پژوهش آب ایران

چکیده بندهای زیرزمینی سازه‌هایی هستند که با مهار جریان‌های زیرسطحی، موجب ذخیره آب در لایه‌های آبرفتی می‌شوند. بند زیرزمینی یان‌چشمه به‌عنوان نخستین بند زیرزمینی در استان چهارمحال و بختیاری در سال ۱۳۹۴ در خروجی حوضه آبخیز یان‌چشمه از توابع شهرستان بن احداث گردید. این پژوهش با هدف ارزیابی اثرات کمی و کیفی ناشی از عملکرد بند در چهار سال، از زمستان ۱۳۹۹ تا بهار ۱۴۰۳ انجام شد. برای این منظور، تغییرات تراز آب زیرزمینی در دو چاه مشاهده‌ای پایش گردید. در مجموع ۴۷ نمونه آب برداشت و در آزمایشگاه از نظر پارامترهای فیزیکی و شیمیایی تحلیل شد و داده‌ها با استفاده از روش‌های آماری در نرم‌افزار SPSS پردازش گردید. نتایج نشان داد که بند در محل مناسبی از نظر زمین‌شناسی و هیدروژئولوژیکی احداث‌شده و توانایی ذخیره‌سازی حدود ۱۴۰۰۰۰ مترمکعب آب در لایه‌های درشت‌دانه آبرفتی را داراست. همچنین کیفیت آب ذخیره‌شده در مخزن کاهش نیافته و در مورد برخی عناصر مانند نیترات بهبود نشان دادند. آب موجود در مخزن از نظر شرب در محدوده خوب تا قابل‌قبول و برای کشاورزی در محدوده متوسط قرار دارد و ترکیب شیمیایی آن تیپ بیکربناته-کلسیمی با سختی متوسط است. درنتیجه، بند زیرزمینی یان‌چشمه به‌عنوان یک سازه طبیعت‌محور در مدیریت منابع آب منطقه عملکردی مثبت و قابل‌قبول داشته است.

چکیده پل‌ها یکی از مهمترین سازه‌ها در چرخه حمل و نقل می‌باشند و آبشستگی در اطراف پایه‌های پل یکی از مهمترین عوامل خرابی پل‌ها به شمار می‌رود. پل‌های زیادی در سراسر جهان به‌دلیل آبشستگی در اطراف پایه‌ها تخریب شده‌اند. بنابراین، تخمین عمق آبشستگی در اطراف پایه‌ها اهمیت زیادی دارد. هدف از این پژوهش، تحلیل و بررسی تاثیر اجسام شناور گوه‌ای شکل روی آبشستگی پایه مربعی است. بررسی آزمایشگاهی اثر اجسام شناور گوه‌ای شکل با طول و عرض متفاوت و ارتفاع ثابت در جلوی پایه مربعی با عرض نسبی (عرض پایه به عرض کانال) 15/0 انجام شد. 52 آزمایش در دو حالت با اجسام شناور و بدون حضور اجسام شناور (نمونه شاهد) در شرایط آب زلال با دبی‌های مختلف و با سرعت نسبی (سرعت جریان به سرعت آستانه حرکت)، 213/0، 427/0، 644/0 و 858/0 و در 3 موقعیت (زیر سطح آب، هم سطح آب و بالای سطح آب) انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش سرعت نسبی جریان، عمق و حجم گودال آبشستگی افزایش می‌یابد. همچنین تجمع اجسام شناور در اطراف پایه پل باعث افزایش عمق و حجم گودال آبشستگی نسبت به عدم حضور اجسام شناور (نمونه شاهد) می‌شود. افزایش عرض جسم شناور باعث افزایش میزان آبشستگی در اطراف پایه پل می‌شود. قرار گرفتن جسم شناور در زیر سطح آب بیشترین آبشستگی را نسبت به جسم شناور بالای سطح آب ایجاد می‌کند. بیشینه عمق آبشستگی برای جسم در موقعیت زیر سطح آب 6/3، جسم در موقعیت هم سطح آب 1/3 و در موقعیت بالای سطح آب 4/1 برابر نسبت به نمونه شاهد است. همچنین با استفاده از تحلیل ابعادی معادله جدیدی برای پیش‌بینی عمق آبشستگی با تجمع اجسام شناور در جلوی پایه مربعی ارائه شد.

چکیده توزیع سرعت در جریان حاوی رسوبات معلق از پارامترهای مهم در برآورد دبی بار معلق در رودخانه‌ها محسوب می‌شود که برآورد دقیق‌تر آن سبب افزایش دقت در برآورد دبی بار معلق خواهد شد. در تحقیق حاضر، به‌منظور شبیه‌سازی عددی توزیع سرعت جریان حاوی رسوبات معلق از نرم‌افزار FLOW-3D استفاده شده است. برای این منظور، مدل عددی با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی معتبر واسنجی و صحت‌سنجی گردید. پس از بررسی مدل‌های آشفتگی مختلف، مدل K-ε به‌عنوان مدل آشفتگی برتر انتخاب شد. همچنین نتایج مدل‌سازی نشان داد که مدل عددی FLOW-3D دقت قابل‌قبولی در برآورد مقادیر سرعت در عمق‌‌های مختلف دارد؛ به‌طوری‌که خطای آن در برآورد مقادیر سرعت در عمق‌های مختلف برای داده‌های آزمایشگاهی ونونی و اینشتین و شن به‌ترتیب برابر با 12/6 و 75/3 درصد می‌باشد. به‌طورکلی، مدل عددی در عمق‌های کم (ناحیه داخلی توزیع سرعت) مقادیر سرعت را بیشتر و در عمق‌های بیشتر (ناحیه خارجی) مقادیر سرعت را کمتر از مقادیر آزمایشگاهی شبیه‌سازی کرده است. پس از اطمینان از نتایج مدل عددی، اثر تغییر در پارامترهایی همچون قطر، غلظت رسوبات معلق و زبری بستر بر توزیع سرعت جریان شبیه‌سازی گردید. نتایج نشان داد که عملکرد نرم‌افزار FLOW-3D در برآورد توزیع سرعت جریان حاوی رسوبات معلق در شرایط مختلف هیدرولیکی جریان بهتر از روابط تجربی است.

چکیده این مطالعه به ارزیابی اثربخشی و مخاطرات کاربرد لجن خروجی تصفیه‌خانه‌ی فاضلاب بر پرورش صیفی‌جات، با تمرکز بر تأثیر آن روی ویژگی‌های خاک و عملکرد گیاه، می‌پردازد. برای این منظور، لجن خروجی تصفیه‌خانه‌ی فاضلاب شهر تیران در استان اصفهان برای کشت گلخانه‌ای سه محصول گوجه‌فرنگی، بادمجان و فلفل در سه مخلوط مختلف خاک و لجن خشک با نسبت‌های وزنی ۰، ۲۰ و ۴۰ درصد استفاده شد. نتایج نشان داد، کاربرد ۲۰ و ۴۰درصد وزنی لجن، سطح کربن آلی را به ترتیب ۱۲۸ و ۲۵۸درصد افزایش داد. همچنین، محتوای نیتروژن کل نیز به طور چشم‌گیری از ۰.۰۸ گرم‌برکیلوگرم (نمونه‌ی شاهد بدون لجن) به ۱.۸۲ گرم‌برکیلوگرم در تیمار حاوی ۴۰ درصد لجن افزایش یافت. غلظت فسفر قابل جذب با افزودن لجن از ۱۳ میلی‌گرم‌برکیلوگرم به ۳۴۰۰ میلی‌گرم‌برکیلوگرم رسید که پتانسیل آن را به عنوان منبعی غنی از مواد مغذی نشان می‌دهد. تجزیه و تحلیل آماری، تفاوت‌های معنی‌داری (ρ <0.005) را در پارامترهای رشد شامل ارتفاع گیاه و قطر ساقه با درصد لجن افزوده شده به خاک نشان داد. بر اساس نتایج این مطالعه، لجن فاضلاب فرآوری‌شده می‌تواند به طور مؤثری رشد سه گیاه منتخب را افزایش داده و حاصل‌خیزی خاک را در محدوده افزایش مجاز فلزات سنگین و عوامل بیماری‌زا، بهبود بخشد.

چکیده تغییر اقلیم یشکی از چالش‌های اصلی و مهم در مدیریت منابع آب به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک محسوب می‌شود که می‌تواند اثرات چشمگیری بر فرآیندهای هیدرولوژیک حوضه‌ داشته باشد. در این پژوهش، به‌منظور ارزیابی تأثیر تغییر اقلیم بر پاسخ هیدرولوژیک حوضه گل‌رودبار در استان سمنان، از ترکیب مدل آماری ریزمقیاس‌نمایی SDSM و مدل هیدرولوژیک SWATاستفاده شده است. داده‌های اقلیمی آینده با استفاده از مدل CanESM5، تحت سناریوهای SSP1-2.6، SSP2-4.5 و SSP5-8.5 برای دوره ۲۰۲۵–۲۰۴۹ تهیه و پس از ریزمقیاس‌نمایی، به مدل SWAT وارد شد. براساس نتایج به دست آمده از عملکرد مدل، مقادیر ضریب نش-ساتکلیف و ضریب تعیین در دوره‌ واسنجی به‌ترتیب برابر با 66/0 و 66/0 و برای دوره صحت‌سنجی به ترتیب برابر 55/0 و 79/0 می‌باشد که نشان‌دهنده عملکرد مناسب مدل در شبیه‌سازی است. همچنین براساس نتایج حاصل، در سناریوی SSP5-8.5، بیشترین مقدار افزایش میانگین ماهانه رواناب نسبت به دوره تاریخی در ماه آگوست رخ داده که برابر با 30/51 درصد می‌باشد و در سناریوی SSP1-2.6، بیشترین کاهش رواناب (ماه ژانویه) برابر 05/64 - درصد است. نتایج حاصل بیانگر آسیب‌پذیری زیاد حوضه گل‌رودبار نسبت به تغییرات اقلیمی آتی و انتشار گازهای گلخانه‌ای است و لزوم بازنگری در راهبردهای مدیریت منابع آب منطقه را برجسته می‌سازد.

برجسته می‌سازد

چکیده به‌منظور بررسی اثر مقادیر مختلف آبیاری و کاربرد زغال‌زیستی سبوس برنج بر ویژگی‌های فیزیولوژیکی، نرخ رشد نسبی (RGR) و کارایی مصرف آب (WUE) گوجه‌فرنگی، آزمایشی گلدانی به‌صورت فاکتوریل و در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی در دو فصل زمستان و بهار به مدت 120 روز در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان اجرا گردید. تیمارها شامل هفت تیمار آبیاری (50، 60، 70، 80، 90، 100 و 110 درصد تأمین نیاز آبی بر اساس تخلیه‌ی رطوبتی خاک) و سه سطح زغال‌زیستی (0، 3 و 6 تن در هکتار) بودند و تیمار آبیاری با تأمین درصد نیاز آبی گیاه همراه با عدم مصرف زغال‌زیستی (0 تن در هکتار) به عنوان تیمار شاهد در نظر گرفته شدند. نتایج نشان داد که بیشترین WUE در آبیاری 90 درصد تأمین نیاز آبی همراه با کاربرد 6 تن در هکتار زغال‌زیستی در هکتار به دست آمد که به ترتیب 8/3 و 3/1 برابر بیشتر از تیمار شاهد (بدون زغال زیستی) و 3 تن در هکتار زغال زیستی بود. همچنین، کاربرد زغال‌زیستی همراه با آبیاری کافی موجب افزایش RGR شد؛ به‌طوری‌که در روزهای ۱۰ تا ۲۰ پس از کاشت، مقدارRGR تیمار ۶ تن در هکتار زغال‌زیستی با آبیاری ۱۰۰ درصد تامین نیاز آبی (11/0) به‌مراتب بیشتر از تیمار بدون زغال زیستی (03/0) به‌دست آمد. به‌طور کلی، مقادیر مختلف آبیاری موجب نوسان RGR شدند، ولی کاربرد زغال‌زیستی به‌ویژه 6 تن در هکتار،RGR را حدود ۱۰ تا ۲۵٪ افزایش داد و اثرات منفی کم‌آبی یا آبیاری بیش‌ازحد را تعدیل کرد. این روند در مراحل بعدی رشد نیز ادامه یافت و بیانگر نقش زغال‌زیستی و کاهش تنش خشکی در بهبود رشد گیاه بود. تحلیل تابع تولید نیز نشان داد رابطه بین عملکرد و مقدار آب مصرفی از نوع درجه دوم بوده و آبیاری بیش از نیاز گیاه (L110) موجب کاهش عملکرد گردید (945/0R²=). به‌طور کلی یافته‌ها نشان داد که کاربرد ۶ تن در هکتار زغال‌زیستی همراه با آبیاری ۹۰ درصد تأمین نیاز آبی، بهترین تیمار برای افزایش عملکرد و کارایی مصرف آب بود، چرا که زغال‌زیستی با بهبود خاک و فراهمی عناصر غذایی، رشد گیاه را به‌صورت هم‌افزا افزایش داد.

چکیده این پژوهش با هدف مطالعه و تحلیل مکانی–زمانی خصوصیات فیزیکوشیمیایی و شناسایی مناطق آلوده آب حوزه آبریز رودخانه‌ سیروان (و شاخه های فرعی آن شامل قشلاق و گاوه‌رود) در استان کردستان انجام شد. به این منظور، در دو فصل تابستان و زمستان سال ۱۴۰۳ از شش ایستگاه منتخب، نمونه‌برداری صورت گرفت و پارامترهای اکسیژن‌خواهی بیولوژیکی (BOD)، اکسیژن‌خواهی شیمیایی (COD)، نیتروژن کل (TN)، فسفر کل (TP)، مواد معلق کل (TSS) و pH اندازه‌گیری شدند. داده‌ها با کمک روش درون‌یابی فاصله معکوس (Inverse Distance Weighting, IDW) در محیط GIS نقشه‌سازی گردیدند. نتایج نشان داد که در فصل تابستان غلظت پارامترهای آلودگی به‌ویژه در پایین‌دست ایستگاه‌های مرتبط با ورود تصفیه‌خانه فاضلاب شهری افزایش یافت. بیشینه BOD و COD در نزدیکی خروجی تصفیه‌خانه فاضلاب شهری مشاهده شد که نشان‌دهنده بار بالای ترکیبات آلی و غیرقابل تجزیه بود. همچنین غلظت TN و TP در ایستگاه‌های پایین دست تصفیه‌خانه فاضلاب به مقادیر بالاتر از استانداردهای جهانی رسید و پتانسیل بالای پر غذایی (Eutrophication) را نشان داد. در مقابل، در زمستان به‌دلیل افزایش دبی و پدیده رقیق‌سازی، مقادیرTSS کاهش یافت و توزیع مکانی BOD و TSS هم یکنواخت‌تر شدند، هرچند COD و TN همچنان در سطح نسبتاً بالایی باقی ماندند. تغییرات pH در هر دو فصل محدود بوده و در محدوده قابل قبول برای حیات آبزیان قرار داشت. به‌طور کلی، نتایج بیانگر آن است که کیفیت آب حوزه آبریز مورد مطالعه، تحت تأثیر ورود پساب‌ تصفیه‌خانه فاضلاب شهری و رواناب‌های کشاورزی قرار دارد و تغییرات فصلی هم در کنترل شدت آلودگی نقش مهمی ایفا می‌کند. استفاده از روش IDW در این پژوهش توانست با دقت مناسب الگوهای مکانی آلودگی را آشکار ساخته و اطلاعات مفیدی برای مدیریت پایدار منابع آب سطحی منطقه فراهم آورد.

چکیده از مهم‌ترین سازه‌های آبگیر مدول می‌توان به تیپ‌های مختلف دریچه‌های نیرپیک اشاره نمود که در حال حاضر از این سازه در شبکه‌های آبیاری و زهکشی به صورت گسترده استفاده می‌شود. این سازه‌های آبگیر به گونه‌ای طراحی می‌شوند تا بتوانند در شرایط غیرماندگار جریان، وظیفه تحویل آب را طوری انجام بدهند که در نهایت هر کانال فرعی مقدار آب مشخص تحویل بگیرد. به منظور بررسی دقیق عملکرد این نوع سازه نسبت به دریچه استاندارد با هدف شناخت دقیق و تلاش در جهت بهبود کارکرد، دو مدل آزمایشگاهی دریچه نیرپیک یک تیغه‌ای از نوع X1 در اندازه واقعی مورد آزمایش قرار گرفت. مدل آزمایشگاهی شماره 1 با ارتفاع بازشدگی 90 میلیمتر از نقطه تلاقی دو شیب بالادست و پایین دست سرریز ساخته شد و در ادامه مدل آزمایشگاهی شماره 2 با ارتفاع بازشدگی 90 میلیمتر از خط مماس لبه بالایی سرریز تهیه و مورد آزمایش قرار گرفت که موقعیت تیغه مدل دوم نسبت به مدل اول به میزان 4 میلیمتر پایین‌تر قرار داشت. در واقع میزان بازشدگی کل دریچه در مدل اول ۹۴ میلیمتر بوده ولی در مدل دوم میزان بازشدگی کل دریچه همان ۹۰ میلیمتر می‌باشد. در ادامه نتایج و داده‌های آزمایشگاهی بر روی دو مدل ساخته شده در قالب سه روش متفاوت استخراج داده از منحنی دبی-اشل پیشنهادی مراجع معتبر مورد مقایسه قرار گرفته و میزان انطباق و اختلاف نظرهای موجود در منابع با نتایج آزمایشگاهی بررسی و ارائه گردید. در نهایت منحنی‌های دبی-اشل هر دو مدل آزمایشگاهی دریچه ترسیم گردید و با منحنی دبی-اشل دریچه استاندارد با سه روش استخراج داده مورد مقایسه قرار گرفت. به طور کلی منحنی‌های دبی-اشل در مدل شماره 2 نسبت به مدل شماره 1 (که دارای میزان بازشدگی بیشتری بوده) تطابق بهتری با منحنی دبی-اشل استاندارد نشان داد. همچنین مشاهده گردید که روش شماره دو استخراج داده انطباق بیشتری به نتایج آزمایشگاهی داشته ولی روش شماره یک فاصله معناداری را نشان می‌دهد. همچنین تاثیر تغییر زوایا در تیغه‌های دریچه و شیب‌های بالادست و پایین دست سرریز (در اثر وجود شیب در فلوم) بر منحنی دبی-اشل بررسی گردیده و عوامل موثر در این اختلافات ارائه گردید.