تحقیقات منابع آب ایران
سال:1391 | دوره:8 | شماره:2 (مسلسل 24) |تعداد مقالات:9

بهینه سازی بهره برداری از مخازن یکی از مهمترین مسائل مطرح در زمینه مدیریت منابع آب می باشد. در واقع نیاز مبرم به استفاده صحیح از منابع آب و انرژی، لزوم انجام برنامه ریزی جامع و بهره برداری صحیح از سدها را بیش از پیش روشن می سازد. در حال حاضر تحقیقات گسترده ای در مورد تعمیم روش های بهینه سازی تک هدفه به چندهدفه برای سیستم های چندمخزنی با پیچیدگی های بیشتر در حال مطالعه و بررسی می باشد. در این مقاله، مساله بهینه سازی بهره برداری از سیستم مخازن با سه هدف مختلف تامین نیازهای آبی پایین دست، کنترل سیلاب و استفاده های تفریحی از مخازن برای سیستم دو مخزنه در حوضه آبریز سفیدرود (واقع در شمال ایران)، بر اساس برنامه ریزی آرمانی مدل سازی شده است. با مقایسه نتایج مدل های تحقیق، مدلی که دارای شاخص عملکرد مخزن مناسب تری بود به عنوان مدل برتر انتخاب گردید. در نهایت جهت منظور کردن عدم قطعیت و همچنین برای به دست آوردن روش کلی بهره برداری از سیستم مخازن و به دلیل این که قواعد زبانی مزیت قابل توجهی در فهم بهتر و تفسیر آسان تر سیستم دارد، سیستم استنتاج عصبی فازی تطبیقی ساخته شد. نتایج تحقیق، حاکی از موفقیت مدل به کار گرفته شده در مدیریت صحیح سیستم دو مخزنه مورد نظر می باشد.

مدل تخصیص مشارکتی آب به عنوان یک مدل جامع برای تخصیص کارا و منصفانه آب در یک حوزه رودخانه طراحی شده است. این مدل شامل دو مرحله می باشد: مرحله اول، تخصیص اولیه آب، که با استفاده از مدل لکسیکوگرافیکی حداقل- حداکثر نسبت کمبود آب، آب بین مصرف کنندگان تخصیص داده می شود و مرحله دوم، تخصیص مجدد آب و منافع خالص جهت رسیدن به یک تخصیص کارا و بهینه از طریق انتقال آب که شامل سه زیر مدل برنامه ریزی آب آبیاری، مدل هیدرولوژیکی اقتصادی حوزه رودخانه و تئوری بازی مشارکتی می باشد. این بررسی به منظور تخصیص بهینه منابع آب مخازن چاه نیمه با از استفاده مدل های نظریه بازی ها در یک دوره 12 ماهه در سال 1384 انجام شد. نتایج حاصل از تخمین مدل لکسیکوگرافیکی حداقل- حداکثر نسبت کمبود آب نشان داد، نسبت رضایتمندی برای آب شرب از 0.89 تا 1 متغیر بوده که برای بخش کشاورزی بین 1 تا 0.49 و برای آب تخصیصی به مخازن این نسبت برای همه ماهها کمتر از یک بدست آمد. نتایج حاصل از مدل هیدرولوژیکی اقتصادی حوزه رودخانه نشان دادند که سود و مقدار آب تخصیصی در کل دوره مورد بررسی برای آب شرب در حالت تخصیص بهینه نسبت به تخصیص اولیه افزایش و برای بخش کشاورزی کاهش یافته است. در جریان تخصیص مجدد سود بر مبنای مفهوم ارزش شاپلی بیشترین سود متعلق به آب شرب زاهدان بود که دارای بیشترین دریافتهای جانبی از دیگر شرکا و منافع افزوده در کل دوره می باشد. کمترین سود نیز متعلق به بخش کشاورزی بوده است.

ضرایب زبری در سواحل رودخانه ها و دشت های سیلابی تحت تاثیر دو عامل عمده یعنی شرایط جریان و مشخصات پوشش گیاهی است. در این میان یکی از مهمترین پارامترهای مشخصات پوشش گیاهی بحث تراکم و انعطاف پذیری آن است. تاکنون تحقیقات زیادی در زمینه اثر پوشش گیاهی روی ضریب زبری در سواحل رودخانه ها و دشتهای سیلابی انجام شده اما بحث تراکم گیاهی کمتر مورد توجه قرار گرفته است. بدین منظور این تحقیق جهت بررسی تاثیر تراکم و انعطاف پذیری پوشش گیاهی روی ضرائب زبری انجام شد. در بررسی که با استفاده از مدل آزمایشگاهی روی سه نوع پوشش گیاهی در حالت غیر مستغرق انجام شد اثر آنها روی ضریب زبری در چهار حالت تراکم مورد بررسی قرار گرفت. از نتایج این بررسی می توان به تغییرات خطی ضرائب زبری نسبت به میزان تراکم اشاره کرد. میزان کاهش ضریب زبری در هر تراکم گیاهی، بطور متوسط بین هشت الی ده درصد نسبت به حالت متراکم تر در شرایط یکسان جریان یعنی سرعت و عمق جریان (درصد استغراق) بدست آمد. همچنین در سرعت های و تراکم یکسان، بدلیل انعطاف پذیری متفاوت پوشش گیاهی ضریب زبری متفاوت بدست آمد.

این تحقیق تاثیر پدیده تغییر اقلیم بر رواناب حوضه قرنقو در دوره 2039-2010 میلادی را با لحاظ نمودن عدم قطعیت مربوط به مدل های AOGCM و سناریوهای انتشار گازهای گلخانه ای، بررسی می نماید. ابتدا مقادیر دما و بارش ماهانه هفت مدل AOGCM تحت سناریوهای A2 و B2 در دوره آتی و دوره پایه 2000-1971 برای حوضه، تهیه شده و سپس کوچک مقیاس شدند. نتایج نشان از کاهش بارندگی و افزایش دما در دوره آتی داشته، به طوری که دمای حوضه در دوره آتی برای سناریوی A2 بین 0.2 تا 3 و برای B2 بین 0.3 تا 4 درجه سانتی گراد نسبت به دوره پایه افزایش می یابد. همچنین حوضه در دوره آتی شاهد افزایش بارندگی برای فصل پاییز و کاهش آن برای فصل تابستان بوده و محدوده تغییرات بارش برای سناریوی A2 بین 93- تا 139% و برای B2 بین 61- تا 157% خواهد بود. برای دخالت عدم قطعیت مدل های AOGCM، این مدل ها وزن دهی شدند. با واسنجی مدل IHACRES رابطه بارش رواناب ماهانه حوضه شبیه سازی شده و با استفاده از روش مونت کارلو تعداد 2000 نمونه از تابع توزیع احتمالاتی ماهانه دما و بارندگی کوچک مقیاس شده حوضه، تولید گردید. با معرفی این مقادیر به IHACRES، 2000 سری رواناب ماهانه در دوره آتی شبیه سازی گردید. نتایج نشان می دهند که متوسط رواناب سالانه درازمدت در دوره آتی به میزان 1.73 برای A2 و 0.44 مترمکعب بر ثانیه برای B2 نسبت به دوره مشاهداتی افزایش نشان می دهد. این افزایش رواناب برای سناریو A2 بیشتر از سناریوی B2 خواهد بود.

در این مطالعه کارایی مدل تحقیقاتی و پیش بینی وضع هوا (WRF) برای پیش بینی های بارندگی تجمعی 24 ساعته در کشور ایران تعیین شده است. پیش بینی های روزانه برای دوره اول نوامبر 2008 تا 30 ژوئن 2009 برای بردهای 24، 48 و 72 ساعته راست آزمایی شده اند. فرایند راست آزمایی به طور جداگانه برای سه گستره بارش و نیز 9 منطقه مختلف کشور با استفاده از جدول توافقی 2×2 و کمیت های راست آزمایی وابسته به این جدول انجام شده است. با این که بارش مشکل ترین پارامتر برای پیش بینی است نتایج راست آزمایی مهارت قابل قبولی را از پیش بینی های مدل WRF نشان می دهد. با توجه به مقادیر بزرگ تر از یک کمیت اریبی نتایج نشان می دهد که به طور کلی مدل فراپیش بینی دارد. در شمال کشور که پربارش ترین مناطق هستند مقدار کمیت TS بیش از 0.50 است که بالاترین دقت مدل را برای پیش بینی بارش در بین مناطق مختلف نشان می دهد و در مناطق کم بارش شرق و جنوب شرق کشور کمیت TS با مقادیر کمتر از 0.40 کمترین دقت مدل را در بین مناطق مختلف کشور نشان می دهد. همچنین ارزش اقتصادی پیش بینی های این مدل برای نسبت های هزینه به ضرر کمتر از 0.40 به بیش از 0.60 نیز رسیده است که استفاده عملیاتی پیش بینی های این مدل را توصیه پذیر می سازد.

تغییرات در روند بارندگی می تواند نشانه ای از تغییر اقلیم جهانی باشد. هر چند بررسی وجود روند در داده های آب- اقلیمی می تواند در دو مقیاس نقطه ای و منطقه ای صورت گیرد، اما مطالعات کمتری به این موضوع در مقیاس منطقه ای توجه نموده است. در این مطالعه چگونگی روند تغییرات در مقادیر حداکثر بارش 24 ساعته و میانگین بارندگی سالانه در یک دوره آماری 30 ساله در 35 ایستگاه باران سنجی در استان مازندران با استفاده از آزمون غیر پارامتری من-کندال در دو مقیاس منطقه ای و نقطه ای بررسی شده است. روش TFPW برای رفع اثرات همبستگی متوالی بر آزمون من-کندال، و همچنین اثر خود-همبستگی در سری های زمانی استفاده شد. نتایج آزمون من-کندال منطقه ای نشان داد که اگر استان مازندران یک منطقه ی واحد در نظر گرفته شود، هیچ روندی در سری زمانی حداکثر بارش 24 ساعته در سطح معنی داری 5% مشاهده نمی شود. اما اگر با استفاده از تحلیل خوشه ای فازی استان مازندران به نواحی هیدرولوژیکی تقسیم گردد، مشاهده می شود که در قسمت غربی استان مازندران روند معنی داری در سطح 5% وجود دارد. بررسی وجود روند در سری زمانی میانگین بارش سالانه نیز نشان داد که کل استان مازندران دارای روند صعودی در سطح معنی دار 1% است.

یکی از روشهای محافظت و تثبیت سواحل رودخانه ها استفاده از آبشکن می باشد. استفاده از آبشکن باعث انحراف جریان از کناره ها گردیده، آن را به سمت محور اصلی رودخانه هدایت کرده که این امر سبب حفاظت سواحل می گردد. با انحراف جریان به سمت محور رودخانه، بحث آبشستگی در دماغه آبشکن مطرح می گردد. اگر عمق آبشستگی به پی آبشکن برسد، سبب واژگونی و تخریب آبشکن گردیده و خسارات فراوانی را به همراه خواهد داشت. در این مقاله با انجام مطالعات آزمایشگاهی به بررسی اثر توام طول آبشکن و قطر مصالح بستر بر آبشستگی پیرامون آبشکنT شکل مستقر در قوس 90 درجه پرداخته شده است. نتایج آزمایشات بیانگر این است که ابعاد چاله آبشستگی (شامل حداکثر عمق آبشستگی، طول چاله آبشستگی در بالادست آبشکن و حداکثر عرض چاله آبشستگی) با طول آبشکن نسبت مستقیم دارند در حالیکه حداکثر عمق آبشستگی و طول چاله آبشستگی در بالادست آبشکن با قطر متوسط مصالح نسبت معکوس دارد.

در این مطالعه با استفاده از مدل سازی و به کارگیری بعضی از پارامترهای روش DRASTIC و همچنین نقش تراکم جمعیتی در نواحی شهری به کمک نرم افزار Arc GIS 9.3 به بررسی آلودگی آبخوان در نواحی شهری پرداخته است و نواحی در خطر آلودگی بالا و متوسط و کم مشخص شده است. اگرچه روش DRASTIC برای بیشتر دشتهای وسیع بکار گرفته می شود اما با ارزیابی بعضی از پارامترها دراستیک در نواحی شهری و سایر عوامل موثر با کمک مدل شبه دراستیک می توان آلودگی آبهای زیرزمینی را در نقاط شهری بررسی کرد. در این مطالعه به کمک پارامترهای عمق تا سطح ایستابی، تغذیه خالص، محیط آبخوان، محیط خاک، توپوگرافی، محیط غیر اشباع و هدایت هیدرولیکی نقاط در معرض آلودگی آبخوان مورد بررسی قرار گرفته است. از آنجا که منطقه مورد مطالعه شهری می باشد، شرایط خاص منطقه مورد بررسی قرار گرفته است، به طوری که نقش بافت خاک سطحی در مناطق شهری با توجه به نقش آن در کاهش در آلایندگی آبخوان زیاد ارزش گذاری شده است. همچنین با توجه به نقش فاضلاب شهری در آلودگی آبخوان، میزان تراکم جمعیت در نقاط مختلف شهر به عنوان یک پارامتر مهم مورد ارزشیابی قرار گرفته و به پارامترهای دراستیک اضافه شده است. به طور کلی نتایج مطالعه نشان داد که بیشترین نقاط در معرض آسیب پذیری بالا در مناطق مرکزی و جنوبی و غربی آبخوان و همچنین در نواحی جنوب شرقی می باشد.

در این پژوهش اثر کنترل کنندگی دبی بر میزان غلظت متغیرهای کیفی آب بررسی و قابلیت مدل سازی روابط میان غلظت برخی از متغیرهای کیفی آب و میزان دبی جریان آب در 61 نمونه برداشت شده، طی آبان 1386 لغایت تیر 1387، در وضعیت های مختلف هیدرولوژیکی جریان پایه، سیلابی و برداشت شن و ماسه در آبخیز آموزشی - پژوهشی دانشگاه تربیت مدرس ارزیابی شد. نتایج به دست آمده ارتباط میزان کلراید در جریان پایه، کدورت و نیترات در جریان پایه و سیلابی و هم چنین سختی و قلیائیت در هنگام برداشت شن و ماسه با ضریب همبستگی به ترتیب بیش از 0.509 (p<0.001)، 0.063 (p<0.01) و 0.508 (p<0.01) با خطای تخمین کمتر از 64 درصد با میزان دبی در زمان مربوطه را تائید نمود.