تحقیقات منابع آب ایران
سال:1384 | دوره:1 | شماره:2 |تعداد مقالات:16

در این مقاله سه روش مختلف برای تخمین تبخیر تعرق بالقوه سطوح گیاهی (ET0) در منطقه باجگاه (استان فارس، ایران) ارزیابی می شود. با استفاده از میانگین داده های هواشناسی در سال های 2002-1986 در (17 سال)، مقادیر ماهانه ET0 با معادله های پن من – فائو، پن من – مانتیث و هارگریوز تخمین زده شد. معادله های پن من – مانتیث و هارگریوز بر اساس روش پن من- فائو که در مطالعات قبلی مناسب ترین معادله برای تخمین ET0  شناخته شده واسنجی گردید.بررسی ها نشان داد که نتایج معادله های پن من – مانتیث و هارگریوز تا اندازه ای به هم شبیه اند. ولی میزان ET0 را برای همه سال ها کمتر از روش پن من- فائو تخمین می زنند. برای واسنجی معادله های پن من – مانتیث و هارگریوز رابطه رگرسیون خطی به کار برده شد. همچنین در واسنجی معادله هارگریوز، تغییرات شیب خط برای مقادیر مختلف ET0 در دو روش محاسبه کویر ضرایب واسنجی شده معادله هارگریوز(CH)  برای ماه های مختلف بدست آمد. همچنین ET0 سالانه بدست آمد.

متغیر بودن رژیم های بارندگی و جریان رودخانه در سال های مختلف، در عین حالی که تاییدی بر تکرار پدیده خشکسالی است، اتخاذ یک راه کار مناسب را ایجاب می کند. در این مقاله یک مدل برنامه ریزی ریاضی که تلفیقی از برنامه ریزی غیر خطی(به عنوان زیر مدل 1) و برنامه ریزی پویای استوکاستیکی (به عنوان زیر مدل 2) برای یک سد یک منظوره جهت مصارف کشاورزی است، تدوین گردید. در زیر مدل1، با توجه به مقادیر مشخصی از متغیرهای حالت (حجم آب مخزن در ابتدا و انتهای فصل زارعی و میزان بارندگی و رژیم رودخانه در طول فصل زراعی)، مناسب ترین الگوی بهره برداری از مخزن سد و تخصیص بهینه آب بین گیاهان مختلف و در نهایت سود حاصل از زراعت به دست می آید. زیر مدل 2 به اطلاعات سودهای حاصل از زراعت در ازای کلیه ترکیبات مختلف از متغیرهای حالت به انضمام ویژگی های استوکاستیکی جریان رودخانه و بارندگی نیاز دارد. با اجرای این زیرمدل، می توان مناسب ترین حالت وضعیت آب در مخزن سد در انتهای فصل رشد، منوط به داشتن بقیه متغیرهای حالت، را به نحوی که عملکرد کل سیستم در طول سال حداکثر گردد، بدست آورد. بنابراین با سنجش حجم آب مخزن در ابتدای فصل زراعی و برآورد مناسبی از رژیم رودخانه و بارندگی در طی این فصل، که با تحلیل داده های تاریخی می تواند به دست آید، میزان آب بهینه در مخزن سد در انتهای فصل زراعی را می توان برآورد نمود. با مراجعه به نتایج اجرای زیر مدل 1 مربوط به این حالت، الگوی بهینه بهره برداری از مخزن و تخصیص بهینه آب بین گیاهان زراعی موجود برای شرایط واقعی تحت بررسی به دست می آید. این روش متضمن استفاده بهینه از منابع آبی موجود در کلیه شرایط، خصوصا در شرایط خشکسالی بوده و به عنوان یک راه کار مدیریتی جهت اعمال برای چنین سدهایی پیشنهاد می شود. مدل کامپیوتری تهیه شده برای یک سد مخزنی واقع در استان خراسان اجرا گردید و نتایج حاصله مورد بحث قرار گرفت.

با توجه به اهمیت لایه بندی حرارتی و اثر آن بر روی کیفیت آب مخازن، و بدلیل پیچیدگی هیدرودینامیک مخزن لایه بندی شده، یک مدل صریح با چگالی متغیر جهت حل همزمان معادلات پیوستگی، حرکت و انرژی در سیستم مختصات منحنی الخط متعامد ارائه گردیده است. مدل ارایه شده بصورت دو بعدی در قائم و با استفاده از معادلات منحنی الخط متعامد متوسط گیری شده در عرض، که برای مخازن نسبتا باریک، بلند و مستقیم قابل استفاده می باشد، ارایه شده است. با توجه به اینکه معادله اندازه حرکت در جهت قائم حل گردیده، لذا از تقریب فشار هیدرواستاتیک استفاده نمی شود و معادلات به روش علامت گذاری و سلول MAC و تکنیک گسسته سازی حجم محدود بر روی شبکه متعامد حل شده است. در این شبکه محور افقی مختصات بر سطح آب و کف مخزن سد منطبق می باشد. مدل فوق با نتایج فلوم جانسون مقایسه و نتایج به دست آمده نمایانگر ان است که این مدل می تواند پیش بینی هیدرودینامیک جریان با چگالی متغیر را بخوبی انجام دهد. به علاوه در این شبیه سازی، جریان ناشی از تغییرات چگالی در طول فلوم با داده های جانسن و کارپیک همخوانی و سازگاری خوبی را نشان می دهد.

مدل های مفهومی بر مبنای هوش مصنوعی، اغلب برای پیش بینی های کوتاه مدت و میان مدت هیدرولوژیکی به کار رفته اند. در این مقاله با استفاده از مفهوم تولید مجموعه ای از پیش بینی ها (ESP) و تفکیک مدل سازی برای متغیرهای اقلیمی و هیدرولوژیکی، از مدل های مفهومی برای پیش بینی بلند مدت حجم جریان رودخانه زاینده رود در محل ورودی به سد زاینده رود استفاده می شود. سیستم استنتاج  فازی برای پیش بینی بارش فصلی به صورت عدد فازی و شبکه های عصبی مصنوعی برای شبیه سازی تبدیل اطلاعات هیدروکلیماتولوژیکی به جریان رودخانه مورد استفاده قرار می گیرند. فصل بندی بارش و جریان ماهانه، واسنجی مدل های اقلیمی و هیدرولوژیکی و استفاده از الگوریتم توقف آموزش در شبکه های عصبی، دقت پیش بینی مدل ها را در این تحقیق افزایش داده است. علاوه بر بررسی دقت رویکرد پیش بینی جریان در فصول مختلف، نتایج این مدل با یک مدل پیش بینی ماهانه بر مبنای شبکه های عصبی که با استفاده از اطلاعات مشاهده شده، جریان ماهانه را پیش بینی می کند، مقایسه می گردد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که رویکرد ارایه شده علاوه بر دقت قابل قبول در پیش بینی نقطه ای و بلند مدت جریان، امکان پیش بینی به صورت مجموعه ای از جریان های ممکن را نیز فراهم می آورد که در برنامه ریزی و مدیریت منابع آب با در نظر گرفتن عدم قطعیت پیش بینی ها، حائز اهمیت است.

نظر به اهمیت بالای هیدرولیک رسوب در مهندسی رودخانه و تاثیر آن روی سازه های هیدرولیکی بنا شده روی رودخانه، مطالعه دقیق و برآورد صحیح میزان بار رسوب عبوری از مقاطع مختلف یک رودخانه نقش بسزایی در پیشبرد صحیح مطالعات مهندسی رودخانه خواهد داشت، ولی معمولا بعلت وجود مشکلات فنی و اقتصادی امکان احداث و بهره برداری از ایستگاههای رسوب سنجی در مقاطع مختلف از بازه رودخانه وجود نداشته و لازم است برای آن مقاطع با استفاده از آمار ایستگاههای موجود اقدام به داده سازی منطقی شود. در این مطالعه با استفاده از علم ژئواستاتیستیک و مفهوم متغیرهای مکانی اقدام به تعیین مدل برآورد مکانی بار معلق برای شاخه اصلی تلخه رود تبریز گردید. برای این منظور با استفاده از نرم افزارGslib علاوه بر تخمین چند پارامتری کوکریجینگ با استفاده از دبی جریان به عنوان پارامتر کمکی، برای مقایسه، تخمین تک پارامتری کریجینگ نیز صورت گرفت. نتایج حاصل حاکی از مناسب بودن مدل گوسی به عنوان مدل واریوگرام برآورد مکانی بار معلق تلخه رود بود و همچنین ملاحظه گردیدکه در برآورد بار معلق، روش کوکریجینگ در مقایسه با روش کریجینگ نتایج بهتری ارایه می دهد.

تفاوتهای زیادی بین برآوردهای ارایه شده از میزان فرسایش خاک ایران در منابع مختلف مشاهده می شود. افزون بر آن هیچگونه اولویت بندی قابل قبولی از فرسایش و رسوبدهی حوزه های آبخیز اصلی کشور در دست نیست. در این تحقیق با استفاده از داده های 209 ایستگاه رسوب سنجی، میزان رسوبدهی و فرسایش خاک کشور به ترتیب حدود 350 و 1000 میلیون تن در سال و متوسط رسوبدهی ویژه مناطق مورد مطالعه 214 تن در کیلومتر مربع درسال برآورد شد. بیشترین رسوبدهی ویژه به حوزه های هامون جازموریان، میناب و بلوچستان جنوبی و مارون و زهره در جنوب کشور با بیش از 700 تن در کیلومتر مربع در سال مربوط است. 3 رابطه رگرسیونی دو و چند متغیره معنی دار بین رسوبدهی کل با مساحت، دبی متوسط سالانه و دبی ویژه ارایه شد. بررسی ها نشان داد که بطور کلی با افزایش مساحت حوزه، رسوبدهی ویژه اضافه می شود که نشان دهنده فرسایش بیشتر در کوهپایه نسبت به ارتفاعات است. نتایج بررسی اولیه تعدادی از حوزه های دارای رسوبدهی ویژه با بیش از 1000 تن در کیلومتر مربع در سال نیز بیانگر آن است که سازندهای حساس به فرسایش، لغزش و پوشش گیاهی نقش مهمی در تولید رسوب دارند.

هیات بین الدول تغییر اقلیم (IPCC) در سال 1995 میلادی بر تغییرات جهانی حاکی از افزایش دمای کره زمین حدود 0.7 درجه سانتی گراد از نیمه دوم قرن نوزدهم اشاره نموده است. این گرمای جهانی سبب افزایش مقادیر حدی و شرایط آب و هوایی بد در دوره های نه چندان دور می شود. کلی ترین نتایج بدست آمده از گرمایش جهانی عبارتند از تغییرات موسمی کم، نوسانات زیاد در دمای روزانه، بارش و افزایش آنتروپی سیستم که باعث افزایش فراوانی رویدادهای حدی می شود. کم تر شدن فراوانی روزهای سرد، تداوم موج های گرمایی، وقوع سیل و شرایط حدی دیگر ازجمله آثار زیانبار گرمایش جهانی می باشد. سازمان هواشناسی جهانی، هیات بین الدول تغییر اقلیم و سایر نهادهای بین المللی ذیربط در جهت توسعه روشهای آماری و بکارگیری و استفاده آنها در مسایل مرتبط با تغییر اقلیم دست به اقدامات متعددی زده اند. هدف از ارایه این مقاله توجه آمارشناسان به گستردگی علم آمار در مسایل تغییرات اقلیمی است که از مهمترین مسایل امروزی انسان بشمار می آید. بعلاوه با توجه به بررسی های تغییرات اقلیمی در سطح کشور در پریود 97-1951 سعی شده است نتایج آماری بررسی ها از دیدگاههای مختلفی ارایه گردد. این نتایج برای پارامترهای مختلفی ازجمله دما و بارش هم در مقیاس های سالانه و هم در مقیاس های روزانه صورت گرفته است. نتایج فوق گویای وجود تغییراتی همچون روند، جهش، نوسانات غیرمعمول، تغییر در تابع توزیع در میانگین های سالانه و همچنین تغییراتی درشاخص های حدی از جمله تداوم موج های گرمایی، دامنه شبانه روزی دما، طول دوره رشد و غیره می باشد.

یکی از مراحل اصلی در مطالعات منابع آب برآورد توزیع مکانی بارندگی در مقیاس های زمانی متفاوت می باشد. هرنوع کاستی در انتخاب روش مناسب برآورد تغییرات مکانی بارندگی می تواند از عوامل مهم ایجاد خطا در به کارگیری مدل های بارش- رواناب در مراحل پیش بینی و طراحی باشد. به علاوه در مطالعات بیلان آب، کاهش عدم قطعیت در برآورد توزیع مکانی بارندگی اهمیت فراوانی دارد. روشهای مختلفی برای تحلیل مکانی بارندگی بر اساس داده های نقطه ای حاصل از ایستگاههای باران سنجی وجود دارد. از جمله این روشها می توان به روشهای زمین آماری اشاره نمود. روشهای زمین آماری به دلیل در نظر گرفتن همبستگی و موقعیت و آرایش مکانی داده ها، مورد توجه بسیاری از کاربردهای مهندسی هستند. در این تحقیق، قابلیت چند روش میانیابی شامل میانگین متحرک وزنی TPSS و کریجینگ برای برآورد توزیع مکانی بارندگی ماهانه و سالانه جنوب غرب ایران بررسی شد. برای مقایسه و ارزیابی روشها، از تکنیک اعتبار سنجی تقاطعی استفاده گردید. مقایسه روشهای مختلف برای برآورد بارندگی سالانه نشان می دهد که هر چند روش TPSS نسبتا دارای خطای کمتری می باشد، ولی روش کوکریجینگ تغییرات مکانی بارندگی در منطقه را بهتر نشان می دهد و با توپوگرافی منطقه هماهنگی بیشتری دارد. همچنین بررسی نتایج تکنیک اعتبار سنجی تقاطعی و توزیع مکانی واریانس خطا نشان می دهد که استفاده از داده های بازسازی شده دقت برآورد را کاهش می دهد.

آگاهی از روند تغییرها و پیش بینی کیفیت حال و آینده آب کارون با توجه به طرحها و برنامه های آینده توسعه شهری، کشاورزی و صنعتی، امکان پیش بینی مشکلات احتمالی آینده و برنامه ریزی و چاره اندیشی برای آنها را فراهم می آورد. بدین لحاظ مطالعات کیفیت آب طرح ساماندهی آبراهه کارون با هدف بررسی وضعیت کیفیت آب در وضع موجود و در شرایط توسعه و نیز مشخص کردن تنگناها و مسایل ناشی از بهره برداریهای بی رویه و روزافزون آب این رودخانه از نظر کیفیت، انجام شد. در این مطالعات ضمن بررسی آمار داده های اندازه گیری شده درسالهای گذشته، نتایج بررسی های انجام شده قبلی نیز مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین با توجه به نقش و اهمیت داده های جدید مربوط به پارامترهای کیفی آب رودخانه و توالی زمانی آنها، در این مطالعات یک سال نمونه برداری از محلهای مهم ورود پساب شهری، صنعتی و کشاورزی و همچنین از ایستگاههای پیشنهادی بر روی رودخانه انجام و نتایج آزمایش ها جهت تجزیه و تحلیل بکار گرفته شد. این نتایج همچنین در یک مدل ریاضی جامع پیش بینی کیفی آب (برنامه Qual2E) مورد استفاده قرار گرفته و پس از کالیبره کردن مدل مزبور، وضعیت کیفیت آب رودخانه در وضع موجود و شرایط توسعه نیز پیش بینی و ارزیابی شده است. در نهایت نتایج مطالعات و کاربرد مدل، بیانگر وضعیت آلوده رودخانه در شرایط موجود و آتی بدون تصفیه پسابهای ورودی است.

تحقیق حاضر به منظور تعیین میزان کارایی آبنمود واحد بدست آمده بر اساس روش Clark در بازسازی آبنمود واحد مشاهده ای ایستگاه مرغک واقع در خروجی حوزه آبخیز بازفت در استان چهارمحال و بختیاری انجام گردید. نتایج ارزیابی مقایسه ای آبنمود واحد 2 ساعته متوسط حوزه با آبنمود واحد 2 ساعته بدست آمده از روش Clark با کمک آماره های خطای نسبی، مجذور میانگین مربعات خطا، ضریب کارآیی و میزان انحراف دلالت بر دقت مناسب روش مذکور در تخمین دبی سیلابی در حوزه آبخیز مورد مطالعه دارد.

دشت اصفهک در جنوب شهر طبس و دامنه غربی رشته کوه شتری واقع شده است. مطالعات حاضر در راستای تامین آب مورد نیاز معدن زغال سنگ طبس صورت پذیرفته است. ضخامت رسوبات آبرفتی در این دشت تا حدود 450 متر متغیر است.در این مقاله با اتکا به اطلاعات حاصل از مشاهدات صحرایی، برداشت های ژئوفیزیک و آزمایشها و اندازه گیری های انجام شده در چاه ها و آنالیز های شیمیایی آب دشت، به شناسائی شکل سنگ کف و رسم نقشه های هم پتانسیل و هم باقی مانده خشک آبخوان اصفهک پرداخته شده و وضعیت هیدروژئولوژیک آبخوان تفسیر گردیده است. مطالعات و نقشه های به دست آمده نشان می دهند که در محل چاه شماره 38، پدیده تغذیه از کف صورت می پذیرد، به گونه ای که آب کربناته با املاح کمتر از 0.6 گرم بر لیتر از سنگ کف به  آبرفت دشت تزریق می گردد. همچنین ذخایر دینامیک، استاتیک و اقتصادی آبخوان دشت اصفهک محاسبه گردیده اند.