دوره و شماره: دوره 9، شماره 4 - شماره پیاپی 19، زمستان 1394 

پهنه‌بندی شمال غرب کشور براساس نسبت بارش بر تبخیر و تعرق با روش‌های تجزیه به مؤلفه‌های اصلی و وارد

صفحه 1-8

نسیم ستاری، احمد فاخری فرد، حسین علی حسنیها

چکیده منطقه‌بندی متغیرهای اقلیمی و هیدرولوژیکی یکی از نیازهای اولیه در برنامه‌ریزی بهینه منابع آب است. بدین منظور برای پهنه‌بندی شمال غرب کشور بر مبنای نسبت بارش بر تبخیر و تعرق در جهت بررسی قابلیت کشت دیم،‏ با به کارگیری پارامترهای اقلیمی 22 ایستگاه همدیدی و اقلیم‌شناسی برای دوره آماری 2000 تا 2006،‏ میانگین تبخیر و تعرق با کاربرد روش فائو- پنمن- مانتیث تعیین و با استفاده از مقادیر بارش ماهانه،‏ نسبت بارش به تبخیر و تعرق نیز به دست آمد. سپس با از روش تجزیه به مؤلفه‌های اصلی و شش مؤلفه اصلی انتخابی چرخش یافته،‏ که دربرگیرنده 74.1 درصد از واریانس داده‌ها بودند،‏ 6 ناحیه همگن از نظر پارامتر نسبت بارش به تبخیر و تعرق معرفی شد که ناحیه دوم با میانگین بارش به تبخیر و تعرق برابر 5‎/0،‏ دارای اولویت بالاتر از نظر کشت دیم بوده و با به کارگیری روش وارد و ترسیم دندروگرام،‏ 2 پهنه همگن به دست آمدند که در فصل پاییز،‏ ناحیه دوم با میانگین بارش به تبخیر و تعرق 0.41 و در فصل بهار ناحیه اول با مقدار 0.59 برای پارامتر مذکور در اولویت کشت دیم قرار گرفتند. با روش آماره S تست همگنی خوشه‌ها انجام شد که در سطح 5 درصد معنی‌دار بوده و درنهایت با انجام تست F بین انحراف معیار پهنه‌ها در روش وارد به معنی‌داری اختلاف بین آن‌ها رسیده به طوری که نسبت انحراف معیار معادل 2.68،‏ بزرگ‌تر از

برآورد سرعت نهایی نفوذ آب در خاک با استفاده از مدل‌های نفوذ و توابع انتقالی

صفحه 9-19

سمیرا واحدی، امید بهمنی، حمید زارع ابیانه، محمد عباسی

چکیده تعیین دقت و کارایی روش‌های موجود در برآورد میزان سرعت نفوذ آب در خاک نیازمند شناخت عملکرد هر معادله و محدودیت‌های آن است. در این پژوهش عملکرد و کارآیی معادله‌های فیزیکی گرین‌آمپت و فیلپ و معادله‌های تجربی هورتون،‏ هولتان و کوستیاکوف و توابع انتقالی در برآورد سرعت نهایی نفوذ آب در بخشی از خاک‌های حاشیه رودخانه قزل‌اوزن در استان زنجان ارزیابی شد. داده‌های نفوذپذیری خاک از طریق روش استوانه‌های مضاعف اندازه‌گیری شد. برای ایجاد توابع انتقالی از داده‌های فیزیکی و شیمیایی زودیافت خاک در قالب سه گروه ساختار اطلاعاتی ورودی با دو روش رگرسیون چندمتغیره خطی معمولی و ریج استفاده شد. معادله گرین‌آمپت با خطای کمتر ((cm/h)‎ 1.89=RMSE،‏ (cm/h)‎ 1.37=(MAE و ضریب تعیین (0.95=R2) بالاتری نسبت به سایر معادله‌های فیزیکی،‏ تجربی و توابع انتقالی سرعت نهایی نفوذ را برآورد کرد. نتایج حاصله نشان داد که روش رگرسیونی ریج با حذف خطای هم‌راستایی بین پارامتر‌های زودیافت سبب کاهش خطای برآورد نسبت به رگرسیون معمولی شده است. با استفاده از نتایج آزمون T مشخص شد که بین معادله‌های تجربی،‏ فیزیکی و توابع انتقالی متشکل از کلیه پارامتر‌های زودیافت فیزیکی و شیمیایی تفاوت معنی‌دار وجود نداشت (0.05≤P) و تفاوت عمده این معادله‌ها در دسترسی به اطلاعات مورد نیاز و تعیین میزان خطای برآورد نفوذ است.

انتخاب بهترین سناریوی تخصیص منابع آب حوضه کارون با استفاده از روش‌های تصمیم‌گیری اجتماعی

صفحه 21-30

آزاده احمدی، میلاد مهرپرور، علی مریدی

چکیده کمبود آب در ایران یکی از عوامل محدود کننده اصلی توسعه فعالیت‌های اقتصادی در دهه‌های آینده به شمار می‌رود،‏ به همین دلیل دستیابی به تعادل نسبی در زمینه عرضه و مصرف آب یک اصل اساسی و ضروری است. در این پژوهش مدیریت در تخصیص منابع آب حوضه آبریز کارون با دیدگاه حل اختلاف مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از مدل‌ برنامه‌ریزی مادسیم و با بررسی هفت سناریو،‏ عملکرد مدل شبیه‌سازی و ارزیابی شد و سپس از روش‌های رفع اختلاف مانند رویکرد انتخاب اجتماعی بر پایه رأی‌گیری سناریوها برای انتخاب بهترین استفاده شد. سناریوی 4 با امتیاز 7 در روش کاندورست،‏ 44 در روش نمره‌دهی بردا و کسب آراء به‌عنوان سناریوی برتر انتخاب شد. همچنین از شاخص پایداری در رفتار که در جستجوی گزینه‌ای با کمترین میزان ناعدالتی بین صاحبان سود است،‏ برای ارزیابی دوباره و انتخاب بهترین سناریو استفاده شده است. در انتها سناریوی چهار شامل بهره‌برداری از طرح‌های مطالعاتی به همراه مدیریت تقاضا و طرح‌های تعادل‌بخشی آبخوان‌ها با شاخص 1.18 انتخاب شد. میزان شاخص پایداری حداقل این سناریو در مقایسه با سایر سناریوها نشان‌ دهنده وجود کمترین سطح نارضایتی‌ها بین صاحبان سود در این سناریو در مقایسه با سایر سناریوها است.

مقایسه روش های تعیین دمای آستانه و مناطق پتانسیل ریزش برف در حوضه‌های آبریز کرخه، دز، کارون و مارون

صفحه 31-39

بهرام ثقفیان، رحمان داوطلب، مریم کفایتی

چکیده دمای آستانه ریزش برف از جمله عوامل مؤثر در تعیین نوع و میزان بارش در حوضه‌های کوهستانی محسوب می‌شود. در این مقاله،‏ با استفاده از داده‌های متوسط روزانه دما و مشاهدات نوع بارش و مقدار برف و باران،‏ دمای آستانه و سطوح پتانسیل ریزش برف در 18 ایستگاه سینوپتیک حوضه‌های کرخه،‏ دز،‏ کارون و مارون تعیین و الگوی تغییرات آن به‌صورت مکانی و زمانی مشخص شد. نتایج نشان داد که میانگین دمای آستانه ریزش برف برای کل منطقه و کلیه ماه‌ها حدود 2.4 c° است. همچنین بررسی ماهانه دمای آستانه ریزش برف نشان از وقوع بیشترین مقدار دمای آستانه (2.8 c°) در بهمن ماه است. با توجه به آمار ایستگاه‌های برف‌سنجی منطقه،‏ بهمن ماه برف‌گیرترین ماه سال است. بررسی روابط دمای آستانه بیانگر عدم ارتباط این کمیت با ارتفاع بوده اما تا حدودی با طول و عرض جغرافیایی وابستگی نشان می‌دهد. با استفاده از کمیت‌های دمای آستانه ریزش و ذوب برف و نقشه‌های هم دمای ماهانه،‏ ‌سطوح پتانسیل تحت ریزش،‏ ذوب و استقرار برف به تفکیک ماه‌های مختلف برای حوضه‌ها تهیه شد. سپس روند تغییرات مکانی مناطق زیر پوشش و ذوب برف ماهانه در گام‌های ارتفاعی 250 متری برای هر حوضه در سامانه اطلاعات جغرافیایی GIS تعیین شد.

جداسازی جیوه از محیط آبی با استفاده از کامپوزیت پلی‌آنیلین و پلی‌وینیل الکل

صفحه 41-47

مجید ریاحی سامانی

چکیده در این پژوهش کامپوزیت پلی‌آنیلین و پلی‌وینیل الکل برای جداسازی جیوه از محیط‌های آبی استفاده شده است. آزمایش‌ها به‌صورت رآکتور ناپیوسته انجام شده‌اند و پارامترهایی چون زمان تماس کامپوزیت با محیط آبی،‏ pH محلول و غلظت کامپوزیت بررسی شده‌اند. نتایج این پژوهش نشان از آن است که پلی‌آنیلین و کامپوزیت‌های آن با پلی‌وینیل الکل عملکرد مطلوبی در حذف جیوه داشته و درصد حذف جیوه توسط پلی‌آنیلین و کامپوزیت‌های آن بالاتر از کربن فعال است. همچنین نتایج این پژوهش نشان می‌دهد پلی‌وینیل الکل توانسته است به‌عنوان یک ماده افزودنی و سورفاکتنت بر راندمان عملکرد پلی‌آنیلین سنتز شده تأثیر مثبت گذاشته و ظرفیت حذف جیوه را در پلی‌آنیلین‌ بالاتر ببرد. مقدار مصرف پلی‌وینیل الکل در سنتز کامپوزیت بسیار مهم بوده و غلظت بهینه حذف جیوه در دوز 2 گرم بر لیتر پلی‌وینیل الکل با راندمان 96 درصد حذف جیوه به دست آمد. بررسی پارامترهای مختلف جذب سطحی جیوه برای کامپوزیت پلی‌آنیلین و پلی‌وینیل الکل بیانگر آن است که بهترین pH برای جذب جیوه در محدوده 5 تا 6 و زمان تماس بهینه برابر 20 دقیقه است. با مصرف 20 گرم بر لیتر از این کامپوزیت درpH و زمان تماس بهینه می‌توان تا 99.9 درصد جیوه را از محلول 35 میلی‌گرم بر لیتر جدا کرد.

بررسی اثر شکل دریچه تخلیه‌کننده تحتانی بر میزان تخلیه رسوبات در رسوب‌شویی تحت‌فشار

صفحه 49-57

علی صمدی رحیم، سید علی ایوب زاده

چکیده یکی از مؤثرترین روش‌ها برای حذف رسوبات نهشته شده از مخازن سدها،‏ روش رسوب‌شویی تحت‌فشار است که به طور موضعی مفید است. در این پژوهش برای بررسی عوامل مؤثر بر عملکرد رسوب‌شویی تحت‌فشار،‏ آزمایش‌هایی روی شکل دریچه تخلیه‌کننده انجام شد. آزمایش‌ها با استفاده از سه دبی خروجی،‏ دو ارتفاع آب و سه شکل دریچه تخلیه‌کننده (دایره‌ای،‏ مربعی و مستطیلی) انجام شد. مقایسه نتایج نشان داد که حجم مخروط رسوب‌شویی به دبی خروجی از تخلیه‌کننده،‏ ارتفاع آب مخزن و شکل دریچه تحتانی بستگی دارد. به طوری که به ازای یک دبی ثابت،‏ کاهش ارتفاع آب مخزن سبب افزایش حجم مخروط رسوب‌شویی می‌شود. همچنین برای یک ارتفاع آب مخزن ثابت،‏ افزایش دبی خروجی از دریچه سبب افزایش حجم حفره رسوب‌شویی می‌شود. با افزایش 150 درصدی دبی خروجی به‌ترتیب در دریچه‌های دایره‌ای،‏ مربعی و مستطیلی متوسط تغییرات حجم مخروط رسوب‌شویی 41.3،‏ 41.2 و 19.9 درصد به دست آمد. علاوه بر آن به طور کلی به ازای یک ارتفاع آب و دبی خروجی ثابت،‏ حجم مخروط رسوب‌شویی به‌ترتیب در دریچه مربعی،‏ دایره‌ای و مستطیلی بیشتر است. درنهایت،‏ براساس تجزیه و تحلیل آماری روی داده‌های آزمایشگاهی حاصل،‏ معادله بدون بعدی برای پیش‌بینی ابعاد مخروط رسوب‌شویی ارائه شد.

بررسی تأثیر زبری موضعی بر ضریب انتشار عرضی آلودگی در یک کانال مستطیلی مستقیم

صفحه 59-67

مجید عزیزپور پیرسرایی، ابراهیم امیری تکلدانی

چکیده بررسی فرایندهای اختلاط و انتقال در رودخانه‌ها به‌دلیل نقش آن‌ها در انتشار و توزیع عرضی و طولی آلودگی‌ها از جمله فعالیت‌های مهم در برنامه‌های مدیریت منابع آب است. در بین فرآیندهای اختلاط،‏ پس از پدیده انتشار طولی،‏ فرآیند انتشار عرضی آلودگی تأثیرگذارترین پارامتر محسوب می‌شود. در این پژوهش،‏ نتایج حاصل از یک بررسی آزمایشگاهی درخصوص مقدار تغییرات در ضریب انتشار عرضی آلودگی به واسطه تغییر در زبری موضعی در یک کانال مستطیلی مستقیم ارائه شده است. نتایج آزمایش‌ها مؤید این مطلب است که عامل اصطکاک و عمق جریان،‏ نقش مؤثری در مقدار ضریب انتشار عرضی آلودگی دارند به طوری که با افزایش مقدار عامل اصطکاک،‏ ضریب اختلاط عرضی افزایش و درنتیجه طول اختلاط کامل کاهش یافته و در فاصله کمتری رقیق‌سازی انجام می‌شود. همچنین در بیشتر موارد افزایش مقدار سرعت جریان بر توانایی حمل آلودگی با جریان افزوده و درنتیجه از میزان ضریب اختلاط عرضی آلودگی کاسته شده و طول اختلاط کامل افزایش می‌یابد. براساس نتایج آزمایشگاهی،‏ معادله‌ای برای تعیین ضریب انتشار عرضی ارائه شد. میانگین خطای نسبی به ‌دست آمده برای معادله ارائه شده 0.059 است که نشان دهنده دقت خوب آن است. برای توسعه کاربرد نتایج برای شرایط مختلف،‏ با استفاده از نتایج آزمایش‌های انجام شده،‏ توانایی نرم‌افزار FLUENT در شبیه‌سازی شرایط مختلف بررسی و مشخص شد این نرم افزار دارای دقت خوبی در شبیه‌سازی و پیش‌بینی فرآیند اختلاط آلودگی در رودخانه‌ها است

تعیین بهترین الگوی پوشش ژئوتکستایل برای کاهش آب‌شستگی اطراف گروه پایه‌های استوانه‌ای

صفحه 69-77

علی نوری امام زاده یی، منوچهر حیدرپور، محمدرضا نوری امام زاده یی، بهزاد قربانی

چکیده با توجه به تأثیر زیاد ژئوتکستایل در کاهش آب‌شستگی در اطراف پایه پل‌ها،‏ تعیین بهترین الگوی پوشش ژئوتکستایل برای کاهش هزینه‌های اقتصادی امری ضروری است. در این بررسی محدوده پوشش ژئوتکستایل در کنار تک‌پایه و گروه‌پایه‌های دوتایی و سه‌تایی با استفاده از مدل فیزیکی بررسی و مقایسه شد. پایه‌ها از جنس تفلون و دارای قطر 5 سانتی‌متر بوده و موازی با خطوط جریان و در فاصله‌های 15 سانتی‌متری (3 برابر قطر پایه‌ها) جانمایی شد. نتایج نشان داد که در گروه‌پایه‌ها پدیده حفاظت‌کننده و تقویت‌کننده در پایه جلویی و عقبی به‌ترتیب سبب 50 درصد کاهش و 40 درصد افزایش طول محدوده پوشش می‌شود. پدیده حفاظت‌کننده در گروه‌پایه‌های دوتایی و سه‌تایی به‌ترتیب سبب کاهش50 و 71 درصدی ابعاد گودال آب‌شستگی نسبت به تک‌پایه می‌شود. در گروه‌پایه‌های سه‌تایی به‌دلیل حفاظت پایه‌های اول و دوم،‏ ابعاد گودال آب‌شستگی در پایه عقبی 21 درصد کمتر از گروه‌پایه‌های دوتایی بود. با انجام آزمایش روی الگوهای مختلف پوشش مشخص شد که آرایش بیضوی برای تک‌پایه و پوشش به شکل نیم‌بیضی برای گروه‌پایه‌ها،‏ بهترین الگوی پوشش برای کاهش آب‌شستگی است.

حذف کروم (VI) از محلول‌های آبی با خاک اره اصلاح شده درخت گز (مطالعات ناپیوسته و ستونی)

صفحه 79-87

سیدسجاد سیدین بروجنی، شایان شامحمدی

چکیده در حال حاضر حذف مواد آلاینده از آب و پساب دارای اهمیت زیادی است. هدف از این پژوهش،‏ استفاده از جاذب محلی خاک اره اصلاح شده درخت گز برای حذف کروم شش ظرفیتی از محلول آبی است. بررسی حذف کروم در حالت ناپیوسته برای تعیین pH بهینه،‏ زمان تعادل و مدل ایزوترم مطلوب،‏ انجام شد. همچنین برای حذف کروم در حالت جریان پیوسته،‏ ستونی از جنس شیشه با ارتفاع 30 سانتی‌متر و قطر 3 سانتی‌متر به‌عنوان یک بستر ثابت با جریان ثقلی استفاده شد. عملکرد ستون جاذب در دبی‌های 5،‏ 6.5 و 8 میلی‌لیتر بر دقیقه،‏ ارتفاع بستر جاذب 10،‏ 12 و 14 سانتی‌متر و غلظت کروم ورودی6،‏ 8 و10 میلی‌گرم برلیتر بررسی شد. درنهایت رفتار ستون جاذب با مدل BDST،‏ بررسی شد و پارامترهای مدل تعیین شدند. نتایج پژوهش نشان داد که حداکثر بازده جذب کروم با خاک اره اصلاح شده در pH معادل 1 و زمان تعادل 120 دقیقه است. با توجه به نتایج به دست آمده،‏ با افزایش ارتفاع بستر،‏ زمان رسیدن به نقطه شکست ستون افزایش می‌یابد. همچنین با افزایش دبی و غلظت اولیه،‏ شیب منحنی‌های شکست بیشتر شده و درنتیجه زمان شکست ستون کم شده است. از طرفی ظرفیت جذب با افزایش ارتفاع بستر،‏ کاهش دبی و غلظت اولیه،‏ افزایش می‌یابد.

بررسی آزمایشگاهی اثر افزایش ارتفاع چاهک و جرم وزنه بر ضریب دبی سرریز فیوزگیت مدل WLH در کانال‌های کوچک

صفحه 89-97

زکیه غلامی، رامین فضل اولی

چکیده فیوزگیت‌ها شامل سه نوع دریچه باریک با بار کم،‏ دریچه عریض با بار کم و دریچه عریض با بار زیاد هستند. در این پژوهش،‏ تأثیر 6 چاهک با ارتفاع‌‌های متفاوت روی فیوزگیت مدل دریچه عریض با بار کم بررسی شده و برای تعادل سازه از دو وزنه با جرم‌های مختلف استفاده شده است. سرریز مذکور،‏ از جنس پلکسی‌گلاس بوده و دارای ارتفاع 50 میلی‌متر است. آزمایش‌ها در کانال آزمایشگاهی به طول 5 متر،‏ عرض 75 میلی‌متر و ارتفاع 175 میلی‌متر انجام شد. در این پژوهش،‏ معادله پارامترهای بدون بعد نسبت اختلاف ارتفاع تاج و آب در مخزن به ارتفاع فیوزگیت و عدد وبر با ضریب دبی بررسی و با نرم‌افزار افزودنی Solver در محیط اکسل،‏ معادله‌ای توانی برای ضریب دبی در 15 حالت استخراج شد. از 228 دبی قرائت شده،‏ 20 درصد با استفاده از معیارارزیابی RMSE برای صحت‌سنجی معادلات به کار برده شد. نتایج نشان داد که با 2.5 درصد افزایش ارتفاع آب بالادست سرریز و 5 درصد افزایش عدد وبر،‏ ضریب دبی حدود 0.3 درصد کاهش می‌یابد. همچنین محقق شد در یک دبی ثابت،‏ چاهک 57 میلی‌متری نسبت به سایر چاهک‌ها کشش سطحی کمتر و ارتفاع آب بالادست پایین‌تری

بررسی تحلیلی توزیع زمانی بارش توفان‌های جنوب غرب ایران (مطالعه موردی: توفان 12 تا 15 نوامبر 2006 – 21 تا 24 آبان 1385)

صفحه 99-107

زهرا قصابی، غلامعلی کمالی، نصراله جواهری، امیرحسین مشکوتی، سهراب حجام

چکیده شناخت دقیق توزیع زمانی بارش و نحوه وقوع توفان‌ها و تأثیر آن بر چگونگی وقوع سیلاب از مهم‌ترین مقوله‌های مطالعاتی هواشناسی- آب‌شناسی محسوب می‌‌شود. بررسی‌های انجام شده برای برآورد توزیع زمانی بارش به ویژه توسط سازمان حفاطت خاک آمریکا (SCS)‎ سبب ارائه فرم‌های مختلفی شده است. به دلیل عدم وجود اطلاعات کافی مشاهداتی در سایر نقاط دنیا از جمله ایران،‏ در بررسی‌های هیدرولوژی از توابع توزیعی استفاده می‌شود. باتوجه به وجود بزرگ‌ترین سدهای مخزنی در حال بهره‌برداری در جنوب ‌غرب ایران (زاگرس جنوبی)،‏ بررسی توزیع زمانی بارش براساس روابط تحلیلی برای افزایش دقت در بررسی‌های هیدرولوژی،‏ از اصلی‌ترین اهداف این پژوهش است. در این پژوهش،‏ تابع توزیع زمانی لجستیک بر روی داده‌های بارش برازش داده شد و ضریب‌های لجستیک منحنی توزیع زمانی بارش با استفاده از نتایج مدل عددی وضع هوا (WRF)‎،‏ درتوفان بزرگ 12 تا 15 نوامبر 2006 محاسبه شد. نتایج نشان ‌دادکه ضریب a ازحداقل 0.2 در بخش‌های جنوب ‌شرقی و مرکزی تا 7‎/0 در شمال و جنوب ‌غرب متغیراست،‏ به‌عبارتی در شمال و جنوب ‌غرب منطقه شدت بارش به مراتب بیشتر است. بررسی مقادیر محاسبه شده برای ضریب B نیز نشان داد که این ضریب نیز از حداقل 4 در جنوب‌ شرق و مرکز منطقه تا حدود 14 در جنوب و شمال متغیر است،‏ افزایش این مقدار نشان از تأخیر بیشتر در زمان شروع بارش درتوفان است.

کاربرد مدل شبیه‌سازی- بهینه‌سازی برای کنترل سطح آب زیرزمینی در پروژه‌های عمرانی بررسی موردی: شبکه مترو تبریز

صفحه 109-118

سمیه جنت رستمی، مجید خلقی، کورش محمدی

چکیده بالازدگی سطح آب زیرزمینی یکی از شرایط بحرانی در مدیریت سفره‌های آب زیرزمینی به ویژه زمانی که هدف احداث سازه‌ای در محیط متخلخل است. از آنجا که در محدوده مترو شهر تبریز سطح آب زیرزمینی بالاست،‏ بنابراین پایین آوردن سطح آب زیرزمینی در یک افق زمانی کوتاه مدت،‏ یکی از هدف‌های برنامه‌ریزان آب زیرزمینی در این شهر است. در این پژوهش،‏ از مدل تلفیقی شبیه‌سازی و بهینه‌سازی GWM برای کاهش سطح آب زیرزمینی استفاده شد. برای اینکه برنامه مدیریتی،‏ قابل اجرا برای بخش‌های اجرایی و مردم باشد،‏ نواحی اطراف مسیر مترو به 8 شبکه مدیریتی (1،‏ 2،‏ ...،‏ 8) تقسیم و 37 مکان برای حفاری چاه جدید درنظر گرفته شد. نتایج نشان داد که با اضافه برداشت از 6 شبکه مدیریتی و همچنین با حفاری و برداشت 13 چاه جدید در اطراف مسیر مترو می‌توان سطح آب زیرزمینی را در افق زمانی سه ساله به زیرکف تونل مترو رساند.

بررسی آزمایشگاهی تأثیر شیب جانبی کانال اصلی ذوزنقه‌ای بر پدیده فرسایش در تلاقی کانال‌های باز

صفحه 119-130

پیام خسروی نیا، علی حسین زاده دلیر، محمود شفاعی بجستان، داود فرسادی زاده

چکیده تلاقی کانال‌ها و رودخانه‌ها دارای اهمیت زیادی در مطالعات مجاری روباز هستند. تغییر در مقدار و جهت سرعت و مقدار دبی جریان سبب می‌شود پدیده فرسایش بستر و سواحل در محل تلاقی اتفاق بیفتد. هدف اصلی این پژوهش،‏ بررسی تأثیر شیب جانبی کانال اصلی روی حداکثر عمق فرسایش در محل تلاقی رودخانه‌ها است. بدین منظور ابتدا با آنالیز ابعادی،‏ معادلات بی‌بعد درنظرگرفته شد و سپس با ساخت مدل فیزیکی تأثیر پارامترهای شیب جانبی کانال اصلی،‏ نسبت دبی،‏ عدد فرود ذره پایاب (Fg3) و عدد فرود جریان پایاب روی حداکثر عمق فرسایش بستر در یک تلاقی 90 درجه بررسی شد. نتایج پژوهش نشان داد که افزایش شیب جانبی کانال اصلی،‏ نسبت دبی،‏ عدد فرود ذره،‏ عدد فرود جریان و کاهش عمق جریان سبب افزایش حداکثر عمق فرسایش بستر در محل تلاقی می‌شود. بهترین عملکرد کاهش آب‌شستگی مربوط به شیب جانبی 45 درجه و در نسبت دبی 0.2 معادل 46 درصد به دست آمد. معادله پیشنهادی ارائه شده برای پیش‌‌بینی حداکثر عمق نسبی فرسایش در محل تلاقی نشان می‌دهد که عدد فرود و عدد فرود ذره در پایاب،‏ بیشترین تأثیر را در مقدار عمق نسبی فرسایش در مقایسه با سایر پارامترها مانند نسبت دبی،‏ شیب جانبی کانال و عمق نسبی دارد.

معادله ضریب بده برای سریز جانبی لبه‌تیز نیم‌دایره‌ای در رژیم جریان زیربحرانی

صفحه 131-138

وحید حق شناس، علیرضا وطن خواه

چکیده سرریز جانبی یک سازه کنترل جریان است که در شبکه‌های آبیاری و زهکشی و شبکه‌های فاضلاب به طور گسترده استفاده می‌شود. سطح مقطع کانال و شکل سرریز،‏ شرایط جریان در سرریز جانبی را مشخص می‌کنند. در این پژوهش سرریز جانبی دایره‌ای بررسی شده است. در سرریز جانبی دایره‌ای با توجه به متغیر بودن ارتفاع لبه و گسترش عرض فوقانی،‏ توانایی کنترل بهتری در هنگام سیلاب ایجاد می‌شود. علاوه بر آن با توجه به انحنای لبه این سرریز،‏ بده آن بیشتر از سرریزهای جانبی مستطیلی است. معادله دیفرانسیل حاکم بر این سرریز دارای حل تحلیلی نبوده و برای حل آن باید از روش‌های عددی استفاده کرد. در این پژوهش برای ساده‌سازی،‏ از معادله سرریزهای معمولی دایره‌ای استفاده شده است. در این ارتباط انتخاب یک عمق شاخص مناسب بسیار مهم است. در این پژوهش مطالعه‌ای با 123 آزمایش انجام شده است. همچنین عمق‌های متفاوتی به‌عنوان عمق شاخص درنظر گرفته شده و در نهایت بهترین عمق معرفی شده است. با توجه به آزمایش‌ها،‏ ضریب بده در این سرریز تابعی از عدد فرود بالادست سرریز و نسبت بی‌بعد قطر به عرض کانال است. بنابراین معادله‌ای برای محاسبه ضریب بده بر این اساس ارائه شد. متوسط خطای معادلات پیشنهادی براساس عمق متوسط و عمق مرکزی سریز به‌ترتیب برابر 2.3 و 2.4 درصد بوده و فقط 5.5 درصد داده‌ها خطایی بیشتر از 5 درصد دارند

پیش‌بینی اثر متقابل آبخوان- رودخانه در دشت دوسلق، استان خوزستان با استفاده از مدل MODFLOW

صفحه 139-147

منوچهر چیت سازان، زهرا جوادچاوشی، حمیدرضا ناصری

چکیده مدیریت تلفیق منابع آب‌های سطحی و زیرزمینی امری مهم به ویژه در حوضه‌های آبریزی است که تبادل قابل ملاحظه‌ای بین منابع سطحی و زیرزمینی وجود دارد. برآورد قابل اعتماد بیلان آبی کل حوضه و برآورد قابل استناد نوسانات هیدرولوژیکی منابع آب‌های زیرزمینی و سطحی مستلزم بررسی ارتباط آب‌های سطحی و زیرزمینی است. هدف این پژوهش ساخت مدل شبیه‌سازی است که بتواند سیستم جریان آب‌های زیرزمینی و روابط متقابل آب‌های زیرزمینی و سطحی را نیز شبیه‌سازی کند. به همین جهت شبیه‌سازی جریان آب‌های زیرزمینی توسط مدل سه‌بعدی مادفلو و به کمک بسته آبخوان- رودخانه انجام شد. ابتدا مدل شبیه‌سازی حالت ماندگار برای نمایش وضعیت میانگین سالانه تهیه شد. سپس با استفاده از آن مدل از مهر 1387 تا شهریور 1388 در حالت غیرماندگار در 12 دوره تنش واسنجی و پس از بهینه‌سازی پارامترهای هیدروژئولوژیکی مدل برای دوره زمانی از مهر 1388 تا شهریور 1389 صحت‌سنجی شد. پس از رسیدن به این نتیجه که مدل می‌تواند جریان آب‌های زیرزمینی دشت را شبیه‌سازی کند از آن به عنوان ابزار مدیریتی برای بررسی سناریوهای مختلف مدیریتی شامل افزایش برداشت آب از آبخوان،‏ کاهش تغذیه ناشی از خشکسالی و کاهش تغذیه به‌دلیل ترسالی استفاده شد و روابط آبخوان دشت دوسلق و رودخانه کرخه در تمام سناریوها با استفاده از بسته بیلان بخشی بررسی شد.

حل تحلیلی نوسانات آب‌های زیرزمینی ناشی از جزر و مد در یک سیستم آبخوان ناهمگن تحت تأثیر دو جزر و مد

صفحه 149-158

داوود محققیان، مهدی اسدی آقبلاغی

چکیده در این مقاله،‏ یک راه حل تحلیلی برای نوسانات آب‌های زیرزمینی ناشی از جزر و مد در یک سیستم آبخوان ساحلی ناهمگن با طول محدود توسعه داده شد. این سیستم آبخوان شامل یک آبخوان آزاد در بالا یک آبخوان نیمه‌محصور در پایین و یک لایه نیمه‌تراوا بین آن‌ها بوده و تمام لایه‌ها به‌صورت ناهمگن در‌نظر گرفته شدند. پارامترهای بدون بعدی برای بررسی نتایج معرفی شدند که به‌عنوان مثال که در آن L1 و L2،‏ به‌ترتیب نشت در لایه نیمه‌تراوای سمت چپ و راست هستند. نتایج نشان داد که دامنه نوسانات در آبخوان آزاد با افزایش نشت افزایش پیدا می‌کند،‏ اما نوسانات در آبخوان نیمه‌محصور با افزایش نشت کاهش پیدا می‌کند. وقتی طول آبخوان سمت چپ و راست برابر با 100 متر باشند،‏ برای ،‏ و کمترین دامنه نوسانات به‌ترتیب در متر،‏ متر و متر،‏ اتفاق می‌افتد. ‌به‌ علاوه،‏ افزایش ضریب ذخیره در آبخوان آزاد سبب کاهش نوسانات سطح آب می‌شود. در صورتی ‌که،‏ نوسانات آب زیرزمینی در آبخوان محصور با تغییر ضریب ذخیره به ‌طور تقریبی ثابت می‌ماند. همچنین،‏ افزایش ضریب انتقال در آبخوان‌های آزاد و نیمه‌محصور سبب افزایش نوسانات سطح آب شده‌ است.

تدوین مدل برنامه‌ریزی غیرخطی تخصیص آب و الگوی کشت در شرایط کم‌آبیاری (بررسی موردی: استان‌های تهران و البرز)

صفحه 159-163

محمد ابراهیم بنی حبیب، مرضیه حسین زاده، محمود اولاد قره‌گوز

چکیده با توجه به مصرف چشم‌گیر آب بخش کشاورزی در مقایسه با سایر بخش‌های مصرف‌کننده آب در استان‌های تهران و البرز،‏ تخصیص آب و الگوی کشت محصولات غالب به همراه کم‌آبیاری می‌تواند در مدیریت تقاضای آب نقش اساسی ایفاکند. بدین منظور در این پژوهش،‏ بهینه‌سازی با دو زیرمدل انجام شد که سطح اول،‏ تخصیص درون‌فصلی محصولات و سطح دوم،‏ تخصیص تلفیقی آب و الگوی کشت محصولات در شرایط سال کم‌آبی است. برای تدوین زیرمدل اول،‏ با درنظر گرفتن سطوح مختلف کم‌آبیاری،‏ مقادیر سود خالص تعیین شد و بدین ترتیب رابطه بین سود خالص و آب مصرفی به دست آمد. به‌دلیل رابطه غیرخطی آب‌مصرفی و سود خالص و درنتیجه غیرخطی بودن تابع هدف،‏ از روش برنامه‌ریزی غیرخطی (NLP)‎ استفاده شد. با درنظر گرفتن سناریوهای مختلف در میزان آب دردسترس،‏ مقادیر بهینه سطح زیرکشت و آب اختصاص یافته به هر یک از محصولات تعیین شدند. نتایج حاصل از بهینه‌سازی نشان داد که با تغییر در سطح زیرکشت و استفاده از روش کم‌آبیاری،‏ در بهینه‌ترین حالت،‏ می‌توان سود اقتصادی بخش کشاورزی استان تهران و البرز را 36 درصد در مقایسه با شرایط فعلی بهبود بخشید.

کاربرد شمع و صفحات مستغرق در تخلیه رسوبات از مخازن سد‌ها در رسوب‌شویی تحت فشار

صفحه 165-169

میلاد عبدالله‌پور، علی حسین زاده دلیر، داود فرسادی زاده

چکیده در این پژوهش با کارگذاری سازه‌های شمع و صفحات مستغرق در جلوی تخلیه‌کننده تحتانی،‏ تأثیر این سازه‌ها در ایجاد جریان گردابی برای تخلیه رسوبات آزمایش شد. شمع‌ها در فاصله‌های مختلف نسبت به یکدیگر و نسبت به دریچه تخلیه‌کننده تحتانی قرار گرفتند. نتایج نشان داد هرچه شمع‌ها به دریچه نزدیک‌تر باشند حجم رسوب‌شویی افزایش می‌یابد،‏ به طوری که در کمترین فاصله قرارگیری شمع نسبت به دریچه،‏ حجم رسوب‌شویی حدود 76،‏ 113 و 141 درصد نسبت به حالت بدون سازه برای ارتفاع سطح آب 15،‏ 30 و 50 سانتی‌متر افزایش نشان داد. صفحات مستغرق نیز در فاصله‌های مختلف از دریچه و در سه زاویه متفاوت نسبت به راستای جریان کار گذاشته شدند. بررسی‌ها نشان داد زمانی که صفحات نسبت به دریچه تحتانی در کمترین فاصله کارگذاری شود و زاویه آن نسبت به راستای جریان کوچکتر باشد،‏ بر شدت جریان گردابی افزوده شده به طوری که حجم رسوب‌شویی برای ارتفاع سطح آب 15،‏ 30 و 50 سانتی‌متر به‌ترتیب 481،‏ 337.1 و 163.5 درصد افزایش داشته است. به طور کلی،‏ نتایج نشان داد که تغییرات حجم رسوب خارج شده از مخزن در حالت کارگذاری صفحات مستغرق،‏ عملکرد بهتری نسبت به کارگذاری شمع دارد.

بهینه‌سازی شبکه پایش آب زیرزمینی با استفاده از الگوریتم کلنی مورچگان

صفحه 171-174

محمد نخعی، وهاب امیری، احسان احدی دولتسرا

چکیده در این مطالعه برای بهینه‌سازی و کمینه‌کردن نقاط نمونه‌برداری در سفره‌ آب زیرزمینی دشت هشتگرد از الگوریتم بهینه‌سازی کلنی مورچگان استفاده شده است. روش کلنی مورچگان بر مبنای کوتاه‌ترین فاصله بین لانه و منابع غذا ابداع شده است. در دشت هشتگرد با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی کلنی مورچگان حدود 30% از تعداد نقاط اضافی نمونه‌‌برداری مشخص و حذف شد. در این دشت تعداد نقاط نمونه‌برداری آب برای مطالعات آلودگی 25 عدد می‌باشد که در نهایت بر اساس نتایج این پژوهش تعداد 7 نقطه نمونه‌برداری مازاد بوده که هزینه اضافی ایجاد می‌کند. نتایج به دست آمده از نقشه‏های ترسیم شده مقدار نیترات با تعداد 25 نمونه و نقشه‏های ترسیم شده بعد از حذف 7 نقطه دارای تغییرات بسیار ناچیز بوده و مقدار بیشینه RMSE برای حذف 7 چاه 0.3198 به دست آمده است که نشان‌دهنده حداقل خطا در سیستم است.

نظارت بر پوشش برف با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای MODIS (مطالعه موردی حوزه ‌آبخیز قره‌چای)

صفحه 175-179

مهتاب صفری شاد، محمود حبیب نژاد روشن، علیرضا ایلدرمی، میر حسن میر یعقوب زاده

چکیده در حوزه‌های آبخیز تعیین سطح پوشش برف به‌عنوان یکی از پارامترهای مهم برف‌سنجی،‏ نقش مهمی در بررسی‌های هیدرولوژی و اقلیمی دارد.در بررسی سطح پوشش برف و ویژگی‌های هیدرولوژیکی حوزه‌های آبخیز از داده‌های سنجش از دور استفاده شد. در این پژوهش برای تهیه نقشه پوشش برف از تصویر‌های MODIS و شاخص NDSI استفاده شد. در الگوریتم برف‌سنجی،‏ با تعریف شاخص NDSI جداسازی برف انجام شد اما با توجه به عدم توانایی این شاخص در جداسازی برف از سایر منابع رطوبتی،‏ با تعریف حدود آستانه برای باندهای 2،‏ 4 و 6 این مسئله حل شد. در پایان با استفاده از الگوریتم مالچر سطح پوشش برف برای روز‌های بدون تصویر در‌نظر گرفته شد. نتایج نشان از توانایی شاخص NDSI در جداسازی پیکسل‌های دارای برف همراه با اعمال آستانه‌های ذکر شده،‏ دارد. نقشه‌های سطح پوشیده از برف در این پژوهش با احتساب خطای شاخص NDSI به طور متوسط کمتر از 20 درصد خطا به دست آمد. درنهایت مساحت پوشش برف برای سال آبی 1386-1385به کمک الگوریتم مالچر و شاخص NDSI برای سه زون ارتفاعی با اختلاف ارتفاع 500 متر محاسبه شد.

ارزیابی کمی تاثیر عملیات آبخیزداری در حوزه‌ی آبخیز حاجی قوشان، استان گلستان

صفحه 181-185

یوسف نبی پور، مهدی وفاخواه، حمیدرضا مرادی

چکیده در این پژوهش اثرات اجرای اقدامات آبخیزداری در آبخیز حاجی‌قوشان با مساحتی در حدود 2200 کیلومترمربع واقع در استان گلستان به‌صورت کمی با روش‌های منحنی جرم مضاعف،‏ منحنی تداوم جریان و رژیم هیدرولوژیکی مورد ارزیابی قرار گرفت. منحنی جرم مضاعف نشان داد که اقدامات صورت گرفته نقش چندانی روی کاهش دبی‌های روزانه نداشته است. بررسی روش رژیم هیدرولوژیکی دو ایستگاه نیز نشان داد،‏ مقدار متوسط دبی روزانه و دبی اوج سیلاب در دوره بعد از عملیات کاهش یافته است. همچنین بر‌اساس مشخصات آماری دبی‌های روزانه و منحنی تداوم جریان،‏ کاهش دبی‌های بالا،‏ افزایش تداوم جریان،‏ کاهش سیلاب و خشکسالی هیدرولوژیکی مشاهده شد.