پژوهش آب ایران

چکیده با پیشرفت فناوری طراحی و ساخت سازه‌ها،‏ شاهد ساخت پل‌ها با اشکال مدرنی بوده که از جمله آن‌ها می‌توان به پل‌های با گروه پایه‌های کج اشاره کرد. با توجه به اهمیت شناخت مکانیزم‌های مؤثر بر آب‌شستگی این نوع از پایه‌های پل،‏ در تحقیق حاضر تأثیر شرایط مختلف هیدرولیکی و رقوم کارگذاری فونداسیون پل بر روی مشخصات آب‌شستگی اطراف گروه پایه کج به صورت آزمایشگاهی بررسی شد. برای این منظور آزمایش‌هایی بر روی گروه پایه‌ای متشکل از دو پایه کج مستطیلی با ابعاد 2.5 در 3.5 سانتی‌متر که با زاویه 28 درجه بر روی فونداسیونی با ابعاد 10 در 16 سانتی‌متر نصب شد،‏ انجام شد. آزمایش‌ها تحت شرایط مختلف سرعت و عمق جریان و نیز رقوم‌های نسبی مختلف کارگذاری فونداسیون (فاصله روی فونداسیون تا سطح بستر نسبت به عرض پایه)،‏ 1-،‏ 0.5-،‏ صفر و 1+،‏ انجام شد. بررسی نتایج نشان داد که تغییرات سرعت جریان در مقایسه با عمق تأثیر چشمگیری در حداکثر آب‌شستگی دارند. مقایسه داده‌های آزمایشگاهی حاکی از آن است که تغییر رقوم کارگذاری تأثیر معنی‌داری بر عمق آب‌شستگی دارد به گونه‌ای که حداکثر و حداقل آب‌شستگی به ترتیب در رقوم نسبی کارگذاری فونداسیون 1+ و 0.5- رخ می‌دهد. ارزیابی نتایج نشان داد که در کلیه شرایط هیدرولیکی،‏ به غیر از رقوم نسبی کارگذاری فونداسیون 0.5-،‏ آب‌شستگی در گروه پایه کج از تک پایه بیشتر است.

چکیده سازه‌ها و روش‌های زیادی برای اندازه‌گیری دبی جریان در کانال‌های آبیاری وجود دارد که در بین آن‌ها سرریز‌های لبه تیز و دریچه‌های کشویی کاربرد بیشتری دارند. برای کاهش نقاط ضعف سرریز و دریچه،‏ آن‌ها می‌توانند در یک سازه هیدرولیکی با هم ترکیب شده و ترکیبی از جریان روی سرریز و زیر دریچه را از خود عبور دهند. در این مطالعه،‏ خصوصیات مدل هیدرولیکی سرریز- دریچه نظیر ضریب دبی جریان و پارامترهای مؤثر بر جریان ترکیبی بررسی شد. ارتباط بین نتایج آزمایشگاهی و نتایج حاصل از تئوری جریان در سیستم که تابع برخی از پارامترهای هندسی و هیدرولیکی جریان است تجزیه و تحلیل شده و با استفاده از تحلیل آماری داده‌ها یک رابطه برای ضریب دبی در حالت ترکیبی ارایه شد. خطای ناشی از به کارگیری این رابطه برای 95 درصد داده‌ها 2.5± درصد است.

چکیده خشکسالی یک پدیده طبیعی است که به کندی آغاز،‏ به آرامی گسترش و به شدت بر همه جوانب فعالیت‌های بشری تأثیر می‌گذارد. پس شناخت کامل،‏ همه جانبه و پایش دقیق آن می‌تواند ابزار مناسبی را برای مقابله با آن و کاهش اثرات زیان‌بارش فراهم کند. یکی از مناطق استراتژیک که به لحاظ کشاورزی اهمیت خاصی دارد،‏ استان خوزستان است که به دلیل وجود رودخانه‌های دایمی و سیل خیز بودن آن‌ها و همچنین وجود مخازن مختلف بسیار مهم است. هدف اصلی این تحقیق بهبود پایش خشکسالی توسط کشف وابستگی‌های بین خشکسالی و چندین پارامتر اقیانوسی- جوی به روشی متفاوت با روش آماری است. در این مطالعه از روش داده‌کاوی قوانین انجمنی استفاده شد. حوادث خشکسالی بر اساس شاخص بارندگی استاندارد شده (SPI)‎ تعیین و وابستگی‌هایش با شاخص‌های اقیانوسی- جوی SOI،‏ MEI،‏PNA ،‏ PDO و NAO بررسی شد. نتایج نشان داد که طبقه الگوهای منتخب حاکم بر وقوع خشکسالی در تأخیرهای زمانی متفاوت،‏ مشابه هم بوده بدین معنی که وقایع خشکسالی بیشتر با وضعیت نرمال شاخص‌ها همراه بوده و با دقت حداکثر 74.24 و حداقل 44.86 درصد قابل پیش‌بینی است. بنابراین قوانینی که با این روش حاصل می‌شود می‌تواند به عنوان مکمل رویکردهای موجود پایش خشکسالی به کار برد.

چکیده زاویه لبه جام به عنوان پارامتر اصلی طراحی پرتاب کننده جامی مستغرق،‏ نقش به سزایی در استهلاک انرژی و آب‌شستگی در پایین‌دست این سازه دارد. هدف از این تحقیق بررسی تأثیر زاویه جام بر روند آب‌شستگی،‏ تعیین بهترین زاویه جام و ارایه روابط رگرسیونی غیرخطی برآورد ابعاد آب‌شستگی در پایین‌دست این سازه است. به همین منظور 64 آزمایش در شرایط هیدرولیکی مختلف و روی 4 مدل آزمایشگاهی با زوایای جام 30،35،‏40،‏ 45 درجه انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش زاویه جام از 30 درجه به 45 درجه حداکثر عمق حفره،‏ گسترش طولی حفره،‏ ارتفاع پشته بالادست و پایین‌دست و ارتفاع نسبی موج به ترتیب به مقدار متوسط 150%،‏ 27%،‏ 110%،‏ 24% و 213% افزایش می‌یابند. بر اساس نتایج این تحقیق زاویه 30 درجه گزینه خوبی برای کاهش حداکثر عمق حفره آب‌شستگی،‏ حجم آب‌شستگی،‏ ارتفاع پشته‌ها و ناهمواری سطح پایاب تا کمینه حد ممکن و زاویه 40 درجه نیز گزینه مناسبی جهت افزایش فاصله ابتدای حفره،‏ عمیق‌ترین نقطه حفره و موج تا بیشینه حد ممکن است. هر یک از این زوایا دارای فواید کاهش آب‌شستگی بستر،‏ کاهش خوردگی جام (در اثر گیر افتادن ذرات در عملکرد نامتقارن سرریز) و کاهش اثرات منفی ناهمواری سطح پایاب بر عملکرد تخلیه کننده‌ها و حاشیه رودخانه هستند.

چکیده استخراج هیدروگراف سیل حوضه یکی از مهمترین موارد مطالعات هیدرولوژی درطراحی سازه‌‍‍‍‌های آبی در حوضه است. یکی از پرکاربردترین مدل‌های تجربی ارایه شده در این زمینه هیدروگراف واحد بدون بعد SCS است. همچنین مدل معروف دیگری توسط رو‍‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌دریگوئز- ایتورب و همکاران در سال 1979 بنام هیدروگراف واحد ژئومورفولوژی (GIUH)‎ ارایه شد. این مدل با استفاده از عوامل کمی ژئومورفولوژی حوضه‌ها،‏ هیدروگراف سیل را بر اساس بارش طرح برآورد می‌کند. مطالعه حاضر برای مقایسه کارایی این دو روش در حوضه جونقان از زیرحوضه‌های کارون واقع در استان چهارمحال و بختیاری انجام شده است. با تهیه نقشه‌های DEM،‏ داده‌های ژئومورفولوژی حوضه استخراج و پس از شبیه‌سازی مدل‌ها،‏ کارایی نسبی آن‌ها مقایسه شد. میانگین خطای نسبی در برآورد دبی اوج در مدل SCS،‏ 22 و در مدل GIUH،‏ 11 درصد محاسبه شد. نتایج نشان می‌دهد مدل GIUH در برآورد دبی اوج سیلاب و همچنین زمان تا اوج سیلاب موفق‌تر از مدل SCS عمل کرده است.

چکیده برای ناحیه‌بندی بارشی استان کردستان و دستیابی به یک الگوی مناسب در این زمینه،‏ داده‌های بارش سالانه 83 ایستگاه هواشناسی برای یک دوره 30 ساله (1387-1358) از مرکز تحقیقات هواشناسی کاربردی استان کردستان گرفته شد. اجرای روش مؤلفه‌های مبنای چرخش یافته با روش واریماکس نشان داد که نزدیک 86.75 درصد تفاوت بارش‌های سالانه استان کردستان را می‌توان با 7 مؤلفه تبیین کرد. نتایج حاصل از این تحلیل به عنوان ورودی تحلیل خوشه‌ای استفاده شد و مشخص شد که استان کردستان دارای سه ناحیه بارشی متفاوت با عناوین ناحیه پربارش غربی،‏ ناحیه میان بارش مرکزی و ناحیه کم بارش شرقی است. ناحیه کم‌بارش شرقی،‏ بزرگترین ناحیه بارشی است که میانگین بارش سالیانه آن حدود 368.7 میلی‌متر است. ناحیه میان بارش مرکزی دومین ناحیه بزرگ بارشی است که میانگین بارش سالیانه آن 537.7 میلی‌متر است. کم وسعت‌ترین و در عین حال پربارش‌ترین ناحیه بارشی استان کردستان ناحیه پربارش غربی است که میانگین بارش سالیانه آن حدود 706 میلی‌متر است.

چکیده در حال حاضر مطالعات زیادی بر روی حذف فلزات سنگین از پساب صورت گرفته است. یکی از اهداف مهم مطالعات جذب،‏ تعیین زمان لازم برای جذب بهینه در سیستم جامد- مایع است. در این تحقیق علاوه بر بررسی تأثیر تغییر جرم جاذب بر زمان تعادل،‏ کارآیی جذب و مدل‌های سینتیک جذب نیز مورد بررسی قرار گرفت. برازش مدل‌های سینتیک لاگرگرن،‏ هو و همکاران،‏ آورامی،‏ الوویچ و پخش درون ذره‌ی بر داده‌های جذب نشان داد که مدل لاگرگرن و آورامی علاوه بر اینکه برآورد بهتری از مقدار qe به دست می‌دهند،‏ داده‌های جذب را نیز به خوبی توصیف می‌کنند توصیف می‌کنند.

چکیده انعقاد،‏ لخته‌سازی و ته‌نشین‌سازی،‏ از مهم‌ترین فرآیندها در تصفیه‌خانه‌های آب هستند. حدود یک سوم از هزینه سرمایه‌گذاری برای یک تصفیه‌خانه آب،‏ به عملیات ته‌نشینی اختصاص می‌یابد. فرآیند تصفیه آب،‏ بدون استفاده از مواد منعقدکننده غیرممکن به نظر می‌رسد. هدف از این پژوهش،‏ بررسی کارایی پلی‌الکترولیت طبیعی کیتوزان به عنوان ماده منعقدکننده در حذف کدورت از آب است. کیتوزان،‏ زیست پلیمری کاتیونی با وزن مولکولی بالا است که از پوسته سخت‌پوستان دریایی نظیر میگو و خرچنگ،‏ تهیه می‌شود. این پژوهش،‏ در مقیاس آزمایشگاهی،‏ بر روی نمونه‌های آب،‏ حاوی کدورت ساختگی با استفاده از کائولین،‏ در کدورت‌های بالا،‏ متوسط و پایین انجام شد. غلظت بهینه کیتوزان،‏ در حذف کدورت‌های1000،‏ 500 ،‏100, 50 و NTU 10 به ترتیب 10 ،‏ 6.5 ،‏ 2 ،‏ 1.5 و 1 میلی‌گرم بر لیتر،‏ راندمان حذف کدورت،‏ به ترتیب 99.77،‏ 99.25،‏ 94.84، 90.96 و57.50 درصد و مقادیر بهینه pH نیز به ترتیب 8 ،‏ 8 ،‏ 7.5 ،‏ 7.5 و 8 است. کیتوزان،‏ تأثیر اندکی بر pH آب دارد و کارایی آن در حذف کدورت‌های بالا،‏ نسبت به کدورت‌های پایین بیشتر است.

چکیده نقشه‌های فصلی آلودگی آب زیرزمینی می‌تواند در مدیریت آبخوان‏ها مفید باشد. هدف از این پژوهش،‏ بررسی نوسانات فصلی غلظت،‏ الگوی توزیع مکانی و پهنه‌بندی نیترات و فسفات در آبخوان شهرکرد است. برای این منظور از 100 حلقه چاه کشاورزی طی سه فصل (بهار،‏ تابستان و پاییز) نمونه‌برداری و غلظت نیترات و فسفات اندازه‌گیری شد. پهنه‌بندی نیترات و فسفات با استفاده از روش کریجینگ صورت گرفت. میانگین غلظت نیترات و فسفات در طی سه فصل تغییر کرد. برازش مدل کروی در بهار و مدل گوسی در تابستان و پاییز نشان داد که الگوی تغییرات مکانی نیترات و فسفات و دامنه تأثیر آن‌ها با فصل تغییر می‌کند. مساحت آلوده به نیترات در آب زیرزمینی شهرکرد در بهار به حداکثر رسید و از ابتدای تابستان به حداقل کاهش پیدا کرد و در پاییز حدود دو سوم آبخوان به (ویژه بخش‌های شمالی) دارای غلظت نیترات کمتری بین 0 تا 20 میلی‌گرم بر لیتر بود. در پاییز آب زیرزمینی شهرکرد حداکثر مساحت آلوده به فسفات را داشت و به تدریج در بهار از آلودگی آن کاسته و در تابستان به حداقل رسید. بنابراین،‏ غلظت،‏ الگوی توزیع مکانی و پهنه‏بندی نیترات و فسفات آب زیرزمینی شهرکرد دارای نوسان فصلی است.