پژوهش آب ایران

چکیده در این پژوهش، رفتار پوشش‌های بتنی کانال‌های آبیاری قرار گرفته روی سه نوع بستر متشکل از خاک بدون مواد افزودنی، خاک دارای آهک 2% و خاک دارای مخلوط 4% سیمان و 4% آهک، با استفاده از مدل پلاکزیس بررسی شده است. به منظور کالیبراسیون مدل از نتایج آزمایش تک‌محوری انجام یافته روی این سه نوع خاک استفاده شد. ابعاد مختلفی از کانال با پوشش بتنی با شیب‌های جانبی 2، 1.5، 1=z بررسی شد و لنگر خمشی وارد بر پوشش بتنی قرار گرفته روی این کانال‌ها در شرایط مختلف کارکرد کانال شامل انتهای مرحله ساخت، کانال پر و حالت نشت معکوس مقایسه شد. نتایج این بررسی‌ها نشان می‌دهد با افزودن 2% آهک و مخلوط (4% آهک و 4% سیمان) به خاک بستر، مقدار لنگرهای وارده به پوشش بتنی بستر به مقدار قابل توجهی کاهش می‌یابد. این کاهش لنگر خمشی در نمونه دارای مخلوط آهک و سیمان (4% آهک و 4% سیمان) بیشتر از نمونه حاوی آهک 2% تعیین شد. همچنین مقایسه نتایج به دست آمده از تحلیل‌ها نشان می‌دهد با افزایش ابعاد کانال لنگرهای خمشی بزرگ‌تری به پوشش بتنی وارد می‌شود.

چکیده بررسی چگونگی حرکت و ته‌نشینی رسوبات چسبنده، به علت دخالت ماهیت شیمیایی و الکترومغناطیسی ذرات، تحقیق در این زمینه را اندکی مشکل کرده است. این مسأله در رودخانه‌هایی که وجود این ذرات در بار رسوبی آن‌ها قابل ملاحظه است، باعث تأثیر جدی در برآورد بار رسوبی معلق می‌شود. هدف از مطالعه حاضر، بررسی تأثیر نانو رس بر تنش برشی بحرانی مصالح چسبنده در کانال‌های انتقال آب است. آزمایش‌های هیدرولیکی برای بررسی آستانه حرکت مصالح بستر کانال خاکی C25 (انشعابی از بند انحرافی گنج افروز در محدوده پروژه البرز) و همچنین بررسی عملکرد نانو رس بر فرسایش خاک انجام شد. نتایج نشان داد مقدار تنش برشی بحرانی و سرعت بحرانی رسوبات بعد از اختلاط رسوب با نانو رس به ترتیب به میزان 50 و 12.71 درصد افزایش یافت. در نتیجه از آن‌جایی که افزایش تنش برشی بحرانی نشان‌دهنده پایداری بیشتر ذرات در مقابل فرسایش است؛ بنابراین با کمک نانو رس‌ها می‌توان بر مشکلات ناشی از فرسایش و رسوب‌گذاری در کانال‌ها و حتی رودخانه‌ها فایق آمد.

چکیده ماهیت پیچیده مسائل آب، رشد سریع جمعیت، نیاز به آب برای مصارف مختلف و منابع محدود آب برای تأمین نیازها، نیازمند روش‌های جدیدی است که دیدگاه‌های فنی، اقتصادی، زیست‌محیطی و اجتماعی را در یک قالب به هم پیوسته گردآوری کند. برای مدیریت و برنامه‌ریزی بهینه منابع آب مدل WEAP به دلیل جامعیت و سیستم مدیریت یکپارچه منابع آب مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. هدف از انجام این پژوهش، تعیین مقدار آب تخصیص یافته برای بخش‌های کشاورزی، شرب وتالاب هامون با استفاده از مدل WEAP از مخازن چاه نیمه و برنامه‌ریزی‌های مدیریتی در شرایط توسعه و موجود در قالب سناریو‌های مدیریتی است. در این راستا ابتدا مخازن شبیه‌سازی شده و سپس مدل برای شرایط پایه و سناریوهای وضعیت موجود و توسعه یافته اجرا گردید. نتایج مقایسه سناریو توسعه (D1) و سناریو مرجع (R) نشان می دهد که برنامه‌ریزی جدید تخصیص منابع آبی دشت سیستان، با افزایش سطح زیرکشت به میزان 58500 هکتار و تخصیص نیاز زیست‌محیطی تالاب از مخازن به ترتیب با سطح اعتمادپذیری 48.7 درصد و 62.2 قابل تخصیص است. همچنین نتایج نشان داد که اضافه کردن نیاز زیست‌محیطی تالاب به برنامه‌ریزی نسبت به سناریوی وضع موجود با ثابت ماندن سطح اعتماد‌پذیری در تخصیص آب به سایر بخش‌ها، تهدیدی برای تأمین نیاز بخش‌های دیگر به وجود نمی‌آورد.

چکیده یکی از عوامل تأثیرگذار در تغییر روند رژیم جریان رودخانه‌ها، تغییر کاربری اراضی در سطح حوضه است. در این مطالعه برای بررسی تغییرات کاربری اراضی حوضه، از تصاویر سنجنده‌های TM لندست و LISS III ماهواره IRS-1D مربوط به سال‌های 1984 و 2012 در محیط نرم‌افزارهای پیشرفته سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) و سنجش از دور (RS) استفاده شده است؛ به گونه‌ای که پس از اعمال تصحیح‌ها و آنالیزهای مختلف بازسازی و نمونه‌برداری تصادفی از واحدهای کاربری اراضی، طبقه‌بندی برای هر دو تصویر با استفاده از الگوریتم حداکثر احتمال انجام شد. با پردازش‌های مختلف، بهترین ترکیب باندی، باندهای 1، 4 و 7 تصویر TM با ضریب کاپای 0.86، ضریب کلی 92.75 و باندهای 2، 3 و 4 تصویر LISSIII با ضریب کاپای 0.87، ضریب کلی 91.47 انتخاب شد. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که در این دوره 28 ساله، سطح جنگل‌های زیرحوضه لکشا به مقدار 1042 هکتار (4.79%) کاهش، 297 هکتار (34.33%) از اراضی بدون پوشش گیاهی و 745 هکتار (28.63%) از اراضی کشاورزی نیز افزایش یافته است. نتایج حاصل از واسنجی مدل پس از بهینه‌سازی پارمترهای شماره منحنی و زمان تأخیر حوضه نشان داد که تغییر کاربری اراضی در این فاصله زمانی، میزان دبی اوج و رواناب را در محل خروجی حوضه به ترتیب از 36.5 مترمکعب بر ثانیه و 78.4 میلیون مترمکعب در سال 1984 به 69.9 مترمکعب بر ثانیه و 119.55 میلیون مترمکعب در سال 2011 افزایش داده است.

چکیده برای کنترل فرسایش خاک و افزایش تولید، کاشت درختان مثمر از طرف آبخیز‌نشینان انجام می‌گیرد؛ اما عامل محدود‌کننده رطوبت است که با جمع‌آوری رواناب ناشی از بارش می‌توان آن را تأمین کرد. به این منظور از سامانه‌های استحصال آب باران استفاده می‌شود. در این پژوهش، سطح جمع‌آوری‌ کننده آب باران به مساحت 40 مترمربع انتخاب، در انتهای شیب گودالی حفر و نهال بادام کشت شده است.برای ارزیابی کارایی این سامانه‌ها، به بررسی تغییرات رطوبت پروفیل خاک در چاله نهال‌های بادام پرداخته شد. به این منظور بلوک‌های‌گچی کالیبره شده در آزمایشگاه، در اعماق 30 و 60 سانتی‌متری کار گذاشته شد. پس از هر بارش که رواناب ایجاد شد، بعد از گاورو شدن زمین، اعداد بلوک با دستگاه رطوبت‌سنج قرائت شد. برای تجزیه و تحلیل داده‌ها از شاخص‌های توصیفی و آزمون‌های تحلیل واریانس یک‌طرفه و دانکن استفاده شد. طبق نتایج، بین درصد رطوبت خاک چاله نهال تیمارها در سطح اطمینان 95 درصد اختلاف معنی‌دار وجود داشت؛ ولی بین درصد رطوبت خاک عمق 30 با 60 سانتی‌متری در هیچ‌یک از تیمارها، اختلاف معنی‌دار مشاهده نشد. با توجه به نتایج، کمترین و بیشترین رطوبت به ترتیب در سامانه مرتع معمولی و سامانه نیمه‌عایق پلاستیک مشاهده شد. همچنین نتایج نشان داد کاربرد سوپر جاذب در چاله نهال نسبت به شرایط تیمار شاهد، می‌تواند در افزایش رطوبت خاک برای استقرار و رشد نهال بادام دیم عملکرد بهتری داشته باشد.

چکیده امروزه چالش منابع آب، دغدغه بسیاری از کشورهای خاورمیانه است. این موضوع در ایران، در مورد دریاچه ارومیه که در دهه اخیر دچار بحران شده است، اهمیت دوچندان دارد. با توجه به تغییرات بارندگی، وقوع خشکسالی‌ها و احداث سدها، تراز سطح آب دریاچه ارومیه دست‌خوش تغییرات و نوسانات زیادی شده است؛ بنابراین هدف اصلی در این تحقیق، بررسی روش‌های استوکاستیکی برای شبیه‌سازی نوسانات و پیش‌بینی تراز آبی دریاچه ارومیه است تا به کمک آن، بتوان سناریوهایی را برای مدیریت آن تعریف کرد. در ابتدا تراز آب دریاچه، به صورت مستقیم و با استفاده از مدل‌های سری زمانی در محیط نرم‌افزار Minitab برای دوره زمانی 32 ساله از سال 1355 تا 1386، شبیه‌سازی و پیش‌بینی شد. سپس به مدل‌سازی دریاچه ارومیه با توجه به رویکرد پویایی سیستم‌ها در محیط VENSIM پرداخته و پس از آن، شبیه‌سازی و پیش‌بینی جریان‌های ورودی و خروجی به دریاچه با استفاده از مدل‌های سری زمانی انجام و نتایج پیش‌بینی وارد مدل شد. مقایسه این دو روش شبیه‌سازی تراز آب دریاچه ارومیه نشان داد که شبیه‌سازی جریان‌های ورودی و خروجی و وارد کردن آن‌ها در مدل VENSIM نتایج دقیق‌تری نسبت به شبیه‌سازی مستقیم تراز سطح آب با استفاده از مدل‌های سری زمانی در پی خواهد داشت.

چکیده در پژوهش حاضر، شبکه‌های آبیاری و زهکشی تحت پوشش دو شرکت بهره‌برداری زهره- جراحی و گتوند با استفاده از تحلیل سلسله‌مراتبی بررسی شدند. بدین منظور شبکه‌های رجایی، هندیجان، رامشیر، شهید همت شادگان، عقیلی، گتوند، دیمچه، ملاثانی، سلامات و میاناب انتخاب شدند. عوامل سازه‌ای، آبیاری، زهکشی، اقلیمی، اقتصادی، ارضی و فرهنگی- اجتماعی به عنوان معیارهای اصلی در نظر گرفته و اطلاعات مورد نیاز از شرکت‌های مذکور و به وسیله‌ی پرسش‌نامه‌های تنظیم شده گردآوری شدند. با استفاده از اطلاعات گردآوری شده و نرم‌افزار Expert Choice وزن نهایی معیارها، زیرمعیارها و گزینه تعیین گردید. نتایج نشان دادند که از بین معیارهای اصلی، دو عامل سازه‌ای و آبیاری به ترتیب با 37.5 و 30.7 درصد بیشترین وزن را به خود اختصاص داده‌اند. در بین زیرمعیارها وضعیت رسوب‌گذاری کانال‌ها (40.1%)، نیاز آبی محصول (30.5%)، وضعیت زهکشی (73.2%)، تبخیر و تعرق (70.6%)، قیمت واحد محصول (35.7%)، وضعیت تجهیز و نوسازی اراضی (31.1%) و تشکل‌های آب‌بران (69.8%) به ترتیب وابسته به معیارهای سازه‌ای، آبیاری، زهکشی، اقلیمی، اقتصادی، ارضی، فرهنگی و اجتماعی بیشترین وزن را دارند. از بین زیرمعیارهای بررسی شده صرف‌نظر از معیار آن‌ها، وضعیت زهکشی دارای بیشترین وزن نهایی است. همچنین در ارزیابی شبکه‌های مذکور مشخص شد که شبکه‌های تحت پوشش شرکت بهره‌برداری گتوند از شرایط مناسب‌تری برخوردار هستند.

چکیده در این پژوهش اثر گیاه نی و پوشال نیشکر بر حذف مس از محلول آبی بررسی می‌شود. به منظور بررسی حذف مس آزمایش‌های ناپیوسته انجام و بازدهی جاذب‌ها در حذف مس از محلول آبی تعیین شد. پارامترهای مختلفی از جمله pH، زمان تماس، جرم جاذب و غلظت اولیه مس روی جذب مس مورد آزمایش قرار گرفت. pH بهینه برای هر دو جاذب برابر هفت، زمان تعادل برای جاذب نی برابر 30 دقیقه و برای جاذب پوشال نیشکر برابر 60 دقیقه و جرم بهینه هر دو جاذب برابر 0.5 گرم به دست آمد. برای جاذب نی و پوشال نیشکر با 0.5 گرم جاذب، به ترتیب بازدهی جذب 87.34 و 93.55 درصد به دست آمد. با افزایش غلظت مس (40- 5 میلی‌گرم بر لیتر)، بازدهی جذب نی از 88.9 درصد به 42.5 درصد و برای جاذب پوشال نیشکر از 93.34 درصد به 89.8 درصد کاهش یافته است. در بین ایزوترم‌های مورد مطالعه، فرآیند جذب از مدل ایزوترم لانگمویر تبعیت کرد. از بین مدل‌های سینتیک داده‌های آزمایشگاهی با مدل سینتیک لاگرگرن مطابقت بیشتری داشتند. نتایج این مطالعه نشان داد که جاذب پوشال نیشکر اصلاح شده نسبت به جاذب نی، قابلیت بیشتری در حذف یون‌های مس داشت.

چکیده تغییرات درجه حرارت در سدهای بتنی، تأثیر مستقیمی بر خواص ترموالاستیسیته بتن دارد. این تغییرات، تنش و کرنش‌های ناشی از آن بایستی ارزیابی شدند تا به عنوان بارگذاری اولیه در آنالیز پایداری سد به کار روند. در این پژوهش، برای تعیین پاسخ حرارتی سد بتنی تحت تأثر تغییرات دما، تابش‌های خورشیدی و آب پشت مخزن سد، از مدل المان محدود سه‌بعدی آباکوس استفاده شد. برای المان‌بندی سازه از المان‌ بلوکی چهار‌وجهی بیست گرهی با شش درجه آزادی که قابلیت تحلیل تنش و تغییر مکان را دارد، ‌استفاده شد. نتایج پارامترهای به دست آمده از تحلیل سه بعدی، همانند جابجایی تاج سد، عمق مناطق ترک خورده و بررسی اثر تغییرات درجه حرارت، نشان ‌دهنده توانایی بالای این روش برای ارزیابی پایداری سد است. تحلیل‌‌ها نشان می‌‌دهد که حداکثر درجه حرارت و گرادیان دمایی در ناحیه کم‌عمقی از سطح پایین‌دست رخ می‌‌دهد. همچنین اختلاف درجه حرارت بین نقاط مختلف سطح پایین‌دست با نقاط هم‌‌تراز اطراف به دلیل آثار تابش‌های خورشیدی قابل توجه است، لذا بی‌توجه به بهره‌برداری از مخزن سد، می‌تواند منجر به بروز ناپایداری و ایجاد ترک در کل بدنه سد شود. بررسی نتایج نشان می‌دهد مدل پیشنهادی، از دقت مناسبی در پیش‌بینی رفتار حرارتی سد تحت کنش‌های محیطی برخوردار است.

چکیده ا وجود مطالعات متنوع در زمینه پیش‌بینی ضریب انتشار طولی (LDC) در رودخانه‌های طبیعی، نبود مطالعه‌ای جامع برای بررسی اثر الگوهای متنوع از پارامترهای هیدرولیکی و هندسی بر این پدیده احساس می‌شود. همچنین دقت نا‌مناسب مدل‌های ارائه شده برای پیش‌بینی LDC یا کاربرپسند نبودن برخی آنها از دیگر چالش‌های موجود در این زمینه است. بنابراین هدف اصلی این پژوهش، بررسی الگوهای متنوع پیش‌بینی LDC با استفاده از تحلیل رگرسیونی است. برای این منظور مراحل واسنجی و صحت‌سنجی مدل‌های تخمین LDC با استفاده از الگوهای متنوعی از اطلاعات هیدرولیکی و هندسی چندین رودخانه در آمریکا انجام پذیرفت. نتایج این پژوهش مشخص کرد که از بین الگوهای متنوع ورودی، الگوی شامل پارامتر انحنای رودخانه دارای بهترین عملکرد برای مدل پیش‌بینی LDC می‌باشد؛ هرچند که دبی تأثیری بر عملکرد مدل نداشت. همچنین با حذف عدد ثابت از معادله به دست آمده، عملکرد مدل بهبود یافت. مدل مذکور در مراحل واسنجی و صحت‌سنجی از ضریب تعیین (R2) به ترتیب معادل 0.993 و 0.938 برخوردار بود. در نهایت بر مبنای مقایسه‌ بین مدل توسعه داده شده در این پژوهش و دیگر مطالعات، مشخص شد که این مدل دارای عملکرد بهتری نسبت به دیگر مدل‌ها برای تخمین LDC است.

چکیده مدیریت و بهره‌برداری ضعیف در شبکه‌های آبیاری سبب تحویل و توزیع نامناسب آب در کانال‌ها و انشعابات شبکه می‌شود. این پژوهش با هدف ارزیابی عملکرد توزیع آب برای گزینه‌های بهره‌برداری مختلف در کانال اصلی شبکه آبیاری کوثر در استان خوزستان انجام شد. شرایط واقعی بهره‌برداری از کانال به همراه دو سامانه کنترل خودکار شامل کنترل بالادست و کنترل پایین‌دست با استفاده از مدل هیدرولیکی واسنجی شده، شبیه‌سازی شد. شبیه‌سازی برای دو گزینه بهره‌برداری در طول فصل آبیاری شامل دوره افزایش و کاهش تقاضا انجام شد. با توجه به نتایج شبیه‌سازی شده، شاخص عدالت توزیع در شرایط بهره‌برداری کنونی شبکه بیشتر از 0.2 و عدالت در توزیع آب در طول کانال اصلی بین تمامی آبگیرها در حد ضعیف و نا مناسبی بوده است. کنترل خودکار پایین‌دست، عملکرد توزیع بهتری نسبت به کنترل خودکار بالادست دارد. همچنین ارزیابی عملکرد گزینه‌های بهره‌برداری نشان داد که در دوره افزایش تقاضا، شاخص‌های بهره‌برداری دارای وضعیت بهتری نسبت به دوره کاهش تقاضا می‌باشند

چکیده در این پژوهش با استفاده از قابلیت‌های فرمول‌بندی جدید الگوریتم بهینه‌سازی جامعه مورچگان، روشی تک‌مرحله‌ای، ابتکاری و بر مبنای قضاوت مهندسی برای حل همزمان مسأله طراحی بهینه جانمایی و ابعاد شبکه جمع‌آوری فاضلاب خانگی پمپ‌دار و ثقلی ارائه می‌شود. در الگوریتم پیشنهادی تراز گره‌های بالادست و پایین‌دست لوله‌ها به عنوان متغیر تصمیم مسأله در نظر گرفته می‌شود. با تعیین تراز گره‌های بالادست و پایین‌دست لوله‌ها با استفاده از فرمول‌بندی جدید الگوریتم بهینه‌سازی جامعه مورچگان، روشی تک‌مرحله‌ای، ابتکاری و بر مبنای قضاوت مهندسی برای تعیین جانمایی شبکه فاضلاب خانگی با شیب معلوم لوله‌ها ارائه می‌شود. مسائل نمونه‌ای با استفاده از الگوریتم پیشنهادی حل شده و با نتایج حاصل از به‌کارگیری فرم اولیه الگوریتم بهینه‌سازی جامعه مورچگان در تعیین تراز کارگذاری لوله‌ها و روشی ابتکاری بر مبنای قضاوت مهندسی در تعیین جانمایی شبکه، مقایسه می‌شود. نتایج نشان‌دهنده آن‌ است که الگوریتم پیشنهادی، روشی مناسب در حل مسأله طراحی بهینه همزمان جانمایی و ابعاد شبکه جمع‌آوری فاضلاب خانگی پمپ‌دار و ثقلی است.

چکیده بیشتر رودخانه‌ها در طبیعت پیچان‌رود بوده و همیشه در حال فرسایش در ساحل خارجی و رسوب‌گذاری در ساحل داخلی پیچ‌ها هستند. بنابراین شناخت الگوی جریان و مکان‌های فرسایش و رسوب‌گذاری در پیچ‌ها مهم است. در این پژوهش، به بررسی مدل‌های ریاضی آشفتگی با نرم‌‌افزار فلوئنت پرداخته خواهد شد تا مدل‌هایی که با داده‌های آزمایشگاهی هماهنگی مناسبی دارند، برای استفاده در پیچ‌های مختلف رودخانه‌ای معرفی شوند. داده‌های آزمایشگاهی مورد استفاده، کانالی با پیچ تند بوده که در دانشگاه EPFL سوئیس قرار دارد. برای بررسی مدل‌های آشفتگی، از پارامترهای متوسط‌گیری شده در عمق استفاده شد. همچنین برای بررسی کمی مدل‌ها، تعدادی پروفیل سرعت طولی مدل عددی انتخاب شده و با پروفیل‌های آزمایشگاهی اندازه‌گیری شده مقایسه شد. نتایج بررسی سرعت طولی متوسط‌گیری شده در عمق نشان داد که مدل‌های K-ε، K-ω و RSM توانایی تعیین دقیق نقاط مهم جریان را ندارند. این مدل‌ها، منطقه جدا شدگی جریان را در زاویه 90 درجه نشان می‌دهند در حالی که اندازه‌گیری‌ها این منطقه را در زاویه 75 درجه مشخص کرده است. اما مدل LES به صورت مناسبی منطقه جداشدگی را نشان می‌دهد و موقعیت‌های بیشینه سرعت طولی متوسط‌گیری شده در عمق را نیز بهتر از سه مدل دیگر مشخص می‌کند. مقایسه کمی پروفیل‌های سرعت نشان داد که مدل LES خطای کمتری از دیگر مدل‌ها دارد و می‌تواند به عنوان مدل مناسب برای بررسی الگوی جریان در پیچ آبراهه‌‌ها استفاده شود.