پژوهش آب ایران

چکیده ر این تحقیق تأثیر هدایت هیدرولیکی بر پدیده نشت غیرماندگار از بدنه سد خاکی غیرهمگن به ‌وسیله نرم‌افزار GeoStudio و زیرمجموعه آن، SEEP/W بررسی شد. هدایت هیدرولیکی در دو حالت مختلف به‌صورت تابعی از مقدار مکش و به‌ صورت مقدار ثابت در نظر گرفته شد. مقایسه نتایج حاصل از تحلیل‌های عددی با داده‌های پیزومترهای نصب شده در بدنه سد نشان می‌دهد که با اعمال هدایت هیدرولیکی متغیر، مقدار خطا در پیش‌بینی فشار آب منفذی تا ده برابر کاهش پیدا می‌کند. همچنین مقایسه نتایج حاکی از آن است در حالتی که هدایت هیدرولیکی به‌ صورت تابع اعمال می‌شود، مقدار فشار آب منفذی حاصل از تحلیل، بیشتر از حالتی است که مقدار هدایت هیدرولیکی ثابت فرض شود. مقایسه مقادیر نشت محاسبه شده در حالت‌های مختلف نیز نشان داد که مقدار نشت در حالت هدایت هیدرولیکی متغیر کمتر از حالتی است که هدایت هیدرولیکی به صورت ثابت اعمال می‌شود در برخی موارد این اختلاف بیش از بیست برابر است. همچنین این بررسی نشان می‌دهد که به‌کارگیری هدایت هیدرولیکی ثابت، توزیع فشار در پی را دقیق‌تر برآورد می‌کند.

چکیده تعیین ضرایب هیدرودینامیک آبخوان‌ها، از  جمله، هدایت هیدرولیکی و ضریب قابلیت انتقال آب، در مطالعات هیدروژئولوژی بسیار حائز اهمیت است. تاکنون مطالعات زیادی در زمینه تعیین ضرایب هیدرودینامیک آبخوان‌ها با استفاده داده‌های ژئوفیزیک مقاومت  ویژه و به کمک روابط تجربی انجام شده است. از جمله مزایای این روش در مقایسه با روش آزمون‌های پمپاژ، صرفه‌جویی در هزینه و زمان و در نتیجه برآورد ضرایب هیدرودینامیکی در تعداد نقاط بیشتری از سطح آبخوان می‌باشد. در این پژوهش علاوه بر معرفی و کاربرد روش مذکور بر داده‌های مقاومت ویژه آبخوان، ضرایب هدایت هیدرولیکی و قابلیت انتقال آب آبخوان آبرفتی قسمت غربی دشت پیرانشهر واقع در استان آذربایجان غربی محاسبه شد. در این پژوهش، مقادیر هدایت?هیدرولیکی و ضریب قابلیت انتقال آب آبخوان با استفاده از داده‌های مقاومت ویژه به‌ترتیب (m/day)23 و (m2/day)3200 برآورد شد. از روی داده‌های آزمون پمپاژ نیز ضریب هدایت هیدرولیکی (m/day)8/37 و ضریب قابلیت انتقال آب  (m2/day)2980 محاسبه شد. نزدیک بودن مقادیر به‌ دست آمده با نتایج حاصل از کاربرد دو روش مذکور نشان میدهد که روش مقاومت ویژه الکتریکی می‌تواند، روش مناسبی برای تخمین و ارزیابی ضرایب هیدرودینامیک آبخوان‌ها باشد. لزوم اطلاع دقیق از ابعاد ذرات آبخوان، ضریب سیمان‌شدگی و ضریب پیچاپیچی رسوبات و ثابت نبودن این مقادیر در مناطق مختلف سطح آبخوان، از جمله محدودیت‌های این روش است.

چکیده هدف اصلی در این مقاله، مطالعه حذف رنگزای قرمز بازی 46 از محلول آبی با استفاده از جاذب نانولوله کربنی چنددیواره عامل‌دار (کربوکسیل) است. در این زمینه، اثر پارامترهای زمان تماس، pH، غلظت جاذب و غلظت اولیه رنگزا از طریق آزمایش‌های کلاسیک جذب بررسی شد. براساس نتایج به دست آمده، شرایط بهینه عملکرد در زمان تعادل جذب 80 دقیقه، pH بهینه جذب 9، غلظت جاذب بهینه 0.05 گرم بر لیتر و غلظت اولیه رنگ‌زا 150 میلی‌گرم بر لیتر به دست آمد. بیشترین ظرفیت جاذب منتخب برای جذب رنگ‌زای قرمز بازی 46، 265 میلی‌گرم بر هر گرم جاذب با درصد حذف قابل قبول (95%) به دست آمد. برای فرایند جذب، مدل ایزوترم فروندلیچ (0.9533=R2 و 2.33 =RMSE) در مقایسه با سایر مدل‌های ایزوترم نتایج بهتری نشان داد. همچنین نتایج بررسی‌ها نشان‌دهنده این است که سینتیک جذب با مدل سینتیکی مرتبه شبه‌دوم (0.9260=R2 و 2.23 =RMSE) هماهنگی دارد.

چکیده منابع آب زیرزمینی در آبخوان شریف‏آباد در شمال‏شرق قم شامل یک آبخوان آبرفتی آزاد است. آلاینده‏‏‏های مهم در منطقه مورد بررسی شامل پساب تصفیه خانه‏‏‏های فاضلاب شهر قم‏‏،‏‏ آلاینده کشاورزی و باغبانی‏‏،‏‏ نشت از محل‏‏‏های دفن زباله بهداشتی و ...‏‏ است. این آلاینده‏ها احتمال آلودگی آبخوان شریف‏آباد را افزایش داده است. هدف از این پژوهش ارزیابی میزان آلودگی آبخوان شریف‏آباد به انواع آلاینده‏ها است. برای رسیدن به این هدف در اردیبهشت ماه 1392 در یک دوره از 50 حلقه چاه عمیق با توزیع مناسب، نمونه‌برداری شد و پارامترهای فیزیکی (رنگ، دما، کدورت، TSS، pH، EC، TDS، DO، BOD5 و COD)، یون‏های عمده (Ca، Mg، SO4، Cl، Na و K)، برخی عناصر فرعی (NO3، NO2، NH4، PO4، I و Br)، برخی عناصر کمیاب و فلزات سنگین (B، As، Ba، Co، Cd، Fe، Hg، Pb، Ni، Sn و Z) و پارامترهای بیولوژیکی (TC، FC و FS) اندازه‏گیری شد. برای ارزیابی آلودگی آبخوان شریف‌آباد از دستورالعمل‏‏ آب آشامیدنی- ویژگی‏های فیزیکی و شیمیایی، ویژگی‏‏های میکروبیولوژی‏‏ و راهنمایی برای کیفیت آب آشامیدنی سازمان بهداشت جهانی استفاده شد. نتایج نشان داد آلودگی‏های انسان‌زاد در آبخوان کمتر از بیشینه‏ های مجاز تعریف شده در استانداردها‏ بود. با این وجود غلظت NO3 در بعضی نمونه‏ها به آستانه آلودگی نزدیک شده بود. نتایج این پژوهش نشان می‏دهد که یکی از عوامل بازدارنده عدم گسترش مواد آلاینده در آبخوان عمق زیاد تا سطح ایستابی است.

چکیده زمان و مکان انسداد نسبی قطره‌چکان‌ها در شرایط استفاده از پساب در آبیاری قطره‌ای موضوع مهمی است که در پژوهش حاضر به طور خاص در مورد پساب مزارع پرورش ماهی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، سه تیمار آبیاری قطره‌ای اجرا گردید. در هر تیمار از قطره‌چکان‌های نتافیم و میکروفلاپر با دبی‌های 4 و l/h 8 استفاده شد. طی یک فصل، 42 نوبت آبیاری با استفاده از آب متعارف (به‌عنوان شاهد) و پساب پرورش ماهی (با تخلیه و بدون تخلیه انتهایی لوله‌ها) صورت گرفت. نرم افزار آماری SAS برای تجزیه و تحلیل داده‌ها استفاده شد. در هیچ کدام از بازه‌های زمانی از ابتدا تا انتهای فصل آبیاری، میزان گرفتگی قطره‌چکان‌های نتافیم به حد بحرانی نرسید؛ اما گرفتگی قطره‌چکان‌های میکروفلاپر تیمارهای پساب، در اواخر فصل آبیاری بیشتر از حد بحرانی گردید. بیشترین گرفتگی قطره‌چکان‌ها نیز در یک‌سوم انتهایی لوله‌ها رخ داد که این موضوع در قطره‌چکان‌های l/h 8 و به‌خصوص قطره‌چکان‌های میکروفلاپر شدیدتر بود. به‌طور کلی، نتایج نشان داد که در هر دو تیمار استفاده از پساب، عملکرد قطره‌چکان‌های نتافیم به‌طور معنی‌داری بهتر ازقطره چکانهای میکروفلاپر بوده است.

چکیده استفاده از روش‌های بهینه‌سازی برای تعیین سیاست بهره‌برداری از مخازن، مسأله‌ای مهم در برنامه‌ریزی و مدیریت منابع آب است. در مقالة حاضر از الگوریتم بهینه‌یابی نیروی مرکزی (CFO) برای بهره‌برداری بهینه از سد دز واقع در استان خوزستان با هدف تأمین نیاز کشاورزی برای پنج سال آماری استفاده شده است. ابتدا با توجه به محدب بودن تابع هدف جواب بهینه مطلق بهره‌برداری توسط نرم‌افزار لینگو محاسبه شد. الگوریتم CFO با سرعت همگرایی قابل قبولی مسأله را حل کرد. مقدار تابع هدف با استفاده از نرم‌افزار لینگو برابر با 0.7303 به دست آمد و این مقدار با استفاده از روش CFO برابر با 0.73604 محاسبه شد که تنها 0.7 % با بهینه مطلق اختلاف دارد. می‌توان نتیجه گرفت که الگوریتم بهینه‌یابی نیروی مرکزی توانایی حل مسائل پیچده‌تر و با مخازن بیشتر را نیز دارد.

چکیده روش‏های معمول برای برنامه‏ریزی توزیع و تحویل آب در شبکه‏های آبیاری، بیشتر تجربی هستند که توزیع و تحویل نامناسب در شبکه و به تبع آن نارضایتی کشاورزان را به دنبال دارند. مسأله توزیع و تحویل آب در شبکه آبیاری یک مسأله بهینه‏سازی چند ‏هدفه، چند متغیره و چند محدودیتی است که برای حل آن می‏توان از الگوریتم‏های تکامل‏گرا بهره برد. در این مطالعه دو الگوریتم رقابت استعماری (ICA) و بهینه‌سازی ازدحام ذرات (PSO) برای تدوین برنامه توزیع و تحویل آب به کار گرفته شدند. برنامه تحویل آب در انشعابات کانال‏ توزیع‌کننده به گونه‏ای ارائه شد که اهداف متفاوتی اعم از کاهش ظرفیت کانال توزیع‏کننده و کاهش زمان مورد نیاز برای تکمیل برنامه آبیاری به صورت تک هدفی و دو هدفی بهینه شد. برای کنترل و بررسی برنامه تدوین شده، برنامه بهینه تحویل آب در شبکه آبیاری فومنات در غرب گیلان از مدل تدوین شده، استخراج شد و با نتایج برنامه بهینه ارائه شده با الگوریتم ژنتیک (GA) و الگوریتم جمعیت مورچگان (ACS) مقایسه شد. در نتیجه مطالعه مشخص شد الگوریتم ICA نسبت به سه روش دیگر، برنامه تحویل مناسب‏تری دارد. بعد از الگوریتمICA الگوریتم‏های PSO و ACS عملکرد بهتری دارند.

چکیده در این مطالعه با استفاده از مدل HEC-FIA به عنوان یکی از مدل‌های جدید (2012) ارزیابی آثار و خسارت‌های ناشی از سیل، به محاسبه خسارت کشاورزی، ساختمانی و انسانی ناشی از سیل در حوزه آبخیز قمصر پرداخته شد. به منظور دستیابی به این هدف و افزایش دقت در شناسایی مناطق پرخطر، جریان‌های ماندگار و غیرماندگار با دوره‌های بازگشت مختلف به وسیله نرم‌افزارهای HEC-GEO RAS و HEC-RAS شبیه‌سازی شد. برای تهیه نقشه‌های سیل گرفتگی لازم است کانال رودخانه و مورفولوژی آن به منظور استخراج پارامترهای سه بعدی مقاطع عرضی و هیدرولیک جریان، شبیه‌سازی شود. همچنین با توجه به اینکه داده‌های ایستگاه آب‌سنجی اساس مطالعات مرتبط با سیل هستند، تحلیل فراوانی دبی‌های حداکثر لحظه‌ای انجام شد؛ زیرا این دبی‌ها مهم ترین پارامتر در تهیه نقشه‌های سیل گرفتگی دوره‌های بازگشت مختلف هستند. نتایج اولیه حاصل از پژوهش، نقشه پهنه‌های سیل‌گیر در اطراف رودخانه بن رود در حوزه آبخیز قمصر و سری‌های زمانی دبی (در قالب فرمت HEC-DSS) است. از طریق این نتایج، در مدل HEC-FIA خسارات کشاورزی، انسانی و ساختمانی ناشی از سیل در حوزه مورد مطالعه محاسبه شد. بر اساس این نتایج، 3.23 هکتار از اراضی تحت کشت متحمل خسارتی معادل 12.8 میلیارد ریال شد. در بخش ساختمانی 36 واحد ساختمانی اطراف رودخانه بن رود در معرض خطر سیل قرار گرفت و خسارات متوجه مردم نیز شد.

چکیده مصرف آب‌های زیرزمینی آلوده به آرسنیک، منجر به بروز بیماری‌های متعدد و مرگ انسان‌ها می‌شود. در صورت آلودگی غیرنقطه‌ای و متأثر از زمین‌شناسی آب‌ها، به سادگی نمی‌توان مانع گسترش آن شد؛ لذا این نوع آلودگی‌ها می‌بایست به دقت بررسی شوند. گزارش‌های متعدد اخیر در منطقه مطالعاتی سد سهند، حاکی از وجود آنومالی آرسنیک با مقادیر بیش از استاندارد WHO (mg/L 0.01) است. با توجه به تحقیقات قبلی، مبنی بر مناسب نبودن مدل‌های خطی زمین‌آماری برای پیش‌بینی غلظت آرسنیک کل (III,V) در منطقه، از مدل‌های هوش‌مصنوعی همچون برنامه‌ریزی بیان ژنتیک (GEP) و منطق فازی استفاده شد که با الهام از طبیعت قادر به تخمین پارامترهای پدیده‌های طبیعی با دقت قابل توجهی نسبت به سایر روش‌ها هستند. برای تخمین غلظت‌های آرسنیک کل، از پارامترهای pH، سولفات، نیترات، فلوئورید، آهن و آرسنیک نمونه‌ها به‌عنوان ورودی مدل‌های فازی ممدانی (MFL)، لارسن (LFL) و سوگنو (SFL) استفاده شد. با توجه به مناسب بودن و تشابه نتایج سه مدل فازی و به منظور استفاده همزمان مزایای هر سه مدل، از برنامه‌ریزی بیان ژنتیک برای تولید مدل ترکیبی نتایج سه مدل منفرد فازی استفاده شد. با توجه به مزایای برنامه‌ریزی بیان ژنتیک و نتایج مراحل آموزش و آزمایش مدل که به ترتیب با ضریب تبیین R2 برابر 0.967 و 0.924 و مقادیر RMSE برابر 0.072 و 0.096 است، مدل مذکور قادر به ارائه مدل ترکیبی با دقت بیشتری از سه مدل منفرد فازی ارائه شده است.

چکیده بارش همواره از مهم‌ترین اجزاء چرخه آب شناخته شده است و نقش بسیار مهمی در تأمین منابع آبی مورد نیاز دارد؛ از این‌رو پیش‌‌آگاهی از میزان بارش در برنامه‌ریزی مدیریت منابع آب تاثیر بسزایی دارد. در این تحقیق میزان کارایی روش‌های رگرسیون بردار پشتیبان و رگرسیون فرآیند گاوسی در پیش‌بینی بارش ماهانه شهر مشهد با استفاده از پارامترهای هواشناسی مختلف بررسی شد و نتایج نشان داد بهترین ترکیب پارامتر ورودی شامل شاخص ماهانه، میانگین رطوبت نسبی، میانگین بیشینه رطوبت نسبی، اختلاف میانگین دمای کمینه و بیشینه و بارش در ماه قبل بود. مدل‌ها توسط آماره‌های ضریب همبستگی، ریشه میانگین مربعات خطا و میانگین خطای مطلق ارزیابی شدند. نتایج نشان‌دهنده کارایی بالای هر دو روش بررسی شده در این زمینه و برتری نسبی روش رگرسیون فرآیند گاوسی با ارائه مقادیر (0.87= R، 0.74=N_S، (mm) 12.37=RMSE و (mm) 7.85=MAE) بود. با بررسی نمودار سری زمانی مقادیر محاسباتی و مشاهداتی بارش ماهانه مشهد مشاهده شد که روش رگرسیون فرآیند گاوسی توانایی بیشتری در پیش‌بینی مقادیر بیشینه بارش ماهانه داشته و در اکثر موارد پیش‌بینی‌های دقیق‌تری در مقادیر بارش ماهانه بیشینه ارائه کرده که این مورد در پیش‌بینی وقوع سیلاب‌ها بسیار مهم و کاربردی است.