پژوهش آب ایران

چکیده پرش هیدرولیکی پدیده‌ای است که در جریان‌های سطح آزاد و زمانی که در بالادست جریان فوق‌بحرانی و در پایین‌دست جریان زیر‌بحرانی وجود داشته باشد، رخ می‌دهد. در پژوهش حاضرویژگی‌های پرش هیدرولیکی با ترکیب جت مستطیلی و زبری مثلثی شکل بررسی شد است. زبری مورد استفاده دارای دو ارتفاع مختلف بود و آزمایش‌ها با سه عدد فرود و سه دبی جت متفاوت انجام شد. نتایج نشان داد که استفاده از جت در زاویه حداکثر و زاویه بی‌اثر منجر به کاهش پارامترهای هیدرولیکی نسبت به حالت بدون جت و زبری گردید در زاویه‌های حداکثر، نیروی برشی بستر افزایش یافت. در یک زاویه مشخص، برخورد جت به پرش هیدرولیکی هیچ‌گونه جا­به­جایی ایجاد نکرد که این زاویه به‌عنوان زاویه بی‌اثر تعریف شد، اما از یک زاویه مشخص به بعد، دیگر تغییری در موقعیت آن مشاهده نشد. این زاویه به‌عنوان زاویه حداکثر جابه‌جایی تعیین گردید. عمق ثانویه، طول پرش، افت نسبی انرژی و اعماق مزدوج، به ترتیب به میزان 21، 16/30، 76/25 درصد نسبت به بستر صاف بدون زبری کاهش و تنش برشی 4/13 برابر در مقایسه با حالت بدون جت و زبری افزایش یافت. این پژوهش می­تواند در طراحی سازه‌های هیدرولیکی و بهینه‌سازی کنترل انرژی در کانال‌ها مورد استفاده قرار گیرد.

چکیده سیلاب‌ از بلایای طبیعی با تأثیرات گسترده بر زندگی انسان‌ و محیط‌زیست است که تحلیل دقیق دبی‌های طراحی در دوره‌های بازگشت مختلف برای مدیریت مؤثر آن ضرورت دارد. رخدادهای کم احتمال یا داده‌های پرت، داده‌هایی هستند که به‌طور قابل‌توجهی از سایر اعضای آن جمعیت انحراف دارند و می‌توانند نتایج تحلیل‌های آماری را به مقدار زیادی تحت تأثیر قرار دهد. این مطالعه با هدف تحلیل دبی جریان و برآورد سیلاب‌های طراحی در حوضه آبخیز رودخانه گدارخوش، با استفاده از داده‌های بارش ایستگاه سینوپتیک ایلام و دبی ایستگاه هیدرومتری تخت‌خان، در دوره زمانی 34 ساله (1399-1366) در شرایط وجود و عدم وجود داده‌ پرت در مجموعه داده‌ها انجام گرفته است. برای شناسایی داده‌های پرت از روش‌های گرافیکی، آماری و روش‌ خوشه‌بندی داده‌ها استفاده شد. در تحلیل دوره‌های بازگشت مختلف، بر اساس آزمون‌های برازش نکویی آندرسون–دارلینگ و کای‌اسکوئر، توزیع لوگ‌پیرسون نوع ۳ برای مدل‌سازی دبی انتخاب شد. نتایج نشان داد که دبی سال 1394 در تمام روش‌ها داده پرت است. مقایسه دبی طراحی برآورد شده با استفاده از توزیع آماری لوگ‌پیرسون نوع 3 در شرایط با و بدون داده‌ پرت نشان داد که در دوره‌های بازگشت کوتاه‌مدت اختلاف مقادیر برآورد شده کمتر و حدود 31/0- % است؛ در حالی که در دوره‌های بلندمدت اختلاف قابل‌توجهی به‌ویژه در دوره بازگشت 1000 ساله (58/64- %) مشاهده شد. این یافته‌ها بر اهمیت مدیریت داده‌های پرت و لزوم استفاده از آن‌ها به عنوان داده نادر یا رخدادهای کم احتمال در تحلیل‌های هیدرولوژیکی و برآورد دبی طراحی تأکید دارد.

چکیده افزایش تقاضای آب برای کشاورزی، بر آب دریاچه­ها و تالاب­ها تأثیر می­گذارد. در پژوهش حاضر با این فرض که کاهش مصرف آب در مزارع اطراف تالاب­ها به احیای تالاب­ها کمک می‌کند، از فناوری­های موجود، برای کاهش مصرف آب آبیاری در تعدادی از مزارع اطراف تالاب طشک و بختگان در استان فارس استفاده شد. بدین منظور 17 مزرعه و باغ در شهرستان­های ارسنجان، استهبان و آباده طشک انتخاب و فناوری­های متناسب با هر مزرعه انتخاب و اجرایی شد. باغات انتخابی شامل انار، پسته و سیب و مزارع انتخابی شامل پنبه، ذرت علوفه­ای و ذرت دانه­ای بودند. در هر مزرعه یا باغ دو قطعه در نظر گرفته شد. یکی با مدیریت معمول کشاورز (شاهد) و دیگری با اعمال فناوری­های صرفه­جویی در آب آبیاری (تیمار). با اعمال فناوری­ها، مزارع مورد نظر به مدت یکسال مدیریت و با مزارع تحت مدیریت معمول مقایسه شدند. شاخص­هایی شامل عملکرد میوه، حجم آب آبیاری استفاده شده و بهره­وری آب اندازه­گیری و با آزمون t زوجی مقایسه شدند. در مزارع انتخابی، رد پای کربن نیز مورد بررسی قرار گرفت. همچنین با در نظر گرفتن تمام هزینه­ها و درآمد به‌دست آمده از مزارع و باغات، تجزیه و تحلیل­های اقتصادی نیز انجام شد. نتایج نشان داد که میزان عملکرد در مزارع تیمار بین 7 تا 55 درصد افزایش یافت که کمترین و بیشترین افزایش به‌ترتیب در مزارع ذرت علوفه­ای و پنبه بود. میزان آب آبیاری بین 20 تا 31 درصد به‌ترتیب در باغ سیب و مزرعه ذرت دانه­ای کاهش یافت. در نتیجه میزان بهره­وری آب آبیاری از 43 تا 113 درصد به‌ترتیب در مزارع ذرت علوفه­ای و پنبه افزایش یافت. تفاوت بین مزارع شاهد و تیمار از لحاظ عملکرد، میزان آب آبیاری و بهره­وری آب آبیاری از نظر آماری در سطح 1 درصد معنی­دار بود. اثر بخشی فناوری­های مورد استفاده از 12 تا 26 درصد در کاهش ردپای کربن به ترتیب برای باغات پسته و مزارع پنبه مؤثر بود. تجزیه و تحلیل­های اقتصادی نشان داد که در شرایط فعلی و بدون در نظر گرفتن ارزش واقعی آب، میزان افزایش سود اقتصادی در اثر اعمال فناوری­های کاهش مصرف آب از 14 درصد در مزارع ذرت تا 70 درصد در باغات انار متغیر است. با در نظر گرفتن ارزش واقعی آب، اگرچه درصد سود اقتصادی افزایش یافت ولی میزان سود واقعی نسبت به حالت در نظر نگرفتن ارزش واقعی آب کاهش یافت. این موضوع نشان می­دهد که لحاظ نمودن ارزش واقعی آب در تجزیه و تحلیل­های اقتصادی می­تواند نتایج به دست آمده و احتمالاً سیاست­های آینده را تغییر دهد.

چکیده سواحل به‌عنوان اکوسیستم‌های حساس و زیستگاه‌های متنوع، نیازمند حفاظت هستند. تغییرات ناشی از فعالیت‌های انسانی و تغییرات اقلیمی می‌تواند فرسایش و تخریب این اکوسیستم‌ها را تشدید کند. درک الگوهای جریان آب و انتقال رسوب، امکان ارائه راهکارهای مؤثر برای مدیریت سواحل و کاهش خطرات ناشی از طوفان و افزایش سطح دریا را فراهم می‌کند. سواحل، به‌عنوان نقاط تلاقی زمین و دریا تحت تأثیر جریان‌های آبی، فرآیندهای رسوب‌گذاری و فرسایش قرار دارند. از دیرباز استفاده از سازه­های سنتی یکی از راه­های مورد توجه مهندسان دریا بوده است. اما کاستی­ها و ضعف­های مربوط به این اقدامات باعث شد مهندسان و برنامه‌ریزان حوزه ساحل به روش­های جایگزین پایدارتر و سازگار با زیست بوم ساحلی توجه بیشتری نشان دهند. این پژوهش مروری، تحقیقات صورت‌گرفته درباره حفاظت سواحل، با تمرکز بر الگوهای جریان، انتقال رسوب و کنترل سیل ساحلی از طریق پوشش گیاهی و درختی مانند درختان حرا، علف‌های دریایی و باتلاق‌های نمکی را بررسی می‌کند. تعامل پوشش‌های گیاهی با امواج، چالش‌ها، ابهامات و کمبود داده‌های لازم برای پیاده‌سازی روش­های حفاظت گیاهی در مقابل سیلاب‌های ساحلی نیز مورد بحث قرار گرفت. همچنین به تاثیر روش­های حفاظت مبتنی بر طبیعت بر میزان انتقال رسوب در کرانه ساحلی نیز پرداخته شده است. نتایج این بررسی به توسعه راهکارهای پایدار و هوشمند در مدیریت و حفاظت سواحل کمک خواهد کرد

چکیده پژوهش حاضر با هدف ارزیابی مقایسه‌ای شاخص‌های خشکسالی بر اساس داده‌های سنجش از دور در شهرستان تهران در دوره زمانی سال‌های 2000 تا 2022 انجام شده است. از داده‌های ماهواره‌ای تصاویر گوگل ارث انجین برای محاسبه شاخص‌های منفرد خشکسالی شامل شاخص وضعیت دمایی (TCI)، شاخص وضعیت پوشش گیاهی (VCI)، شاخص وضعیت بارندگی (PCI) و شاخص وضعیت رطوبتی خاک (SMCI) استفاده شد. به منظور ارزیابی شاخص‌های خشکسالی سنجش از دور با داده‌های واقعی از شاخص بارش استاندارد شده (SPI) استفاده شد. شاخص‌های ترکیبی خشکسالی شامل شاخص سلامت پوشش گیاهی (VHI)، شاخص خشکسالی مقیاس‌بندی شده (SDCI) و شاخص پوشش گیاهی بهینه‌‌شده (OVDI) با استفاده از شاخص‌های منفرد محاسبه گردید. در این پژوهش به جای استفاده از میانگین‌گیری برای کل منطقه، شاخص‌های خشکسالی برای هر پیکسل (با ابعاد 1 کیلومتر برای محصولات MODIS و 25/0 درجه برای TRMM و AMSR-E) به صورت مجزا محاسبه و تحلیل شدند. نتایج تحلیل‌های پیکسل‌محور نشان داد که شاخص‌های ترکیبی خشکسالی نسبت به شاخص‌های تک‌موردی دقت بالاتری در ارزیابی شرایط خشکسالی دارند. شاخص SDCI که از ترکیب وزنی شاخص‌های VCI، TCI و PCIبا استفاده از روش وزن‌دهی تجربی بدست آمد، دقت بالایی در ارزیابی خشکسالی داشت. معیار اصلی سنجش دقت شاخص‌های سنجش از دور، همبستگی آن‌ها با شاخصSPI (محاسبه‌شده بر اساس داده‌های زمینی) است. نتایج آزمون من-کندال نشان داد که شاخص SDCI در مقیاس‌های فصلی و سالانه روند کاهشی معنی‌دار (تشدید خشکسالی) و شاخص‌های پوشش گیاهی (VCI، VHI، NDVI) روند افزایشی معنی‌دار (بهبود وضعیت) داشتند. همبستگی‌های قوی بین شاخص‌های مختلف نیز نشان‌دهنده ارتباط قوی بین این شاخص‌ها و دقت بالای آن‌ها در پایش خشکسالی است. برای نمونه، همبستگی بین شاخص‌هایSDCI و OVDI به میزان 84/0 در مقیاس ماهانه و 90/0 در مقیاس فصلی و سالانه است. استفاده از شاخص‌های ترکیبی VHI، SDCI و OVDI در کنار شاخص‌های منفرد می‌تواند به بهبود دقت و کارایی پایش خشکسالی کمک کند و اطلاعات مفیدی برای مدیریت منابع آب و کشاورزی فراهم آورد.

چکیده استهبان یکی از شهرستان­های استان فارس است که سطح وسیعی از باغ­های آن به کشت انجیر دیم اختصاص دارد. به­دلیل کاهش بارندگی در سال­های اخیر، نیاز آبی باغ­های منطقه تامین نشده و بسیاری از باغ­داران به آبیاری بی­رویه باغ­ها پرداخته­اند. بنابراین نیاز است تأثیر مقادیر مختلف آب آبیاری بر خصوصیات کمی، کیفی و اقتصادی محصول مورد بررسی قرار گیرد. آزمایش در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی با چهار تکرار و پنج تیمار روی درختان انجیر (رقم سبز) در ایستگاه تحقیقات انجیر استهبان طی دو سال اجرا شد. تیمارهای آبیاری شامل آبیاری به اندازه صفر، 25، 50، 75 و 100 درصد نیاز آبی برآورد شده توسط روش پنمن مانتیث بود. ویژگی صفات کمی و کیفی محصول اندازه­گیری و بهره­وری آب نیز محاسبه و سطوح مختلف آبیاری از نظر اقتصادی ارزیابی شدند. روابطی تجربی برای تخمین میزان آب آبیاری مورد نیاز بر اساس میزان بارش سالانه به­دست آمد. ارزیابی اقتصادی در دو حالت با و بدون درنظر گرفتن ارزش واقعی آب انجام شد. تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها با استفاده از نرم­افزارSAS 9.13 و مقایسه میانگین بین روش­های مختلف با به­کارگیری آزمون دانکن انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش میزان آبیاری در محدوده نیاز آبی گیاه، خصوصیات رویشی، فیزیولوژیکی و صفات کمی و کیفی انجیر بهبود یافت. بهترین وضعیت مربوط به تیمار بدون تنش (100 درصد نیاز آبی) بود که این تیمار به 8/5 متر مکعب آب برای هر درخت نیاز داشت. میزان عملکرد محصول در تیمار بدون آبیاری و آبیاری کامل به‌ترتیب 3119 و 7671 گرم در هر درخت بود. همچنین نتایج ارزیابی اقتصادی در شرایط معمول که بدون درنظر گرفتن ارزش واقعی آب است نشان داد که تیمارهای بیشتر آبیاری شده نسبت به سایر تیمارها دارای سود خالص بیشتری بودند و تفاوت زیادی در نسبت منفعت به هزینه وجود نداشت (49/2 تا 31/2). اما بررسی­های اقتصادی با در نظر گرفتن ارزش واقعی آب نشان داد که تیمارهای بیشتر آبیاری شده دارای اولویت اقتصادی نبوده، تفاوت نسبت منفعت به هزینه تیمارها زیاد بوده (46/2 تا 20/1) و بهترین تیمار از نظر اقتصادی تیمار دیم بوده است. این بررسی نشان داد که عامل ارزش واقعی آب پارامتر بسیار مهمی در اقتصادی شدن آبیاری انجیرستان دیم می­باشد و می­تواند نتایج به دست آمده را به‌شدت تحت تأثیر قرار دهد. چون معمولاً کشاورزان هزینه ارزش واقعی آب را نمی­پردازند، انجام آبیاری برای آنها دارای منفعت اقتصادی بوده ولی با توجه به محدودیت منابع آبی در سطح کلان کشور به­صرفه نیست.

چکیده این پژوهش با هدف بررسی جامع فاصله بهینه میان آب‌شکن‌های متوالی، با تمرکز بر ویژگی‌های جریان آشفته و ناحیه سکون تشکیل‌شده در پایین‌دست، به‌صورت آزمایشگاهی انجام شده است. آزمایش‌ها در یک فلوم مستطیلی آزمایشگاهی با استفاده از دو نوع آب‌شکن نفوذپذیر (از نوع گابیونی با تخلخل ۴۱ درصد) و نفوذناپذیر، در سه عرض مختلف (۲۰، ۳۰ و ۵۰ سانتی‌متر) و تحت شرایط مختلف هیدرولیکی شامل سه دبی جریان (۲۹، ۴۹ و ۶۵ لیتر بر ثانیه) و نسبت‌های متفاوتی از استغراق، اجرا شدند. به‌منظور تعیین دقیق طول ناحیه سکون، از روش تزریق رنگ برای ردیابی الگوهای جریان استفاده شد. نتایج نشان داد که افزایش عرض آب‌شکن و دبی جریان موجب افزایش قابل‌توجه در طول ناحیه سکون می‌شود و با افزایش نسبت استغراق، طول ناحیه سکون کاهش قابل ملاحظه‌ای می‌یابد. دلیل این کاهش آن است که در حالت استغراق بالا، تأثیر سازه بر جریان پایین‌دست کاهش می‌یابد، در نتیجه ساختار گردابه‌ها تضعیف شده و ناحیه سکون کوچک‌تری ایجاد می‌شود. همچنین آب‌شکن‌های نفوذپذیر، به دلیل ویژگی کاهش تمرکز جریان، ناحیه سکون بزرگ‌تری نسبت به آب‌شکن‌های نفوذناپذیر ایجاد کردند. در این آزمایش نسبت فاصله‌ ‌ به عرض آب‌شکن‌ در بازه‌ی 2 تا 7 قرار گرفت و تحلیل‌ها نشان دادند که فاصله بهینه میان آب‌شکن‌ها زمانی حاصل می‌شود که ابتدای آب‌شکن بعدی در انتهای ناحیه سکون آب‌شکن قبلی قرار گیرد. این وضعیت منجر به حداکثرسازی اثربخشی سازه در کاهش سرعت جریان و بهبود عملکرد آن در کنترل فرسایش سواحل می‌گردد. در ادامه، یک رابطه تجربی بر پایه داده‌های آزمایشگاهی برای برآورد فاصله بهینه آب‌شکن‌ها استخراج شد. یافته‌های این تحقیق می‌تواند راهنمای مناسبی برای بهینه‌سازی طراحی سیستم‌های آب‌شکن در پروژه‌های مهندسی رودخانه باشد و درک بهتری از فرآیندهای هیدرولیکی مؤثر در پایداری سازه‌های ساحلی فراهم آورد

چکیده کمبود آب و خشکی در ایران از شایع‌ترین مشکلات کشاورزی به حساب می‌آید؛ بنابراین، یافتن راه‌کارهایی برای مقاومت محصولات کشاورزی همچون قارچ دکمه‌ای به تنش خشکی از اهمیت خاصی برخوردار است. در همین راستا، پژوهش حاضر با هدف ارزیابی قابلیت دسترسی آب در خاک پوششی غنی شده با بیوچار و زیر کشت قارچ دکمه‌ای در قالب طرح کاملاً تصادفی با 29 تیمار طی سال 1403 اجرا گردید. بر این اساس، ترکیبات اولیه خاک پوششی از جمله پیت شمال، ورمی‌کمپوست پیت شمال، ورمی‌کمپوست کودگاوی و ورمی‌کمپوست کمپوست برگشتی قارچ تهیه گردید. سپس به ترکیب‌های خاک پوششی یاد شده مقادیر 5، 10 و 15 درصد وزنی بیوچار اضافه و تیمارهای مختلف ساخته شد. از هر کرت آزمایشی نمونه‌برداری از خاک پوششی توسط استوانه فلزی با قطر و ارتفاع به‌ترتیب 5/4 و 5 سانتی‌متر انجام شد و در نهایت با اندازه‌گیری منحنی مشخصه رطوبتی خاک، شاخص‌های درصد حجمی هوا پس از آبیاری (AIR)، آب سهل‌الوصول (EAW)، گنجایش آب بافری (WBC)، گنجایش نگهداری آب (WHC) و انرژی انتگرالی آن‌ها محاسبه شد. نتایج نشان داد افزودن بیوچار به خاک پوششی مشکلی را از لحاظ تهویه در خاک ایجاد نکرد و مقدارآب سهل الوصول خاک را در حد بهینه نگهداشت ولی علیرغم افزایش مقدار WBC و WHC در خاک، میزان انرژی انتگرالی به‌دلیل افزایش سطح ویژه خاک زیاد شد که برداشت آب از آن سخت‌تر می‌شود. در مجموع می‌توان گفت استفاده از بیوچار تغییر قابل توجهی در قابلیت دسترسی آب خاک نسبت به خاک پوششی تجاری و مرسوم ایجاد نمی‌کند.