تحقیقات منابع آب ایران
سال:1387 | دوره:4 | شماره:3 (مسلسل 12) |تعداد مقالات:7

با توجه به محدودیت منابع آب، افزایش نیازهای آبی و وقوع خشک سالی های متناوب، صرفه جویی در مصرف آب و استفاده کارآمد از آن امری لازم و ضروری است که استفاده از تکنیکهای مناسب بهینه سازی در این خصوص می توان راهگشا باشد. در این تحقیق، مقایسه تکنیک های مختلف بهینه سازی برنامه ریزی خطی (NLP)، هوش جمعی (PSO) و الگوریتم ژنتیک (GA) در مدیریت تخصیص آب کشاورزی در شرایط خشکسالی با حداکثرسازی درآمد، هدف قرار داده شده است. بدین منظور دوره خشکسالی سالهای آبی 1377-78 تا 1379-80 در شبکه های آبیاری زاینده رود اصفهان مورد بررسی قرار گرفت. براین ساسا مدل سازی های لازم در چهار لایه که سد چادگان، شبکه ها، محصولات و دور آبیاری را در برداشت، توسعه یافت. مقایسه نتایج برتری روش NLP و سپس PSO را نشان داد. ضمن اینکه نشان داده شد که این رویکرد تا 36 درصد امکان افزایش درآمد را نسبت به مدیریتهای سنتی دارد.

مدل سازی اندرکنش منابع آب سطحی و زیرزمینی همواره در بیلان بندی منابع آب از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده است. این اندرکنش معمولا به عنوان یک شرط مرزی داخلی در مدل سازی آبهای زیرزمینی در نظر گرفته شده و وضعیت دقیق اندرکنش منابع بر یکدیگر در خلال فرآیند مدل سازی مشخص می گردد. جهت مدل سازی دقیق تلفیقی این دو منبع نیاز به حجم داده های زیادی است که استفاده از تصاویر ماهواره ای و سیستم های اطلاعات جغرافیایی را به عنوان ابزار کمکی لازم می نماید. در این تحقیق، شبیه سازی آبخوان دشت نجف آباد و رودخانه زاینده رود در گذر از آن زمان مد نظر قرار گرفته است. ضمن تدقیق مرزهای حوضه آبریز و آبخوان با استفاده از نقشه های زمین شناسی و نقشه های DEM منطقه و تحلیل و پردازشهای آماری مورد نیاز بر روی داده های مربوط به حوضه، مدل شبیه سازی تلفیقی جهت محدوده مورد نظر ارایه گردید. با استفاده از تصاویر ماهواره ای و تکنیک سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) افزایش قابلیتهای مدل در شبیه سازی دقیقتر آبخوان و ایجاد پایگاه داده های مورد نیاز جهت تحلیل های گسترده تر، مدنظر قرار گرفت. نتایج حاصل از خروجی مدل اندرکنشی واسنجی شده در حالتهای ماندگار و ناماندگار بیانگر نقش اساسی و اهمیت رودخانه زاینده رود در گذر از روی آبخوان و نیز آب برگشتی از سیستم های آبیاری در تغذیه سفره آب زیرزمینی منطقه می باشد. میزان پارامتر ضخامت بستر که از فاکتورهای اساسی در فرآیند مدل سازی تلفیقی می باشد نیز به صورت متوسط در طول بازه 36 کیلومتری عبور رودخانه از روی آبخوان تعیین و ارایه گردید. همچنین میزان تبادلات جرمی درهر یک از گامهای زمانی محاسباتی و نیز متوسط هر یک از دوره های تنش به صورت مجزا در قالب ورودی ها و خروجی های حوضه تعیین و محاسبه گردید.

در حال حاضر بهره برداری از اکثر سدهای مخزنی کشور در شرایط سیلابی به صورت تجربی می باشد و عملا دستورالعمل مدونی برای تعیین میزان خروجی در زمان وقوع سیلاب خصوصا در حوزه های فاقد سیستم هشدار و پیش بینی سیلاب وجود ندارد. در این تحقیق سعی شده است با توجه به سابقه سیلاب های به وقوع پیوسته در سیستم رودخانه- مخزن کارون، بهینه سازی بهره برداری از سد شهید عباسپور به نوعی صورت گیرد که میزان تجاوز دبی خروجی از دبی سالم رودخانه پایین دست حداقل شود. به منظور تعیین خروجی های مخزن در شرایط سیلابی از مدل الگوریتم ژنتیک که به همین منظور تدوین شده، استفاده شده است. تابع هدف این مدل به صورت پارامتری در نظر گرفته شده بدین معنی که نسبت خسارت با توجه به میزان تجاوز جریان از حد مجاز توسط مدل تعیین می شود. کارایی مدل ژنتیک با سیلاب های تاریخی و سیلاب های بازسازی شده با دوره بازگشت 50 ساله بررسی شده است. خروجی مدل الگوریتم ژنتیک با استفاده از روش –K نزدیکترین همسایه (K-NN) جهت تدوین سیاست های بهره برداری در زمان سیلاب استفاده شده و نتایج آن با معادله رگرسیون خطی برای شبیه سازی مقایسه شده است. نتایج به دست آمده از این دو مدل بیانگر کارایی آنها در تدوین سیاست بهره برداری از سد درزمان وقوع سیلاب می باشد.

مفهوم آبنمود واحد لحظه ای (IUH) به صورت گسترده ای در شبیه سازی بارش- رواناب بکار می رود. در این مقاله آبنمود واحد ژئومورفولوژیکی ارایه گردیده است که بر پایه مفهوم مخازن خطی آبشاری شکل گرفته است. در واقع در این مدل از یک سری مخازن متوالی که در طول زهکش حوضه قرار گرفته اند استفاده می گردد.دو ویژگی مهم مدل عبارتند از: (الف) تاثیر داشتن خصوصیات حوضه در فرمول بندی و (ب) داشتن فقط یک پارامتر قابل تخمین. نتایج مدل ارایه شده در این مقاله با نتایج مدل جعبه سیاه نش برای حوضه امامه، مقایسه گردیده است. نتایج حاصل حکایت از این دارد که مدل ارایه شده علیرغم داشتن یک پارامتر کمتر نسبت به مدل نش، به دلیل بهره گیری از خصوصیات ژئومورفولوژیکی حوضه، توانایی مناسبی در شبیه سازی بارش- رواناب دارد. در مدل سازی ارایه شده استفاده از ابزار GIS امکان محاسبه پارامترهای ژئومورفولوژیکی مدل را به آسانی ودقت میسر نمود.

فرسایش خاک و تولید رسوب حوضه ها از محدودیت های اساسی در دست یابی به کاربری پایدار اراضی و حفظ کیفیت آب در آبراهه ها، دریاچه ها و دیگر منابع آب به شمار می روند. از این رو بررسی فرآیند فرسایش خاک و تولید رسوب وارزیابی عوامل حاکم بر آنها از ضروریات مدیریت صحیح منابع موجود در یک حوضه می باشد. از طرفی برای اندازه گیری دقیق تولید رسوب یک حوضه از رسوب نگار استفاده می شود. تحقیق حاضر به منظور تحلیل رسوب نگارها در حوضه چهل گزی سد قشلاق در استان کردستان با مساحت 27233 هکتار انجام شده است. برای دست یابی به اهداف تحقیق آب نگار و رسوب نگار 11 رگبار از پاییز 1385 تا بهار 1386 تهیه و تحلیل شد. نتایج نشان داد که در تمامی رگبارهای مورد بررسی با مقدار متوسط تولید رسوب 79.56±47.93 تن، شکل عمومی رسوب نگارهای مشاهده ای از آب نگارهای رگبارهای متناظر تبعیت کرده و مقادیر اوج آنها به طور متوسط 2.94±1.04 ساعت پس از وقوع اوج سیلاب رخ داده است.

یکی از سازه های هیدرولیکی موثر در تثبیت سواحل رودخانه آبشکن می باشد. در چند دهه اخیر استفاده از آبشکن ها در پایداری ساحل خارجی رودخانه ها ودر مسیرهای قوسی مورد توجه مهندسان هیدرولیک قرار گرفته است. استقرار آبشکن در مسیر جریان باعث ایجاد آبشستگی های موضعی در محل آبشکن و تغییرات توپوگرافی بستر می گردد. در این مقاله به بررسی هندسه حفره آبشستگی و میزان آبشستگی بیشینه و توپوگرافی بستر پیرامون آبشکن های T شکل مستقر در قوس 90 درجه پرداخته شده است. برای این منظور در یک کانال آزمایشگاهی با قوس 90 درجه و ملایم (نسبت شعاع قوس به عرض کانال برابر (4 و دارای بستر رسوبی با قطر متوسط 1.28 میلی متر و شرایط آب تمیز، آزمایشاتی طراحی و اجرا شد. در این آزمایشات تاثیر متغیرهای طول آبشکن، طول بال آبشکن، موقعیت قرار گیری آبشکن در قوس و همچنین عدد فرود جریان بر میزان آبشستگی حول آبشکن T شکل و تغییرات توپوگرافی بستر مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بیانگر این است که افزایش طول آبشکن، کاهش طول بال آبشکن، افزایش عدد فرود و تغییر موقعیت آبشکن به سمت پایین دست قوس باعث افزایش ابعاد چاله آبشستگی می گردد. معادلات جدیدی در محاسبه پارامترهای چاله آبشستگی حاصل شد.

افزایش جمعیت و توسعه اقتصادی، اجتماعی کشور در دو دهه گذشته، افزایش مداوم تقاضای آب برای مصرف کنندگان مختلف آب را به همراه داشته و موجب گردیده که بعضی از آبخوانهای مهم کشور با آفت شدید سطح آب زیرزمینی مواجه شوند. به همین لحاظ، ادامه روند فزاینده افت منجر به پیدایش شرایط بحرانی دربرخی از آبخوان ها شده است. در چنین شرایطی بهره برداری بهینه از آبخوان ها و فراتر از آن در سطح حوضه های آبریز نیازمند مدیریتی است که با توجه به ویژگی های کمی و کیفی مخازن آب زیرزمینی بتواند قابلیت آنها را از نظر توسعه یا اعمال محدودیت بهره برداری قبل از ایجاد وضعیت نامطلوب یا بحرانی تعیین و از بروز خسارت جبران ناپذیر جلوگیری نماید. این گزارش سعی دارد، رابطه بین بهره برداری بی رویه از آبخوانها و پیامدهای آن را بیان نماید. در همین رابطه دشت رفسنجان به عنوان مطالعه موردی یکی از دشت های ممنوعه بحرانی کشور انتخاب گردیده است.