تحقیقات منابع آب ایران
سال:1390 | دوره:7 | شماره:3 (مسلسل 21) |تعداد مقالات:9

منابع آبی، بنیان اصلی توسعه پایدار کشورهاست. توزیع غیریکنواخت مکانی و زمانی منابع آب، یکی از عوامل کمبود آب در مناطق خشک و نیمه خشک می باشد که انتقال آب بین حوضه ای به عنوان یک راه حل برای رفع این مشکل مطرح می شود. به علت تعدد پروژه های قابل اجرا و هزینه زیاد اجرای همزمان آن ها، ترتیب اجرای این پروژه ها اهمیت می یابد. بنابراین یکی از مسائل مهم مطرح در مدیریت منابع آب، اولویت بندی پروژه هاست. تصمیم گیری چندشاخصه ای فازی، یک روش مناسب برای مقایسه، انتخاب و اولویت بندی گزینه های مختلف با در نظرگرفتن معیارهای متفاوت، می باشد. در این تحقیق از سه روش تصمیم گیری چندشاخصه ای فازی به نام های روش مجموعه های ماکزیمم و مینیمم فازی، روش بونیسون در شرایط تصمیم گیری گروهی و روش Fuzzy TOPSIS گروهی برای اولویت بندی برخی از پروژه های انتقال آب بین حوضه ای کارون بزرگ با در نظرگرفتن معیارهای مختلف، استفاده شده است. برای اولویت بندی گزینه ها، از نرم افزار FDM نیز استفاده شده است. گزینه ها شامل 10 طرح انتقال آب بین حوضه ای کارون بزرگ با 8 معیار مختلف می باشند که در ابتدا وزن معیارها، توسط 5 کارشناس خبره در زمینه منابع آب مشخص می شوند. سپس بر اساس معیارهای انتخاب شده، نسبت ارجحیت هر گزینه توسط کارشناسان تعیین می شود. در نهایت نتایج بدست آمده از روش های مختلف با یکدیگر مقایسه می شوند. نتایج بدست آمده نشان می دهند که در کلیه روش ها، تونل اول کوهرنگ در اولویت بالاتری نسبت به گزینه های دیگر قرار دارد. همچنین ضریب همبستگی اولویت بندی Spearman برای تعیین نزدیکی نتایج روش های مختلف به کار برده شده است که بر اساس نتایج بدست آمده، روش بونیسون و روش Fuzzy TOPSIS دارای بیشترین ضریب همبستگی می باشند. برای بررسی تاثیر وزن معیارها، تحلیل حساسیت بر روی وزن معیارها انجام و نتایج بدست آمده با یکدیگر مقایسه شد.

تغذیه گرایی در مخازن سدها یکی از عمده ترین مشکلات زیست محیطی اثرات احداث سدها و تامین آب با کیفیت مطلوب می باشد. مدیریت و کنترل موثر این پدیده در مخازن مستلزم به کارگیری مدل های شبیه سازی با کمترین سطح پیچید گی و با تکیه بر موثرترین پارامترهای کیفی و فرآیندهای موثر است. پویایی سیستم یکی از ابزارهای شبیه سازی شیءگراست که با دیدگاه تحلیل سیستمی و تاکید بر روابط علت و معلولی و بازخورها به صورت پویا قادر به شبیه سازی این فرآیند در مخزن می باشد. در این مقاله با استفاده از این روش و با در نظر گرفتن پارامتر فسفر به عنوان عامل اصلی تغذیه گرایی، مدل شبیه سازی غلظت فسفر در مخزن سد ستارخان واقع بر رودخانه اهرچای در استان آذربایجان شرقی تدوین گردیده است. در این مدل اندرکنش فسفر مخزن با رسوبات کف به صورت ضرایب متغیر ماهانه به همراه فرآیند دفن فسفر در رسوبات در نظر گرفته شده است. پس از آنالیز حساسیت روی ضرایب مذکور، واسنجی و صحت سنجی مدل بر اساس داده های موجود در یک دوره 47 ماهه انجام گردیده و نتایج حاکی از اطمینان قابل قبول مدل در شبیه سازی فسفر مخزن علیرغم سادگی فرضیات مورد استفاده بوده است. بررسی نسبت سهم فسفر در ورودی، خروجی، رسوبات و مخزن نشان دهنده اهمیت و سهم بالای رسوبات در مدیریت غلظت فسفر در مخزن می باشد. همچنین تحلیل سناریوهای کاهش و افزایش بار ورودی به مخزن نشان داد تغییر بار ورودی در غلظت فسفر در مخزن با نسبت کمتری تاثیر دارد که در مدیریت کاهش بار مواد مغذی حوزه باید در نظر گرفته شود.

در این مقاله یک مدل بهینه سازی به منظور تعیین ابعاد بهینه یک سیستم ترکیبی کنترل سیلاب سازه ای ارائه گردیده است. اگرچه روش های مختلف سازه ای جهت کنترل سیلاب وجود دارد، در این مطالعه بدون کاستن از عمومیت بحث برای سایر ترکیبات، ترکیب یک سد و یک گوره در نظر گرفته شده است. در مقایسه با مطالعات قبلی، در این پژوهش از فرضیات ساده کننده کمتری استفاده شده است. مثلا هندسه رودخانه و گوره با جزییات بیشتری لحاظ شده است و گوره حول محور رودخانه به شکل نامتقارن در نظر گرفته شده است. مساله حاصل یک مدل بهینه سازی غیرخطی بزرگ مقیاس را نتیجه می دهد که از حل آن سود خالص مورد انتظار سالانه سیستم توسعه یافته، دوره برگشت سیل طرح، ابعاد مولفه های سیستم از قبیل ارتفاع سد، ابعاد سرریز (طول و ارتفاع)، ارتفاع و میزان عقب نشینی گوره از کرانه رودخانه، حاصل می گردد. رودخانه تنگ سرخ و سیستم کنترل سیلاب (در دست مطالعه) در شهر شیراز به عنوان مطالعه موردی در نظر گرفته شده است. حل مدل یک سیستم ترکیبی سد - گوره را نتیجه داده است که باید برای سیلاب طراحی با دوره برگشت 1000 سال توسعه یابد.

برف یکی از اشکال مهم بارش در چرخه هیدرولوژی مناطق کوهستانی بوده که در تامین منابع آب شرب و کشاورزی به صورت جریان های تاخیری در فصول پرآبی و جریان های حداقل در فصول کم آبی و تولید انرژی نقش ارزنده ایفا می کند. هدف اساسی مدل سازی هیدرولوژیکی در حوضه های آبخیز، درک بهتر از روند چرخه آب نظیر فرآیندهای حاکم بر چرخه آب و منابع آب می باشد. منطقه پوشیده از برف پارامتری اساسی در سیکل هیدرولوژی و اقلیم شناسی زیست کره است. در این تحقیق رواناب حاصل از ذوب برف در حوضه آبخیز سد کرج با استفاده از مدل هیدرولوژیکی SRM در دو سال آبی 81-80 و 82-81 مدل سازی شده است. SRM یک مدل شبیه سازی جریان رواناب حاصل از ذوب بر پایه درجه - روز است که از 14 پارامتر و متغیر ورودی نظیر بارش، دما، دبی و سطح پوشش برف به صورت روزانه و ضریب فروکش، ضریب رواناب برف و باران، فاکتور درجه روز و همچنین خصوصیات فیزیکی مانند طبقات ارتفاعی استفاده می نماید. متغیرهای دما و بارش روزانه با توجه به معادله گرادیان به طبقات ارتفاعی توزیع گردید. خصوصیات فیزیکی حوضه نیز با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی به مدل اضافه گردید. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهند مدل رواناب حاصل از ذوب برف (SRM) در حوضه آبخیز سد کرج با ضریب تبیین 0.47 و 0.94 به خوبی قادر به مدل کردن فرآیند رواناب حاصل از ذوب برف می باشد.

برونداد یک سامانه پیش بینی همادی برای انجام پیش بینی های احتمالی بارش روزانه در سطح کشور با دو مدل WRF و MM5 به ترتیب با پنج و سه پیکربندی متفاوت واسنجی و ارزیابی شده است. بارندگی تجمعی 257 ایستگاه همدید در سطح کشور در بازه زمانی اول نوامبر 2008 تا سی آوریل 2009 استفاده شده است. این داده ها به دو دوره سه ماهه تقسیم و برای آموزش استفاده و ارزیابی شده است. بافت نگار رتبه ای حاصل از سامانه همادی در دوره آموزش، به دو دسته با انحراف معیار (0<s£0.45) و (s>0.45) تقسیم شده است. در نهایت پیش بینی بارندگی روزانه برای آستانه های (p£0.1، 0.1<p£10 و p>10) میلی متر برای هر روز در دوره ارزیابی با استفاده از بافت نگار حاصل از دوره آموزش و انحراف معیار پیش بینی بارندگی مربوط به اعضای سامانه در همان روز واسنجی شده است. نتایج حاصل از سنجه های راست آزمایی متداول، نشان می دهد که واسنجی به روش بافت نگار رتبه ای سبب بهبود پیش بینی های احتمالی بارش روزانه (به ویژه در آستانه بارش های سنگین) می شود.

روش ماسکینگام کون‍ژ به طور گسترده ای برای روندیابی سیل استفاده می شود. اصلاحات متفاوتی برای افزایش دقت این روش طی دهه گذشته پیشنهاد شده است. با این وجود مشکلاتی از قبیل انتخاب دبی مرجع مناسب برای محاسبه پارامترهای روندیابی و رخ دادن تلفات ناچیز حجم وجود دارد. در تحقیق حاضر به منظور مطالعه قابلیت کاربرد شماهای مختلف روش ماسکینگام کونژ در شرایط میدانی، تعدادی سیل مشاهداتی از رودخانه کارون به وسیله این شماها روندیابی گردیده و نتایج حاصل از آن ها با مقادیر مشاهداتی پایین دست و همچنین نتایج حاصل از مدل موج دینامیکی مقایسه شده اند. نتایج نشان می دهد که شماهای مورد مطالعه عموما خروجی قابل قبولی در مقایسه با هیدروگراف مشاهداتی از خود نشان می دهند. همچنین اختلاف بین نتایج این شماها قابل ملاحظه نمی باشد. بعلاوه نتایج محاسبه شده توسط روش های مورد مطالعه به طور قابل قبولی مشابه روش موج دینامیکی می باشد. در نهایت تحلیل حساسیت ابعاد شبکه محاسباتی انجام شده است. نتایج این بخش نشان می دهد که اثرات تغییر گام زمانی نسبت به تغییر گام مکانی روی نتایج خروجی مدل ها بیشتر می باشد.

در این مقاله یک مدل لاگرانژی مبتنی بر حرکت ذرات که بر اساس روش هیدرودینامیک ذرات هموارشده تراکم پذیر (SPH) تهیه شده است، ارایه می شود. این مدل قادر به شبیه سازی جریان های سطح آزاد با تغییرات شدید در سطح آزاد است. شکست سد درون یک مخزن بسته به عنوان یکی از آزمون های اصلی در صحت سنجی مدل های عددی جریان های با سطح آزاد در اینجا شبیه سازی می شود و نتایج آن با نتایج آزمایشگاهی، تحلیلی و عددی پیشین مقایسه می گردد. همچنین جریان بین دو صفحه موازی (Couette flow) و جریان گودال برشی به منظور بررسی تاثیر لزجت شبیه سازی و با نتایج عددی مقایسه می شوند. همه نتایج بیانگر عملکرد مناسب مدل تهیه شده می باشند.

در این مقاله با توجه به وضعیت بحرانی آب در شهر مقدس مشهد و همچنین سایر شهرها و استان های کشور و با در نظر داشتن لزوم صرفه جویی در آب شرب که حجم بالایی از آن در ماه های گرم سال توسط کولرهای آبی مصرف شده یا بعضا به هدر می رود؛ به بررسی میزان صرفه جویی حاصل از قرار دادن سایه بان بر روی کولرهای آبی پرداخته شده است. در این تحقیق با در نظر گرفتن شرایط فیزیکی و محیطی، دو کولر کاملا مشابه در شرایط محیطی یکسان و کنترل شده قرار گرفته و با قرار دادن یک سایه بان بر روی یکی از این دو کولر اقدام به اندازه گیری حجم آب مصرفی توسط آن ها کرده و نهایتا با در نظر گرفتن میزان رطوبتی که توسط هر یک تولید شده، همچنین تغییرات دما و حجم آب مصرف شده در زمانی یکسان، به مقایسه آن ها پرداخته شده است. با مقایسه تغییرات دما قبل و بعد از کار کردن هر دو کولر مشاهده شد که تغییرات دمای اتاق و درصد رطوبت نسبی هوا برای هر دو کولر تقریبا یکسان بوده و یا در کولری که دارای سایه بان است اندکی بیشتر بوده است، در عین حال کولری که در زیر سایه بان قرار گرفته به ازای هر ساعت بیش از 10 درصد مصرف آب کمتری نسبت به کولر بدون سایه بان داشته است.

تعیین حریم حفاظتی برای چاه های شرب روش موثری جهت حفاظت و مدیریت منابع تامین کننده آب می باشد. این مطالعه با استفاده از داده های 24 چاه شرب و انجام شبیه سازی ریاضی در منطقه یافت آباد تهران انجام شده است و بر اثرات ویژگی های هیدرولیکی آبخوان بر شکل حریم حفاظتی و ناحیه تسخیر هر چاه تمرکز داشته است. بر اساس نتایج حاصل از شبیه سازی و از میان کلیه پارامترها، مقدار گرادیان هیدرولیکی و همچنین هدایت هیدرولیکی آبخوان در اطراف هر چاه دارای همبستگی مستقیم با طول بالادست حریم حفاظتی آن چاه می باشند. همچنین تخلخل موثر و ضخامت آبخوان دارای همبستگی معکوس با اندازه حریم حفاظتی چاه می باشند. این مطالعه نشان داد که همگرایی خطوط جریان آب زیرزمینی در اطراف هر چاه باعث می شود که چاه مقادیر آب یکسانی از اطراف دریافت نموده و حریم حفاظتی چاه شکل متقارنی داشته باشد.