از کارهای اساسی برای رسیدن به مدیریت بهینه منابع آب می باشد. یکی از راه های پیش بینی سطح آب زیرزمینی استفاده از تکنیک های هوش مصنوعی و سری های زمانی می باشد. هدف از این پژوهش بررسی کارایی تکنیک شبکه عصبی مصنوعی و سری های زمانی در پیش بینی سطح ایستابی آب زیرزمینی می باشد. به این منظور از داده های سطح ایستابی 35 چاه موجود در یکی از زیرحوزه های بختگان در دوره آماری 89-1381 به صورت ماهانه استفاده شد. سطح ایستابی چاه ها توسط هر یک از تکنیک های شبکه عصبی و سری زمانی (آریما) به طور جداگانه شبیه سازی شد و در انتها از از آماره های میانگین خطای استاندارد، میانگین خطای مطلق و ضریب همبستگی برای تعیین دقت پیش بینی هر کدام از روش ها استفاده شد. نتایج این پژوهش کارایی و دقت بالای هر دو تکنیک شبکه عصبی و سری زمانی را در پیش بینی سطح ایستابی چاه های منطقه نشان داد.
    کلیدواژگان: سطح ایستابی، سری زمانی، شبکه عصبی مصنوعی، آریما
  • سعید گوهری*، سیدعلی ایوب زاده، علیرضا فیروزفر صفحات 263-271
    خط جدایی جریان و به عبارت دیگر صفحه جدایی جریان شامل مرز بین جریان ورودی به آب گیر و جریان در کانال اصلی است. نحوه توسعه خط جدایی جریان در کانال اصلی میزان ورود رسوبات بستر به آب گیر را تحت تاثیر قرار می دهد به نحوی که با آب گیری از نزدیک کف، رسوب بیش تری وارد آب گیر خواهد شد. آزمایش ها در شرایط کانال مستقیم و آب گیر 90 درجه، نسبت دبی آب گیری ثابت و در 4 حالت بدون حضور سازه، وجود آب شکن، وجود صفحات مستغرق و ترکیب آب شکن با صفحات مستغرق انجام گرفته است. نتایج نشان می دهد با نصب صفحات مستغرق الگوی خط جدایی جریان تغییر کرده و از توسعه آن در کف به سمت کانال اصلی کاسته می شود. در نسبت دبی 18 درصد، عرض ناحیه جدایی جریان در حالت بدون استفاده از سازه در کف 34 درصد عرض کانال اصلی است که با کاربرد آب شکن و صفحات مستغرق به 4 درصد کاهش پیدا می کند. با نصب هم زمان آب شکن و صفحات مستغرق با جابه جایی خط جدایی جریان به سوی آب گیر از توسعه آن در بستر کاسته شده که این امر می تواند منجر به کاهش ورود رسوبات به کانال آب گیر گردد.
    کلیدواژگان: آب گیر، خط جدایی جریان، کنترل رسوب، آب شکن، صفحات مستغرق
  • پروین اقبالی *، امیراحمد دهقانی، هادی ارونقی، مهدی مفتاح هلقی صفحات 273-282
    آب شستگی در اطراف پایه های پل یکی از علل عمده آسیب های جدی به پل می باشد. در این پژوهش، با استفاده از مدل آزمایشگاهی به بررسی این پدیده و تاثیر عمق فونداسیون و شکل فونداسیون بر مراحل آب شستگی پرداخته شد. آزمایش ها برای 4 شکل فونداسیون شامل فونداسیون مربعی، استوانه ای، چهارگوش با دماغه نیم دایره ای در جهت جریان، چهارگوش با دماغه نیم دایره ای عمود بر جریان و 5 تراز قرارگیری فونداسیون انجام شد. نتایج نشان می دهد که عمق آب شستگی به تراز قرارگیری و شکل فونداسیون بستگی دارد. بهترین شکل فونداسیون که کم ترین آب شستگی در اطراف آن رخ می دهد، به ترتیب فونداسیون چهارگوش با دماغه نیم دایره ای در جهت جریان، فونداسیون مربعی، فونداسیون چهارگوش با دماغه نیم دایره ای عمود بر جریان و فونداسیون استوانه ای می باشد. زمانی که پی زیر سطح اولیه بستر کانال قرار دارد، علاوه بر این که آب شستگی را به تاخیر می اندازد، مقدار آن را نیز کم تر می کند. همچنین عمق آب شستگی با افزایش تراز فونداسیون در بالای بستر افزایش می یابد. با تحلیل آزمایش ها محدوده مناسب برای تراز قرارگیری فونداسیون، 50-25 درصد قطر پایه پل پیشنهاد گردیده است.
    کلیدواژگان: آب شستگی موضعی، پایه پل، شکل فونداسیون، عمق فونداسیون
|
  • H. Zare Abyaneh*, M. Bayat Varkeshi Pages 1-25
    Estimation of groundwater in the aquifer water resources management is important. In this study for estimation of the spatial distribution of water table level in Hamadan-Bahar plain neural intelligent methods including Multy Layer Perseptron (MLP), Radial Basis Function (RBF), Co-Active Neuro-Fuzzy Inference System (CANFIS) and Adaptive Neural Network based Genetic Algorithm (ANNGA) were used. To estimate water table in locations without measurements values, point values were estimated from each neural intelligent methods zoned in geographic information system. Overall, accuracy of used method based minimum errors were related to ANNGS, MLP, RBF and CANFIS, respectively. So that in ANNGA model, Root Mean Square Error (RMSE) was 0.431 m and correlation coefficient (r) value was 0.996. Maximum errors were related to CANFIS and RBF models with RMSE=1.27 m and RMSE=0.81 m, respectively. Also, comparison of the spatial variation of water table estimated by ANNGA model with observational data showed that points distribution in 90% confidence limits were little. Therefore, with using the latitude and longitude as input data water table spatial changes and its zoning can be estimated.
    Keywords: Water table, Neural intelligent method, Geostatisical, Hamadan, Bahar plain
  • H. Bayat*, Sh. Javanshir, N. Davatgar, M.R. Neyshabouri Pages 27-49
    Due to high variability and complexity of the soils, direct measurement of hydraulic parameters is difficult, time-consuming and expensive. Therefore, these properties are estimated using indirect methods. In this study, 74 soil samples were taken from Guilan province, and particle (PSD) and micro-aggregate size distribution (MASD), bulk density and water content at matric suctions of 2, 5, 33, 100 and 1500 kPa were measured. Fractal parameters of soil PSD and MASD and particle’s size distribution parameters of Fredlund’s model were calculated and used to estimate water content at different matric suctions. The results showed that entering fractal parameters of PSD did not improve the estimation of water content. By adding fractal parameters of MASD to the model, estimation of water contents at different matric suctions was improved significantly (P<0.05) and the root mean square error (RMSE) value decreased by 6.5% for the validation step. This may be the result of the influence of soil structure on water retention. But using of PSD parameters of Fredlund’s model was more effective in estimation of water content and decreased the RMSE of validation step up to 27.0%. The best estimation of water content was observed at the matric suction of 5 kPa, in which the coefficient of determination of training step increased by 0.36. It may be due to the large number of parameters of Fredlund’s model and better simulation of PSD. In general, using parameters of PSD and MASD improved the estimation of soil water retention curve.
    Keywords: Micro, aggregate, Fredlund model, Particle size distribution, Pedotransfer functions
  • S. Bagherifam *, A.R. Karimi, A. Lakzian, E. Izanloo Pages 51-73

    Large areas of Iran are located in arid and semi-arid climatic regions and their soils are naturally subjected to erosion and degradation. Be aware of how management practices and topographic features influence soil organic carbon and aggregate stability is a very important issue from the land management point of view. In this study, four different land use management sites (preserved pasture, grazing pasture, overgrazing pasture and rain fed lands) positioned in the hill slopes of Sisab experimental station (Bojnourd) were considered. In each site, soil samples from 0-15 cm of summit, backslope and toeslope in north and south-facing slopes were sampled. Soil samples were analyzed by using standard methods. The results showed that sand content in south-facing slopes was higher compare to north facing slopes, while silt content, soil organic carbon and mean weight diameter (MWD) were higher in north-facing slopes compared to south facing slopes. The maximum soil organic carbon and MWD were observed in the toeslope of north-facing slope while the minimum were monitored in backslope of south-facing slopes. The results also showed that sand content increased to 41 and 39% in overgrazing and grazing pastures respectively compared to preserved pasture and clay content decreased by 6%. Soil organic carbon decreased from 9.6 (g kg-1) in preserved pasture to 6.4, 8.2 and 9.1 (g kg-1) in cultivated land, overgrazing and grazing pastures, respectively. MWD decreased by 55, 35 and 17 percent in rain fed, overgrazing pasture and grazing pasture compared with preserved pasture, respectively. Despite the strong correlation between MWD and soil organic carbon (R2=0.81) in all sites, the aggregate stability in north-facing slopes was mainly influenced by organic carbon while the role of calcium carbonate was notable in south-facing slopes.

    Keywords: Preserved pasture, Slope aspect, Slope position, Soil organic matter
  • M. Javan*, S. Sadeghfam, A. Eghbalzadeh Pages 75-97
    Because stepped spillways can significantly reduce the depth and size needed for a stilling basin at the toe of a dam and lead to great economic benefit, these spillways are increasingly attractive in hydraulic engineering. It is commonly acknowledged that free-surface aeration is significant in stepped spillways. In this paper, for investigation of Mixture and VOF method's ability, air-entrainment in skimming flow over the stepped spillways is simulated by using Fluent software. The numerical simulation results of free surface, velocity components and air concentration in water and circumstance of air entry into the water have been compared with the experimental results. It was found, downstream of the inception point of free-surface aeration which rapid free-surface aeration is observed, free surface is simulated better by Mixture method. On the steps downstream of the inception point of free-surface aeration, the results of Mixture and VOF methods about velocity distribution are closer together (RMSE is equal to 0.25 and 0.23 for Mixture and VOF Methods, respectively). But on the steps located further downstream by a strong air entrainment, Mixture method gives relatively better results (RMSE is equal to 0.23 and 0.33 for Mixture and VOF Methods, respectively). Also in the Mixture method, convergence time is much less than VOF method. This time reduces about four to five times.
    Keywords: Fluent, Mixture method, Stepped spillway, VOF method
  • M. Maleknejad Yazdi, A.A. Dehghani*, M. Shahabi Pages 99-122
    Due to the nature of permeability and economic consideration, Rock fill dam structures have been attracted by many engineers for flood relief pourpose. Knowledge of flow passing hydraulic is necessary for proper design of this structure. Due to the fact that most of former studies were based on no sediment laden flow, therefore the mechanism of sediment laden flow in this structure is studied experimentally. The experiments were conducted in a recirculating flume with various bed slope (i.e 0.001, 0.005 and 0.01), feeding sediment size (0.4, 0.6 and 0.8 mm) and 4 porous media (2 fine media and 2 coarse media). By simulating the flow in rock fill dam with pressurised flow in pipes, the basic relation between f and Re is obtained in sediment laden flow condition. The results showed that the friction coefficient of sediment laden flow is higher than non sediment flow and the previous empirical relationship doesn’t give accurate estimates of Darcy-Weisbach factor in sediment laden flow.
    Keywords: Rock fill dam, Porous media, Sediment laden flow, Darcy Weisbach coefficient, Reynolds number
  • K. Saadat, M. Barani Motlagh* Pages 123-143
    Application of sewage sludge in agricultural lands is a suitable selection for solving management problems of sewage sludge, besides its economic benefits. Of the main limiting factors to use sewage sludge is its high content of heavy metals such as lead and cadmium. The aim of this study was to investigate the influence of natural Zeolite on lead and cadmium uptake by maize (Zea mays. L.) from sewage sludge. For this purpose, a factorial greenhouse experiment as a complete randomized design with four replications was conducted. Different levels of sewage sludge with 15, 20 and 25% (w/w) and zeolite with 0, 5, 10 and 15% (w/w) and an un-amended control pot were used in order to examine the sewage sludge influence. The results showed that the use of sewage sludge up to 20% rate leads to increase lead concentration in maize shoots, but this increase was statistically significant only in 20% rate of sewage sludge into control treatment. The use of sewage sludge leads to significant concentration increase of lead and cadmium in roots. The result showed that application of zeolite leads to significant decrease of lead and cadmium concentrations in shoots and roots of maize and significant increase of soil pH.
    Keywords: Lead, Cadmium, Sewage sludge, Zeolite
  • E. Soltani*, A. Soltani, E. Zeinali, A. Dastmalchi Pages 145-163
    This study were conducted to evaluate CropSyst model to predict the fate and residual N of wheat production system in Gorgan-Northeast of Iran and to estimate N losses in different wheat management scenarios. Evaluation of CropSyst to predict N uptake and residual N in soil profile were performed using 16 local fields in Gorgan. Simulation of N losses in wheat production systems were conducted during 1967-2009 (40 years). Simulation scenarios were irrigated cultivation (average input; AI), irrigated cultivation (High input; HI) and rainfed cultivation (low input; LI). Results indicated that CropSyst model could satisfactorily predict yield, N uptake, residual N of wheat production system. Wheat yield of scenarios were 4400, 4500 and 4000 (kg/ha) for AI, HI and LI respectively that LI yield was significantly lower than AI and HI. Total N losses in AI, HI and LI were 13.5, 18.1 and 9.8 (kg N/ha) respectively. The highest losses of N had occurred by gaseous loss (45 to 63% of total N losses) in which volatilization (NH3(g)) contributed about 45 to 61% of total N losses and scenarios had significant differences. Nitrate leaching scenarios were not significantly different and it was about 3 kg N/ha. It can be concluded that application of urea as topdressing led to increase N losses (NH3 volatilization) and changing of the type of fertilizer and fertilizer management could reduce N losses.
    Keywords: N losses, NH3 volatilization, N leaching, Denitrification, Wheat
  • M. Doustaky*, S. Ebrahimi, S.A.R. Movahedi Naeini, M. Olamaei Pages 165-181
    Obtaining oil per day in Iran often caused its distribution and emission to the environment in various stages of operation and transportation. Efficient methods to clean up soil pollution, but environmentally friendly and suitable is inevitable. The aim of this study was optimization of total petroleum hydrocarbons (TPH) biodegradation by indigenous and non indigenous microorganisms in different applied remediation methods. Then, the best performance and trend of hydrocarbon contamination decomposition in time series were determined. Hence Ray's refinery contaminated soil with 38% TPH was used and thirteen treatments including fertilizers, animal manure, sawdust and inoculation of bacteria's (Bacillus subtilis, Bacillusmegaterium, Pseudomonasputida) were applied in soil thirteen times (every 2 weeks). The results showed that, treatments of bacteria + sawdust and bacteria had the greatest impact respectively with 35% and 34% decrease, of oil pollution of this soil and treatment of dry soil (without any additives except aeration) with a 20% reduction, had less effective in the amount of oil, than other treatments. The results indicated that, by active indigenous microorganisms and improving environmental conditions including aeration, additional nutrients and moisture, decomposition rate of petroleum can be increased. If native microorganism activity has low level, mixing sawdust, animal manure with inoculated non-native microorganisms including oil-eating active bacteria, will increase the process of reducing petroleum pollution.
    Keywords: Bacteria, Cleanup, Microorganisms, Oil contaminated soil, Petroleum
  • M.R. Owji*, D. Nikkami, M.H. Mahdian, Sh. Mahmoudi Pages 183-199
    Proper and organized use of natural resources can help preserve this valuable asset. Land use optimization science can be especially useful in this regard. The main purpose of the present study is to present an appropriate model for optimized allocation of lands with the purpose of gaining the minimizing surface runoff and sedimentation in Jajrood watershed. This watershed is located in the south of Tehran province, Iran. To determine the best land use combination, first the runoff amount in every land use was calculated, and then sedimentation was determined in every land use. Finally, the multi-objective linear programming model was used to solve the optimization problem based on Simplex Method. Results showed that the present land uses area was not optimized and require changes in existence land uses. The optimization results emphasize that the area of irrigated farming lands and rangelands should be reduced and orchards should be increased. The results also indicate that after optimization was employed, surface runoff decreased 73.03 percent and sedimentation decreased about 36.93 percent. The results of sensitivity analysis showed that total surface area of orchards and irrigated farming was the most sensitive factor to changes in runoff and sedimentation. In addition results showed that the most sensitive coefficient in runoff minimizing function is rangeland coefficient and in minimizing sediment function is irrigated farming coefficient, which is due to the high runoff and sedimentation rate of these two kinds of land uses.
    Keywords: Linear programming, Soil erosion, Water loss, Watershed management
  • A. Rasoulzadeh *, S. Razavi Ghalehjoug, M.R. Neyshabouri Pages 201-218
    Water flow and solute transport modeling in the vadose zone requires understanding of soil hydraulic properties such as soil water retention curve and unsaturated hydraulic conductivity. Direct measurements of these hydraulic properties using field and laboratory technique which are called the direct methods are costly and time consuming. Indirect determination of these properties using pedotransfer functions as suitable replacement for direct measurements has been of interest to researchers. Pedotransfer functions were commonly used to estimate drying branch of soil water retention curve in different study. Evaluation of pedotransfer functions to estimate the wetting branch of soil water retention curve has rarely been considered. In this study, accuracy of Rosetta and SoilPar software as well as pedotransfer functions of Rawls and Brakensiek and Saxton to estimate wetting branch of soil water retention curve and unsaturated hydraulic conductivity were studied and evaluated. Shani method known as dripper method was used to measure wetting branch of soil water retention curve and unsaturated hydraulic conductivity. Statistical criteria including RMSE, MAE and E' were used to compare the accuracy of the pedotransfer functions to estimate the wetting branch of soil water retention curve and unsaturated hydraulic conductivity. Results showed that simulated soil water retention curve using pedotransfer functions were not consistent with the measured soil water retention curve. Comparison statistical criteria values showed that pedotransfer functions of Rawls and Brakensiek which was used to estimate parameters of Campbell's and Brooks and Corey's unsaturated hydraulic conductivity models had approximately good yield than the others pedotransfer functions.
    Keywords: Pedotransfer functions, Wetting branch of soil water retention curve
  • M. Khosravinodeh*, A. Abbaspour, S.S. Ebrahimi, H.R. Asghari Pages 219-234
    Pollution caused by crude oil and its derivatives is the most prevalent problem throughout the world, during its crude oil extraction, transport, refining and burning. Oil spills can have serious effects on human and other creatures. Therefore cleaning up environmental oil pollution is an alternative technique for physicochemical methods. The purpose of this study was to evaluate the biodegradation rate of fuel-oil contaminated soil by alfalfa (Medicagoscutellata) and grass (Poabulbosa) along with Pseudomonas putida bacterium. Thus, alfalfa and grass seeds were planted in two density levels with and without Pseudomonas putida in pots containing fuel oil-contaminated soil under greenhouse condition. Soil samplings were done in germination, vegetative and reproductive stages of plant growth. Results obtained in this study showed that both alfalfa and grass plants decreased fuel oil in the contaminated soil. The treatment of bacteria and the plants with high density had a positive effect in reducing the amount of soil hydrocarbon contamination. However, this reduction was not significant compared to treatments without bacteria and plants with less density.
    Keywords: Soil pollution, Pseudomonas putida bacteria, Phytoremediation, Fuel oil
  • N. Ghorbanzadeh*, A. Lakzian, Gh.H. Haghnia Pages 235-249
    Iron reduction in ferric minerals has an impressive role in bioremediation of organic and nonorganic contaminants and understanding the efficient factors in this process will be important. Organic matters are effective in bioreduction of ferric iron with different mechanisms such as electron shuttling and complexation. In order to examine the effect of simultaneous use of AQS (as an electron shuttling) and ferrozine (as a complexing agent) in bioreduction of ferric iron in hematite an experiment was conducted under laboratory conditions in the form of a completely randomized design with 24 treatments and 3 replications in the presence of Shewanella spp. Control treatments included 6 variable concentration of ferrozine (0، 0. 5، 1، 1. 5، 2 and 2. 5 mM) and 6 variable concentration of AQS (0، 10، 20، 30. 40 and 50 μM) and compound treatments included variable concentrations of ferrozine with fix concentration of AQS (50μM) and variable concentrations of AQS and constant concentration of ferrozine (2mM). Produced soluble and acid extractable Fe (II) in compound treatments with variable ferrozine levels and constant concentration of AQS increased with increasing concentrations of ferrozine but in treatments with different levels of AQS and constant concentration of ferrozine didn’t show significant difference. Therefore، effects of both ferrozine and AQS were additive on bioreduction. However، none of these two compounds were solely dominant for increasing ferric iron bioreduction process in hematite.
    Keywords: Bioreduction of ferric iron, Shewanella sp., Hematite
  • S. Poormohammadi*, H. Malekinezhad, R. Poorshareyati Pages 251-262
    Both of extra using of water resources and climate change (reduction of precipitation) have caused the shortage of water resources in Iran. In this case, management of ground water resources is important for agriculture and industries. Modeling and prediction of ground water table is one way for management of water resources. For prediction of ground water table ANN and time series techniques were used. Goal of this research is analysis of ANN and time series appropriately in prediction of ground water level. In this paper 35 water level of wells in Bakhtegan basin with monthly data from 1381 to 1389 were used. Water level of wells were predicted with ANN and time series (ARIMA) techniques and finally Root Mean Square Error (RMSE) and Mean Absolute Error (MAE) for each of techniques were calculated. Results showed that ANN and time series techniques are suitable for prediction of ground water surface.
    Keywords: Ground water table, Time series, ANN, Ground water
  • S. Gohari*, S.A. Ayyoubzadeh, A.R. Firoozfar Pages 263-271
    The dividing streamline can be defined as a portion of flow from main canals that entering intake channel. The dividing streamline extends far out into the main channel near the bed and stays near the main channel wall at the water surface and so a large portion of bed load can enter to the lateral intake channel. In this study four experiments include: submerged vanes with intake, spur dike with intake and using simultaneous spur dike submerged vanes in front of intake and without any structure in front of intake channel. Results showed that by using a set of vanes, the dividing to streamline move near intake channel near the bed and extend far out at the water surface. At discharge ratio of 0.18, width of the separation zone is 34 percent of main channel width and by using simultaneous spur dike and submerged vanes, it decreases to 4 percent. Furthermore, by adding a single spur dike to the set of vanes, the efficiency of vanes increases and also due to reducing the dividing streamline expansion to the main channel, sediment movement to lateral intake decreased.
    Keywords: Lateral intake, Dividing streamline, Submerged vane, Spur dike
  • P. Eghbali *, A.A. Dehghani, H. Arvanaghi, M. Meftah Halaghi Pages 273-282
    Scour around bridge foundations is one of the major cause of serious damage to the bridge. In this study, the effect of foundation shape and level on scour process was investigated experimentally. The experiments were conducted for 4 foundations shape including; square, cylinder and aerodynamic along and across the channel and 4 foundation depths. The results showed that the scour depth depends on the foundation depth and shape. The best foundation shape which leads to minimum scour around it, were aerodynamic along the channel, square, aerodynamic across the channel and cylindrical shape, respectively. The results also show that by positioning the foundation below the initial channel bed, in addition to postponing in scour, leads to lower values of it. The scour depth also increases when the foundation level above the initial bed level increases. Analyses of results show that the appropriate location for positioning the foundation is 25 to 50% pier diameter.
    Keywords: Bridge pier, Foundation depth, Foundation shape, Local scour