تحقیقات منابع آب ایران
سال:1386 | دوره:3 | شماره:1 (مسلسل 7) |تعداد مقالات:11

برنامه ریزی تحویل و توزیع آب در کانال های آبیاری اغلب بصورت توصیفی و مبتنی بر قضاوت کارشناسی صورت می گیرد. با توجه به اهمیت موضوع، اخیرا روش های تحلیلی مورد توجه قرار گرفته است. روش های تحلیلی مورد استفاده غالبا روش های تک هدفی بوده اند. در یک مطالعه، روش بهینه سازی SA مورد استفاده قرار گرفته و در آن حل مسایل توزیع آب در کانال های آبیاری بصورت چند هدفی بوده و اهداف متفاوت را بصورت همزمان مد نظر قرار داده است. در تحقیق حاضر، از روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک بصورت چند هدفی استفاده شده و بر این اساس مدل برنامه ریزی بهینه تحویل آب در کانال های آبیاری تهیه گردید. مدل تهیه شده برای گزینه های مختلف در یک کانال توزیع کننده در شبکه آبیاری فومنات در گیلان مورد آزمون قرار گرفت و برای هر یک از گزینه ها، برنامه بهینه تحویل آب را ارایه نمود. با توجه به نتایج بهینه سازی و سیاست های مورد نظر مدیریت سیستم، می توان مناسبترین گزینه ها را برای شرایط مورد نظر انتخاب کرد. با توجه به نتایج این تحقیق می توان اظهار داشت که مدل توسعه یافته می تواند بعنوان یک ابزار مفید در مدیریت توزیع آب در شبکه های آبیاری بکار گرفته شود.

پیش بینی قابل اعتماد از وضعیت آتی دوره های خشک و تر، یکی از مبانی اصلی موفقیت در برنامه ریزی منابع آب است. هر چه پیش بینی ها از مبنای علمی و سطح معنی داری بالاتری برخوردار باشند، اعتماد عمومی به آنها بیشتر شده و حجم خسارات کاهش می یابد. تعیین سطح معنی داری پیش بینی ها روش های آماری خاص خود را طلب می نماید که در سال های اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته است. با توجه به این که در تحقیقات قبلی پدیده ال نینو - نوسانات جنوبی (ENSO) یکی از نمایه های مهم در امر پیش بینی دوران خشک و تر ایران شناخته شده است، در تحقیق حاضر سطح معنی داری برای پیش بینی وقوع این دوران ها بر اساس وضعیت فازهای ENSO از طریق کاربرد آزمون دقیق فیشر مورد بررسی قرار گرفت. مقدار شاخص SOI در فصل تابستان به عنوان پیشگو کننده و شرایط خشک و تر در فاصله زمانی اکتبر تا دسامبر (پاییز) و همچنین شش ماهه سرد سال (اکتبر تا مارس) به عنوان پیشگوشونده در نظر گرفته شدند. نتایج به دست آمده بیانگر آن بود که با وقوع یک ال نینوی تابستانه و در شرایطی که مقدار SOI کمتر از (5-) باشد، پیش بینی ترسالی پاییزه در بسیاری از نقاط کشور از سطح معنی داری %95 یا بالاتر برخوردار است. در این شرایط پیش بینی شرایط خشکسالی از نظر آماری ممکن نیست. همچنین نتایج نشان می دهند که در دوران ال نینوی تابستانه، پیش بینی معقول برای مناطق شرقی سواحل دریای خزر وقوع شرایط نرمال (نه ترسالی) می باشد. همچنین در دوران لانینای تابستانه (SOI>5) در تعداد زیادی از ایستگاه های مورد مطالعه، شرایط خشکسالی پیش بینی می گردد که در نتیجه عملا پیش بینی ترسالی در سطح کشور منطقی نیست. در حالی که وقوع ال نینوی تابستانه احتمال وقوع ترسالی در شش ماهه سرد سال را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد، وقوع لانینای تابستانه تاثیر معنی داری بر وقوع خشکسالی 6 ماهه ندارد.

خشکسالی یکی از پدیده های خزنده محیطی است که در مناطق خشک و نیمه خشک نمود بیشتری دارد. بخش های مرکزی، شرقی و جنوبی ایران با آب و هوای خشک و نیمه خشک از جمله این مناطق به شمار می روند. پدیده بارندگی در استان سیستان و بلوچستان به دلیل دور بودن از مسیر سامانه های باران زای مدیترانه ای و قرار گرفتن در موقعیت اصلی پرفشاری جنب حاره ای از تغییر پذیری زیادی برخوردار است و به همین سبب بیشتر از دیگر نقاط کشور در معرض وقوع پدیده خشکسالی قرار دارد. در این مقاله با استفاده از مدل زنجیره مارکف مرتبه اول و نمایه SPI در مقیاس 3 و 6 ماهه، احتمال وقوع و یا گسترش خشکسالی در این استان مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که در مقیاس شش ماهه، احتمال ماندن در تله خشکسالی در نواحی مرکزی استان بیش از 70 درصد و در نواحی شرقی کمتر از 50 درصد است. همچنین با توجه به احتمال تعادل خشکسالی، بخش مرکزی استان در 30 درصد مواقع در خشکسالی بسر می برد و از این بابت نسبت به سایر بخش های استان در وضعیت آسیب پذیرتری قرار دارد.

رواناب مانند بسیاری دیگر از متغیرهای هیدروکلیماتولوژیک از تغییرات فصلی که تحت تاثیر فرایندی تصادفی قرار دارد برخوردار می باشد. تحقیقات نشان داده است که مدل های استوکاستیک از مناسب ترین ابزارهای شبیه سازی متغیرهای تصادفی که دارای یک روند فصلی اند می باشد. در این مقاله ضمن تشریح نحوه توسعه مدل های سری زمانی، الگوهای استوکاستیک رواناب به صورت الگوی مرکب اتورگرسیو میانگین متحرک در مقاطع زمانی ماهانه، دو ماهه و فصلی در تعدادی از زیر حوضه های آبریز دز و کارون در جنوب غرب ایران با مساحت متفاوت از 37 تا 9900 کیلومتر مربع، شناسایی و استخراج شده است. حوضه های آبریز مورد تحقیق به نحوی انتخاب گردیده اند که دامنه وسیعی از مساحت را در بر گرفته تا بتوان الگوهای استوکاستیک رواناب را نسبت به ابعاد مختلف حوضه های آبریز مورد بررسی قرار داد. نتایج این تحقیق نشان داده است که نوع الگوی استوکاستیک در مقیاس زمانی دو ماهه و فصلی، وابستگی زیادی با مساحت حوضه های آبریز ندارد و در حوضه های دیگر نیز قابل تعمیم خواهد بود. از سوی دیگر الگوی مرکب اتورگرسیو میانگین متحرک در مقیاس ماهانه در حوضه های آبریز با مساحت مختلف از روند متفاوتی برخوردار بوده و در حوضه های آبریز با مساحت بسیار کوچک، احتمال افزایش تعداد مرتبه مدل اتورگرسیو وجود دارد. الگوهای استخراج شده در این تحقیق را می توان به منظور پیش بینی رواناب در مقاطع مختلف در حوضه های مورد بررسی بکار برد.

در این تحقیق تاثیر امواج نامنظم دریا بر میزان پایین آمدگی امواج از موج شکن های توده سنگی شکل پذیر مورد بررسی قرار گرفته است. موج شکن شکل پذیر، نوعی موج شکن است که نیم رخ اولیه آن در اثر برخورد امواج تغییر شکل پیدا می کند. پژوهش حاضر با استفاده از روش مدل آزمایشگاهی در فلوم موج انجام شده است. امواج تابیده شده به مدل مقطع موج شکن، نامنظم با طیف انرژی جانسواپ بوده است. محدوده ارتفاعات موج 4 تا 14 سانتی متر و پریودهای میانگین 0.9 تا 1.7 ثانیه در آزمایشگاه در نظر گرفته شده اند. جهت اجرای مصالح لایه آرمور، از سنگ با دانه بندی های به ترتیب 1.82، 1.44 و Dn85A/ Dn15A= 1.14 و محدوده شاخص نفوذپذیری مصالح سازه Dn50A/ Dn50C≥10 و 1≤Dn50A/ Dn50C≤10 استفاده شده است. برای بررسی تاثیر شیب سازه، شیب های 1:2.25، 1:1 و 1:2.5 با مقیاس 1:50 مورد آزمایش قرار گرفته اند و به منظور بررسی اثر مقیاس، چند آزمون شاخص با مقیاس 1:30 تکرار شده است. تعداد امواج تابیده شده به مدل سازه از 1000 تا 6000 موج در نظر گرفته شده و مجموعا تعداد 120 آزمایش انجام شده است. نتایج آزمایشگاهی به صورت نمودارها و روابط میزان پایین آمدگی %2 و %10 و عمده ارایه و به کمک روشهای رگرسیونی خطی چند گانه، فرمولهای جدیدی به داده های آزمایشگاهی برازش داده شده است، که در این مقاله ارایه می گردد.

دانستن سرعت جبهه و شدت اختلاط جریان غلیظ در مخازن سدها و دریاها بسیار حایز اهمیت می باشد. یکی از پارامترهای بسیار موثر در تغییر هیدرولیک جریان غلیظ، تغییرات مقطع عرضی رودخانه قبل از ورود به مخازن سدها است. لذا در مقاله حاضر تاثیر تغییرات میزان گذر جریان غلیظ و شیب بستر در میزان پخش و پراکندگی و سرعت جبهه جریان کدر و میزان اختلاط در یک مقطع واگرا توسط مدل فیزیکی و یک مدل ریاضی 3 بعدی مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته است. آزمایشات در یک فلوم با طول 6 متر، عرض 72.5 سانتی متر و ارتفاع 60 سانتی در شیب ها و دبی های مختلف انجام و جهت تعیین پروفیل سرعت در بدنه جریان از دستگاه لیزر داپلر دو بعدی استفاده شد. ارتفاع و سرعت جبهه جریان، سرعت بدنه جریان اصلی و عدد ریچاردسون بصورت اعداد بی بعد تعیین و بطور جداگانه مورد بررسی قرار گرفتند. مشاهدات بیانگر افزایش سرعت بی بعد جبهه موج در مقطع واگرا می باشد. همچنین اندازه گیریهای انجام شده نشان داد که میزان اختلاط در بدنه جریان غلیظ در مقطع واگرا نسبت به مقطع ثابت با شدت بیشتری انجام می گیرد. در بعضی از آزمایشات نیز بسته به میزان جریان ورودی غلیظ و شیب بستر در مقطع واگرا پرش هیدرولیکی مشاهده شد که این پدیده نیز بررسی و نتایج مربوطه ارایه گردید.

رسوب گذاری در مخازن سدها مشکلی است که بسیاری از سدهای در حال بهره برداری با آن مواجه می باشند. مدیریت پایای مخزن ایجاب می نماید که حجم ذخیره مفید مخزن که بوسیله انباشت رسوبات از دست می رود از طریق روشهای رسوبزدایی مانند لایروبی، عبور دهی جریان غلیظ، رسوب شویی و یا دیگر روشهای رسوب زدایی حفظ و بازیافت گردد. در روش رسوب شویی، رسوباتی که از قبل در مخزن نهشته شده اند بوسیله باز نمودن دریچه های تحتانی سد همراه با آب خروجی از دریچه ها شسته شده و از آن خارج می گردند. مقدار حجم رسوبات تخلیه شونده به پارامترهای مختلفی بستگی دارد که برای مثال می توان به عمق آب داخل مخزن، دبی جریان خروجی از تخلیه کننده تحتانی، اندازه و نوع رسوبات تجمع یافته و مشخصات فیزیکی مجرای تخلیه رسوبات اشاره نمود. جهت انجام این پژوهش یک مدل فیزیکی در دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز ساخته شد و با انجام آزمایشات مختلف به بررسی و مطالعه این امر پرداخته شد. سپس با آنالیز ابعادی پارامترهای فوق الذکر به تجزیه و تحلیل نتایج بدست آمده پرداخته شده و رابطه ای بدون بعد برای تخمین حجم مخروط رسوب شویی ارایه گردید. نتایج این پژوهش نشان می دهد برای دست یابی به حداکثر راندمان در تخلیه رسوبات در رسوب شویی تحت فشار می بایستی تا آنجاییکه بهره برداری مخزن اجازه می دهد ارتفاع آب مخزن را کاهش داد و دریچه ها با حداکثر ظرفیت شان بهره برداری شوند.

این تحقیق تاثیر مخازن تاخیری قابل احداث در حوضه های آبریز شهری، یعنی حوضه ای که بلافاصله در بالاست و مشرف بر شهر قرار دارد، را بررسی نموده و به مقایسه اقتصادی و اجتماعی آن با گزینه های مرسوم مهندسی رودخانه برای کنترل سیل در محدوده شهری می پردازد. در این تحقیق که به طور موردی در حوضه آبریز شهری آبخروار در شهرستان بهبهان از استان خوزستان صورت گرفته است، پس از تعیین سیل طراحی و روندیابی آن، تاثیر سیلاب در پایاب بر ابعاد کانال انتقال، ابتدا بدون در نظر گرفتن مخازن و سپس با در نظر گرفتن مخازن، مورد بررسی قرار گرفته است. جهت برآورد اقتصادی طرح، هزینه عملیات عمرانی کنترل سیلاب در هر دو حالت با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج تحقیق نشان می دهد که کنترل سیلاب در حوضه آبریز منتهی به شهر در مقابل گزینه های کنترل سیل در محدوده شهری و عملیات مهندسی رودخانه، چه به لحاظ اقتصادی و چه به لحاظ امنیت روانی از اولویت ویژه ای برخوردار است.

بررسی نقش شیب شکن ها به عنوان یکی از سازه های مهم هیدرولیکی در کنترل سیل بسیار حایز اهمیت است. در این تحقیق نقش دو شیب شکن بر تغییر عمق و پهنه سیل گیری در بازه ای به طول تقریبی 7 کیلومتر از رودخانه کن تهران در دبی های با دوره بازگشت های 5 تا 700 سال و در بالادست و پایین دست هر یک از این سازه ها با استفاده از مطالعات صحرایی و نرم افزار هیدرولیکی HEC-RAS انجام شد. نتایج به دست آمده از تحقیق حاضر بر تاثیر کلی و متفاوت شیب شکن ها به ترتیب بر افزایش و کاهش سطح و عمق سیل گیری در بالادست و پایین دست آنها دلالت دارد.