پژوهش آب ایران

چکیده پیش‌بینی جریان رودخانه در حوضه‌های برفگیر طی دوره غالب ذوب برف، برای مدیریت منابع آب، دارای اهمیت است. مدل های یادگیری ماشین بعنوان مدل های داده محور، بواسطه آموزش روابط بین ورودی‌ها و خروجی‌ها، قابلیت زیادی برای شبیه سازی روابط پیچیده و غیر خطی دارند. شبکه‌های عصبی مصنوعی معمولی، بدلیل عدم ذخیره اطلاعات زمانی عوامل ورودی، قابلیت چندانی در مدل سازی سری زمانی فرایند پیچیده متاثر از ذوب برف را ندارند. رویکرد یادگیری عمیق LSTM، تحت عنوان حافظه بلند ترم های کوچک، برخی محدودیت های مدل های یادگیری ماشین را بواسطه خصوصیت ذخیره سازی اطلاعات زمانی، برطرف نموده است. در تحقیق حاضر، مدل LSTM برای مدل‌سازی جریان روزانه در دوره غالب ذوب برف و با استفاده از داده های بازتحلیل ERA5-LAND در حوضه آبریز برفی بازفت بکارگرفته شد. بر اساس آزمون گاما، بهترین ترکیب متغیرهای ورودی به مدل، شامل دما، آب معادل برف بازتحلیل‌ شده از پایگاه ECMWF و دبی پیشین تعیین شدند. نتایج مدل LSTM با یک لایه پنهان و بهینه ساز Adamax، مقدار NSE وRMSE، بترتیب با ۹۹۴/۰ و 174/0را در مرحله آزمون نشان داد. از اینرو مدل LSTM، بهمراه داده های باز تحلیل، بخوبی قادر به شبیه سازی جریان روزانه در دوره غالب ذوب برف، می باشد.

چکیده آبشستگی موضعی اطراف پایه‌ پل به‌عنوان یک چالش بزرگ مهندسی هیدرولیک در جهان مطرح است که منجر به کاهش پایداری سازه، تهدید ایمنی و یا ایجاد خسارات اقتصادی قابل توجه می‌شود. این مطالعه اصول، سازوکارها و جنبه‌های مدیریتی پژوهش‌های کاهش و مدیریت آبشستگی پایه پل را به‌طور جامع بررسی می‌کند. محور اصلی این بررسی، تبیین الگوی جریان، فرایندهای ایجاد و گسترش آبشستگی اطراف پایه‌ها و تأثیر پارامترهای کلیدی مانند سرعت و عمق جریان، اشکال هندسی پایه و نوک پایه، دانه‌بندی و خواص رسوبی است تا یک درک منسجم از فرایندهای آبشستگی ارائه شود. همچنین نقاط قوت، محدودیت‌ها و چالش‌های عملی-اقتصادی دو رویکرد اصلی در کنترل این پدیده را توضیح می‌دهد: رویکرد افزایش مقاومت بستر در برابر جریان و رویکرد اصلاح میدان جریان. رویکرد نخست با مصالح مقاوم همچون سنگ‌چین، گابیون، کیسه‌های ژئوتکستایل پر از شن، دوغاب‌ریزی، تشک‌های بتنی مفصلی و صخره‌های مصنوعی سروکار دارد. رویکرد دوم به چگونگی به‌کارگیری سازه‌ها برای تغییر یا کنترل میدان جریان مانند طوق‌ها، شکاف‌های اسکله، شمع‌های قربانی، صفحات مستغرق و آستانه‌ها می‌پردازد. همچنین در ادامه مدل‌های پیش‌بینی آبشستگی پایه پل شامل مدل‌‌های تک‌فازی و دو‌فازی مبتنی بر دینامیک سیالات محاسباتی و روش‌های SPH، معادلات آبشستگی و مدل‌های یادگیری ماشین بررسی می‌شوند. محدودیت‌های آزمایشگاهی و میدانی، عدم قطعیت‌ها و نیاز به بهبود مدل‌سازی یادآوری شده و سپس فرصت‌های آتی با توجه به پیچیدگی موضوع مطرح می‌شود.

چکیده در این پژوهش، با رویکردی آزمایشگاهی، تلاش شده تا اثرات متقابلِ هیدرودینامیکِ گروه پایه و انباشتگی اجسام شناور بر شدت آبشستگی در بسترهای متحرک بررسی شود. برای این منظور، آرایش‌های مختلف پایه (۳، ۵ و ۶ پایه‌ای) با عرض نسبی 1/0 تحت دبی‌های ۲۴، ۳۹ و ۵۴ لیتر بر ثانیه، در دو سناریوی حضور و عدم حضور اجسام شناور مورد مطالعه قرار گرفتند. تحلیل داده‌ها در محدوده پارامترهای این پژوهش نشان می‌دهد که افزایش سرعت جریان با توسعه گودال آبشستگی رابطه مستقیم دارد. نتایج نشان می‌دهد که در حالت عادی (بدون اجسام شناور)، گروه پایه ۶ تایی با ثبت عمق 8/14 سانتی‌متر، به ترتیب 31/22 و 70/28 درصد بیشتر از گروه‌های ۵ و ۳ پایه‌ای دچار آبشستگی شده است که نشان‌دهنده حساسیت بالای آرایش‌های متراکم‌تر است. از سوی دیگر، حضور اجسام شناور به عنوان عاملی تشدیدکننده عمل کرده و با تغییر الگوی جریان، منجر به افزایش چشمگیر ابعاد گودال آبشستگی شده است. به طوری که در بحرانی‌ترین حالت (گروه پایه ۶ تایی)، تجمع اجسام شناور باعث افزایش 14/35 درصدی عمق آبشستگی نسبت به حالت شاهد گردیده است. این یافته‌ها بر لزوم در نظر گرفتن بارگذاری ناشی از اجسام شناور در طراحی‌های هیدرولیکی و ارائه راهکارهای حفاظتی برای پایه‌های پل تأکید دارد.

چکیده با توجه به افزایش جمعیت، کاهش سالانه نزولات جوی و محدود بودن منابع تأمین‌کننده آب، استفاده بهینه از منابع آبی موجود یکی از بهترین گزینه‌ها برای ایجاد کشاورزی پایدار است. اگر چه آبیاری قطره‌ای سطحی روش آبیاری مؤثری است؛ اما به‌خاطر معایبی مانند تبخیر سطحی خاک و هدررفت آب، دارای محدودیت‌هایی است. اخیراً روش آبیاری زیرسطحی که قادر است از بروز مشکلات ذکر شده جلوگیری کند، در جهان گسترش پیدا کرده است. با توجه به تابش شدید آفتاب و بالا بودن تبخیر سطحی در بسیاری از مناطق ایران، آبیاری زیرسطحی می‌تواند در کاهش تبخیر بسیار مفید باشد. از طرفی با اعمال کم‌آبیاری اصولی و تنظیم‌شده ضمن افزایش کیفیت محصول، می‌توان استفاده بهینه‌ای از آب داشت. هدف از انجام پژوهش حاضر، ارزیابی اقتصادی ‌سامانه‌های آبیاری قطره‌ای سطحی و زیرسطحی محصول پنبه در شهرستان ارزوئیه است. برای دست‌یابی به اهداف مطالعه، از روش بودجه‌بندی جزئی شامل تعیین ارجحیت سرمایه‌گذاری و محاسبه نرخ بازده نهایی (MRR) بین تیمارهای غیرمغلوب استفاده شد. براساس نتایج، سرمایه‌گذاری در تیمار 1L2S2I (آبیاری قطره‏ای زیرسطحی در سطح 100 درصد نیاز آبی و در الگوی کارگذاری در تمام ردیف‌ها) بر سرمایه‌گذاری در سایر تیمارها ارجح است. نتایج فنی نیز این نتیجه را تأیید کرد و نشان داد که عملکرد محصول پنبه در تیمار سیستم آبیاری قطره‌ای زیرسطحی نسبت به سیستم آبیاری قطره‌ای سطحی بالاتر بوده و علی‌رغم یکسان بودن میزان آب مصرفی، کارایی مصرف آب در تیمار سیستم آبیاری قطره‌ای زیرسطحی نیز حدود 8 درصد بیشتر از تیمار سیستم آبیاری قطره‌ای سطحی است.