پژوهش آب ایران

چکیده سطح ویژه فاکتوری است که می‌تواند ویژگی‌های ریزمقیاس را به ویژگی‌های درشت مقیاس فیزیکی و شیمیایی در محیط‌های متخلخل ارتباط دهد. منحنی مشخصه رطوبتی خاک یکی از ویژگی‌های هیدرولیکی و بنیادی آن است که بیان کمّی آن برای مدل‌سازی جریان آب،‏ جذب آب با ریشه گیاهان و انتقال نمک‌ها در بخش غیراشباع خاک مهم است. در این مطالعه اثر سطح ویژه ذرات خاک بر منحنی مشخصه رطوبتی آن در 30 نمونه خاک بررسی شد. سطح ویژه ذرات خاک با روش BET اندازه‌گیری شد. برای مشخص کردن منحنی مشخصه رطوبتی خاک،‏ از دستگاه صفحات فشاری استفاده شد. نتایج نشان داد که سطح ویژه ذرات خاک با مقادیر رطوبت‌های اندازه‌گیری شده متناظر با فشارهای اعمال شده به صفحات فشاری دارای همبستگی مثبت و معنی‌دار در سطح یک درصد بود. همچنین سطح ویژه ذرات با مقادیر رطوبت‌های اشباع و باقیمانده برآورد شده از رابطه ون‌گنوختن در سطح یک درصد همبستگی مثبت و معنی‌داری نشان داد،‏ اما با مقادیر پارامترهای ∝ و n رابطه ون‌گنوختن همبستگی معنی‌داری نشان نداد.

چکیده این پژوهش برای واسنجی و اعتبارسنجی مدل AquaCrop برای کلزا رقم هایولا 401 در شرایط مزرعه‌ای انجام شد. آزمایش‌ها در یک خاک سیلتی لوم در منطقه دهلران استان ایلام با روش آبیاری جویچه‌ای و آرایش دو ردیف کاشت روی پشته تحت مدیریت کشاورزان در دو مزرعه چهار (مزرعه A)‎ و یک هکتاری (مزرعه B)‎ انجام شدند. بدین منظور در آذر ماه سال 1389 اقدام به کشت کلزا کرده و اندازه‌گیری‌های لازم از جمله اجزای بیلان آب،‏ اندازه‌گیری مراحل رشد و توسعه گیاه تا زمان برداشت محصول انجام شد. از داده‌های اندازه‌گیری شده در مزرعه A برای واسنجی و از داده‌های مزرعه B برای اعتبار‌سنجی مدل استفاده شد. مقدار آب مصرفی (تبخیر و تعرق گیاه) و عملکرد دانه کلزا در فصل زراعی مربوطه برای مزرعه چهار هکتاری به‌ترتیب m³/ha 4269 و kg/ha 1837 ،‏ و برای مزرعه یک هکتاری،‏ مقدار آب مصرفی m³/ha 3812 و عملکرد kg/ha 1509 با مدل برآورد شد. کارایی مصرف آب با مدل AquaCrop،‏ در مزرعه‌های A و B به‌ترتیب 0.43 و 0.39 کیلوگرم بر مترمکعب برآورد شد که سازگاری خوبی با مقادیر اندازه‌گیری شده در مزرعه‌های مورد مطالعه داشت (0.44 و 0.43 kg/m³ به‌ترتیب در مزارع A و B)‎. مدل عملکرد محصول،‏ تغییرات رطوبت خاک،‏ عمق توسعه ریشه و وزن اندام هوایی را به خوبی در مزرعه‌های مورد مطالعه پیش‌بینی کرد.

چکیده دانستن بهترین مقدار ضریب‌های جریان برگشتی از مصارف،‏ برای مدیریت بهینه تخصیص و بهره‌برداری از منابع آب در سطح حوضه آبریز ضروری است. هدف این پژوهش تخمین ضرایب جریان برگشتی از نیازهای شرب،‏ صنعت و کشاورزی سهم جریان سطحی از این جریان‌های برگشتی است. این کار به کمک فن واسنجی و استفاده از الگوریتم ژنتیک انجام می‌شود. MODSIM یک مدل پشتیبان تصمیم مدیریت حوضه آبریز است که به‌عنوان مدل شبیه‌سازی استفاده شده است. در این پژوهش،‏ با استفاده از قابلیت سفارشی‌سازی مدل MODSIM،‏ یعنی کدنویسی به زبان ویژوال بیسیک (VB)‎ در درون مدل،‏ امکان واسنجی ضریب‌های مورد نظر فراهم شده است. واسنجی برای سه ترکیب مختلف تابع هدف انجام شد. نتایج نشان داد که مناسب‌ترین و منطقی‌ترین نتایج در حالت سوم واسنجی،‏ یعنی واسنجی با تابع هدف شامل RMSE جریان سطحی خروجی حوضه و RMSE تراز آبخوان حوضه حاصل شده است. ضریب‌های جریان برگشتی از نیازهای شرب،‏ صنعت و کشاورزی برای زیرحوضه شیان در غرب کشور به‌ترتیب 87،‏ 76 و 18 درصد به دست آمده است.

چکیده منحنی‌های فرمان بهره‌برداری مخزن رابطه‌هایی هستند که می‌توانند با استفاده از تجربه‌های قبلی سامانه میان پارامترهای سامانه و نیاز در هر دوره نوعی تعادل برقرار کنند. این رابطه‌ها شامل متغیرهایی مانند جریان ورودی،‏ ظرفیت ذخیره و مقدار رهاسازی از مخزن هستند که به طور معمول به‌وسیله ضریب‌های ثابت با الگوهای خطی و غیرخطی از پیش تعیین‌ شده،‏ با یکدیگر ارتباط دارند. در سال‌های اخیر،‏ الگوریتم‌های تکاملی به شکل عام و الگوریتم ژنتیک به شکل خاص در توسعه منحنی‌های فرمان بهره‌برداری بهینه با الگوی از پیش‌ تعیین ‌شده به کار رفته‌اند. برنامه‌ریزی ژنتیک یک الگوریتم‌ تکاملی بر پایه الگوریتم ژنتیک است که قادر به محاسبه منحنی‌های فرمان بهره‌برداری بدون استفاده از الگوی بهره‌برداری بهینه از پیش تعیین ‌شده است. در این مقاله،‏ ابتدا،‏ منحنی‌های فرمان درجه یک و دو وابسته به جریان ورودی و حجم مخزن‌های کرج و بازفت به‌ترتیب با هدف‌های بهره‌برداری تأمین نیازهای پایین‌دست و تولید انرژی برقابی استخراج شده است. سپس،‏ منحنی‌های فرمان بهره‌برداری حاصل از برنامه‌ریزی ژنتیک بدون قالب از پیش تعیین شده،‏ ریاضی به دست آمده و با نتایج قسمت قبل،‏ مقایسه شده ‌است. توابع هدف منحنی‌های حاصل از برنامه‌ریزی ژنتیک در مقایسه با منحنی‌های فرمان درجه یک و دو حاصل از الگوریتم ژنتیک در تأمین نیازهای پایین‌دست به‌ترتیب 12.39 و 7.29 درصد بهبود داشته است. به ‌طور مشابه،‏ در تولید انرژی برقابی به‌ترتیب 51.62 و 47.76 درصد بهبود در توابع هدف منحنی‌های فرمان درجه

چکیده به‌‌دلیل اهمیت برآورد ابعاد هیدروگراف واحد در حوضه‌های آبریز،‏ روش‌های مختلفی برای تخمین آن توسعه یافته است. مدل تابع انتقال (TF)‎ به‌دلیل حذف مقادیر منفی،‏ پایدارسازی نوسانات و تعداد کم پارامترهای لازم،‏ به تازگی مورد توجه پژوهشگران است. با تخمین پارامترهای این مدل،‏ مقادیر هیدروگراف واحد به دست آمده و سپس رواناب خروجی نیز برآورد می‌شود. برای ارزیابی قابلیت تابع انتقال،‏ دو رویداد از حوضه آبریز لیقوان در ایران و دو رویداد از حوضه آبریز پوتوماک در آمریکای شمالی بررسی و نتایج به دست آمده با نتایج روش کلاسیک حداقل مربعات مقایسه شده است. نتایج نشان داد که مدل تابع انتقال در استخراج هیدروگراف واحد و هیدروگراف جریان ضمن کاهش نوسانات و پوشش مقادیر منفی تولید شده،‏ مربعات با ضریب‌های تعیین 0.99 برای رویدادهای حوضه لیقوان و 0.98 برای حوضه پوتوماک،‏ دارای دقت خوبی بوده و می‌توان این روش نوین را در سایر حوضه‌ها به کار برد.

چکیده تخمین دقیق ضریب دبی جریان در سرریزهای جانبی برای طراحی هیدرولیکی صحیح و هم‌چنین اقتصادی این سازه‌ها مهم است. در این راستا در این پژوهش به مطالعه جامع‌ ویژگی‌های هیدرولیکی سرریزهای جانبی لبه‌تیز منقاری در پلان با استفاده از مدل داده‌محور عصبی- فازی تطبیقی پرداخته شده است. خروجی مورد بررسی در این پژوهش ضریب دبی جریان است. تست‌های همبستگی در خصوص ارتباط پارامترهای مختلف مؤثر بر ضریب دبی نشان داد که استقلال مناسب بین پارامترهای مؤثر بر ضریب دبی جریان وجود دارد. نتایج نشان داد که در میان پارامترهای بی‌بعد مؤثر بر ضریب دبی جریان سرریزهای جانبی منقاری،‏ تأثیر زاویه رأس سرریز از سایر متغیرهای ورودی بیش‌تر است. آنالیز خطا نشان داد که در میان کلیه روش‌های ارایه شده برای تخمین ضریب دبی جریان در سرریزهای منقاری جانبی روش امیراقلو و همکاران بیش‌ترین میزان خطا و مدل عصبی- فازی تطبیقی ارایه شده در این پژوهش کم‌ترین میزان خطا را دارند. بنابراین مدل‌‌ عصبی- فازی تطبیقی در مقایسه با رابطه‌های پیشنهاد شده توسط پژوهشگران دیگر،‏ دارای اطمینان بالاتری است.

چکیده طراحی هیدرولیکی صحیح و دقیق سرریزها به‌عنوان یکی از اجزای اصلی سدها،‏ اهمیت زیادی در پایداری و ایمنی سدها دارد. تعیین مشخصه‌های هیدرولیکی جریان با مدل‌های فیزیکی،‏ نیاز به هزینه‌ و وقت زیاد دارد. در این پژوهش با حل عددی توابع پواسون جریان و فشار به روش المان محدود و با تحلیل مدل آشفتگی k-ε و مدل حجم سیال با استفاده از تکنیک حجم محدود،‏ جریان روی سرریز اوجی در حالت دو بعدی شبیه‌سازی شد. هم‌چنین نتایج حاصل از مدل‌های مذکور و مقادیر اندازه‌گیری شده با هم مقایسه شده و دقت مدل‌ها در تعیین پروفیل سطح آب و سرعت جریان بررسی شد. میانگین خطای نسبی محاسبه سرعت به ازای روش‌های المان محدود و حجم محدود به‌ترتیب 2.09% و 0.93% و میانگین خطای نسبی محاسبه پروفیل سطح آزاد آب به‌ترتیب 1.25% و 0.72% به دست آمد. نتایج نشان داد که روش حجم محدود در شبیه‌سازی هیدرولیک جریان عملکرد بهتری داشته است.

چکیده برآورد مقدار فشار در قسمت‌های مختلف پی سدها و کنترل نشت و نیروی بالابرنده از مهم‌ترین مسایلی است که در طراحی سدها مورد توجه متخصصین است. در این پژوهش رفتار هیدرولیکی پرده آب‌بند با عمق‌های نفوذ مختلف برای خاک با سه نوع ضریب آبگذری و دو لایه‌بندی به صورت آزمایشگاهی بررسی شد. مقادیر نشت و فشار پیزومتری در 28 نقطه از مدل فیزیکی به دست آمد. سپس جریان آب در همان شرایط خاک با مدل عددی seep/w شبیه‌سازی و مقادیر نشت و فشار برآورد شد. مقدار خطای مدل عددی در شبیه‌سازی فشار و نشت به‌ترتیب به طور متوسط 0.28 و 1.4 درصد بوده که نشان از هماهنگی خوب نتایج مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی است.

چکیده مدل‌های ماهانه بیلان آب (مدل‌های بارش- رواناب در مقیاس ماهانه) از ابزارهای اصلی در ارزیابی و برنامه‌ریزی بلند‌مدت منابع آب هستند. ساختار اصلی این مدل‌ها شامل معادلات پیوستگی ذخیره رطوبتی خاک،‏ آب زیرسطحی و در برخی مواقع آب زیرزمینی است. متغیرهای مورد توجه در مدل‌سازی حوضه‌های آبریز که به‌عنوان ورودی این مدل‌ها در نظر گرفته می‌شوند شامل رواناب سطحی،‏ بارش،‏ تبخیر و در برخی موارد،‏ دمای متوسط ماهانه حوضه هستند. با توجه به تعدد مجهو‌ل‌های معادلات مورد استفاده برای مدل‌سازی فرآیند ماهانه بیلان آبی،‏ استفاده از روابط کمکی اجتناب‌ناپذیر است. این معادلات به طور معمول تجربی بوده و به‌صورت پیش فرض در مدل‌های مختلف توصیه و استفاده شده‌اند. در این مقاله به بهینه‌سازی نوع رابطه‌های موجود در ساختار مدل بودیکو (Budyko)‎ که برای مدل‌سازی میزان مشارکت آب زیرزمینی در دبی پایه،‏ رطوبت خاک و میزان تبخیر استفاده شده‌اند،‏ اقدام شده است. مدل جدید همراه با ساختار معمول از مدل بودیکو مورد ارزیابی عدم قطعیت با روش GLUE قرار گرفته است. نتایج گویای بهبود نسبی شاخص‌های عملکردی مدل بهبود یافته در سه حوضه آبریز مختلف در مقایسه با روش‌های معمول بوده و از نظر عدم قطعیت نیز نتایج تا حدود زیادی برتری داشته است.

چکیده کمبود آب در مناطق خشک و نیمه‌خشک،‏ ارایه شیوه‌های تأمین آب از منابع در دسترس که تاکنون کم‌تر بدان توجه شده است را مهم‌تر کرده است. بهره‌برداری از جریان‌های زیر‌سطحی رودخانه‌ها با استفاده از سدهای زیرزمینی و آبگیر زیرسطحی از جمله مواردی است که در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. نمونه‌هایی از آن در عمل مورد استفاده قرار گرفته است،‏ ولی عملکرد این نوع آبگیر در آبدهی‌های مختلف رودخانه و محیط‌های متخلخل متفاوت ارزیابی نشده است. از این‌رو برای بررسی این عوامل بر میزان جریان انحرافی از بستر رودخانه،‏ یک مدل آزمایشگاهی ساخته شده و آزمایش‌های لازم انجام شد. نتایج نشان می‌دهد با افزایش دبی ورودی میزان جریان انحرافی از محیط متخلخل در ابتدا افزایش و به تدریج به یک مقدار ثابتی می‌رسد. اندازه ذرات محیط متخلخل بر میزان جریان انحرافی تأثیر زیادی داشته به طوری که با افزایش اندازه ذرات،‏ جریان انحرافی روند افزایشی نشان می‌دهد. نتایج نشان می‌دهد بدون حضور دیوار آب‌بند راندمان آبگیری 40 درصد کاهش می‌یابد. هم‌چنین با استفاده از نتایج آنالیز ابعادی و آزمایشگاهی رابطه‌ای برای تعیین میزان جریان انحرافی ارایه شد.

چکیده بهینه‌سازی بهره‌برداری تلفیقی از سیستم‌های آبی با در نظر گرفتن محدودیت‌های کیفی،‏ به واسطه پیچیدگی حل مسأله غیرخطی حاصله،‏ توسط پژوهشگران بیشتر در افق زمانی کوتاه‌مدت،‏ فرمول‌بندی و حل شده است. در این پژوهش،‏ یک مدل بهینه‌سازی بلند‌مدت بهره‌برداری تلفیقی در سطح حوضه آبریز،‏ با هدف حداکثرسازی قابلیت اطمینان بهره‌برداری از سیستم آبی و با در نظر گرفتن غلظت املاح محلول به‌‌عنوان شاخص کیفیت آب،‏ تدوین شده است. در مدل پیشنهادی،‏ با استفاده از تجزیه و هماهنگی بین بخش‌های مختلف مدل و با توسعه یک الگوریتم خطی‌سازی،‏ امکان مدل‌سازی و تحلیل سیستم‌های واقعی آبی بزرگ‌مقیاس (در مقیاس حوضه آبریز) در یک افق بلند‌مدت،‏ با هدف حداقل‌سازی کمبودهای مربوط به تخصیص کمیت و کیفیت آب فراهم شده است. نتایج کاربرد مدل بهینه‌سازی پیشنهادی در حوضه آبریز زاینده‌رود در یک دوره آماری 30 ساله (1380-1409)،‏ نشان‌دهنده امکان بهبود کیفیت آب در محل باتلاق گاوخونی تا 50% در ماه‌های کم‌آب و پرمصرف است. قواعد بهره‌برداری تجویزی مدل،‏ امکان تأمین آب با قابلیت اطمینان 68% در امتداد رودخانه زاینده‌رود را فراهم کرده‌اند. کاربرد مدل نشان‌‌دهنده بهبود معنی‌دار در تأمین آب با کیفیت مطلوب برای بخش‌های کشاورزی و محیط‌زیست است. البته ابعاد دقیق‌تر این مسأله باید در پژوهش‌های بعدی،‏ توسط مدل‌های ریزمقیاس‌تر مکانی و زمانی و با آرمان قرار‌دادن نتایج مدل بهینه‌سازی بلند‌مدت پیشنهاد‌شده در این پژوهش،‏ تعیین شوند.

چکیده شکست پل‌ها ناشی از آب‌شستگی در تکیه‌گاه آن‌ها اهمیت مطالعه در مورد پیش‌بینی عمق آب‌شستگی را روشن می‌کند. بیش‌تر تکیه‌گاه پل‌ها در دشت سیلابی هستند. هم‌چنین،‏ یکی از موارد متداول در یک دشت سیلابی وجود پوشش گیاهی است. در مقطع‌های مرکب توزیع سرعت و تنش برشی غیر‌یکنواخت است و نمی‌توان نتایج حاصل از کانال‌های مستطیلی را برای آن‌ها به کار برد. در این پژوهش،‏ بر اساس داده‌های آزمایشگاهی،‏ آنالیز ابعادی و رگرسیون غیر‌خطی چندمتغیره،‏ یک رابطه بدون بعد برای پیش‌بینی عمق آب‌شستگی تکیه‌گاه پل با دیواره عمودی واقع در دشت سیلابی دارای پوشش گیاهی با مقطع مرکب ارایه شده است. نتایج پژوهش نشان می‌دهد توافق خوبی بین عمق آب‌شستگی مشاهده شده و عمق آب‌شستگی پیش‌بینی شده با رابطه پیشنهادی وجود دارد. برای رابطه ارایه شده،‏ ضریب همبستگی 0.94 و ریشه میانگین مربعات خطا 0.79 سانتی‌متر است.

چکیده رودخانه‌های حله،‏ شاپور و دالکی از مهم‌ترین رودخانه‌های استان‌های فارس و بوشهر در ایران هستند. در این پژوهش برای ارزیابی کیفیت آب رودخانه‌های حله،‏ شاپور و دالکی،‏ داده‌های پانزده پارامتر کیفیت آب در چهار فصل زمستان 1386 تا پاییز 1387 در 24 ایستگاه سازمان حفاظت محیط زیست با روش تحلیل عاملی چندمتغیره تحلیل شدند. مقادیر ویژه به دست آمده از تجزیه پارامترهای ارزیابی شده به عوامل اصلی نشان داد پنج عامل اول حدود 83 درصد تغییرات بین ایستگاه‌ها را توجیه می‌کنند. پارامترهای هدایت الکتریکی،‏ سختی کل،‏ استرانسیم،‏ درصد اشباع اکسیژن محلول،‏ درجه حرارت آب و نیترات مربوط به عامل اول با 26.167 درصد واریانس؛ آهن،‏ منگنز و کدورت مربوط به عامل دوم با 16.133 درصد واریانس؛ و سزیم و لیتیم مربوط به عامل سوم با 15.276 درصد واریانس؛ مهم‌ترین پارامترهای اثرگذار بر تغییرات کیفیت آب به ‌دست آمدند. شاخص ترکیبی محاسبه ‌شده و نتیجه رتبه‌بندی ایستگاه‌ها نشان دادایستگاه‌های تنگ چوگان،‏ سرخون و چشمه ساسان بهترین کیفیت و ایستگاه‌های شکستیان،‏ بنه جابری و درگاهی که تحت تأثیر سازندهای تبخیری،‏ گنبدهای نمکی،‏ چشمه‌های شور،‏ فعالیت‌های کشاورزی و چشمه‌های گوگردی هستند،‏ بدترین کیفیت را دارند. نتایج نشان داد که تکنیک تحلیل عاملی می‌تواند به‌عنوان یک روش مناسب برای تعیین مهم‌ترین پارامترهای تأثیرگذار و هم‌چنین رتبه‌بندی کیفیت آب در ایستگاه‌های پایش استفاده شود.

چکیده امنیت آب از مسایل مهمی است که می‌تواند در پی تزریق یک آلاینده سمی در آب شرب یک شهر به‌عنوان نمونه در پی یک حمله تروریستی به خطر افتد. در صورتی که که شبکه فاقد یک مدیریت مناسب امنیت باشد،‏ آسیب‌دیدگان چنین حادثه‌ای می‌تواند تمام جمعیت یک شهر باشند. در مطالعات پدافند غیرعامل،‏ اولین گام در هر سامانه هشدار و کنترل آلودگی تشخیص سریع منبع آلودگی است. در این راستا،‏ از مشاهد‌ه‌های پایش برای تشخیص منبع آلودگی استفاده می‌شود. تعیین تعداد بهینه نقطه‌های پایش لازم و بهترین چیدمان آن‌ها از مسایل پیچیده‌ای است که به نقطه‌های پتانسیل تزریق آلودگی عمدی،‏ مقدار و خصوصیات آلاینده تزریقی وابسته است. بهترین سامانه پایش،‏ سامانه‌ای است که در آن اول نقطه‌ها لازم برای پایش شبکه،‏ دوم جمعیت تحت تأثیر در لحظه تشخیص و سوم تعداد حالت‌های عدم تشخیص،‏ به‌ طور همزمان کمینه شوند. در این پژوهش برای تعیین منحنی تبادل بین هدف‌ها متضاد مذکور،‏ الگوریتم تکاملی چند هدفه سریع NSGA-II با مدل شبیه‌ساز EPANET تلفیق شده و از تحلیل مونت کارلو در لحاظ عدم قطعیت‌ها در تزریق آلودگی استفاده شده است. هم‌چنین در تعیین نقطه تعادل منحنی تبادل به دست آمده،‏ از مدل رفع اختلاف نش به کار گرفته شده است. برای نشان‌دادن کارایی و توانایی روش پیشنهادی،‏ شبکه آب شهر لامِرد شبیه‌سازی شده و بهترین نقطه‌های پایش برای این شهر تعیین شده است.

چکیده دشت نیشابور دراستان خراسان رضوی با شرایط اقلیمی خشک و نیمه‌خشک و با تکیه بر منابع آبی زیرزمینی یکی از قطب‌های مهم تولیدات زراعی کشور محسوب می‌شود. در این پژوهش با مدل بیلان آب زیرزمینی معادلات لازم برای تخمین نوسانات سطح آب تعیین شد. در ادامه به‌دلیل زیاد بودن متغیرهای تابع هدف در بهینه‌سازی مصرف آب،‏ با روش‌های فراکاوشی و هوشمند PSO که نیاز به محاسبات کم‌تر و کارآیی بیش‌تر نسبت به دیگر روش‌ها دارند الگو و تراکم کشت بهینه محصولات زراعی منطقه مطالعاتی تعیین شد. نتایج مدل بر مبنای یک سال نرمال نشان داد که برای به حداقل رساندن افت سطح آب،‏ در صورت وقوع بارش برابر میانگین بارش سالانه منطقه،‏ کشاورزان فقط مجاز به برداشت 359 میلیون مترمکعب از آبخوان دشت نیشابور در طول سال هستند که با این حجم آب باید 59706 هکتار از اراضی دشت را فاریاب کرد که 48789 هکتار کم‌تر از وضع موجود است. به طوری که 48802 هکتار از ارضی تحت کشت محصولات را کاهش داد و فقط 183 هکتار به اراضی گوجه‌فرنگی افزود.

چکیده از بین سازه‌های هیدرولیکی،‏ سازه‌های کنترلی با تنظیم سطح آب تأثیرزیادی در بالابردن راندمان و کاهش مصرف آب دارند. به‌دلیل تنوع سازه‌های هیدرولیکی و روش‌های مختلف بهره‌برداری،‏ مدل‌های مختلفی برای کنترل و تعیین رفتار جریان هنگام به کارگیری سازه‌های مختلف توسعه یافته‌اند. در این مطالعه مدل هیدرولیکی CanalMan،‏ برای شبیه‌سازی عملکرد سازه‌های کنترل در شبکه آبیاری فومنات درغرب استان گیلان به‌ کار برده‌ شده‌‌است. برای انجام شبیه‌سازی،‏ کانال BP19 در واحد عمرانی F2 شبکه فومنات انتخاب شده و برای بررسی وضعیت کانال،‏ بازدیدهایی قبل از شروع فصل آبیاری انجام شد. هم‌چنین بازدیدهایی پس از شروع آبیاری برای مشاهده نحوه بهره‌برداری از کانال و سازه‌های موجود در آن و نیز انجام اندازه‌گیری‌های لازم برای کسب اطلاعات مورد نیاز برای اجرای شبیه‌سازی به عمل آمد. در ادامه عملکرد سازه‌های کنترلی آمیل،‏ دریچه قطاعی و سرریز نوک‌اردکی در مدل شبیه‌سازی شدند تا مناسب‌ترین سازه از نظر هیدرولیکی برای کنترل سطح آب در کانال موردنظر انتخاب شود. با استفاده از شاخص‌های مولدن و گیتس مشاهده شد که سازه آمیل با کسب مقادیر متوسط 100،‏ 82 و 27 درصد به‌ترتیب برای شاخص‌های راندمان،‏ کفایت و عدالت تحویل،‏ بهترین سازه تنظیم برای کنترل و تنظیم جریان در کانال مورد نظر است.

چکیده پرش هیدرولیکی یکی از انواع جریان‌های متغیر سریع است که در آن جریان از حالت فوق بحرانی به زیر بحرانی تغییر می‌یابد و با استهلاک انرژی زیاد همراه است. در این پژوهش،‏ خصوصیات پرش هیدرولیکی شامل طول پرش و طول غلتاب پرش در حوضچه آرامش با شیب کف منفی مختلف (صفر،‏ 0.6-،‏ 1.3- و 2- درصد) با سه نوع زبری متفاوت (1،‏ 4 و 10 میلی‌متر) بررسی شد. نتایج نشان داد که مقادیر طول پرش و طول غلتاب پرش در یک حوضچه آرامش با شیب کف منفی و با بستر زبر نسبت به حالت افقی کاهش پیدا می‌کند. این زبری‌ها در شرایط متفاوتی با عددهای فرود در محدوده بین 4.9 تا 7.8 آزمایش شدند. در این پژوهش به طور متوسط کاهش طول پرش 39.6 درصد و طول غلتاب پرش 32.3 درصد به دست آمد.

چکیده آلودگی‌های مخزن‌ها،‏ می‌توانند به‌صورت ناگهانی با عوامل انسان‌ساخت عمدی و غیرعمدی یا عوامل طبیعی وارد مخزن‌ها شده و باعث ایجاد بحران شوند. اما با وجود آسیب‌های ناشی از ورود آلودگی ناگهانی،‏ تاکنون توجه کمی به این‌گونه اتفاقات شده است. آسیب‌های ناشی از ورود آلودگی به مخزن‌ها،‏ به دو صورت می‌تواند سامانه منابع آب را تحت تأثیر قراردهد: (1) آسیب‌هایی که به سبب عدم استفاده از آب به مصرف کنندگان وارد می‌شود و (2) آسیب‌هایی که به سبب استفاده از آب آلوده گریبان‌گیر مصرف‌کنندگان می‌شود. این دو آسیب در مقابل یکدیگر قرار گرفته‌اند. به همین دلیل انجام مدیریت صحیح ضروری است. پس در این پژوهش،‏ راهکار‌های مدیریت بحران ایجاد شده از ورود 30 متر‌مکعب آلودگی MTBE به‌صورت ناگهانی به مخزن سد کرج بررسی می‌شود. بدین منظور مدل بسط داده شده بر مبنای مدل CE-QUAL-W2 به نحوی توسعه داده شده است که توانایی شبیه‌سازی MTBE را داشته باشد. هم‌چنین برای یافتن تصمیم‌های بهینه،‏ از الگوریتم‌ تلفیقی بهینه‌سازی دو هدفهNSGAII-ALANN ،‏ استفاده شده است. پس از حل مسأله به‌عنوان مثال،‏ اگر آلودگی در ابتدای تابستان وارد مخزن شود،‏ با استفاده از یکی از سیاست‌‌های بهینه استخراج شده،‏ با 36% کاهش میزان برآورده ساختن نیاز،‏ در کل آلودگی خروجی60% و بیش‌ترین غلظت خروجی 76% کاهش ایجاد شد. هم‌چنین این نتایج برای فصل زمستان به‌ترتیب %38،‏ %51 و %67 هستند. در فصل‌های دیگر نیز نتایج مشابه به دست آمده‌اند.

چکیده آگاهی از نحوه توزیع رسوبات معلق برای محاسبه میزان دبی بار معلق در آبراهه‌ها مهم است،‏ به این دلیل که در جریان‌های آبرفتی با عمق زیاد،‏ به طور تقریبی 80 درصد کل بار رسوبی را رسوبات معلق تشکیل می‌دهند. تاکنون رابطه‌های زیادی برای برآورد توزیع غلظت رسوبات معلق در مجاری باز توسط پژوهشگران مختلف توسعه یافته است. در این پژوهش،‏ ضمن تحلیل و بررسی کامل این معادلات،‏ با استفاده از مهم‌ترین شاخص‌های آماری ارایه شده،‏ معادله بهینه از میان 9 معادله تجربی مورد بررسی انتخاب شده است. برای واسنجی عملکرد هر یک از این معادلات،‏ از معتبرترین داده‌های آزمایشگاهی موجود استفاده شده است. نتایج این پژوهش بیانگر این است که معادله اینشتین و شن (1952) با 0.048=‎RMSE،‏ R²=0.988،‏ EF=0.988 و ME=0.086 دارای دقت خوبی در تخمین توزیع غلظت رسوبات معلق است و بیش‌ترین تطابق را با داده‌های آزمایشگاهی دارد. در عوض،‏ معادلات مک‌تیگو و ویلیس برای داده‌های مورد استفاده کم دقت‌ترین معادلات هستند و استفاده از آن‌ها توصیه نمی‌شود.

چکیده به‌دلیل کمبود امکانات،‏ نظارت و بازبینی پیوسته دبی رسوب در بیش‌تر رودخانه‌ها ممکن نیست و به طور معمول از معادله سنجه برای برآورد رسوب‌دهی استفاده می‌شود. در این میان،‏ افزودن متغیرهای وابسته به زمان برای افزایش صحت و دقت برآورد معادله سنجه ضروری است. در این پژوهش،‏ با استفاده از معادله 7 پارامتری کوهن و همکاران،‏ انواع روابط دبی- رسوب چندمتغیره برای پنج ایستگاه هیدرومتری شامل قزاقلی،‏ پونل،‏ کشور،‏ گلینک و بند شاه‌عباسی در محدوده سال‌های 1381-1347 تهیه شد و به کمک شاخص‌های صحت و دقت،‏ معادله بهینه رسوب هر ایستگاه ارزیابی شد. هم‌چنین چگونگی ارتباط مقادیر شاخص‌های دقت و صحت با برخی از خصوصیات فیزیوگرافی حوضه بررسی شد. طبق نتایج،‏ متوسط شاخص صحت و دقت ایستگاه‌های مطالعاتی به ترتیب برابر 1.958 و 3.488 است که نشان از کارایی خوب معادلات رسوب چندمتغیره دارد. هم‌چنین دبی متوسط سالانه بیش‌ترین همبستگی را با شاخص صحت و دقت نشان داد که این همبستگی را می‌توان به بالا بودن تعداد نمونه‌برداری‌ها ربط داد.

چکیده پایین‌افتادگی سطح آب در کانال یا بالارفتن سطح ایستابی باعث تغییر در رژیم رطوبتی خاک اطراف کانال شده و شیب‌های بدنه کانال را تخریب می‌کند. در این پژوهش با استفاده از مدل عددی و فیزیکی پایداری شیب جانبی کانال خاکی با دو شیب بدنه مختلف با وجود سطح ایستابی بررسی شد. سپس نصب پرده آب‌بند به عنوان روش کنترل،‏ تحلیل شد. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که سطح نشت و فشار پیزومتریک نزدیک سطح خاک دو عامل مهم در پایداری شیب جانبی کانال خاکی است. برای کنترل تخریب در شیب تندتر خاک پرده آب‌بند باید تا زیر تراز کف کانال پیش رود ولی در مورد شیب‌های ملایم‌تر دیوار جانبی کانال عمق نفوذ آن تا تراز کف کانال کافی است. هم‌چنین مدل عددی در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی با دقت خوبی پارامترهای فشار کل،‏ دبی و خط فریاتیک را شبیه‌سازی کرد،‏ به طوری که متوسط خطا در برآورد دبی و فشار کل در مدل عددی نسبت به نتایج آزمایشگاهی به ترتیب 5.66% و 2.08% به دست آمد.

چکیده امروزه مدل‌های مختلف هوش محاسباتی توانایی بالایی را در پیش‌بینی سری‌های زمانی از خود نشان داده‌اند. هدف اصلی این مقاله ارزیابی کارایی شش مدل شبکه عصبی مصنوعی در شبیه‌سازی بارش و به دنبال آن خشکسالی در ایستگاه یزد است تا مدل با بالاترین کارایی شناسایی شود. برای ارزیابی کارایی مدل نیز از دو پارامتر ریشه مربعات خطا و ضریب اطمینان استفاده شد. نتایج نشان دادند ساختارهای دینامیک شبکه عصبی شامل دو شبکه برگشتی و برگشتی با تأخیر زمانی به‌ترتیب با ضریب کارایی 0.77 و ?0.78 در پیش‌بینی‌ها،‏ کارایی بهتری را از خود نشان داده‌اند و در نهایت مدل برگشتی با تأخیر زمانی به‌عنوان مدل برتر شناسایی شد.

چکیده سرریز‌های سه‌جانبی از جمله مجرا‌های تخلیه‌کننده سد‌ها بوده که با وجود محدودیت‌های هیدرولیکی،‏ در شرایط خاص توپوگرافی به‌عنوان بهترین انتخاب مطرح می‌شوند. تلفات زیاد انرژی،‏ تلاطم و آشفتگی جریان و اعمال ضربه‌های نوسانی شدید آب بر کف و دیواره‌های کانال جانبی از جمله شرایط نامناسب هیدرولیکی در این سرریز‌ها هستند. در این نوشتار نرم‌افزار FLOW-3D میدان جریان سه‌بعدی بر روی سرریز و آب‌پایه در انتهای کانال جانبی،‏ به‌صورت عددی و با استفاده از مدل آشفتگی RNG(k-e)‎ شبیه‌‌سازی و بررسی شده است. مقایسه نتایج عددی با داده‌های آزمایشگاهی نشان می‌دهد که این مدل قابلیت پیش‌بینی الگوی سه بعدی جریان مزبور را دارد،‏ اما در محل تشکیل گرده‌ماهی در داخل کانال جانبی که ناشی از برخورد سفره‌های جریان عمودی و جانبی است،‏ مقادیر عددی کم‌تر از مقادیر آزمایشگاهی به دست آمده است. این موضوع را می‌توان به نوسانات و اغتشاشات بیش از اندازه جریان در این ناحیه ارتباط داد. هم‌چنین مقایسه نتایج عددی توزیع فشار در کف کانال جانبی با نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهد که مدل عددی مقادیر فشار در کف کانال جانبی را کم‌تر از مقادیر آزمایشگاهی برآورد کرده است.

چکیده جریان‌های غلیظ در اثر اختلاط دو جریان با دانسیته متفاوت ایجاد می‌شوند. موقعی که جریان با دانسیته بالا به توده سیال ساکن برخورد می‌کند،‏ جریان غلیظ به درون سیال ساکن نفوذ کرده و باعث ایجاد عمق غوطه‌وری می‌شود. در این پژوهش پارامترهای هیدرولیکی جریان غلیظ و هم‌چنین شیب بستر سیال ساکن که بر نقطه غوطه‌وری تأثیرگذار است،‏ بررسی شده است. در تمامی آزمایش‌ها ارتفاع غوطه‌وری در دبی‌های مختلف از سیال غلیظ و تفاوت دانسیته 6،‏ 9،‏ 13 و 16 گیلوگرم بر مترمکعب برای سه شیب 8،‏ 12 و 16 درصد اندازه‌گیری شد. به طور کلی نتایج نشان داد که شیب اثر چندانی بر روی ارتفاع نقطه غوطه‌وری ندارد. با افزایش دبی ورودی جریان غلیظ به درون مخزن با دانسیته مشخص،‏ مقدار ارتفاع نقطه غوطه‌وری برای شیب‌های مختلف افزایش می‌یابد. سپس با استفاده از آنالیز ابعادی پارامترهای مؤثر بر ارتفاع نقطه غوطه‌وری،‏ رابطه‌ای برای ارتفاع نقطه غوطه‌وری بر حسب پارامترهای مؤثر به دست آمد. بررسی مقایسه‌ای داده‌های حاصل از رابطه با داده‌های اندازه‌گیری شده،‏ نشان داد که رابطه به دست آمده،‏ داده‌های واقعی را با دقت خوبی برآورد می‌کند. اختلاف نسبی بین داده‌های به دست آمده از رابطه این پژوهش و داده‌های اندازه‌گیری شده 0.91 درصد است. هم‌چنین داده‌های حاصل از رابطه به دست آمده،‏ در مقایسه با داده‌های حاصل از رابطه های پژوهشگران دیگر،‏ همگرایی بیشتری بین داده‌های واقعی ایجاد می‌کند.

چکیده با توجه به محدودیت منابع آب و آگاهی از اینکه،‏ در حدود 40% از زمین‌های جهان،‏ به‌صورت دیم اداره می‌شوند،‏ بهبود مدیریت زراعت دیم،‏ جایگاه خاصی دارد. هدف اصلی این پژوهش،‏ بررسی اثرات و تغییرات بارش بر میزان عملکرد سالانه گندم دیم می‌باشد. برای این کار،‏ تمامی ترکیبات زمانی محتمل بارش در نظر گرفته شده و میزان تأثیر هر یک از دوره‌های مختلف بارش در سه فصل اصلی زراعی (پاییز،‏ زمستان،‏ بهار) بر میزان عملکرد سالانه محصولات گندم دیم بررسی شد،‏ مؤثرترین دوره بارش بر عملکرد سالانه گندم دیم مشخص و بر مبنای آن رابطه رگرسیونی بارش مؤثر- عملکرد سالانه تعریف و محاسبه شد و برای ارزیابی،‏ مقادیر عملکرد سالانه محصول گندم با استفاده از روش توابع توزیع منطبق بر عملکرد سالانه محاسبه شده و با نتایج عملکرد سالانه روش رگرسیون بارش مؤثر- عملکرد سالانه مقایسه شد. نتایج نشان داد،‏ مؤثرترین دوره بارش بر عملکرد سالانه گندم دیم در تمامی حالت‌ها،‏ مربوط به بازه زمانی 10 فروردین تا 17 اردیبهشت است و نیز روش رگرسیون بارش مؤثر- عملکرد سالانه در تخمین عملکرد سالانه دیم،‏ نتایجی مشابه با روش توابع توزیع عملکرد سالانه محصول (ضریب همبستگی دو روش 99%) ارایه می‌دهد.

چکیده در این پژوهش قسمتی از شبکه توزیع آب شهر لار به‌عنوان محدوده مطالعاتی برای محاسبه مقادیر حجم هدر رفت آب و شاخص‌های عملکرد نشت در شبکه انتخاب شد. با نصب کنتور مغناطیسی و دیتالاگر در ورودی شبکه مورد نظر و نصب فشارسنج‌های دیجیتال فشار و دبی در فواصل زمانی 15 دقیقه‌ای ثبت شد و شاخص‌های عملکرد نشت شامل ILI,UBRL,TIRL تعیین شدند. بر اساس نتایج این پژوهش هدررفت واقعی آب بین 18.7%-12.1% با میانگین 15.5%،‏ TIRL بین 188.5-97.2 با میانگین 147.5 لیتر در روز به ازای هر انشعاب،‏ UBRL بین 44.6-34.2 با میانگین 40 لیتر در روز به ازای هر انشعاب و ILI بین 4.2-2.8 با میانگین 3.6 است که بیانگر وضعیت نامطلوب شبکه آب است. مقدار متوسط نشت قابل بازیافت برای هر انشعاب 107.5 لیتر در روز به ازای هر انشعاب است که با توجه به تعداد انشعاب سرویس (18100)،‏ نشت قابل بازیافت در کل شبکه 710199 مترمکعب در سال است.