مهندسی منابع آب
سال:1396 | دوره:10 | شماره:35 |تعداد مقالات:8

هدف این پژوهش بررسی اثرات اقتصادی و اجتماعی و تحلیل عوامل درونی و بیرونی مؤثر بر عملکرد تعاونی های آب بران در استان کردستان بود. به همین منظور، به روش های کیفی و رهیافت ارزیابی مشارکتی روستایی (PRA)، تعاونی های آب بران روستاهای تفین و پالنگان شهرستان های سروآباد و کامیاران مطالعه شدند. روش نمونه گیری، با توجه به طبیعت پژوهش های کیفی، از نوع هدفمند و غیراحتمالی بود، و اطلاعات لازم با کاربرد روش طوفان اندیشه و مصاحبه ی گروهی متمرکز تا رسیدن به مرحله ی اشباع نظری جمع آوری شدند. در مرحله ی تجزیه و تحلیل اطلاعات نیز برای سنجش فراوانی واژه ها و عبارات، و همچنین خلاصه سازی داده ها، از روش شناسه گذاری متداول به شکل منسجم استفاده شد. همچنین، بخش دیگری از تحلیل با استفاده از شبیه سوات (SWOT) انجام گرفت. طبق یافته ها، مهم ترین مشکل از دیدگاه اعضا، نبودن نظارت کافی و مستمر بر تعاونی از سوی ادارات متولی امور بود. بیشترین تأثیر تعاونی ها، تغییر نظام بهره برداری و کاربری زمین از زراعت به باغداری، توسعه ی شبکه های نوین آبیاری، و دسترسی به فناوری های جدید بود. به طور کلی عملکرد تعاونی در بُعد اقتصادی ضعیف، و در بُعد اجتماعی، متوسط ارزیابی شد. بر اساس تحلیل سوات، در مجموع 15 نقطه ی قوت و فرصت به عنوان مزیت، و 20 نقطه ی ضعف و تهدید به عنوان محدودیت ها و تنگناهای حاکم بر تعاونی در مدیریت شبکه ی آبیاری طرح توسعه ی باغ ها شناسایی، و 10 راهبرد برای بهبود شرایط فعلی تعاونی ها ارائه گردیده است. نتایج این پژوهش می توانند به منظور کاهش تکرار چنین مشکلاتی در طراحی و اجرای طرح های مشابه، مورد استفاده ی سیاستگزاران و مجریان قرار گیرند.

تولید رسوب معلق فرایندی غالب در بسیاری از حوضه ها محسوب می شود و سهم مهمّی را در تولید رسوب کل خروجی از آنها بر عهده دارد. با وجود این، تعیین مشارکت منابع اصلی مکانی رسوب در حوضه ها به عنوان یکی از مبانی اصلی تبیین شیوه های مدیریت رسوب کمتر مورد توجه قرار گرفته است. لذا، تحقیق موردی حاضر با هدف بررسی مشارکت منابع رسوبی حوضه ای و آبراهه ای در تولید رسوب معلق کل در حوضه ی گلازچای در استان آذربایجان غربی با مساحت حدود 103 کیلومترمربع انجام شد. بدین منظور، نمونه های رسوب 12 رگبار به وقوع پیوسته طی دوره ی زمانی زمستان 1392 تا پائیز 1393 تهیه، و دانه بندی لیزری آن ها انجام پذیرفت. نتایج حاصل از تحلیل دانه بندی رسوب معلق نشان دهنده ی مشارکت عمده ی بار رسوبی حوضه ای با میانگین 95/11± 45/89 درصد در تامین رسوب رگبارهای مورد مطالعه بود. همچنین میانگین مشارکت بار معلق حوضه ای در فصل های زمستان 1392، بهار 1393 و پائیز 1393 در تولید رسوب کل حوضه مورد مطالعه به ترتیب 17/92، 71/90 و 80/85 درصد بوده و طبعاً بر ضرورت توجه ی ویژه به مدیریت بالادست حوضه در راستای مدیریت رسوب خروجی از آبخیز مطالعاتی تاکید دارد.

روشهای بدون شبکه طی دهه های اخیر به مجموعه روشهای عددی اضافه شده، و بستر مناسب و وسیعی را در زمینه های علمی، تحقیقاتی و مهندسی فراهم آورده اند. استفاده از روشهای بدون شبکه هنوز به گستردگی روشهای اجزاء محدود در مسائل مهندسی نمی باشد ولی چه بسا فعلاً این روشها شرایطی را مشابه با زمانی که روش اجزاء محدود شروع به گسترش نمود سپری می نمایند. در این تحقیق، روش بدون شبکه حداقل مربعات گسسته شده با نقاط همگام که اصطلاحاً (CDLSM) نام گرفته است، پیشنهاد گردیده و مفاهیم، روابط ریاضی و تنظیم مربوط به این روش به طور کامل ارائه گردیده اند. در این شبیه سازی نقاط همگام جهت کارائی بیشتر و زمان محاسبات پائین تر با استفاده از روش حداقل مربعات، و نیز استفاده از گروه به جای انتگرال (حالت گسسته) به کار برده شده است. بر اساس روش مذکور پدیده شکست آنی سد در حالات مختلف حل و جهت صحت سنجی آن نیز با مقایسه حل حاصل با حل تحلیلی مسائل آزمایشی معیار، و نیز داده های آزمایشگاهی موجود استفاده گردیده است. مقایسه بین نتایج عددی با داده های تحلیلی و آزمایشگاهی موجود، نشان می دهد که روش مزبور علاوه بر کارائی بالا، مباحث مربوط به تکانه یا ناپیوستگی را به خوبی شبیه سازی می نماید.

طول پرش هیدرولیکی و موقعیت آن فراسنجهای مهمی هستند که طول حوضچه آرامش را، تحت تاثیر قرار می دهند. همچنین به دلیل هزینه ی فراوانی که صرف ساخت این سازه می گردد می بایست برای کاهش طول پرش هیدرولیکی و در نتیجه کاهش طول حوضچه آرامش از تمامی امکانات و روش ها استفاده کرد. در این تحقیق پرش هیدرولیکی در سرریز سرسره ای با استفاده ازنرم افزار فلوئنت، مورد شبیه سازی قرار گرفته-است. همچنین، برای حل معادلات حاکمه از روش حجم محدود و برای ارزیابی آشفتگی جریان از الگوی معیار استفاده شده است. علاوه بر این از شبکه بندی منظم در یک شرایط مرزی مشخص استفاده گردیده و روش حجم سیال(VOF) برای حل سطح آزاد جریان به کار گرفته شده است. نتایج به دست آمده نشان دادند که در سرریزهای سرسره ای با افزایش بده در محدوده معین مورد آزمایش، به ازای شیب ثابت سرریز، طول پرش هیدرولیکی تا حدود 120% افزایش یافته و همچنین با افزایش شیب سرریز در محدوده ی معین مورد آزمایش، به ازای بده ثابت و طول ثابت سرریز، طول پرش هیدرولیکی تا حدود 43% کاهش می یابد. همچنین نتایج حاصل حاکی از آنند که افزایش بده وشیب هر کدام باعث به تاخیر افتادن مکانی پرش هیدرولیکی می شود تا جایی که در الگو های در نظر گرفته محل شروع پرش با توجه به شرایط، در محدوده ای به اندازه ی روی شیب تا خارج از حوضچه اتفاق می افتد.

حفاظت کیفی از آب های زیرزمینی، به دلیل کاربرد فراوان این منابع در بخشهای مختلف از جمله کشاورزی، صنعت و شرب، از اهمیت زیادی برخوردار است. یکی از راه های مناسب برای جلوگیری از آلودگی های آب زیرزمینی، شناسایی مناطق آسیب پذیر آبخوان، و مدیریت کاربری اراضی است. در این مقاله برای تعیین توان بالقوه آلودگی آب های زیرزمینی از چهار شاخصAVI، GOD، DRASTIC و SINTACSدر قسمتی از دشت قزوین استفاده شده است. داده ها و اطلاعات مورد استفاده مقاله شامل: تصاویر ماهواره ای جهت تهیه ی نقشه های کاربری اراضی و تعیین مناطق ماندابی، نقشه های 1: 25000 برای زمین مرجع نمودن تصاویر ماهواره ای و نقاط نظارت، عمق آب زیرزمینی در سالهای مختلف، میزان بارندگی در منطقه، قابلیت انتقال و مقاومت ویژه ی ظاهری لایه ی آبدار، عمق سنگ بستر، بافت خاک سطحی، نفوذ پذیری منطقه، شیب منطقه، جنس لایه ی آبدار، ضخامت لایه ی آبدار، فراسنج هدایت هیدرولیکی، جنس ناحیه ی غیر اشباع، فراسنج تغذیه ی خالص و کاربری اراضی می باشند. به دلیل اهمیت شرایط ماندابی شدن و فراسنج کاربری اراضی در تعیین توان بالقوه خطر و آسیب پذیری، شرایط مربوط با به کارگیری تصاویر ماهواره ای مشخص شده اند. از روش حد آستانه و نقاط نظارتی، مناطق ماندابی دشت مشخص گردیده اند. عمق آب زیرزمینی با استفاده از اطلاعات چاه-های منطقه و روش کریجینگ معمولی تعیین شده و پایین تر از حد بحرانی به دست آمده است. آسیب پذیری طبیعی به دلیل فراسنجهای موثر بیشتر، به عنوان شاخص برتر برای طبقه بندی آسیب پذیری انتخاب گردید. طبقه های آسیب پذیری منطقه براساس این شاخص به 6 دسته بدون خطر آلودگی، آسیب پذیری خیلی کم، کم، کم تا مبه وسیله، مبه وسیله تا زیاد و زیاد تقسیم گردیده اند که نسبت هر طبقه به کل منطقه به ترتیب برابر 38/2، 73/20، 22/50، 72/20، 95/5 و 05/0 درصد شد.

فرایند بارش-رواناب یک پدیده ی کاملا" پیچیده و غیرخطی در آبشناسی و منابع آب می باشد. در سالهای اخیر، شبکه های عصبی مصنوعی کاربرد گسترده ای را در شبیه سازی روابط غیرخطی و پیچیده مانند رابطه ی بارش-رواناب پیدا کرده است. دراین تحقیق، به منظور شبیه سازی آبنمود بارش-رواناب در حوضه ی آبخیز معرف کسیلیان از روش شبکه ی عصبی مصنوعی (با ساختار7-10-9) و نرم افزار HEC-HMS استفاده گردید. به منظور آموزش بهتر نرم افزار شبکه ی عصبی مصنوعی داده های بارندگی بر اساس الگوی زمانی، مطابق با توزیع بارندگی هاف، به چهار گروه تقسیم شدند. به طورکلی نتایج این تحقیق نشان دادند که محدوده ی قدرمطلق درصد خطای نسبی فراسنج های QP، TP، Tb، 75w، 50w، 50T و75T شبیه سازی شده به وسیله ی شبکه عصبی به ترتیب 97/51-02/0، 23/41-55/0، 07/54-26/0، 62/202-23/0، 88/69-52/0، 07/82-21/2 و 76/57-42/2 می باشند، در حالی که با شبیه سازی به وسیله ی نرم افزار HEC-HMS این حدود به ترتیب 53/756-58/0، 250-0، 18/141-0، 575-84/2، 86/167-93/0، 350-33/3 و 67/266-2 محاسبه شده اند. با توجه به درصد خطای نسبی مربوط به فراسنج های خروجی هر واقعه می توان نتیجه گرفت که شبکه ی عصبی در اکثر موارد تمامی فراسنج ها و شکل کلی آبنمود را به خوبی و با خطای ناچیزی نسبت به نرم افزار HEC-HMS شبیه سازی نموده است، البته در بعضی موارد، نرم افزار HEC-HMS توانسته است که شبیه سازی بده اوج آبنمود، زمان پایه و شکل کلی آن را به خوبی، یا به ندرت دقیقتر از شبکه ی عصبی انجام دهد.

در این تحقیق، الگوریتم ترکیبی جدیدی برای تشکیل دیواره جامد در قالب شبیه سازی آب پویایی ذرات هموار (SPH) ارائه شده است. در این روش، چند لایه از ذرات جعلی در ناحیه ی غیرقابل نفوذ در نظر گرفته می شوند که برای بهبود دقت جواب به کار می آیند. همچنین، لایه ای از ذرات با عملکرد نیروی دافعه به منظور جلوگیری از خروج ذرات از مرز جامد در طول سطح مشترک سیال-جامد قرار داده می شود. لایه ی اخیر برخلاف مدل معمول لئونارد-جونز، دیگر باعث ایجاد نوسان های فشار در نزدیکی دیواره نمی گردد. این روش ترکیبی جدید همراه با شبیه سازی SPHبه عنوان یک حل لاگرانژی از معادلات 2 بعدی ناویر-استوکس مورد استفاده قرار گرفته است. دقت روش پیشنهادی با شبیه سازی جریان روگذر از سرریز لبه تیز و مقایسه با نتایج حاصل از روش حجم محدود مورد بررسی واقع شده است که با همخوانی مطلوبی همراه بوده است.

به منظور شناخت بیشتر نسبت به تاثیرات پدیده ی تغییراقلیم جهانی، در تحقیق پیش رو اثر تغییرات اقلیمی بر تبخیر-تعرق و نیاز آبی گندم های دیم و آبی در منطقه ی بجنورد مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، فراسنجهای هواشناسی حداقل و حداکثر دما، بارش و تابش روزانه طی سالهای 1983 تا 2012 از اداره ی هواشناسی اخذ، و به عنوان داده های مشاهده ای به نرم افزار LARS-WG وارد شدند. فراسنجهای دما و بارش منطقه ی بجنورد با استفاده از شبیه ساز گردش عمومی HadCM3 و تحت نمایشنامه های انتشار A1B، A2 و B1 برای سه دوره ی زمانی 2040-2011، 2070-2041 و 2100-2071 تولید شده، و با استفاده از نرم افزار LARS-WG5 ریزمقیاس شدند. از شبیه ساز SSM-WHEAT، که دارای قابلیت تغییر در تاریخ کشت می باشد، برای شبیه سازی رشد گندم استفاده شد. نتایج تغییر اقلیم حاکی از آن بودند که به طور کلی، دمای منطقه تا سال 2100 در تمام ماههای سال روند افزایشی خواهدداشت. همچنین اندازه ی بارندگی در دسامبر، ژانویه، فوریه و مارس افزایش، اما در آوریل، می، آگوست و سپتامبر کاهش می یابد. نتایج شبیه سازی با SSM-WHEAT نیز نشان دادند که به خاطر کاهش در طول فصل رشد گندم، اندازه ی تبخیر-تعرق گندم به طور کلی تا سال 2100کاهش می یابد، اما تبخیر-تعرق طی فصل رشد در تاریخ کشتهای دیرتر در دیم کاری کاهش و در کشت آبی افزایش می یابد. با کاهش اندازه ی تبخیر-تعرق، نیاز خالص آبیاری نیز تا پایان قرن حاضر کاهش می یابد، اما در هر دوره ی زمانی با جابه جایی تاریخ کشت به سمت اواخر پاییز، بر مقدار آن افزوده می شود.