پژوهش آب ایران

چکیده از مشکلات پیش‌رو روش‌های تغذیه مصنوعی مناطق کویری می‌توان به بارش کم، منابع آبی محدود، دمای بالا و تبخیر زیاد، آورد رسوب بالا به علت پوشش گیاهی فقیر و غیره اشاره نمود. روش‌های تغذیه مصنوعی در این مناطق باید به‌گونه‌ای طراحی گردد که حداکثر بهره‌وری را از منابع آب موجود داشته باشد. در این پژوهش سعی شده است با ارائه‌ یک روش جدید تغذیه مصنوعی متناسب با مناطق کویری، مشکلات فوق‌الذکر کاهش یابد. برای طراحی یک روش مناسب تغذیه مصنوعی نیاز به اطلاعات کافی از نحوه توزیع جریان آب در خاک می‌باشد. از طرفی پژوهش در مورد نحوه‌ توزیع جریان آب در محیط متخلخل بدون مدل‌سازی شرایط میدانی، وقت‌گیر و هزینه‌بر است. در پژوهش حاضر به موضوع تعیین ظرفیت نفوذ در محیط غیراشباع با استفاده از تلفیق ترانشه نفوذ و لوله تراوا در محیط آزمایشگاهی پرداخته شد. برای این منظور مدل فیزیکی ساخته شد که در آن آب از طریق لوله تراوا و ترانشه به محیط غیراشباع تزریق گردید. دبی ورودی به مدل فیزیکی شامل 5 دبی 1، 5/1، 2، 5/2 و 3 لیتر در دقیقه تنظیم گردید. با شروع آزمایش که با دبی‌های ذکرشده وارد مدل فیزیکی شد، هر 5 دقیقه مقدار پیشرفت جبهه رطوبتی مشخص گردید. این عمل تا زمان رسیدن جبهه رطوبتی به سطح ایستابی ادامه یافت. همزمان با خارج شدن آب از مدل فیزیکی، دبی‌های خروجی هر 5 دقیقه اندازه‌گیری شد. بیشترین میزان ظرفیت نفوذ مدل فیزیکی، 049/2 لیتر در دقیقه تعیین شد. عملکرد مدل فیزیکی بر اساسV_out در مدت‌زمان مدت آزمایش در دو حالت مورد بررسی گرفت. بهترین عملکرد مدل فیزیکی به دبی 2 لیتر در دقیقه مربوط شد که نزدیک‌ترین دبی به دبی متناسب با ظرفیت نفوذ مدل فیزیکی است. نتایج نشان داد عملکرد در دبی 2 لیتر در دقیقه در حالتی که V_out نسبت به V_(out max)سنجیده شد (آب ورودی به مدل فیزیکی کمتر از ظرفیت نفوذ مدل فیزیکی)، 96 درصد و در حالتی که V_out نسبت به V_in مدنظر قرار گرفت (دبی آب ورودی به مدل فیزیکی بیشتر از ظرفیت نفوذ مدل فیزیکی)، عملکرد آن 98 درصد تعیین گردید. در روش تغذیه مصنوعی ارائه شده نیز بایستی دبی ورودی از طریق لوله تراوا متناسب با ظرفیت نفوذ ترانشه طراحی شود تا از بیشینه ظرفیت ترانشه استفاده شده و هدررفت آب به کمینه برسد.

چکیده تعیین بهترین تابع تولید آب- شوری- عملکرد می‌تواند مدیریت مصرف آب کشاورزی را در مناطقی که با کمبود منابع آبی مواجه هستند، بهبود بخشد. به این منظور پژوهشی گلخانه‌ای به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی با دو عامل شوری و سطح آبیاری در سه تکرار در محل گلخانه تحقیقاتی مرکز آموزش عالی کاشمر انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل چهار سطح شوری آب آبیاری: (آب غیر شور) 7/0= S1، 4= S2، 8= S3 و 12= S4 دسی‌زیمنس بر متر و سه سطح میزان آب آبیاری: آبیاری کامل (تأمین 100% نیاز آبی گیاه)= W1، W1 75/0= W2 و W1 5/0= W3 در یک خاک شنی لومی با جرم مخصوص ظاهری 41/1 گرم بر سانتی‌مترمکعب اعمال شدند. به‌منظور تعیین بهترین تابع تولید آب- شوری- عملکرد دانه کاملینا از توابع خطی، درجه دوم، کاب داگلاس و نمایی استفاده گردید. نتایج نشان داد که بهترین تابع تولید برای پیش‌بینی عملکرد دانه کاملینا در گلخانه و در شرایط کاشت گلدانی، تابع درجه دوم بود. شاخص‌های تولید نهایی (MP) و نسبت نهایی نرخ فنی (MRTS) عملکرد دانه نسبت به دو عامل کمیت و کیفیت آب آبیاری نشان دادند که با افزایش یک سانتی‌متر عمق آب و با فرض ثابت ماندن شوری آب آبیاری، عملکرد دانه کاملینا به اندازه 8/56 کیلوگرم در هکتار افزایش می‌یابد. هم‌چنین با توجه به شاخص تولید نهایی کاملینا نسبت به شوری آب آبیاری (MPECw) مشخص می‌شود که به ازای یک واحد افزایش شوری آب آبیاری با فرض ثابت ماندن عمق آب آبیاری، میزان عملکرد دانه کاملینا به اندازه 7/38 کیلوگرم در هکتار کاهش می‌یابد. با توجه به یافته-های این پژوهش می‌توان گفت که اعمال 70 میلی‌متر عمق آب آبیاری در آب‌های با شوری کم‌تر از چهار دسی زیمنس بر متر امکان رسیدن به عملکرد دانه مطلوب کاملینا در گلخانه و در شرایط کاشت گلدانی را در شهرستان کاشمر فراهم می‌نماید. البته در شرایط مزرعه با توجه به مصرف آب بیش‌تر گیاه (حدود 300 میلی‌متر) و طولانی‌تر بودن طول دوره‌ی رشد گیاه نسبت به شرایط کاشت گلدانی و گلخانه، ضرایب توابع تولید پیشنهادی در این مطالعه قابل استفاده نخواهند بود و لازم است که مطالعات تکمیلی در زمینه‌ی تعیین بهترین تابع تولید آب-شوری-عملکرد کاملینا در شرایط مزرعه نیز انجام پذیرد.

چکیده طبق رتبه‌بندی انستیتوی جهانی منابع، ایران با رتبه 14 استرس آبی در جهان، در بین 20 کشوری که بالاترین استرس منابع آبی را در جهان دارند، قرار دارد. روند فعلی برداشت از منابع آب زیرزمینی در ایران یک روند ناپایدار است و ادامه آن آسیب‌های جبران‌ناپذیر جدی بر کمیت و کیفیت آبخوان‌ها خواهد زد. در میان رویکردهای مدیریت پایدار منابع آب، همبست آب-غذا-انرژی مقدمات لازم جهت مدیریت پایدار منابع محدود موجود را به صورت یکپارچه فراهم می‌آورد. پژوهش حاضر به تحلیل دینامیکی سیاست‌های مدیریت پایدار منابع آب زیرزمینی بر مبنای همبست آب-غذا-انرژی پرداخته و راهکارهای مدیریت پایدار منابع آب زیرمینی را با توجه به روند تغییرات جمعیت، رشد اقتصادی و توسعه منابع انرژی تجدیدپذیر، مورد تجزیه و تحلیل قرار داده ‌است. برای این منظور مدل پویایی سیستم با استفاده از داده‌های استان البرز طراحی شد. با توجه به نتایج تحلیل حساسیت، سناریوهای بهبود امنیت منابع آب زیرزمینی شامل: سناریو بهره‌برداری بهینه منابع تامین آب شامل سیاست تغذیه مصنوعی آبخوان‌ها: سیاست مسدود کردن چاه‌های غیرمجاز و کنترل برداشت‌های غیرمجاز و سیاست احداث و بهره‌برداری سامانه های ذخیره سازی و استحصال آب باران و پساب فاضلاب خاکستری و استفاده مجدد، سناریو مدیریت تقاضای آب کشاورزی شامل سیاست‌های سیاست توسعه سیستم‌های آبیاری، سیاست ترویج الگوی کشت مناسب با شرایط اقلیمی و توان اکولوژیکی و سیاست کاهش ضایعات کشاورزی در طول دوره تولید و سیاست توسعه عملکرد محصولات کشاورزی و توسعه کشت مکانیزه و سناریو مدیریت تقاضای انرژی الکتریکی شامل سیاست‌های سیاست بهینه‌سازی مصرف و کاهش اتلاف انرژی الکتریکی، سیاست احداث نیروگاه بازیافت حرارت از فرآیندهای صنعتی، سیاست بهره‌برداری از پتانسیل انرژی تجدیدپذیر خورشیدی طراحی نتایج ارزیابی گردید. یافته‌های مدل دینامیکی نشان داد سیاست ترکیبی به عنوان بهترین راهکارهای امنیت منابع آب زیرزمینی در راستای مدیریت پایدار منابع آب خواد بود.

چکیده حرکت اولیه رسوبات بستر یک مؤلفه مهم برای تحقیقات مختلف از قبیل طراحی آبراهه‌های پایدار، مدیریت رودخانه، انتقال رسوب و جلوگیری از رسوب‌گذاری می‌باشد. شروع حرکت ذرات رسوبی را اصطلاحاً آستانه حرکت و شرایطی که در آن ذرات در آستانه حرکت قرار می‌گیرند را شرایط آستانه یا بحرانی گویند. در جریان‌های با سرعت پایین، ذرات بستر هیچ گونه حرکتی نداشته و در محل خود ثابت هستند ولی با افزایش سرعت جریان ذرات بستر شروع به حرکت می‌کنند این حرکت ابتدا به صورت بالا و پایین آمدن ذره بدون انتقال است ولی به تدریج حرکت ذرات به طرف پایین دست شروع می‌شود. به نظر می‏‌رسد که نمودار شیلدز نقطه مرجع تمامی تحقیقات انجام شده در زمینه انتقال رسوب باشد. به‌دلیل آن که در زمینه تأثیر دما بر روی نمودار شیلدز تحقیقاتی انجام نگرفته است، پژوهش حاضر با هدف بررسی آزمایشگاهی آستانه حرکت رسوب با استفاده از تأثیر دما بر پارامتر شیلدز و تنش برشی در یک مدل آزمایشگاهی با سه شیب 005/0، 01/0 و 05/0، در چهار دمای 8، 12، 20، 40 درجه سانتی‌گراد و سه دبی انجام گرفت. در این پژوهش با استفاده از مدل فیزیکی و تجزیه و تحلیل آنالیز ابعادی شرایط آستانه حرکت در کانال‌های روباز با مقطع مستطیلی بررسی گردید. نتایج نشان داد با افزایش زبری نسبی (ds/y) بدون درنظر گرفتن متغیر دما، عدد پایداری ذره در آستانه حرکت (SN) کاهش می‌یابد و اثرگذاری شیب بر این دو پارامتر محسوس نیست. همچنین در شرایط شیب و زبری نسبی (ds/y) ثابت، با افزایش دما، از مقدار پایداری ذره در آستانه حرکت (SN) کاسته می‌شود. تغییرات عدد پایداری ذره در آستانه حرکت (SN) نسبت به دما، روند صعودی دارد و با افزایش دما، به عدد پایداری ذره در آستانه حرکت (SN) افزوده می‌شود. علاوه بر این، تغییرات پارامتر زبری نسبی (ds/y) نسبت به دما، با روندی نزولی همراه است و با افزایش دما، پارامتر زبری نسبی (ds/y) کاهش می‌یابد. افزون بر این با افزایش شیب، پارامتر پایداری ذره کاهش می‌یابد.

چکیده بررسی آزمایشگاهی انتقال و سرنوشت مواد درون خاک به‌جهت اثرگذاری مستقیم بر چرخه حیات و شبیه‌سازی رفتار آن‌ها به‌منظور آینده‌نگری در خصوص عواقب آن‌ها، ثبات محیط‌زیست و سلامت محصولات کشاورزی و منابع آب ضروری است. هدف مطالعه حاضر شبیه‌سازی انتقال ماده واکنشی سدیم در خاک طبیعی و خاک دارای ورمی‌کمپوست تحت شرایط اشباع و نزدیک به اشباع با سه مدل تعادلی، جذب تک مکانی و جذب دو مکانی است. جهت انجام آزمایش، دو نمونه خاک طبیعی و خاک دارای ورمی‌کمپوست به‌میزان 45/1 درصد وزنی در ستون‌هایی به طول و قطر 10 و 95/5 سانتی‌متر ریخته شده و بعد از آبشویی جریانی حاوی 1 میلی‌مول پتاسیم نیترات و 435/0 میلی‌مول سدیم کلراید بر لیتر به مدت 270 دقیقه در شرایط اشباع و نزدیک اشباع تزریق و سپس با آب مقطر مجددا در همان شرایط رطوبتی آبشویی گردید. سپس منحنی‌های رخنه سدیم با مدل‌های تعادلی، جذب تک مکانی و دو مکانی در محیط Hydrus-1D شبیه‌سازی شده تا ضرایب جذب سدیم برآورد گردد. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که متوسط مقادیر RMSE برای مدل‌های تعادلی، جذب تک مکانی و جذب دو مکانی به‌ترتیب 125/0، 021/0 و 015/0 بوده که مبین دقت بالاتر مدل جذب دو مکانی و دقت پایین مدل تعادلی است. مقادیر کسر مکان‌های جذبی در کلیه آزمایش‌ها کمتر از 5/0 بوده که مبین جنبشی بودن فرآیند جذب سدیم درون ماتریکس خاک است. غیراشباع شدن خاک و کاربرد ورمی‌کمپوست مقادیر کسر F را به‌ترتیب 5/85 و 5/66 درصد کاهش داده و موجب وابستگی بیشتر آزمایش به زمان شد. همچنین، ضرایب توزیع سدیم (KD) با کاربرد ورمی‌کمپوست و غیراشباع شدن خاک به‌ترتیب 4/3 و 6/12 درصد افزایش یافت که نشان‌دهنده افزایش توان هیدرولیکی و فیزیکی خاک در نگهداشت مواد محلول درون خاک است. نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که ضرایب KD و α به‌ترتیب بیشترین و کمترین تاثیر را در شبیه‌سازی منحنی رخنه داشتند.

چکیده ارزیابی عملکرد بخش جدایی‌ناپذیر طرح‌های آبیاری است. در این تحقیق عملکرد شبکه آبیاری پایاب سد گاوشان در منطقه کامیاران استان کردستان با استفاده از برخی شاخص‌های مقایسه‌ای ارائه شده توسط موسسه بین‌المللی مدیریت آب (IWMI) ارزیابی گردید. این شاخص‌ها نیاز به داده‌هایی دارند که در دسترس بوده و به‌راحتی نیز تحلیل می‌شوند. داده‌های مورد نیاز شامل عملکرد محصول، سطح آبیاری شده گیاه در فصل زراعی، نیاز آبی گیاهان، الگوی کشت و اطلاعات مربوط به میزان آب تحویلی به شبکه می‌باشد. نتایج عملکرد شبکه مورد مطالعه با توجه به بهره‌وری از آب و زمین نشان می‌دهد که به‌طور کلی عملکرد وضعیت فعلی شبکه مطلوب می‌باشد. تجزیه و تحلیل عملکرد مصرف آب نشان داد که مقادیر تامین آب نسبی گیاه و تامین آب آبیاری نسبی گیاه به‌ترتیب 1.3 و 0.94محاسبه شد که بیان‌گر آن است که آب مورد نیاز شبکه به‌میزان 0.06 کمتر تامین می‌گردد. عملکرد فیزیکی، از نظر شدت کشت و نسبت آبیاری خوب ارزیابی شد. ظرفیت آبرسانی کانال اصلی شبکه گاوشان برابر 0.97 بوده که می‌توان گفت نیاز آبی گیاه برای الگوی کشت فعلی به‌صورت تقریبی تامین می‌گردد اما در صورت تغییر الگوی کشت می‌بایست جهت جلوگیری از هر گونه تنش آبی، ابتدا ظرفیت کانال آبرسانی برای تامین نیاز آبی الگوی کشت جدید در ماه حداکثر نیاز آبی گیاه بررسی گردد.

چکیده به‌منظور بررسی اثر تعداد دور آبیاری و نیترات آمونیوم بر عملکرد و شاخص‌های بهره‌وری فیزیکی و اقتصادی آب گیاه داروئی مامیران (Chelidonium majus L.)، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار در گلخانه‌ی تحقیقاتی دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان در سال 1396 اجرا گردید. فاکتورها شامل دور آبیاری در سه سطح ( 4، 8 و 12 روز) به ترتیب به‌صورت I2، I1 و I3 و کود نیتروژن بر پایه نیترات آمونیوم در پنج سطح (0، 45، 60، 75 و 95 کیلوگرم در هکتار) به‌ترتیب به‌صورت N0، N45، N60، N75 و N95 بودند. نتایج نشان داد که بیشترین وزن تر بوته با 92/92 گرم در بوته در دور آبیاری 8 روز با سطح کود 95 کیلوگرم بر هکتار بدست آمد. همچنین بیشترین شاخص‌های بهره‌وری فیزیکی و اقتصادی آب مبتنی بر سود ناخالص و سود خالص بر پایه وزن تر کل بوته به‌ترتیب با 65/8 کیلوگرم بر مترمکعب و 34639329 و 17319665 ریال بر مترمکعب در تیمار دور آبیاری 8 روز با سطح کود 95 کیلوگرم بر هکتار بدست آمد. بنابراین تیمار دور آبیاری I2 با سطح کود N95 مناسب‌ترین گزینه از نظر عملکرد و شاخص‌های بهره‌وری آب برای تولید گیاه داروئی مامیران کبیر در شرایط گلخانه می‌باشد.

چکیده بهبود شرایط زیستمحیطی رودخانه‌ها یکی از جنبه‌های اصلی مهندسی رودخانه در دهه‌های گذشته بوده است. سازه‌های زیست‌محیطی عموما با هدف کنترل بستر رودخانه‌ها، تثبیت سواحل و بهبود شرایط اکوسیستم رودخانه‌ها طراحی و اجرا می‌شوند. صفحات متصل به ساحل یکی از انواع سازه‌های زیست‌محیطی می‌باشند که در تحقیق حاضر تاثیر حالت‌های مختلف هندسی و نفوذپذیری این سازه‌ها بر الگوی جریان متلاطم مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از نرم‌افزار فلوئنت و مدل گرداب‌های بزرگ، میدان جریان حول صفحات متصل به ساحل در یک کانال مستقیم شبیه‌سازی شده است. دقت و قابلیت مدل گرداب‌های بزرگ، با مقایسه مقادیر پروفیل سطح آب به دست آمده از مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی، مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج برآیند سرعت حول صفحات متصل به ساحل، نشان‌دهنده وجود دو ناحیه در اطراف این سازه‌ها می‌باشد که ناشی از اثرات موضعی صفحات متصل به ساحل و تنگ‌شدگی کانال تشکیل شده‌اند. پارامترهایی هم‌چون سرعت دماغه، سرعت بیشینه و زاویه انحراف جریان تحت تاثیر اندرکنش گردابه‌های مختلف، شرایط هندسی و ساختاری صفحات متصل به ساحل دچار تغییر می‌شوند. به طور کلی با افزایش نفوذپذیری، صفحات متصل به ساحل تاثیر قابل توجهی بر الگوی جریان ندارند. هم‌چنین با افزایش نفوذپذیری، بیشینه تنش برشی بستر به محور مرکزی کانال منتقل می‌شود.

چکیده چکیده

چکیده

پوشش گیاهی از جمله زبری‌های طبیعی موجود در بستر رودخانه‌ها و کانال‌ها به‌شمار می‌روند که تاثیر زیادی بر روی مشخصات هیدرولیکی جریان دارند و برای انجام بهتر اقدامات مدیریتی رودخانه‌ها باید این تاثیر شناخته شود. در مطالعه حاضر، تاثیر وجود پوشش گیاهی سخت مستغرق بر روی سرعت جریان، به‌صورت آزمایشگاهی بررسی شده است. در تحقیق حاضر، برخلاف بسیاری از مطالعات پیشین، توزیع ارتفاعی گیاهان در بستر کانال یکنواخت نبوده و به‌صورت کاملا تصادفی می‌باشد. جریان در شرایط مورد مطالعه دارای سه لایه است: لایه فوقانی بدون پوشش گیاهی، لایه میانی دارای پوشش گیاهی و لایه پایین دارای پوشش گیاهی. لایه فوقانی که از تاج بلندترین گیاه شروع شده و تا سطح آزاد جریان امتداد می‌یابد دارای توزیع سرعت لگاریتمی است که رابطه مربوطه استخراج شده است. برای دو لایه میانی و پایینی که درون پوشش گیاهی هستند، با استفاده از معادله مومنتم، روابط سرعت ارائه شده است. پروفیل سرعت دارای دو نقطه عطف است که موقعیت آن‌ها به تراکم پوشش گیاهی بستگی دارد. بررسی تأثیر پارامترهای بی‌بعد مختلف بر سرعت جریان نشان می‌دهد که افزایش دبی جریان که باعث افزایش عدد رینولدز و عدد فرود می‌گردد، تأثیری بر موقعیت نقاط عطف موجود در پروفیل‌های سرعت ندارد. با افزایش تراکم پوشش گیاهی، سرعت جریان در لایه‌های گیاهی و لایه بالایی به‌ترتیب کاهش و افزایش می‌یابد و در نتیجه انحنای منحنی افزایش می‌یابد و موقعیت نقاط عطف کمی به پایین جابجا شده است. پارامتر دیگر مورد مطالعه، استغراق پوشش گیاهی است که با رشد میزان استغراق گیاهان، سرعت در هر سه لایه جریان کاهش می‌یابد. افزایش ۳۰ درصدی میزان استغراق، سرعت جریان را در لایه پوشش گیاهی ۱۰ درصد و در لایه بدون پوشش ۲۵ درصد کاهش می‌دهد. برای تعیین ضریب درگ گیاهی (CD)، عدد رینولدز گیاهی ویژه (〖Re〗^*) معرفی شده و یک رابطه تجربی با دقت قابل قبول پیشنهاد شده است.

چکیده چکیده

پرش‌هیدرولیکی پدیده‌ای است که هنگام وقوع، انرژی بسیار زیاد و مخرب جریان آب آزاد می‌شود و اثرات بسیار مخربی بر بستر رودخانه‌ها و سازه‌های هیدرولیکی از خود به جا می‌گذارد به گونه‌ای که سبب تخریب بستر و دیواره‌های مجرای انتقال جریان در محدوده وقوع پرش می‌گردد. به‌منظور کنترل و کاهش اثرات مخرب پرش‌هیدرولیکی، حوضچه‌های آرامش در سازه‌های آبی طراحی و اجرا می‌گردند. در این پژوهش 27 آزمایش در کانال آزمایشگاهی با استفاده از صفحات مستغرق با زاویه حمله 30 درجه که به منظور کنترل پرش‌هیدرولیکی در بستر کانال چسبانده شده‌اند انجام شده‌است تا با قراگیری مقابل جریان فوق‌بحرانی آب از آثار مخرب آن بکاهند. صفحات مستغرق به صورت گروه صفحات سه تایی و با دو آرایش قرارگیری متفاوت نسبت به یکدیگر، به منظور کاهش عمق ثانویه و طول نسبی پرش‌هیدرولیکی بر بستر حوضچه آرامش قرار داده‌شدند. فاصله هر یک از گروه صفحات مستغرق در این پژوهش نسبت به یکدیگر 0.2 و 0.3 متر در بازه عدد فرود اولیه(4.58،9.14) در نظر گرفته‌شد. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد استفاده از صفحات مستغرق در بستر، می‌تواند موجب کاهش طول نسبی و عمق ثانویه پرش‌هیدرولیکی به ترتیب تا مقدار 15.5 و 4.9 درصد نسبت به پرش کلاسیک شود. همچنین بکارگیری صفحات مستغرق در بستر کانال موجب افزایش3.9 درصدی افت انرژی نسبت به پرش‌هیدرولیکی کلاسیک گردید.