پژوهش آب ایران

چکیده برای تعیین چگونگی واکنش گیاهان به تنش هم‌زمان شوری و خشکی و نقش هر یک از آن‌ها در کاهش جذب آب، مدل­های ریاضی متعددی وجود دارد. مدل­های جذب آب در شرایط تنش هم‌زمان به سه دسته جمع­پذیر، ضرب­پذیر و مدل­های مفهومی تقسیم می‌شود. در این مطالعه شش تابع کاهش جذب آب ماکروسکوپی وان گنوختن (جمع پذیر و ضرب پذیر)، دیرکسن و آگوستیجن، وان دام و همکاران، اسکگز و همکاران و همایی با استفاده از داده­های مزرعه­ای کشت گندم رقم روشن ارزیابی شد. آزمایش‌ها در قالب طرح فاکتوریل در پایه کرت­های خرد شده اجرا شد. سطوح مختلف شوری (,S₂, S₁ S₃ بترتیب معادل 1.4، 4.5 و 9.6 دسی زیمنس بر متر) به عنوان کرت‌های اصلی و چهار سطح آبیاری ( I₄, I₃, I₂, I₁ بترتیب معادل50­، 75­،100 و 125 در صد نیاز آبی گیاه)، به عنوان کرت‌های فرعی در سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند در سال زراعی  85-1384 اجراء گردید. نتایج به دست آمده نشان داد که در سطوح شوری کم واکنش گندم به تنش هم زمان شوری و کم آبی مدل جمع‌پذیر وان گنوختن خیلی خوب می‌تواند الگوی جذب آب را شبیه‌سازی کند. در حالی که در سطوح شوری مدل مفهومی اسکگز بیشترین برازش را با داده­های مزرعه­ای دارد. بنابراین به عنوان مدل بهینه جذب معرفی و توصیه می‌شود.

چکیده نقش سوپر جاذب Superab A200  در کاهش تنش‌های خشکی و اثر آن بر پویایی نیتروژن و فعالیت آنزیمی خاک‌های شنی و رسی است. این آزمایش به صورت فاکتوریل شامل سه فاکتور: 1) بافت خاک (رسی و شنی)، 2) سوپرجاذب در 4 سطح (0، 0.1، 0.3 و 0.5 درصد وزنی) و  3) رطوبت خاک (30% و 70% ظرفیت مزرعه) در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار تحت شرایط انکوباسیون اجرا شد. مصرف سوپرجاذب بر تمام شاخص‌های بیولوژیک اندازه‌گیری شده اثر مثبت و معنی‌دار داشت، ولی شدت تأثیر به مقدار مصرف آن، نوع بافت و میزان رطوبت خاک بستگی دارد. معدنی شدن نیتروژن، آمونیفیکاسیون،  نیتریفیکاسیون، نیتروژن بیوماس میکروبی و فعالیت آنزیم‌ها در خاک رسی با رطوبت 70% ظرفیت مزرعه بیشترین مقدار را نشان دادند. فعالیت‌های بیولوژیکی در خاک رسی (احتمالاً به‌دلیل دارا بودن کربن آلی بیشتر) و در رطوبت بهینه حداکثر  بود. اثر رطوبت و بافت خاک بر تمامی فعالیت‌های بیولوژیکی اندازه‌گیری شده معنی‌دار شد. نتایج نشان داد که مقدار آمونیفیکاسیون و نیتریفیکاسیون تجمعی با افزایش سطوح سوپرجاذب افزایش یافت و کاربرد آن در سطوح پایین اثر بیشتری داشت. تولید نیترات و آمونیوم با افزودن 0.1 درصد سوپرجاذب با سرعت بیشتری نسبت به سطوح دیگر افزایش یافته است.

چکیده پیش­بینی جریان در بهره­برداری از مخازن سدها و مدیریت منابع آب اهمیت زیادی دارد. در این مقاله، جریان ورودی به مخزن سد دز با استفاده از مدل شبکه عصبی مصنوعی و مدل رگرسیون خطی چند متغیره بر اساس آمار آبدهی روزانه ایستگاه­های هیدرومتری واقع در بالادست مخزن سد پیش­بینی شده است. با استفاده از دو مدل مذکور همبستگی زمانی و مکانی بین ایستگاه­های واقع در بالادست مخزن نیز بررسی شده‌است. نتایج به‌دست آمده نشان می­دهد که درحالت کلی، با در نظر گرفتن ضریب همبستگی و معیار میانگین مربعات خطاها، مدل شبکه عصبی مصنوعی عملکرد بهتری نسبت به مدل رگرسیون خطی دارد. بهترین موقع برای پیش­بینی یک روز جلوتر با استفاده از داده­های نزدیک­ترین ایستگاه بالادست سد (تنگ­پنج) و سه روز جلوتر با داده­های ایستگاه­های ونایی (سراب سفید)، درودتیره، کمنداب و دره­تخت انجام می­شود. بدین ترتیب با افزایش فاصله ایستگاه پیش­بینی­کننده، زمان پیش­بینی از یک روز به سه روز افزایش و دقت آن 42% کاهش می­یابد.

چکیده سدها از جمله سازههای زیربنائی تأمین آب به‌ویژه در دوره های خشکسالی هستند. چنانچه بهره برداری از مخازن بهینه باشد، اهداف سد به نحو مطلوبی تأمین میشود. ولی از آنجاکه بهره برداری بهینه از سیستم های بزرگ منابع آبی، وقت گیر، پیچیده و بعضاً دست نیافتنی است، استفاده از روشهای جایگزین مدلهای بهینه سازی که با دقت قابل قبول، امکان رسیدن به جواب مناسب نزدیک به بهینه را داشته باشند، راه حل مناسبی به‌نظر میرسد. در این تحقیق عملکرد دو مدل شبیهسازی WEAP و MODSIM، با مدل بهینه سازی غیرخطی Lingo، برای یک سیستم تکمخزنه و سپس یک سیستم چندمخزنه در یک دوره خشک مورد بررسی قرار گرفته است. برای بررسی نحوه عملکرد مدلها، از مقایسه چند معیار توسعه یافته جهت بیان کارآیی سیستم مخازن استفاده شده است. نتایج حاکی از آن است که در بهره برداری تک مخزن چنانچه هدف رسیدن به اعتمادپذیری حجمی مطلوب باشد، میتوان از مدلهای شبیه سازی به‌جای مدلهای بهینه سازی استفاده کرد. استفاده از مدلهای شبیه سازی منجربه افزایش 38 درصدی معیار کمبود نسبی میشود، حال آنکه مقدار معیارهای اعتمادپذیری زمانی، برگشت پذیری و آسیب پذیری یک سیستم در مدلهای شبیه سازی اختلاف زیادی (حدود 2 برابر) با مدل بهینه سازی دارند. در بهره برداری چند مخزنه نیز، اختلاف اعتمادپذیری حجمی و برگشت پذیری مدلهای شبیه سازی و بهینه سازی به‌ترتیب 25% و40% است. در مورد سایر معیارها، اختلاف دو مدل از 300 درصد نیز تجاوز می‌کند

چکیده در این تحقیق برای تعیین تبخیر از سطح آزاد آب از روش­های مه­یر، مارسیانو، شاهتین، هنفر، ایوانف، تیچومیروف، سازمان عمران اراضی آمریکا و شبکه عصبی مصنوعی استفاده شده و با مقادیر تبخیر از تشت مقایسه شد. در این راستا حساسیت مدل­های فوق به تغییرات در پارامترهای ورودی با ایجاد تغییرات 10±، 20± و 30± درصد در مقادیر سرعت باد، دما و رطوبت نسبی ارزیابی شد. با استفاده از معیارهای آماری RMSE, MBE, R² و مقایسه نسبت به خط 1:1 مشخص شد که محاسبه تبخیر از سطح آزاد توسط روش ایوانف دارای بیشترین همبستگی با مقدار تبخیر از تشت در منطقه آمل است. بعد از روش ایوانف روش­های مه­یر و تیچومیروف نیز به‌ترتیب دقت زیادی را برای تعیین تبخیر از سطح آزاد دارا هستند. باید گفت در مواردی که در برداشت پارامترهای ورودی احتمال بروز خطاهای انسانی و سیستماتیک وجود دارد روش‌های ایوانف، مارسیانو و سازمان عمران اراضی آمریکا به‌دلیل حساسیت کمتر به تغییرات در پارامترهای ورودی نسبت به سایر روش‌ها مناسب­ترند. نتایج این تحقیق بیانگر کارایی بالای مدل پرسپترون چند لایه در برآورد تبخیر از سطح آزاد است. شایان ذکر است که مقادیر ضریب همبستگی، جذر میانگین مربع خطا و میانگین خطای مطلق در بهترین مدل به‌ترتیب برابر 0.95، 0.72 و 0.22 است. لذا با محاسبه نسبتاً دقیق تبخیر از سطح آزاد می­توان راهکار­های اساسی و مدیریتی مؤثر در جهت کاهش اثرات بحران ناشی از خشکسالی و حفاظت از منابع آب اعمال کرد.

چکیده رودخانه‌های طبیعی به‌ندرت دارای مسیر مستقیم‌اند و معمولاً به شکل پیچانرود هستند. شناخت مشخصات جریان در آبراهه‌های روباز و تأثیر متقابل جریان و بستر آبراهه بر یکدیگر از دیرباز برای محققین جالب توجه بوده است. مشکل عمده در تبیین مشخصات جریان در پیچ رودخانه، وجود جریان‌های ثانویه قوی و اثرات آن‌ بر توزیع سرعت‌های طولی و عرضی است. جریان در پیچ رودخانه‌ها توسط محققین زیادی بررسی شده و روابط متعددی برای تعیین پارامترهای جریان ارائه شده است. با وجود این روابط ارائه شده، به‌ویژه در پیچ‌های تند که جریان ثانویه بسیار قوی بر الگوی سرعت تأثیرگذار است، پاسخ‌های مناسبی را ارائه نمی‌دهند. در این تحقیق در ابتدا، با توجه به خصوصیات سرعت طولی در پیچ تند، مدلی جدید برای پیش‌بینی سرعت ارائه شده است که شامل دو بخش توانی و سینوسی است. سپس به مقایسه برخی از مدل‌های تعیین نیمرخ سرعت طولی در پیچ با مدل جدید پرداخته شده است. نتایج آزمایش‌ها روی کانال آزمایشگاهی قوسی شکل با زاویه مرکزی 193 درجه نشان داد که مدل جدید در مقایسه با مدل‌های پیشین با خطای کمتری قادر به پیش‌بینی سرعت طولی در پیچ است. همچنین، بررسی کاربرد مدل با استفاده از داده‌های 3 پیچ با نسبت‌های شعاع انحنا به عرض مختلف، نشان از قابلیت کاربرد آن در پیچ‌های مختلف دارد.

چکیده در این مقاله پروفیل‌های جریان‌های زیرسطحی درون مصالح سنگریز با استفاده از یک مدل آزمایشگاهی مورد بحث و بررسی قرار می‌گیرد. مدل آزمایشگاهی یک زهکش سنگریز به طول 6.4 متر، عرض 0.8 متر و ارتفاع 1 متر ساخته و از مصالح سنگریز گوشه‌دار شکسته به‌عنوان محیط متخلخل استفاده شد. برای حالت‌های مختلف دبی جریان و سه شیب افقی، 4 درصد و 20.3 درصد آزمایشها اجرا و پروفیل جریان، اعماق بالادست و خروجی از درون مصالح سنگریز ثبت شد. در پایان پروفیل‌های مختلف جریان، عمق خروجی جریان و روابط ریاضی برای محاسبه آن تجزیه و تحلیل شد. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که در شیب‌های افقی و 4 درصد پروفیل جریان درون زهکش‌های سنگریز از تئوری جریان متغیر تدریجی پیروی می‌کند و پروفیل‌های فرو آب (پایین افتادگی) به‌خوبی تشکیل می‌شوند. درحالی‌که در شیب 20.3 درصد تئوری جریان متغیر تدریجی کمتر صادق می‌باشد و پروفیل جریان تقریباً یکنواختی تشکیل می‌شود. همچنین بحرانی فرض کردن عمق خروجی از انتهای زهکش سنگریز قابل اثبات  نیست و استفاده از آن بیش از 200 درصد خطا وارد محاسبات جریان متغیر تدریجی می‌کند.

چکیده حوضچه­های آرامش از نوع پرش هیدرولیکی برای استهلاک انرژی جنبشی در پایین­دست سازه­های هیدرولیکی از قبیل دراپ­ها، سرریزها، شوت­ها و دریچه­ها استفاده می­شوند. در این تحقیق مشخصات پرش هیدرولیکی روی شش نوع بستر موج­دار مثلثی در فلومی با مقطع مستطیلی در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهرکرد بررسی شد. فلوم دارای عرض و ارتفاع 0.4 متر و طول 12 متر بود. در مجموع 42 آزمایش در محدوده اعداد فرود اولیه 6.1 تا 13.1 انجام شد. در همه آزمایش‌ها، مشخصات اصلی پرش هیدرولیکی شامل نسبت اعماق مزدوج، طول پرش و طول غلتاب اندازه­گیری شد و پارامترهای بی­بعد هیدرولیکی به­صورت تابعی از عدد فرود تعیین شد. نتایج نشان داد که عمق پایاب و طول پرش روی بسترهای موج­دار مثلثی نسبت به بستر صاف در شرایط هیدرولیکی یکسان به ترتیب 25 و 54.7 درصد کوچکتر است. بررسی و مقایسه ضریب تنش برشی نشان داد که تنش برشی در بستر زبر به­طور متوسط 5/8 برابر بستر صاف است. نتایج این تحقیق انطباق زیادی با نتایج محققان قبلی داشت و نشان داد که از بسترهای با زبری­های مثلثی برای استهلاک انرژی پرش هیدرولیکی در حوضچه­های آرامش با کارایی بهتر می­توان استفاده کرد.

چکیده مدیریت مؤثر منابع آب در شرایط خشکسالی نیازمند درک فرایندها و علل حاکم بر پدیده خشکسالی است. در این مطالعه، بر مبنای سری‌های زمانی شاخص بارندگی استاندارد (SPI) چهار ایستگاه قدیمی هواشناسی ایران (تهران، مشهد، اصفهان و بوشهر) فراوانی انتقال طبقات مختلف شدت خشکسالی در نیمه اول قرن بیستم با نیمه دوم آن مقایسه شد. از یک پنجره زمانی 12 ماهه برای محاسبه SPI استفاده شد. برای تحلیل فراوانی انتقال طبقات خشکسالی SPI از مدل‌های سه بعدی لوگ-خطی استفاده شد. برازش مدل‌های لوگ-خطی بر ماتریس فراوانی‌های انتقال از یک طبقه شدت خشکسالی به هر طبقه دیگر با استفاده از آزمون آماری نسبت درست‌نمایی کای مربع ارزیابی شد. برای تصمیم‌گیری در مورد تغییر فراوانی‌های انتقال طبقات شدت خشکسالی در نیمه دوم نسبت به نیمه اول قرن بیستم، شاخص نسبت بخت‌ها (Odds ratio) و فاصله اطمینان مربوطه در هر یک از ایستگاه‌ها محاسبه شد. نتایج به‌دست آمده در همه ایستگاه‌ها حاکی از برازش مطلوب مدل‌های لوگ-خطی بر ماتریس فراوانی‌های انتقال در سطح اعتماد 5 درصد است. همچنین، مشخص شد که به جز ایستگاه تهران، فراوانی انتقال طبقات متوسط و شدید خشکسالی در مابقی ایستگاه‌ها طی نیمه دوم قرن بیستم افزایش معنی‌دار یافته است. فراوانی غیرشرطی طبقات متوسط و شدید خشکسالی در برخی از ایستگاه‌های مطالعاتی در نیمه دوم قرن بیستم تا 3 برابر نسبت به نیمه اول افزایش یافته است. 

چکیده هدف این تحقیق، بررسی کمیت و کیفیت آب‌های زیرزمینی دشت زرند، شناسایی و ارزیابی پیامدهای ناشی از افت سطح ایستابی و ارائه راهکارهای مفید برای مشکلات پیش‌رو است. بدین منظور کلیه اطلاعات هواشناسی، هیدرولوژیک، هیدروژئولوژیک، زمین‌شناسی و جغرافیایی منطقه جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل شد. پس از آن میزان اضافه برداشت، افت سطح ایستابی، کسری مخزن و تغییرات کیفی آب زیرزمینی در قسمت‌های مختلف دشت طی سال‌های گذشته محاسبه و اثرات آن بررسی شد. در ادامه این تحقیق، با استفاده از اطلاعات چند سال اخیر مربوط به تغییرات کمّی و کیفی آب‌های زیرزمینی و با فرض ادامه روند کنونی تغذیه و تخلیه سفره‌، وضعیت 10 سال آینده پیش‌بینی شده است. نتایج تحقیق نشان می‌دهد که پمپاژ بیش از حد از سفره‌های آب زیرزمینی این دشت پیامدهای نامطلوب فراوانی به دنبال داشته است که ادامه روند کنونی تخلیه سفره، علاوه‌بر تشدید اثرات زیست محیطی، سبب بروز مشکلات و اختلال‌های اقتصادی و اجتماعی در سطح منطقه خواهد شد. لذا در پایان راهکارهای حل مشکلات و برون رفت از این وضعیت ارائه شده است.

چکیده تلفات نشت از کانال­های خاکی سهم زیادی در تلفات آب در بخش کشاورزی دارد. در اکثر شبکه­های آبیاری کشور از معادلات تجربی برای تعیین نشت استفاده می­شود. در این مطالعه دقت معادلات تجربی اینگهام، دیویس و ویلسون، موریتس، مولس ورث و ینی دومیا و روش میسرا نسبت به روش آب ایستی در سه کانال در دشت قزوین، ارزیابی شد. نرخ نشت به روش آب ایستی در کانال‌های 1، 2 و 3 به‌ترتیب 167.9،  572.5 و 379.5 میلی‌متر در روز اندازه­گیری شد و در بین روش­های تجربی روش‌های میسرا و موریتس دقت قابل قبولی در تخمین نشت در منطقه مطالعه داشته­اند و توصیه می­شود در این منطقه از این دو روش استفاده شود.