دوره و شماره: دوره 9، شماره 2 - شماره پیاپی 17، تیر 1394 

بهینه‌سازی پارامترهای روش کاهش سطح برای توزیع رسوب در مخازن سدها با استفاده از الگوریتم جامعه مورچگان (مطالعه موردی: سد کرج)

صفحه 1-9

ایمان نجفی، علیرضا عمادی

چکیده یکی از روش‌های پیش‌بینی توزیع رسوب در سد‌های مخزنی،‏ روش تجربی کاهش سطح است. در این روش مخزن‌ها از نظر هندسی به چهار نوع تقسیم‌بندی شده و توزیع رسوب مربوط به هر نوع مخزن براساس پارامترهای مربوط به آن تعیین می‌شوند. پژوهش‌های انجام شده نشانگر این مسئله است که در بیشتر موارد تعیین نوع مخزن براساس روش پیشنهادی بورلند و میلر سبب پیش‌بینی دقیق نمی‌شود. بنابراین تعیین پارامترهای بهینه برای یک سد دقت پیش‌بینی توزیع رسوب را با روش کاهش سطح افزایش می‌دهد. در این پژوهش ابتدا براساس تئوری روش کاهش سطح یک مدل کامپیوتری تهیه شد. سپس مدل بهینه‌سازی به روش الگوریتم مورچگان آماده و این دو مدل با یکدیگر ترکیب شدند. با استفاده از این مدل بهترین پارامترها در روش کاهش سطح برای سد کرج به دست آمد. نتایج به دست آمده نشان داد که روش کاهش سطح با ضرایب بهینه،‏ دقت بالاتری نسبت به روش کاهش سطح با ضرایب معمول دارد. استفاده از پارامترهای بهینه،‏ مقدار خطا را به میزان 68.41 درصد کاهش می‌دهد.

طراحی بهینه مقطع کانال بتنی برای حداقل کردن هزینه تلفات آب، پوشش و عملیات خاکی

صفحه 11-22

محمود محمدرضا پورطبری، شیوا توکلی، محسن مزک ماری

چکیده طراحی مقطع کانال با کمترین هزینه شامل کمینه کردن مجموع هزینه‌های هر متر از طول کانال تحت شرایط جریان یکنواخت است. این هزینه‌ها شامل هزینه‌های مربوط به پوشش هر متر از طول کانال،‏ هزینه هر مترمکعب عملیات خاکی و هزینه مرتبط با تلفات آب (شامل تلفات نشت و تبخیر) هستند که به‌عنوان تابع هدف در این بررسی درنظر گرفته شده است. تلفات نشت به هندسه کانال و تلفات تبخیر از سطح آزاد آب بستگی دارد. در این بررسی از معادله مانینگ به‌عنوان قید اصلی مسئله استفاده شده است. علاوه بر این قید،‏ در طراحی مقطع بهینه کانال‌ها از دو قید فرعی شامل حداقل سرعت مجاز و عدد فرود،‏ استفاده شده است. برای بهینه‌سازی ابعاد کانال،‏ از الگوریتم بهینه‌سازی مبتنی بر جستجوی مستقیم استفاده شد. با استخراج نتایج مدل بهینه‌سازی در قالب نمودارهای بی‌بعد،‏ امکان طراحی ساده ابعاد بهینه کانال در جهت حداقل کردن هزینه‌های هر متر از طول کانال فراهم می‌شود. با بررسی نتایج این پژوهش می‌توان دریافت که کانال ذوزنقه‌ای با دبی مشخص در شیب جانبی 0.75 دارای بیشترین و در شیب جانبی 1.5 دارای کمترین عمق نرمال است. همچنین در طراحی بهینه کانال مثلثی،‏ عمق نرمال کانال در شیب‌های جانبی بیشتر دارای مقدار کمتری است در حالیکه عرض سطح آب در این حالت افزایش می‌یابد.

بررسی تأثیر فشردگی جانبی روی ضریب دبی سرریزهای استوانه‌ای

صفحه 23-32

فاطمه نادری، محسن مسعودیان، کلاوس راتچر

چکیده از انواع سازه‌های اندازه‌گیری جریان در کانال‌های باز سرریزهای استوانه‌ای بوده که شکل مقطع کانال و هزینه‌های اقتصادی تعیین کننده طول تاج آن‌ها است. این پژوهش آزمایشگاهی تأثیر فشردگی تاج سرریزهای استوانه‌ای را بر خصوصیات جریان از جمله ضریب دبی بررسی می‌کند. آزمایش‌ها روی فلومی با ابعاد 460×300×7500 میلی‌متر،‏ با استفاده از مدل‌های سرریز استوانه‌ای با قطر 75 تا 160 میلی‌متر،‏ درصدهای فشردگی (طول تاج سرریز به عرض کانال) تاج سرریز بین 0.2 تا 1 و ترکیبات مختلف دبی و عمق جریان برای جریان آزاد انجام شد. نتایج نشان داد با افزایش عمق آب بالادست به ارتفاع سرریز ضریب دبی تمام سرریزها افزایش یافته ولی با کاهش نسبت b/B شیب تغییرات ضریب دبی در مقابل H/P کاهش می‌یابد. همچنین برای هر قطر و ثابت،‏ با افزایش b/B ضریب دبی افزایش می‌یابد. ضریب فشردگی جریان روی تاج چنین سرریزهایی با به کارگیری تئوری سرریزها و همچنین داده‌‌های آزمایشگاهی به دست آمده که در محدوده 2.4 1.2 از 0.71 تا 0.98 تغییر می‌کند. نتایج نشان می‌دهد با افزایش H/P ضریب فشردگی تمامی سرریزها کم می‌شود. از طرفی برای هر H/P ثابت،‏ با کاهش نسبت b/B،‏ ضریب فشردگی جریان روی تاج سرریز کوچک‌تر می‌شود.

بررسی آزمایشگاهی موقعیت سازه سرریز- دریچه استوانه‌ای در راستای عمود بر جریان بر روی ضریب دبی جریان

صفحه 33-41

ارمغان سوری، محسن مسعودیان، کلوس راچر، اسماعیل کردی

چکیده یکی از انواع مدل‌های سازه ترکیبی،‏ سرریز- دریچه استوانه‌ای است که دارای ویژگی‌هایی ازجمله هزینه کم،‏ طراحی آسان،‏ راحتی ساخت و ضریب دبی بالا است. در این مطالعه به بررسی آزمایشگاهی موقعیت قرارگیری سازه استوانه‌ای در راستای عمود بر جریان بر روی ضریب دبی عبوری از سازه پرداخته شده است. آزمایش‌ها در فلومی به طول 7.5 متر و عرض 40 سانتی‌متر و با استفاده از مدل‌های استوانه‌ای از جنس لوله پلاستیکی با قطرهای 50،‏ 75،‏ 110 و 125 میلی‌متر انجام شده است. طراحی آزمایش‌ها با میزان بازشدگی‌های مختلف از صفر تا 60 میلی‌متر (رسیدن به دریچه استوانه‌ای با توجه به قطر و دبی موجود) انجام شده است. نتایج نشان داد که بیشترین و کمترین ضریب دبی به‌ترتیب در سازه‌های سرریز استوانه‌ای و دریچه استوانه‌ای مشاهده شده است. همچنین با تبدیل سازه از سرریز- دریچه استوانه‌ای به دریچه استوانه‌ای کاهش سریعی در مقادیر پارامترهای بدون‌بعد نسبت عمق آب بالادست به قطر سازه ( ) و نسبت تفاضل عمق آب بالادست و پایین‌دست به قطر سازه ( ) حاصل شده است،‏ که این روند ناشی از کاهش میزان پس‌زدگی آب و کاهش چشمگیر است. همچنین افزایش قطر سازه موجب کاهش ضریب دبی شده که در این رابطه برازش‌های تجربی برای به کمیت درآوردن رفتار ضریب دبی ارائه شده است.

بررسی تأثیر توأم عرض و عمق آبخور موج‌شکن شناور پانتونی روی ضریب انتقال موج با استفاده از مدل‌سازی عددی

صفحه 43-50

محمد نقوی، محمد علی لطف اللهی یقین

چکیده در این پژوهش تأثیر توأم پارامترهای مختلف سازه‌ای مانند عرض و آبخور موج‌شکن شناور پانتونی بر روی ضریب عبور موج بررسی شده است. برای یافتن تأثیر توأم عرض و عمق آبخور موج‌شکن شناور روی ضریب عبور موج،‏ سه آبخور 0.8،‏ 1 و 1.2 متر و پنج عرض 2.4،‏ 4.8،‏ 7.2،‏ 9.6 و 12 متر بررسی شد. تحلیل‌ها برای دوره‌های زمانی با میانگین 2،‏ 2.5،‏ 3،‏ 3.5 و4 ثانیه و محدوده ارتفاع موج 0.2 تا 1.2 متر انجام شد. با توجه به تحلیل‌های انجام شده با نرم‌افزار ANSYS AQWA و نشان داد که ضریب انتقال موج با افزایش عرض و آبخور موج شکن شناور به طور محسوسی کاهش می‌یابد به طوری که ضریب انتقال موج از 0.88 برای موج شکنی به عرض 2.4 متر و آبخور 0.8 به 0.34 برای موج شکن به عرض 12 متر و آبخور 1.2 رسیده است.

توسعه زمانی آب‌شستگی موضعی در پایین‌دست حوضچه آرامش با شیب معکوس

صفحه 51-62

حسین خلیلی شایان، جواد فرهودی

چکیده در این بررسی،‏ پیشرفت زمانی نیمرخ‌های حفره آب‌شستگی موضعی در پایاب حوضچه آرامش با شیب معکوس بر‌اساس نتایج برداشت نیمرخ‌های حفره در محدوده گسترده‌ای از اعداد فرود،‏ دانه‌بندی ذرات رسوبی،‏ عمق پایاب،‏ طول و شیب حوضچه بررسی شد. انجام یک آزمایش 54 ساعته نشان داد نزدیک به 87.5% از عمق بیشینه،‏ 86.3% از فاصله عمق بیشینه تا انتهای کف‌بند در پایان 54 ساعت آزمایش،‏ در مدت زمان 24 ساعت از شروع آزمایش به دست می‌آید. همچنین،‏ معادله توانی ارتباط دهنده عمق حفره با مقیاس زمانی و هندسه سازه بالادست ارائه و ضریب‌ها و توان‌های این معادله به‌صورت توابعی از شیب حوضچه درنظر گرفته شد. تأثیر پارامترهای مختلف بر ابعاد حفره بررسی و معادلاتی برای تخمین ابعاد حفره با زمان و در شرایط تعادل نسبی ارائه شد. برداشت نیمرخ‌های آب‌شستگی نشان دهنده وجود نوعی تشابه در شکل حفره در پایاب هر شیب است. همچنین نتایج نشان داد افزایش طول و شیب حوضچه معکوس سبب شکل‌گیری حفره‌ای با عمق کمتر و گستره طولی بیشتر می‌شود و حجم نسبی رسوبات انتقال یافته از واحد عرض حفره به ازای افزایش شیب حوضچه تا 15% در حدود 30% افزایش خواهد یافت.

اثر زبری سیلاب‌دشت بر هیدرولیک جریان در مقاطع مرکب با سیلاب‌دشت غیر‌منشوری

صفحه 63-72

حجت الله یونسی، محمد حسین امید، سید علی ایوب زاده

چکیده در این پژوهش،‏ اثرات زبری سیلاب‌دشت بر هیدرولیک جریان در مقاطع مرکب با سیلاب‌دشت واگرا بررسی شده است. آزمایش‌ها در سه عمق نسبی،‏ سه زاویه واگرایی سیلاب‌دشت و سه زبری سطح سیلاب‌دشت انجام شد. سرعت جریان در کانال اصلی و سیلاب‌دشت در طول منطقه واگرایی (ابتدا،‏ وسط و انتهای محدوده واگرایی)،‏ با سرعت‌سنج سه‌بعدی (ADV)‎ و میکرومولینه اندازه‌گیری شده است. با استفاده از داده‌های به دست آمده،‏ مقادیر تنش‌برشی،‏ متوسط عمقی سرعت جریان،‏ ضریب‌های زبری مکانی و منطقه‌ای،‏ مقادیر آشفتگی و نحوه تقسیم دبی بین کانال اصلی و سیلاب‌دشت‌‌ها محاسبه شد. نتایج نشان داد که در مقطع غیرمنشوری با افزایش زبری سیلاب‌دشت،‏ نسبت سرعت متوسط جریان در سیلاب‌دشت‌ها به کانال اصلی در حدود 31 درصد کاهش و در حدود 25 درصد مقدار آشفتگی جریان افزایش می‌یابد. همچنین با افزایش این عامل،‏ تنش‌برشی بستر در محل اتصال کانال اصلی به سیلاب‌دشت و در وسط واگرایی از 26 درصد به 48 درصد افزایش می‌یابد. با افزایش عمق نسبی از 0.15 به 0.35 مقادیر عددی پارامترهای مذکور به طور چشمگیری کاهش می‌یابد.

ارزیابی کارایی مدل‌های برآورد بار رسوبی معلق در شمال و غرب ایران (مطالعه موردی: رودخانه‌های قره‌سو و تجن)

صفحه 73-78

جبار هادی قورقی، عبدالواحد خالدی درویشان

چکیده در بسیاری از رودخانه‌های کشور فقط در تعدادی از روزهای سال دبی و غلظت رسوب معلق اندازه‌گیری می‌شود. به همین دلیل به کارگیری روش‌هایی که قابلیت تخمین و پیش‌بینی رسوب را با استفاده از داده‌های کم و ناقص دارا باشند،‏ اجتناب‌ناپذیر است. این پژوهش برای مقایسه کارایی برخی روش‌های دسته‌بندی داده در تهیه منحنی سنجه‌رسوب و 6 روش هیدرولوژیکی برآورد بار رسوبی معلق در دو ایستگاه هیدرومتری در دو منطقه اقلیمی متفاوت در غرب و شمال ایران (قورباغستان در رودخانه قره‌سو و کردخیل در رودخانه تجن) انجام شد. نتایج نشان داد که مقدار رسوب معلق تخمینی در روش‌های منحنی سنجه معمولی،‏ Smearing و (در حالت روش کلی و سال پر‌آب و کم‌آب) در ایستگاه قورباغستان کمتر از مقدار مشاهده‌ای بوده و در روش‌های CF1،‏ CF2،‏ FAO و (در حالت فصول هیدرواقلیمی،‏ فصول اصلی و روش ترکیبی) بیشتر از مقادیر مشاهده‌ای بوده است در حالیکه در ایستگاه کردخیل به طور تقریبی در تمامی حالت‌های تفکیک داده‌ها بجز مدل FAO نتایج تمامی مدل‌های مورد بررسی کمتر از مقادیر مشاهده‌ای بوده است.

مدل‌سازی تأثیر آب‌شکن‌های رودخانه‌ای در کنترل فرسایش ساحل با مدل دوبعدی CCHE2D

صفحه 79-89

محمد تاج بخش، سید حبیب موسوی جهرمی

چکیده هدف از این مطالعه به‌کارگیری یک مدل هیدرودینامیک دوبعدی برای پیش‌بینی و پایش فرایند‌های حاکم بر جریان،‏ انتقال رسوب و حفاظت ساحل در یک پیچان‌رود طبیعی است. محدوده مورد مطالعه بخشی از رودخانه کارون با طول در حدود 5 کیلومتر در حد فاصل ایستگاه‌های آب‌سنجی اهواز و فارسیات است. حفاظت ساحل در پیچان‌رود موردنظر به‌دلیل همسایگی با اراضی کشاورزی و تأسیسات سازمان آب و برق خوزستان مهم است. در این پژوهش ابتدا با مدل CCHE-MESH شبکه محاسباتی تشکیل شد و در ادامه مدل دوبعدی CCHE2D پس از صحت‌سنجی برای شبیه‌سازی الگوی جریان،‏ پیش‌بینی تغییرات بستر و ساحل در یک دوره زمانی 20 ساله استفاده شد. نتایج نشان داد خط‌القعر پیچان‌رود بین 4 تا 8 و به‌طور متوسط 5.7 متر نسبت به شرایط اولیه عمیق‌تر شده و به‌دلیل حضور جریان حلزونی عمق بستر در محل قوس خارجی افزایش بیشتری دارد. از آنجا که یکی از سازه‌های مهم برای حفاظت دیواره‌های رودخانه آب‌شکن‌های رودخانه‌ای هستند،‏ برای پیچان‌رود مورد مطالعه 14 عدد آب‌شکن پس از طراحی در مدل CCHE2D جانمایی شد. حضور آب‌شکن‌ها در دوره 20 ساله سبب افزایش رقوم بستر در محل ساحل خارجی بین 1 تا 9 و به ‌طور متوسط 4.7 متر (در مقایسه با حالتی که آب‌شکن‌ها حضور ندارند) شد اما خط‌القعر را در برخی مقاطع تا حدود 4 متر عمیق‌تر کرد.

تحلیل نیمرخ سطح آب در سرریز جانبی لبه‌پهن ذوزنقه‌ای با استفاده از تبدیل موجکی هار

صفحه 91-100

ساره سیاری، مجید رحیم پور، حدیث حدادی

چکیده سرریزهای جانبی سازه‌هایی هستند که در کنار یک آبراهه یا کانال نصب می‌شوند و زمانی که ارتفاع جریان از تاج آن‌ها بالاتر رود جریان اضافی از روی آن‌ها عبور کرده و وارد کانال فرعی می‌شود. در این مطالعه حل معادله دیفرانسیل نیمرخ سطح آب در سرریز جانبی به روش موجک هار ارائه شده است. همچنین با استفاده از مدل آزمایشگاهی نیمرخ‌های سطح آب بالای سرریز جانبی ذوزنقه‌ای شکل برای عرض،‏ شیب جانبی و ارتفاع سرریز مختلف اندازه‌گیری و با نیمرخ محاسبه شده با استفاده از حل عددی معادلات سرریز جانبی به روش موجک هار مقایسه شد. کمترین میزان درصد خطای محاسبه y1 (خطای بیشینه) در سرریز با شیب جانبی 1.5،‏ عرض 8 سانتی‌متر و ارتفاع 10 سانتی‌متر،‏ 1.5 درصد مشاهده شد. دقت پیش‌بینی نیمرخ سطح آب با استفاده از روش موجک هار با افزایش ارتفاع و شیب جانبی سرریز افزایش می‌یابد. همچنین روش موجک هار با روش رانج کوتای مرتبه چهار مقایسه شد. ضریب همبستگی روش موجک هار با داده‌های آزمایشگاهی بیشتر از 0.979 محاسبه شد که بالاتر بودن ضریب همبستگی این روش نسبت به روش رانج کوتا نشان دهنده آن است که عمق‌های محاسبه شده از روش موجک هار در سرریز ذوزنقه‌ای با نتایج آزمایشگاهی هماهنگی بهتری نسبت به روش رانج کوتا دارد.

سامانه تصمیم‌یار منابع آب حوضه آبریز براساس محاسبه شاخص‌های کمی (مطالعه موردی: حوضه آبریز ارس)

صفحه 101-110

مریم حافظ پرست، شهاب عراقی نژاد

چکیده در این مطالعه با استفاده از سامانه تصمیم‌یار مدیریت منابع آب که امکان تصمیم‌گیری براساس برآورد معیارهای زیست‌محیطی،‏ اجتماعی و اقتصادی را با محاسبه شاخص‌های کمی حاصل از خروجی مستقیم مدل برنامه‌ریزی منابع آب،‏ برای سناریوهای اقلیمی فراهم می‌کند،‏ حوضه آبریز ارس بررسی شد. این سامانه با شبیه‌سازی تخصیص آب سطحی برای تقاضاهای کشاورزی،‏ شرب و صنعت اثرات گزینه‌‌های مدیریتی پیشنهادی در شرایط مختلف را که بر تعادل عرضه و تقاضای آب تأثیر‌گذار هستند تحلیل می‌کند. برای بررسی عملکرد گزینه‌‌های مدیریتی با اندازه‌گیری نه شاخص پیشنهادی از ابزار ارزیابی و شبیه‌سازی Mike Basin و اتصال آن با نرم‌افزار صفحه گسترده Excel استفاده شد و برای تعیین بهترین گزینه مدیریتی،‏ از تحلیل چندمعیاره و روش تاپسیس استفاده شد. نتایج نشان داد که گزینه کاهش تلفات و افزایش راندمان در سناریوی خوش‌بینانه و گزینه کاهش تلفات و کاهش سطح زیرکشت به‌ترتیب در سناریوی ادامه وضع موجود و سناریوی بدبینانه نسبت به سایر گزینه‌‌ها برتری دارند. علاوه بر این،‏ گزینه‌‌های عدم انتقال آب به حوضه دریاچه ارومیه و کاهش سطح زیرکشت به‌ تنهایی پایین‌ترین رتبه را درگزینه‌‌های پیشنهادی کسب کردند.

ارزیابی قابلیت مدل‌های سری زمانی و تئوری آشوب در برآورد تبخیر تعرق گیاه مرجع (ایستگاه سینوپتیک تربت حیدریه، خراسان رضوی)

صفحه 111-120

علیرضا توکلی، حسین بابازاده

چکیده برآورد تبخیر تعرق گیاه مرجع (ET0 ) برای طراحی سیستم‌های آبیاری،‏ مدیریت منابع آب،‏ تولید محصول و ارزیابی‌های زیست‌محیطی ضروری است. روش‌ها و مدل‌های مختلفی برای پیش‌بینی ET0 با استفاده از سری‌های زمانی ارائه شده‌اند که از آن جمله می‌توان مدل‌های سری زمانی AR،‏ MA و ARIMA را برشمرد. اما تاکنون از تئوری آشوب برای برآورد ET0 استفاده نشده است. در این پژوهش عملکرد هر یک از مدل‌های سری زمانی یاد شده در برآورد و تخمین تبخیر و تعرق گیاه مرجع به روش فائو- پنمن- مانتیس به‌صورت روزانه در ایستگاه سینوپتیک تربت حیدریه واقع در استان خراسان رضوی در دوره آماری 1991 تا 2000 میلادی بررسی شده است. نتایج نشان داد که مدل سری زمانی ARIMA و تئوری آشوب هر دو با دقتی نزدیک به یکدیگر تبخیر تعرق گیاه مرجع را برآورد می‌کنند. به طوری که ضریب تبیین بین مقادیر مشاهده شده و تخمین زده شده برای تبخیر تعرق گیاه مرجع از دو روش ARIMA و تئوری آشوب به‌ترتیب برابر 0.802 و 0.799 و مقدار RMSE برابر 0.585 و 0.611 میلی‌متر در روز است.

ناحیه‌بندی آب و هوایی استان چهارمحال و بختیاری با استفاده از تکنیک‌های نوین آماری

صفحه 121-126

محسن عباس نیا، محمد باعقیده

چکیده در برنامه‌ریزی‌های توسعه و عمران یک منطقه،‏ آب و هوا نقش اصلی را بر عهده دارد و مهم‌ترین جلوه کار آّب و هواشناسان ابداع طبقه‌بندی‌های آب و هوایی است. استان چهارمحال و بختیاری منطقه‌ای کوهستانی در جنوب غرب ایران است که با توجه به تنوع توپوگرافی دارای توزیع متفاوت عناصر اقلیمی به‌خصوص بارش و دما است. در این پژوهش در راستای شناسایی دقیق خرده نواحی اقلیمی این استان از روش‌های آماری چندمتغیره تحلیل عاملی و تحلیل خوشه‌ای،‏ استفاده شد. بدین منظور تعداد 26 متغیر اقلیمی از 6 ایستگاه هواشناسی استان انتخاب شدند. سپس برای برطرف کردن کمبود ایستگاه‌های اقلیمی شاهد،‏ در سراسر پهنه استان طی فرایند میان‌یابی IDW،‏ ماتریس پهنه‌ای داده‌ها به ابعاد26×46 (متغیرها×گره‌گاه‌ها) به دست آمد. ماتریس اخیر داده‌های اقلیمی برای سراسر پهنه استان را فراهم کرد و بدین ترتیب مبنای ناحیه‌بندی قرار گرفت. نتایج تحلیل عاملی روی ماتریس پهنه‌ای داده‌ها نشان داد،‏ شکل‌گیری اقلیم استان متأثر از 4 عامل است که به‌ترتیب اهمیت عبارتند از: عامل بارشی،‏ عامل آسمان صاف،‏ عامل دمایی و عامل رطوبت. بعد از شناسایی عامل‌ها،‏ درنهایت با اجرای تحلیل خوشه‌ای بر روی ماتریس نمرات عاملی وجود 4 ناحیه اقلیمی متمایز در استان تشخیص داده شد.

بررسی تأثیر ابعاد و موقعیت صفحات مستغرق افقی در کاهش حد استغراق بحرانی آبگیرهای قائم

صفحه 127-136

نوید ناصحی اسکوئی، داود فرسادی زاده

چکیده یکی از روش‌های تأمین نیاز آبی بخش کشاورزی،‏ آب شهری و صنعتی،‏ برداشت آب از مخازن یا کانال‌های انتقال آب به‌وسیله آبگیرهای قائم است. این روش بیشتر با پدیده تشکیل جریان‌های گردابی در دهانه آبگیر مواجه است. این امر باعث ورود هوا و ایجاد جریان‌های پیچشی در داخل مجرای انتقال می‌شود که به‌دنبال آن مشکلات دیگری مانند کاهش ظرفیت آبگیری،‏ افزایش احتمال وقوع پدیده خلأزایی،‏ لرزش و سر و صدا به وقوع می‌پیوندد. در این پژوهش به بررسی تأثیر ابعاد و موقعیت صفحات مستغرق افقی در کاهش عمق استغراق مورد نیاز برای جلوگیری از تشکیل گرداب با هسته هوا پرداخته شد. ابتدا آزمایش‌هایی برای تعیین منحنی دبی- استغراق بحرانی آبگیر،‏ بدون نصب صفحات ضدگرداب انجام شد و یک معادله بی‌بعد بر حسب استغراق نسبی و عدد فرود ارائه شد. سپس تأثیر هر صفحه با ابعاد و موقعیت نصب مشخص به ازای پنج دبی مختلف بررسی شد. عملکرد صفحات در کاهش استغراق بحرانی مورد نیاز نسبت به حالت بدون صفحه یا شاهد،‏ برای هر صفحه در ابعاد و موقعیت‌های مختلف محاسبه شد.

استفاده از تصفیه زمینی در کاهش برخی از ترکیبات پساب شهری با استفاده از ستون خاک

صفحه 137-147

حمیدرضا جوانی، عبدالمجید لیاقت، علیرضا حسن اقلی، مهدی نادری درباغشاهی

چکیده تغذیه مصنوعی آبخوان‌ها با استفاده از فاضلاب تصفیه شده به‌عنوان یکی از روش‌های مهم و کاربردی در استفاده دوباره از فاضلاب به شمار می‌آید. در این پژوهش برای شبیه‌سازی فیزیکی شرایط حوضچه‌های تغذیه مصنوعی،‏ از ستون‌های استوانه‌ای شکل PVC به قطر 30 سانتی‌متر و ارتفاع 250 سانتی‌متر استفاده شد. ستون‌ها از خاک لوم شنی پر شد و از فاضلاب تصفیه شده شهری منطقه ماهدشت در استان البرز استفاده شد. راهبردهای استفاده از پوشش ژئوتکستایل و پوشش بقایای مصالح ساختمانی درشت دانه برروی سطح خاک،‏ برای کاهش نفوذ آلاینده‌ها به خاک در شرایط غرقاب دائم ارزیابی شد. مقادیر مواد جامد معلق،‏ BOD5 ،‏COD،‏ pH و EC در پساب ورودی و نمونه‌های آب خروجی از عمق‌های یک و دو متری ستون‌ها و همچنین مقادیر pH وEC خاک مورد استفاده در ستون‌ها در مرحله قبل از انجام آزمایش و پس از آن اندازه‌گیری شد. نتایج به دست آمده نشان از کارایی بالای ستون خاک با پوشش ژئوتکستایل،‏ در حذف مقادیر مواد جامد معلق،‏ BOD5 و COD با میانگین 67.7،‏ 84.7 و 77 درصد دارد. این مقدارها برای پوشش مصالح به‌ترتیب 51.1،‏ 77.5 و 72.1 و برای تیمار شاهد،‏ 55.3،‏ 70.4 و 67.3 درصد بود. علاوه بر ارزان بودن و سهولت تهیه پوشش ژئوتکستایل و بقایای مصالح ساختمانی،‏ امکان تعویض و یا اصلاح این مواد،‏ برای بهبود وضعیت نفوذ خاک وجود دارد.

تأثیر ایجاد موج‌های سطحی در رسوب‌شویی رسوبات تجمع یافته در بستر کانال‌های انتقال آب با مقطع مستطیلی

صفحه 149-157

سجاد ویسی، محمدحسین امید، علیرضا وطن خواه

چکیده هدف از انجام این پژوهش بررسی تأثیر ایجاد موج‌های سطحی در جریان یکنواخت بر دبی بار بستر رسوبات تجمع یافته در بستر کانال با مقطع اولیه صلب مستطیلی است. پژوهش‌ها در یک فلوم آزمایشگاهی مستطیلی به‌ طول 10،‏ عرض 0.2 و ارتفاع 0.3 متر انجام شد. آزمایش‌های این پژوهش برای دو نوع ماسه با قطر متوسط 0.34 و 0.48 میلی‌متر و چگالی 2.67،‏ پنج تنش برشی متفاوت جریان یکنواخت (آستانه حرکت و مضارب 1.16،‏ 1.25،‏ 1.39،‏ 1.43 برابر آن برای دانه‌بندی اول،‏ و آستانه حرکت و مضرب‌ها 1.15،‏ 1.25،‏ 1.33،‏ 1.41 برابر آن برای دانه‌بندی دوم)،‏ دو ارتفاع موج (1 و 1.6 سانتی‌متر) و چهار سرعت موج مختلف انجام شد. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که به‌ طور کلی ایجاد موج‌ها سبب افزایش دبی رسوب بستر خواهد شد. به ازای سایر پارامتر‌های آزمایشگاهی ثابت،‏ افزایش هر کدام از پارامترهای عدد استروهال (سرعت نسبی بی‌بعد)،‏ ارتفاع نسبی موج و تنش برشی جریان یکنواخت،‏ موجب افزایش مقدار دبی رسوب بار بستر خواهد شد. نتایج همچنان نشان داد که در محدوده آزمایش‌های انجام شده در این پژوهش،‏ ایجاد موج‌ها در جریان می‌تواند دبی رسوب بستر را در کانال صلب مستطیلی تا حدود 280% افزایش دهد.

بررسی تأثیر طول سرریز مستغرق بر تغییرات توپوگرافی بستر در خم 90 درجه‌ تند

صفحه 159-163

هدی مشکورنیا، محمود شفاعی بجستان

چکیده در این پژوهش به بررسی اثر پارامتر هندسی طول سرریز مستغرق در قوس 90 درجه بر میزان آب‌شستگی اطراف آن و تغییرات توپوگرافی بستر پرداخته شده است. آزمایش‌ها در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهید چمران اهواز در یک قوس 90 درجه با 2=R/B انجام شد. در این پژوهش با قراردادن 7 سرریز در ساحل خارجی قوس 90 درجه با ارتفاع 5 سانتی‌متر،‏ زاویه قرارگیری 30 درجه نسبت به خط عمود بر ساحل و با نسبت‌های 0.15،‏ 0.2 و 0.25 طول مستقیم سرریز به عرض فلوم،‏ که همه براساس معیارهای استاندارد محاسبه شده‌اند و در شرایط جریان ورودی 0.137،‏ 0.192 پایین‌تر از آستانه حرکت ذرات و شرایط جریان ورودی 0.247 و 0.3023 بالاتر از آستانه حرکت ذرات،‏ تغییرات بستر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی‌ها نشان داد که کمترین حجم آب‌شستگی مربوط به سرریزی است که طول مستقیم آن 0.2 عرض فلوم است.

پیش‌بینی بار معلق رودخانه با استفاده از سامانه‌های هوشمند

صفحه 165-168

هادی ثانی‌خانی، محمدرضا نیک‌پور، داود فرسادی‌زاده، محمد مهدی معیری

چکیده برآورد دقیق بار معلق رودخانه‌ها در طراحی و بهره‌برداری پروژه‌های آبی مهم است. تخمین میزان رسوبات با روش‌های مرسوم مانند منحنی سنجه نتایج دقیقی را دربر ندارد. در این پژوهش مدل برنامه‌ریزی بیان ژن که شکل توسعه یافته برنامه‌ریزی ژنتیک است،‏ برای تخمین میزان رسوبات معلق به کار گرفته شد. از نتایج حاصل از این مدل با نتایج مدل‌های فازی- عصبی،‏ شبکه‌های عصبی و منحنی سنجه مقایسه شد. در این راستا،‏ داده‌های جریان رودخانه و رسوبات معلق در ایستگاه ونیار واقع بر روی رودخانه آجی‌چای در استان آذربایجان شرقی استفاده شد. پارامترهای آماری ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)‎ و ضریب تعیین (R2) برای ارزیابی دقت مدل‌ها استفاده شدند. نتایج حاصله نشان از عملکرد بهتر مدل برنامه‌ریزی بیان ژن در مقایسه با سایر مدل‌های مورد استفاده بود. برای داده‌های دوره آزمون اختلاف نسبی بین RMSE مدل برنامه‌ریزی بیان ژن با مدل‌های فازی- عصبی از نوع افراز شبکه،‏ فازی- عصبی از نوع دسته‌بندی تفریقی،‏ شبکه‌های عصبی و منحنی سنجه به‌ترتیب برابر 8،‏ 10،‏ 13 و 21 درصد بود. همچنین به ازای بهترین الگوی مورد استفاده در مدل،‏ مقدار R2 برای مدل برنامه‌ریزی بیان ژن،‏ فازی- عصبی از نوع افراز شبکه،‏ فازی- عصبی از نوع دسته‌بندی تفریقی،‏ شبکه‌های عصبی و منحنی سنجه به‌ترتیب برابر 0.93،‏ 0.84،‏ 0.88،‏ 0.86 و 0.81 به دست آمد.

تحلیل فراوانی منطقه‌ای سیلاب در حوضه آبخیز کارون بزرگ به کمک گشتاورهای خطی

صفحه 169-174

مهدی رادفر، علی اکبر شهرباف، روح الله فتاحی، افشین هنربخش

چکیده یکی از روش‌های برآورد سیلاب طرح در حوضه‌های دارای کمبود آمار،‏ استفاده از روش‌های تحلیل فراوانی منطقه‌ای است. در این پژوهش،‏ تحلیل فراوانی منطقه‌ای سیلاب در حوضه آبخیز کارون بزرگ با استفاده از تحلیل خوشه‌ای انجام شده است. ابتدا ایستگاه‌های منطقه بررسی و تعداد 44 ایستگاه که آمار مناسبی داشتند،‏ انتخاب شد و سپس براساس مشخصات فیزیوگرافی حوضه به 3 منطقه تقسیم و با استفاده از معیار همگنی هاسکینگ و والیس و حذف و جابجایی ایستگاه‌ها در نهایت حوضه به چهار منطقه همگن تقسیم‌بندی شد. برای تشخیص بهترین تابع توزیع منطقه‌ای از کردار نسبت گشتاورهای خطی و آزمون نکویی برازش هاسکینگ و والیس استفاده شد. سپس پارامترهای توابع توزیع با استفاده از روش گشتاورهای وزنی برآورد شد. بدین ترتیب برای مناطق بدون آمار با محاسبه دبی میانگین حوضه می‌توان حداکثر دبی سیلاب با دوره بازگشت دلخواه را تعیین کرد. بنابراین کلیه نقاط بدون آمار که از نظر طراحی تأسیسات آبی و محاسبه بیلان آبی در کشاورزی نیاز به آمار دارند،‏ تحت سیطره اطلاعات منطقه‌ای قرار می‌گیرد.

حساسیت مدل CERES – Maize نسبت به پارامترهای فیزیکی خاک برای تخمین محصول ذرت علوفه‌ای تحت دو سطح کود نیتروژنه

صفحه 175-179

حمزه دوکوهکی، مهدی قیصری، سید فرهاد موسوی

چکیده استفاده گسترده و مفید از مدل‌های گیاهی،‏ مستلزم شناخت رفتار آن‌ها در پاسخ به خطاهای پارامترهای ورودی است. هدف از انجام این پژوهش،‏ ارزیابی حساسیت در شبیه‌سازی محصول ذرت علوفه‌ای با مدل CERES – Maize نسبت به پارامترهای فیزیکی خاک تحت دو سطح کود نیتروژنه است. در این مطالعه با استفاده از داده‌‌های یکسال کشت ذرت در منطقه ورامین،‏ حساسیت مدل نسبت به پارامترهای رطوبت ظرفیت زراعی (FC)‎،‏ رطوبت اشباع (SAT)‎،‏ شماره منحنی (CN)‎،‏ ضریب زهکشی (DR)‎ و ضریب بازتابش (ALB)‎ برای دو سطح صفر و 150 کیلوگرم در هکتار کود نیتروژنه بررسی شد. برای تعیین تابع پاسخ مدل به تغییرات پارامترهای ورودی،‏ مدل 80 بار اجرا شد و پس از جمع آوری نتایج به کمک برنامه نوشته شده در محیط نرم‌افزار متلب،‏ حساسیت نرمال شده هر پارامتر به دست آمد. نتایج نشان داد که مدل،‏ بیشترین حساسیت را در شبیه‌سازی محصول در هر دو تیمار به پارامتر FC از خود نشان می‌دهد،‏ اما پاسخ مدل به تغییرات پارامترهای ورودی به شدت تحت تأثیر میزان کود مصرفی قرار دارد. با استفاده از مقادیر حساسیت نسبی محاسبه شده،‏ رابطه بین مقدار خطای محتمل در شبیه‌سازی محصول و میزان خطا در تخمین داده‌های ورودی برای هر دو تیمار ارائه شد.