پژوهش آب ایران

چکیده در سال‏های اخیر استخراج بیش از حد آب از منابع آب آبخوان‏ها در سراسر کشور، پایداری منابع آب زیرزمینی را تهدید کرده است. لذا شناخت ارتباط بین آب سطحی و آب زیرزمینی و تبادلات حجمی بین آنها از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مطالعه بر اساس بیلان آب سطحی و جریان ماهانه چهار ایستگاه آبسنجی، بازای هر ماه معادله‏ای برای خروجی هر بازه رودخانه استخراج شد. پارامترهای این معادله، بیانگر ارتباط خالص آب سطحی با جوّ و آب زیرزمینی می باشند. سری تاریخی داده‏ها به دو دوره بیست ساله تقسیم شد و تبادل آب در دو دوره مقایسه شدند. نتایج مطالعه بر روی سه بازه موجود نشان داد که در بازه اول طی دو دوره، آب زیرزمینی بطور خالص تغذیه کننده آب سطحی بوده است. آب سطحی بازه انتهایی، در دوره اول تغذیه کننده آب زیرزمینی بوده در حالیکه در دوره دوم در اکثر ماه‏ها بوسیله آب زیرزمینی تغذیه شده است. در خشکسالی شدید بجز بازه اول، دو بازه دیگر دچار کمبود آب شدند. یافته‎ها نشان داد که افزایش آب سطحی بوسیله آب زیرزمینی، اهمیت بالایی در تأمین آب در شرایط خشکسالی دارد. بر اساس نتایج، روش ارائه شده ابزار مناسبی در بررسی تبادل آب سطحی با آب زیرزمینی می‏باشد.

چکیده در این جستار، کیفیت آب مخزن سد کارون 3 واقع در استان خوزستان با استفاده از مدل CE-QUAL-W2 که یک نرم‌افزار کارامد در زمینه تحلیل و آنالیز کیفی آب مخازن و دریاچه‌ها است، بررسی شد. براساس نتایج به‌دست آمده مخزن سد کارون 3 در اوایل اسفند دچار اختلاط کامل می‌شود و دارای یک لایه‌بندی قوی تابستانه است که از فروردین‌ماه شروع می‌شود و در اواخر تیرماه به اوج خود می‌رسد. بعد از آن با کاهش تشعشات ورودی به مخزن لایه‌بندی شکل گرفته به‌تدریج حذف و پیکره آب دریاچه به سمت اختلاط پیش می‌رود و چون دمای آب در این مخزن، هیچ‌گاه به کمتر از 4 درجه سانتی‌گراد نمی‌رسد؛ لذا لایه‌بندی حرارتی معکوس قابل ملاحظه نیست و مخزن را می‌توان در طول زمستان با اختلاط کامل در نظر گرفت. تغییرات اکسیژن محلول نیز سیر نزولی این پارامتر را نسبت به عمق نشان می‌دهد؛ به گونه‌ای که در شهریور‌ماه مقدار اکسیژن محلول از 7.07 میلی‌گرم بر لیتر به 4.37 میلی‌گرم بر لیتر می‌رسد. این سیر نزولی از فروردین‌ماه شروع می‌شود و با گرم شدن آب و هوا شدت بیشتری می‌یابد. این وضعیت در نهایت باعث تولید رنگ و بوی نامطبوعی در مخزن می‌شود.

چکیده از جمله پدیده‌های مهم در رودخانه‌ها و آبراهه‌های طبیعی، آب‌شستگی در محل‌های تنگ‌شدگی است. در این پژوهش از مدل کامپیوتری SSIIM برای پیش‌بینی میزان آب‌شستگی در دو حالت تدریجی با زاویه تبدیل 50 درجه و تبدیل ناگهانی در آبراهه‌ها و برای واسنجی مدل SSIIM از نتایج اندازه‌گیری در فلوم آزمایشگاهی واقع در دانشگاه شهرکرد استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل عددی به‌خوبی قادر به شبیه‌سازی میزان آب‌شستگی، الگوی آب‌شستگی و جریان‌های چرخشی بوده است. خطای مدل بر مبنای ضریب نش- ساتکلیف و میانگین خطای نسبی به‌ترتیب برابر با 0.936 و 10.18 درصد و حداکثر خطای مدل برابر 20 درصد محاسبه شد. پس از واسنجی مدل، شبیه‌سازی برای حالت تنگ‌شدگی ناگهانی انجام و نتایج با حالت تنگ‌شدگی تدریجی مقایسه شد. نتایج این شبیه‌سازی نشان داد آب‌شستگی در حالت تنگ‌شدگی ناگهانی نسبت به حالت تبدیل تدریجی، 29.5 درصد افزایش داشته است که این نتیجه، بیان‌کنندة اثر مثبت تدریجی بودن تبدیل در محل تنگ‌شدگی بر میزان حداکثر عمق آب‌شستگی بوده است.

چکیده رودخانه‌ها، در طی زمان برای رسیدن به پایداری، شکل‌‌های بستر متفاوتی را با رسوب‌گذاری یا فرسایش در بستر خود ایجاد می‌کنند. از راه‌های شناسایی رفتار رودخانه‌ها، مطالعه و بررسی ساختار جریان و شیوه‌ی شکل‌گیری شکل‌های بستر در آن‌ها است. در رودخانه‌های آبرفتی بخشی از تنش برشی مربوط به شکل بستر است. در این پژوهش به بررسی تنش برشی بستر، روی دو نوع شکل بسترشکنج (موازی و پولکی) پرداخته شده است. بدین‌منظور آزمایش‌هایی در چهار شیب و چهار دبی روی شکنج‌های مصنوعی ساخته شده در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهرکرد انجام شد. برای اندازه‌گیری تنش و سرعت جریان از دستگاه سرعت‌سنج سه‌بعدی ADV استفاده شد. نتایج نشان داد میزان تنش در تمام آزمایش‌ها، روند ثابتی داشته است؛ به‌گونه‌ای که روی وجه بالادست شکنج، ماکزیمم مقدار را دارد و با نزدیک شدن به تاج از مقدار آن کاسته می‌شود و در تاج، کمترین مقدار را دارد. همچنین نتایج نشان داد شکنج‌های موازی و پولکی به‌ترتیب 26 و 23 درصد از میزان کل تنش برشی را تشکیل می‌دهند. میزان تنش برشی بستر، در روی شکنج‌های موازی، 27 درصد بیشتر از مقدار تنش برشی بستر روی شکنج‌های پولکی است.

چکیده آگاهی از نحوه توزیع رسوبات معلق برای محاسبه میزان دبی بار معلق در آبراهه‌ها مهم است،‏ به این دلیل که در جریان‌های آبرفتی با عمق زیاد،‏ به طور تقریبی 80 درصد کل بار رسوبی را رسوبات معلق تشکیل می‌دهند. تاکنون رابطه‌های زیادی برای برآورد توزیع غلظت رسوبات معلق در مجاری باز توسط پژوهشگران مختلف توسعه یافته است. در این پژوهش،‏ ضمن تحلیل و بررسی کامل این معادلات،‏ با استفاده از مهم‌ترین شاخص‌های آماری ارایه شده،‏ معادله بهینه از میان 9 معادله تجربی مورد بررسی انتخاب شده است. برای واسنجی عملکرد هر یک از این معادلات،‏ از معتبرترین داده‌های آزمایشگاهی موجود استفاده شده است. نتایج این پژوهش بیانگر این است که معادله اینشتین و شن (1952) با 0.048=‎RMSE،‏ R²=0.988،‏ EF=0.988 و ME=0.086 دارای دقت خوبی در تخمین توزیع غلظت رسوبات معلق است و بیش‌ترین تطابق را با داده‌های آزمایشگاهی دارد. در عوض،‏ معادلات مک‌تیگو و ویلیس برای داده‌های مورد استفاده کم دقت‌ترین معادلات هستند و استفاده از آن‌ها توصیه نمی‌شود.

چکیده در تحقیق حاضر،‏ خصوصیات پرش هیدرولیکی در یک کانال مستطیلی در دو حالت با کف افقی و با شیب معکوس به همراه آبپایه بررسی شده است. در مجموع 84 آزمایش با سه ارتفاع آبپایه (s)‎ و دو شیب معکوس 1 و 1.5 % برای بستر در محدوده اعداد فرود 4.6 تا 7.4 و محدوده نسبت عمق ثانویه 4.5 تا 9.6 انجام شد. نتایج نشان داد نصب آبپایه طول پرش هیدرولیکی را در بستر با شیب افقی به طور متوسط 6.3 درصد و در بستر با شیب معکوس 1.5 درصد، 46.6 درصد کاهش می دهد. در مجموع به کارگیری آبپایه در حوضچه آرامش باعث تثبیت پرش روی شیب معکوس و بهبود خصوصیات پرش هیدرولیکی می شود.

چکیده برای بررسی ضرایب گیاهی K_c ذرت تابستانه تحت شرایطی که از آب زیرزمینی کم عمق و شور در تأمین بخشی از نیاز آبی گیاه استفاده می‌شود،‏ تحقیقی در لایسی‌مترهای ستونی به قطر 0.8 و ارتفاع 1.2 متر انجام شد. سطح آب زیرزمینی در لایسی‌مترها با استفاده از بطری ماریوت در عمق 0.6 متر ثابت نگه داشته شد. تیمارهای مورد استفاده شامل سه سطح شوری آب زیرزمینی معادل 2.5،‏ 5 و‌ 7.5 دسی‌زیمنس بر متر و دو سطح آبیاری معادل 100 و 70 درصد نیاز آبیاری محاسبه شد. آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. یک تیمار کشت ذرت بدون آب زیرزمینی با سه تکرار و با آبیاری کامل به عنوان تیمار شاهد در نظر گرفته شد. در این پژوهش معادله مربوط به اجزاء ضریب گیاهی واقعی K_ca،‏ شامل ضریب مربوط به آبیاری K_ci و ضریب مربوط به آب زیرزمینی K_cg،‏ بر اساس معادله توازن حجم به دست آمد و منحنی‌های مربوطه ترسیم شد. نتایج نشان داد که میزان مشارکت آب زیرزمینی در سطح آبیاری100 درصد در شوری‌های که ذکر شد به ترتیب 5.28،‏ 4.61 و 3.76 درصد و با 70 درصد تأمین نیاز آبی،‏ 25.00،‏ 22.09 و 19.71 درصد بوده است. که این اختلاف در سطح 5 درصد معنی‌دار است. منحنی‌های ضریب گیاهی واقعی و اجزاء آن در دو حالت آبیاری کامل و کم آبیاری نیز از الگوی متفاوتی.

چکیده این تحقیق در شرایط آزمایشگاهی با استفاده از دو مدل فیزیکی نفوذسنج انجام شد. به دلیل لزوم مطالعه اثر کیفیت آب ورودی بر نتایج آزمون نفوذسنجی،‏ علاوه بر کاربرد آب غیرشور با 0.78=dS/m  EC و 1.23=^0.5(meq/lit)‎SAR،‏ استفاده از زه‌آب‌های شور منطقه خرمشهر به ترتیب با 124=dS/m  EC ،‏  79.28=^0.5(meq/lit)‎‎SAR و 22.2=dS/m  EC ،‏ 26.27=^0.5(meq/lit)‎SAR‎ در حضور خاک شور- سدیمی (169.3=dS/m  EC ،‏45.18=^0.5(meq/lit)SAR)‎،‏ مدنظر قرار گرفت. پوشش مصنوعی مورد استفاده از نوع PP450 بود که مطابق ضوابط طراحی،‏ مناسب خاک منطقه تشخیص داده شد. آزمون‌ها در پنج گرادیان هیدرولیکی 1،‏ 2.5،‏ 5،‏ 7.5 و 10 و سه تکرار انجام شد و شاخص‌های هدایت هیدرولیکی و نسبت گرادیان به صورت آزمایش در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی بررسی شد. نتایج نشان داد که اگر چه در تمامی آزمون‌ها نسبت گرادیان کمتر از یک بود،‏ لیکن کمیت آن در شرایط کاربرد شورترین زه‌آب به میزان بحرانی (1.0) نزدیک‌تر شد. با مقایسه مقادیر متوسط هدایت هیدرولیکی مشخص شد که مقدار آن با افزایش EC آب ورودی کاهش یافت،‏ به طوری که متوسط هدایت هیدرولیکی در شرایط کاربرد آب غیرشور به ترتیب 3.55 و 1.26 برابر متوسط آن درکاربرد زه‌آب با EC برابرdS/m 124 و dS/m ‎22.2 بود. کاهش قابل توجه مقادیر متوسط هدایت هیدرولیکی و افزایش نسبت گردایان‌ در شرایط کاربرد آب با شوری‌های بالاتر،‏ حکایت از آن دارد که به کیفیت آب باید به عنوان یک عامل تأثیرگذار بر نتایج آزمون نفوذسنجی توجه

چکیده یکی از سازه‌های آبی برای پایدارسازی بستر کانال‌های فرسایشی،‏ پله‌های متوالی است. این پله‌ها مانند سازه آبشار ‌قائم،‏ در معرض تهدید آب‌شستگی هستند. هدف این تحقیق ارزیابی میزان آب‌شستگی در پایین‌دست آبشارهای قائم (استخر- پله) با استفاده از مدل آزمایشگاهی است. آزمایش‌ها روی پله‌ها رویه‌های با زاویه‌ 0،‏ 20،‏ 30 و 40 درجه نسبت به افق و دبی‌های 10،‏ 20،‏ 30،‏ 40 و 50 لیتر بر ثانیه و شیب‌ کف فلوم در حالت‌های 1%،‏ 2% و 3% صورت گرفت. نتایج نشان داد قراردادن صفحه (رویه) با زاویه 40 درجه نسبت به افق در وجه بالایی باعث می‌شود حداکثر عمق آب‌شستگی پایین‌دست در شیب‌های 1%،‏ 2% و 3% به ترتیب 41،‏ 15 و 21 درصد نسبت به حالت شاهد (پله بدون رویه شیبدار) کاهش یابد. نتایج نشان می‌دهد‌‌‌‌‌‌‌ که محل وقوع حداکثر عمق آب‌شستگی به سمت پایین‌دست متمایل می‌شود. این امر به پایداری پله کمک می‌کند. بر اساس نتایج این تحقیق می‌توان بیان کرد که استفاده از رویه با زاویه مناسب می‌تواند کارایی پله- استخر را برای حفاظت بستر کانال‌های فرسایشی افزایش دهد.

چکیده رسوبات ناشی از فرسایش خاک در حوضه‌های آبخیز،‏ علاوه‌بر هدر رفتن و کاهش حاصلخیزی خاک،‏ موجب کاهش کیفیت آب و عمر مفید سدها به‌دلیل انباشت رسوبات در مخزن آن‌ها می‌شود. لذا برآورد رسوبات رودخانه‌ها در پروژه‌ها و مدیریت منابع آب بسیار مهم است. بنابراین به‌کار بردن داده‌های اندازه‌گیری و یا استفاده از روابط تجربی برآورد رسوب رودخانه،‏ نیازمند اطلاعات جزئی‌تری از رودخانه و جریان است که ممکن است همیشه در اختیار نباشد. این تحقیق با هدف تعیین اثر نوع کاربری ‌اراضی مختلف در تولید فرسایش و رسوب در حوضه آبخیز تنگ‌گزی (یکی از زیر حوضه‌های بزرگ حوضه‌ی زاینده‌رود) با مساحت 832 کیلومتر‌مربع و تنوع شرایط سنگ‌شناسی و پوشش ‌گیاهی،‏ با استفاده از تکنیک انجام گرفت. در هر واحد همگن،‏ نمونه‌برداری از خاک در سه تکرار،‏ که مجموعاً 200 نمونه تهیه و همچنین داده‌های لازم از طریق پردازش تصاویر رقومی و مطالعات صحرایی حاصل شد. نتایج حاصل از تحقیق نشان داد که بیشترین مقدار هدر رفت خاک و تولید رسوب با استفاده از معادله جهانی فرسایش خاک در حوضه مورد مطالعه،‏ از کاربری‌های مرتع متراکم و بیشه و بوته‌زارهای که در واحد فیزیوگرافی کوه خاکی (1و2و1) قرار دارند،‏ صورت گرفته است. این افزایش تولید رسوب در این دو نوع کاربری،‏ ناشی از تأثیر متقابل دو عامل،‏ شیب و چرای بی‌رویه دام در اوایل فصل بهار است.

چکیده حوضچه­های آرامش از نوع پرش هیدرولیکی برای استهلاک انرژی جنبشی در پایین­دست سازه­های هیدرولیکی از قبیل دراپ­ها، سرریزها، شوت­ها و دریچه­ها استفاده می­شوند. در این تحقیق مشخصات پرش هیدرولیکی روی شش نوع بستر موج­دار مثلثی در فلومی با مقطع مستطیلی در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهرکرد بررسی شد. فلوم دارای عرض و ارتفاع 0.4 متر و طول 12 متر بود. در مجموع 42 آزمایش در محدوده اعداد فرود اولیه 6.1 تا 13.1 انجام شد. در همه آزمایش‌ها، مشخصات اصلی پرش هیدرولیکی شامل نسبت اعماق مزدوج، طول پرش و طول غلتاب اندازه­گیری شد و پارامترهای بی­بعد هیدرولیکی به­صورت تابعی از عدد فرود تعیین شد. نتایج نشان داد که عمق پایاب و طول پرش روی بسترهای موج­دار مثلثی نسبت به بستر صاف در شرایط هیدرولیکی یکسان به ترتیب 25 و 54.7 درصد کوچکتر است. بررسی و مقایسه ضریب تنش برشی نشان داد که تنش برشی در بستر زبر به­طور متوسط 5/8 برابر بستر صاف است. نتایج این تحقیق انطباق زیادی با نتایج محققان قبلی داشت و نشان داد که از بسترهای با زبری­های مثلثی برای استهلاک انرژی پرش هیدرولیکی در حوضچه­های آرامش با کارایی بهتر می­توان استفاده کرد.

چکیده فلوکوله شدن رسوبات چسبنده باعث افزایش میزان ته‌نشینی می‌شود. در این تحقیق،‏ آزمایش‌هایی در یک فلوم دایره‌ای اجرا شد. رسوبات مورد استفاده،‏ از مخزن سد کوچک گهرباران واقع در نزدیکی شهرکرد (از زیرحوضه‌های کارون شمالی) برداشت شد. این رسوبات متشکل از 31 درصد رس،‏ 58 درصد سیلت و 11 درصد ماسه بود. پروفیل سرعت و تنش برشی جریان (در بستر) با استفاده از دستگاه سرعت‌سنج ADV و غلظت رسوبات با روش خشک کردن و توزین اندازه‌گیری شد. مدت هر آزمایش 180 دقیقه و زمان لازم برای رسیدن به غلظت تعادلی برای آزمایشات مختلف بین 30 تا 60 دقیقه بود. نتایج نشان می‌دهد که بین تنش برشی بستر و غلظت نسبی تعادلی،‏ رابطه خطی حاکم است. نرخ ته‌نشینی رسوبات براساس تغییرات زمانی غلظت رسوب محاسبه شد. این پارامتر و غلظت نسبی تعادلی رابطه غیر‌خطی از نوع درجه دوم دارند. همچنین آستانه عدم ته‌نشینی رسوبات مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد در آزمایشات با غلظت اولیه 5،‏ 10 و 20 گرم بر لیتر،‏ تنش برشی آستانه ته‌نشینی به‌ترتیب 0.827،‏ 0.938 و 0.98 نیوتن برمترمربع است. این نتیجه نشان می‌دهد بین حداقل تنش برشی موردنیاز جریان برای ته‌نشینی رسوبات چسبنده و غلظت اولیه رابطه مستقیم وجود دارد.

چکیده در این تحقیق سعی شده است با انجام مدل سازی ماهانه منابع آب،‏ با استفاده از مدل WEAP،‏ اثرات طرح های انتقال آب بین حوضه ای کارون شامل تونل های 1 و 2 کوهرنگ (در دست بهره برداری)،‏ تونل 3 کوهرنگ (در دست اجرا) و تونل بهشت آباد (در دست مطالعه) بر وضعیت منابع آب سطحی حوضه های بهشت آباد و کوهرنگ بررسی شود. مدل برای یک دوره 10 ساله (1995 تا 2004 میلادی) واسنجی و برای یک دوره 30 ساله اجرا گردید (طول دوره شبیه سازی). نتایج نشان می دهد خروجی رودخانه های بهشت آباد و کوهرنگ در افق آینده با فرض اینکه طرح های توسعه منابع آب تعریف شده به مرحله بهره برداری برسند به طور متوسط نسبت به شرایط عدم توسعه حوضه بالادست،‏ 27 درصد کاهش خواهد یافت. همچنین با در نظر گرفتن حداقل نیاز زیست‌محیطی رودخانه پایین دست،‏ آب مازاد حوضه برای انتقال به فلات مرکزی با درجه اعتماد مناسب تأمین آب شرب و صنعت،‏ 220 میلیون مترمکعب در سال است. نتایج مدل سازی نشان داد که حجم مفید مورد نیاز برای ذخیره آب و تنظیم آن برابر 600 میلیون مترمکعب به دست می‌آید که با رقم پیشنهادی مشاور طرح که در حدود 1800 میلیون متر مکعب است،‏ اختلاف فاحش دارد.