پژوهش آب ایران

چکیده چکیده

آبشستگی موضعی یکی از شایع‌ترین علل خرابی پل‌ها می‎باشد و معمولا در اطراف پایه و تکیه‌گاه پل‌ها رخ می‌دهد. این مطالعه به بررسی تغییرات آبشستگی موضعی در اطراف پایه مستطیلی دماغه‌گرد می‎پردازد. بدین منظور از یک پایه دایره‌ای به قطر 3 سانتی‌متر و یک پایه مستطیلی دماغه‌گرد به عرض 3 سانتی‌متر استفاده شد. تمرکز اصلی این مطالعه بر روی پایه مستطیلی دماغه‌گرد بوده و تاثیر دو متغیر بر عمق آبشستگی مد نظر قرار گرفت: 1) نسبت طول به عرض پایه (L/D) و 2) زاویه انحراف پایه از مسیر جریان (α). آزمایش‌های آبشستگی (13 آزمایش) در شرایط آب زلال با شدت جریان ثابت U/Uc=0.86 با در نظر گرفتن 3 نسبت L/D=2، L/D=3 و L/D=4 و 3 زوایه انحراف پایه 5، 10 و 20 درجه انجام شده و دبی جریان lit/s50 و عمق جریان cm 8/18 تنظیم شدند. نتایج نشان می‎دهد که در زوایای کوچکتر از 5 درجه، با افزایش نسبت L/D عمق آبشستگی کاهش می‌یابد و در زاویه بزرگتر از 10 درجه، افزایش طول پایه آب شستگی را افزایش می دهد. مشخص شد که پایه مستطیلی دماغه‌گرد در زوایای انحراف پایه از مسیر جریان کوچکتر از 5، عمق آبشستگی کمتری را نسبت به پایه دایره‌ای متحمل می‌شود.



واژه‌های کلیدی: آبشستگی موضعی، پایه پل، پایه مستطیلی دماغه گرد، زاویه انحراف پایه از مسیر جریان

چکیده سرریزهای کلیدپیانویی (PKW) به‌عنوان سازه‌هایی مؤثر برای افزایش ظرفیت تخلیه جریان بدون نیاز به افزایش ارتفاع تاج سد شناخته می‌شوند. بااین‌حال، تأثیر زاویه و جهت شیب دیواره‌های جانبی بر عملکرد هیدرولیکی آن‌ها کمتر مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش، عملکرد هیدرولیکی سرریزهای کلیدپیانویی نوع A با استفاده از آزمایش‌های فیزیکی و مدل‌سازی داده‌محور مورد بررسی قرار گرفت. اثر زاویه و جهت شیب دیواره‌های جانبی برای دو هندسه مستطیلی و ذوزنقه‌ای در یک فلوم آزمایشگاهی به طول ۱۵ متر و ارتفاع ۰٫۶ متر تحت شرایط جریان آزاد و زیربحرانی مطالعه شد. مدل‌ها با زوایای شیب ۵، ۷٫۵ و ۱۰ درجه در دو جهت موافق و مخالف جریان آزمایش شدند.

ضریب تخلیه با استفاده از داده‌های دبی–اشل محاسبه و به کمک روش‌های رگرسیون چندمتغیره، شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، جنگل تصادفی و XGBoost پیش‌بینی گردید. نتایج نشان داد شیب دیواره در خلاف جهت جریان با بهبود الگوی ورود جریان، کاهش جدایش و افت انرژی، موجب افزایش ضریب تخلیه می‌شود. مدل‌های ذوزنقه‌ای نسبت به مدل‌های مستطیلی عملکرد بهتری داشتند و افزایش ضریب تخلیه تا حدود ۱۵ درصد مشاهده شد. در میان مدل‌های داده‌محور، ANN و XGBoost بالاترین دقت پیش‌بینی (بیش از ۹۸ درصد) و کمترین خطا (کمتر از ۲ درصد) را نشان دادند.

چکیده به منظور بررسی بهره‌وری فیزیکی آب در تولید گندم، طرح آزمایشی اسپلیت پلات در قالب طرح آماری بلوک‌های کامل تصادفی، فاکتور اصلی سامانه‌های آبیاری (بارانی، قطره‌ای سطحی (نواری) و زیرسطحی)، فاکتور فرعی ارقام گندم (حیدری، پیشگام، میهن و اروم) با سه تکرار در ایستگاه تحقیقاتی چهارتخته، اجرا گردید. در این پروژه حجم آب داده شده (با توجه به نشریه 56 فائو و مشخصات خاک منطقه ریشه) به سامانه‌های آبیاری قطره‌ای سطحی و زیرسطحی توسط کنتور حجمی و در سامانه آبیاری بارانی با اندازه‌گیری و کالیبره نمودن آبپاش‌ها انجام پذیرفت. عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، وزن هزار دانه محصول تولید شده تحت سامانه‌های مختلف آبیاری به همراه میزان آب آبیاری اندازه‌گیری و محاسبه گردید. نتایج نشان داد، تاثیر سامانه‌های آبیاری بر وزن هزار دانه، عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه و بهره‌وری فیزیکی آب در سطح یک درصد دارای اختلاف معنی‌داری بودند. شاخص بهره‌وری آب آبیاری در سامانه‌های آبیاری قطره‌ای سطحی، قطره‌ای زیرسطحی و بارانی بترتیب با مقادیر 57/1، 24/1 و 93/0 کیلوگرم بر مترمکعب و در ارقام گندم حیدری، پیشگام، میهن و اروم هم بترتیب 33/1، 29/1، 28/1 و 09/1 کیلوگرم بر مترمکعب بود. بر اساس نتایج حاصله در بین روش‌های آبیاری، سامانه‌های آبیاری قطره‌ای سطحی و در بین ارقام گندم مورد آزمایش، رقم حیدری به عنوان رقم برتر جهت ادامه پروژه‌ها پیشنهاد گردید.

چکیده کانال‌های مرکب به‌دلیل شباهت هیدرولیکی با رودخانه‌های طبیعی در شرایط سیلابی، اهمیت ویژه‌ای در مطالعات هیدرولیکی دارند. در این پژوهش، اثر پوشش گیاهی صلب غیرمستغرق مستقر در سیلاب‌دشت یک کانال مرکب مستطیلی مستقیم با عرض کلی 1 متر بر نیروی جریان، ضریب درگ و فاکتور اصطکاک به‌صورت آزمایشگاهی بررسی شد. آزمایش‌ها با استفاده از شبیه‌سازی فیزیکی جریان در فلوم هیدرولیکی لبه‌چاقویی با طول کلی 15 متر و به روش اندازه‌گیری مستقیم نیروی جریان انجام گرفت.طول ناحیه اندازه گیری 1 متردر نظر گرفته شد. فلوم لبه چاقویی یک فلوم با قابلیت حرکتی تقریبا بدون اصطکاک در ناحیه اندازه گیری است.برای اندازه گیری از نیروسنج یا لودسل استفاده شد.نیروسنج در حالت های مختلف کالیبره گردید. پوشش گیاهی با میله‌های PVC در پنج قطر مختلف، فواصل طولی و عرضی متفاوت و در دو آرایش منظم و نامنظم مدل‌سازی شد. تحلیل نتایج بر اساس پارامتر بی‌بعد پوشش گیاهی (λ*) نشان داد با افزایش مقدار این پارامتر، نسبت نیروی جریان در حضور پوشش گیاهی به حالت بدون پوشش و همچنین ضریب درگ کاهش می‌یابد، در حالی‌که فاکتور اصطکاک کل روندی افزایشی دارد. همچنین مشخص شد در مقادیر یکسان λ*، آرایش نامنظم پوشش گیاهی مقادیر بزرگ‌تری از ضریب درگ و فاکتور اصطکاک را نسبت به آرایش منظم ایجاد می‌کند.

چکیده مخازن آب سطحی به‌عنوان زیرساخت‌های راهبردی تأمین آب، نقشی اساسی در امنیت آبی مناطق خشک دارند. این پژوهش با هدف پایش خشکسالی هیدرولوژیکی مخزن چاه‌نیمه و مقایسه رفتار شاخص‌های اقلیمی در برابر تغییرات ذخیره مخزن، از تلفیق سنجش از دور و داده‌های اقلیمی چندمنبعه در بستر Google Earth Engine استفاده کرد. در این چارچوب، ۳۴۵ تصویر Sentinel-2 طی دوره ۲۰۱۷ تا ۲۰۲۵ با داده‌های CHIRPS، ERA5-Land و TerraClimate تلفیق شد. برای استخراج سطح آب و برآورد عدم قطعیت، شاخص‌های NDWI، MNDWI و AWEI به‌کار رفت. همچنین، SWLI به‌عنوان شاخص اصلی خشکسالی هیدرولوژیکی مخزن محاسبه شد و SPI، SPEI و PDSI فقط برای مقایسه و تفکیک خشکسالی هیدرولوژیکی از خشکسالی هواشناختی و کشاورزی استفاده شدند. نتایج نشان داد حجم مخزن سالانه 38/5 میلیون مترمکعب و مساحت سطح آب 63/0 کیلومترمربع کاهش یافته است. از ۸۲ ماه بررسی‌شده، ۱۲ ماه خشکسالی هیدرولوژیکی ثبت شد که ۸۳ درصد آن شدید یا حدی بود. در سال ۲۰۲۳، SWLI=−1.35 خشکسالی شدید را نشان داد، در حالی‌که SPI و SPEI نزدیک به نرمال بودند. این ناهمزمانی بیانگر آن است که افت ذخیره مخزن بیش از کمبود بارش محلی، به کاهش جریان هیرمند و عوامل مدیریتی-فرامرزی وابسته است.

مخازن آب سطحی به‌عنوان زیرساخت‌های راهبردی تأمین آب، نقش تعیین‌کننده‌ای در امنیت آبی مناطق خشک دارند و پایش تغییرات آن‌ها برای مدیریت پایدار منابع آب ضروری است. این پژوهش با هدف پایش خشکسالی هیدرولوژیکی مخزن چاه‌نیمه و بررسی میزان هم‌راستایی شاخص‌های اقلیمی با تغییرات ذخیره مخزن، با بهره‌گیری از رویکرد تلفیقی سنجش از دور و داده‌های اقلیمی چندمنبعه در محیط Google Earth Engine انجام شد. در این چارچوب، 345 تصویر Sentinel-2 در دوره 2017 تا 2025 همراه با داده‌های CHIRPS، ERA5-Land و TerraClimate پردازش شد. برای استخراج سطح آب و برآورد عدم‌قطعیت، شاخص‌های NDWI، MNDWI و AWEI به‌کار رفت و شاخص SWLI به‌عنوان مبنای اصلی ارزیابی خشکسالی هیدرولوژیکی مخزن محاسبه شد؛ در حالی که SPI، SPEI و PDSI صرفاً برای مقایسه و تفکیک خشکسالی هیدرولوژیکی از خشکسالی هواشناختی و کشاورزی استفاده شدند. نتایج نشان داد حجم مخزن سالانه 38/5 میلیون مترمکعب و مساحت سطح آب 63/0 کیلومترمربع کاهش یافته است. از 82 ماه بررسی‌شده، 12 ماه در وضعیت خشکسالی هیدرولوژیکی قرار داشت که 83 درصد آن‌ها شدید یا حدی بود. در سال 2023 نیز SWLI برابر 35/1- خشکسالی شدید را نشان داد، در حالی که SPI و SPEI نزدیک به نرمال بودند. این ناهم‌زمانی نشان می‌دهد افت ذخیره مخزن بیش از آن‌که تابع بارش محلی باشد، تحت تأثیر کاهش جریان هیرمند و عوامل مدیریتی-فرامرزی است.

چکیده به منظور مقایسه تاثیر استفاده از پساب شهری همدان بر ویژگی‌های شیمیایی، غلظت عناصر غذایی و فلزات سنگین در خاک، آبیاری دو محصول سیر و سیب‌زمینی به صورت قطره‌ای (تیپ) با پساب تصفیه شده و آب چاه انجام شد. نمونه‌گیری از آب چاه و پساب تصفیه شده و همچنین خاک محل آزمایش در هر دو محصول آبیاری شده با پساب قبل از کاشت و پس از برداشت محصولات به منظور تجزیه ویژگیهای فیزیکوشیمیایی صورت پذیرفت. داده‌های حاصل از تجزیه آزمایشگاهی ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی آب چاه، پساب تصفیه شده و خاک محل آزمایش در قبل از کاشت و پس از برداشت محصولات به صورت دو جانبه با آزمون t انجام شده و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج آزمایش مشخص کرد که تفاوت محسوس و معنی‌داری در ویژگیهای شیمیایی خاک مورد بررسی از نظر EC، واکنش گل اشباع، مجموع آنیونها، ظرفیت تبادل کاتیونی، درصد مواد خنثی شونده در قطعات خاک کشت شده از هر دو محصول در قبل از کاشت و پس از برداشت محصولات ایجاد نشد. نتایج اندازه‌گیری میزان فسفر، پتاسیم و نیتروژن خاک و همچنین عناصر کم مصرف روی، آهن و منگنز خاک پس از برداشت محصولات مشخص کرد که غالبا میزان آنها در نمونه‌های خاک پس از برداشت در هر دو قطعه از محصولات کاشته شده سیر و سیب‌زمینی کاهش پیدا کرد. اندازه‌گیری مقدار یونهای کلر، سولفات، کلسیم و مس در خاک پس از برداشت محصولات نسبت به سایر عناصر غذایی افزایش پیدا کرد، هر چند میزان افزایش در قطعه اختصاص داده شده به کشت سیر بیشتر بود. غلظت فلزات سنگین خاک در هر دو قطعه اختصاص یافته به کشت سیر و سیب‌زمینی و بویژه در میزان نیکل و آرسنیک به ترتیب به میزان 24/48 و 08/23 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک بیشتر از عناصر مس، کروم و کادمیوم (با متوسط 71/1، 50/0 و صفر میلی‌گرم در کیلوگرم خاک) بود. هرچند از لحاظ آلایندگی و استانداردهای لازم، همگی پائین‌تر از میزان بیشینه حد مجاز و زیانبار بودند. ضمنا در مقدار آنها در خاک و پس از برداشت محصولات تغییرات معنی‌داری ایجاد نشد.

چکیده کاهش آبهای زیرزمینی در اکثر مناطق ایران به یکی از معضلات مهم کشور تبدیل شده است. یکی از مهم‌ترین راهکارهای مطرح‌شده در این زمینه، تغذیه مصنوعی آبخوان‌ها و احداث سدهای زیرزمینی به‌منظور ذخیره و کنترل آب‌های زیرسطحی می‌باشد. در این راستا، فناوری سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) و سنجش از دور به‌عنوان ابزارهای مؤثر در مکان‌یابی مناسب برای اجرای پروژه‌های تغذیه مصنوعی و سدهای زیرزمینی شناخته شده‌اند. هدف این پژوهش تعیین موقعیت مناسب سدهای زیرزمینی در حوضه آبخیز دشت شهرکرد است. هشت پارامتر مؤثر در مکان‌یابی شامل مسیل‌ها و رودخانه های مستعد به‌عنوان محل احداث سدزیرزمینی، وجود قسمت‌های باریک در آبراهه، شیب مخزن، کاربری اراضی، بررسی پدیده فرار آب، زمین شناسی، سنگ شناسی و معیارهای اقتصادی-اجتماعی انتخاب گردید. در این راستا انطباق لایه‌های اطلاعاتی با استفاده از GIS انجام و 12 محور سد با موقعیت مناسب برای احداث سد زیرزمینی استخراج شد. نتایج نشان داد که مکان‌های انتخاب‌شده عمدتاً دارای آبرفت کم‌عمق در محور سد و کمترین تأثیر منفی بر منابع آب پایین‌دست هستند. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که GIS می‌تواند ابزاری مؤثر در مدیریت پایدار منابع آب و افزایش دقت مکان‌یابی سدهای زیرزمینی در مناطق نیمه‌خشک باشد. اولویت‌بندی نهایی محورهای استخراج‌شده در مرحله بعدی پژوهش با بهره‌گیری از مدل‌های تصمیم‌گیری چندمعیاره انجام می‌شود.

چکیده چکیده

استان چهارمحال و بختیاری به دلیل نوسانات شدید بارش و توپوگرافی پیچیده، با محدودیت جدی منابع آب سطحی مواجه است. این شرایط موجب افزایش وابستگی به منابع آب زیرزمینی و ضرورت توسعه راهکارهای تغذیه و ذخیره‌سازی مصنوعی آبخوان‌ها شده است. در این پژوهش، مکان‌یابی و اولویت‌بندی محورهای مناسب احداث سد زیرزمینی در حوضه آبریز دشت شهرکرد با استفاده از تلفیق GIS و روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) انجام شد. در مجموع 4 معیار اصلی شامل منابع آب، ویژگی‌های مخزن، ویژگی‌های محور سد و معیارهای اقتصادی–اجتماعی تعریف شدو بیش از 20 زیرمعیار مورد بررسی قرار گرفت. پس از تلفیق لایه‌های اطلاعاتی، 12 محور مناسب برای احداث سد زیرزمینی شناسایی گردید. برای کاهش عدم قطعیت در وزن‌دهی معیارها، 5 سناریوی تصمیم‌گیری طراحی شد. سپس برای هر محور، شاخص تناسب (SI) در هر سناریو محاسبه و مقایسه گردید. نتایج نشان داد دامنه تغییرات شاخص تناسب محورهای منتخب بین حدود 35/0 تا 85/0 قرار دارد که بیانگر قدرت تفکیک مناسب مدل است. محور شماره 54 در هر پنج سناریو رتبه اول را کسب کرد؛ به‌طوری‌که مقدار شاخص تناسب آن همواره بیش از 82/0 بود. برتری این محور بدلیل ضخامت کم آبرفت در محل محور سد (کمتر از 15 متر)، پتانسیل بالای جریان زیرسطحی (بیش از 40 میلیون مترمکعب در سال) و اثر ناچیز بر منابع آب پایین‌دست است. در مقابل، محور شماره 65 در تمامی سناریوها در رتبه آخر قرار گرفت و مقدار SI آن کمتر از 35/0 بود که عمدتاً به دلیل شیب نسبتاً زیاد (بیش از 4 درصد)، سطح محدود مخزن (کمتر از 2 کیلومتر مربع) و نفوذپذیری پایین آبرفت رخ داده است. به طور کلی، نتایج نشان داد ترکیب GIS و AHP روشی کارآمد برای مکان‌یابی سدهای زیرزمینی بوده و معیارهای هیدرولوژیکی و مخزنی با سهمی بیش از 60 درصد بیشترین نقش را در تعیین اولویت نهایی محورهای پیشنهادی دارند.