مهندسی منابع آب
سال:1387 | دوره:1 | شماره:2 |تعداد مقالات:8

از دیدگاه شبیه سازی عددی، بالاروی و به دنبال آن پایین آمدن امواج بر روی ساحل، در محدوده مسایل با مرز متحرک می گنجد. با توجه به این در این نوع مسایل، طول ناحیه حل با زمان تغییر می کند، اعمال صحیح شرایط مرزی در هر گام زمانی مستلزم تعیین مرز متحرک است. در مطالعه حاضر، معادلات غیر خطی آب کم عمق به همراه شرایط مرزی آن، با استفاده از یک نگاشت هندسی از فضای فیزیکی (واقعی) به فضایی محاسباتی منتقل می گردند، بطوری در فضای جدید، طول ناحیه حل در خلال فرایند بالا - پایین روی موج بدون تغییر باقی می ماند و مرز متحرک به مرزی ثابت تبدیل می گردد. معادلات حاکمه که پس از اعمال نگاشت، عبارتهای غیرخطی جدیدی در آنها پدیدار می شود، با استفاده از الگوی تفاضل محدود دو مرحله ای ریچمایر – لکس - وندروف گسسته سازی شده و با اعمال شرایط مناسب مرزی حل می گردند. برای این منظور برنامه ای در محیط فرترن90 نوشته شده است. در انتها، مقایسه ای بین نتایج حاصل از این شبیه عددی با داده های موجود آزمایشگاهی ارایه می گردد.

بررسی پایداری سدهای بتنی وزنی از لحاظ واژگونی، لغزش، تحلیل تنش ها و گسترش ترک ها در سدهای بتنی وزنی بر اساس بارهای وارده بر سد، از جمله فشارهای آب ایستایی و زلزله حایز اهمیت است. در این تحقیق از برنامه CADAM2000 جهت تحلیل پایداری سدهای بتنی استفاده شده است. برنامه مزبور قابلیت تحلیل زلزله را در حالت شبه پایا و شبه پویا داراست همچنین، با در نظر گرفتن شرایط اولیه ترک ها در تمام لایه های سد، قابلیت محاسبه گسترش میزان ترک را در طول هر لایه دارد. میزان ضریب پایداری در مقابل واژگونی، لغزش، فشار بالا برنده و میزان تنش های مجاز در کلیه لایه ها قابل محاسبه است. جهت تحلیل زلزله در حالت شبه پویایی از نظریه هایChopra  استفاده شده است. جهت بررسی قابلیت های این نرم افزار، از اطلاعات سد بتنی وزنی معرف پاین فلت (Pine Flat Dam) مورد استفاده قرار گرفته است.

در این مطالعه داده های یک سال آبی در نقطه طره بخاح بررسی شده اند. برای رود بهمنشیر تاکنون هیچ گونه محاسبات جزر و مدی، که شامل شناسایی مولفه های جزرومدی و شبیه سازی آن باشد انجام نشده است. لذا نتایج حاصل از این تحقیق و استفاده از روش شده اند بکار رفته می توانند مفید و موثر باشند. در این مطالعه پنج مولفه جزرومدیO1, Mf, M2 ,K1  و K2 شناسایی شده اند. قویترین مولفه در ایـن منطقه M2 بوده و نشان می دهد که تغییرات عمده جزر و مدی مربوط به موقعیت مـاه است. بـر پایه مقیاس آمریکایی، عدد f=0.36 می باشد که نشان می دهد جزر و مد از نوع نیمروزانه است، زیرا این عدد کمتر از 0.5 است؛ بنابراین، جزر و مد در این نقطه نشانه ای از تاثیر قوی دریا بر این منطقه دارد.

یکی از مشکلات بوجود آمده برای جوامع بشری به دنبال توسعه واحدهای صنعتی مشکل آلودگی محیط زیست به ویژه، آلوده شدن منابع آب زیرزمینی تحت تاثیر فاضلاب این واحدها می باشد. فاضلاب واحدهای صنعتی به ویژه کارخانجات صنایع شیمیایی و نساجی محتوی مقادیر زیادی مواد آلی می باشد. بازیابی ترکیبات موجود در پساب امری ضروری می باشد.در این تحقیق میزان قابلیت فعال سازی کائولن به عنوان یک ماده جاذب در جذب رنگ توسط اسیدهای مختلف و همچنین تاثیر پارامترهای مختلف pH، درجه حرارت، غلظت ماده جاذب و زمان عملیات بر جذب رنگهای کاتیونیک و آنیونیک از پساب واحدهای نساجی مورد ارزیابی قرار گرفته است. آزمایشات اولیه در pH طبیعی پساب نساجی نشان داد که کائولن فعال شده با HClO4 می تواند منجر به بازیابی %96.41 از رنگهای آنیونیک و %98.36 از رنگهای کاتیونیک از پساب گردد.قابلیت جذب پساب با استفاده از کائولن فعال شده با HCLO4 در دامنه pH معادل 10، 9، 8، 7، 6، 5، 4، 3، 2 و 11 غلظتهای ماده جاذب 20، 10، 5 و 30 گرم، دمای عملیات 50، 40، 27 و 60 درجه سانتیگراد و زمان عملیات 20، 60، 40 و 80د دقیقه به منظور دستیابی به شرایط بهینه مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که دمای عملیات و غلظت ماده جاذب در جذب رنگهای آنیونیک تاثیر چندانی نداشته و در خصوص رنگهای کاتیونیک افزایش آن منجر به افزایش جذب رنگ از پساب می گردد. ضمنا بهترین قابلیت جذب در دامنه pH معادل 2 تا 3 و زمان عملیات 60 دقیقه به دست آمده است.

ورود انواع مختلف آلاینده های کشاورزی، صنعتی و پسابهای شهری به رودها که یکی از منابع اصلی تامین آب آشامیدنی، صنعتی و کشاورزی می باشند، باعث شده است که در عصر کنونی به عنوان یکی از کانون های بحرانی از نقطه نظر آلودگیهای زیست محیطی مطرح باشند. رود کر در فارس تامین کننده بخش مهمی از آب مورد استفاده کشاورزی، صنعت و شرب این استان است. فعالیتعای کشاورزی، صنعتی و گسترش اماکن مسکونی در حوزه آبخیز این رودخانه قابل توجه است. واحدهای صنعتی بزرگ نظیر مجتمع پتروشیمی، مجتمع یک و یک، کارخانه آزمایش، کارخانه قند مرودشت و پالایشگاه شیراز در این حوضه قرار داشته و از نظر مصرف آب وابسته به آن می باشند. زهکشهای کشاورزی، پسابهای صنایع و خانگی از جمله فاضلابهای شهر مرودشت وارد آن شده و آلودگی رود را همراه با افزایش مصارف آب تشدید کرده است. به علل مذکور، کر یکی از آلوده ترین رود های کشور می باشد. لذا، به منظور تعیین نقاط حساس از نظر آلودگی، و بررسی تاثیر ورود منابع آلاینده فوق، از شبیه ریاضیWASP7  استفاده شده است.

در این پژوهش از داده‎های روزانه 18 متغیر اقلیمی شامل دمای خشک، دمای تر، نم نسبی در ساعات (15-09-03)، سرعت باد، سمت باد، همگی در ساعات (15-09-03)، ارتفاع بارش روزانه، دمای کمینه و دمای بیشینه به مدت 20 سال (1/1/1363 تا 29/12/82) برای ایستگاه بوشهر استفاده شده است. ابتدا پایگاه داده‎ای از متغیر‎های مورد بررسی در نرم افزار متلب ایجاد شد. این پایگاه داده شامل رخدادهایی بود که مقدار متغیر‎های مورد بررسی بطور کامل در آن ثبت شده بودند. برای تجزیه و تحلیل داده‎ها از یکی از حالات بردار ویژه به نام حالت p برای تعیین نوع استفاده شد. در واقع آرایش p برداشتی از ماتریس پایگاه داده است که متغیرهای جوی بر روی ستونها و روزها بر روی سطرها، فراهم شده اند. سپس داده‎ها را معیار سازی میکنیم، در این صورت هر کدام از متغیرها سهم برابری در تعیین نوع خواهد داشت. سپس در مورد مقادیر معیار شده یک تحلیل خوشه ای به روش ادغام «وارد» انجام گرفت، و برای هر ایستگاه نمودار درختی ترسیم شد. با توجه به نمودار درختی کل برای ایستگاه بوشهر 3 نوع اصلی بدست آمد و برای هر نوع بـدست آمده پیایی، رخداد، رخ نداد، روز نماینده و دوره زمانی فعالیت آنها در دو دهه گذشته مورد بررسی قرار گرفت تا تغییرات فراوانی انواع هوا در این دو دهه مشخص شود.

خشکسالی یکی از مهمترین بلایای طبیعی است که زیان های بسیاری را بر بخش کشاورزی و منابع آبی وارد می سازد. به دلیل تاثیرات ویرانگر ناشی از خصوصیات خشکسالی، بخش های مختلف تولیدی، اقتصادی، اجتماعی و بوم نظام ها با آسیب های جدی مواجه می گردند. در میان ویژگی های خشکسالی، سه عامل شدت، مدت و گسترش مکانی از اهمیت بیشتری برخوردارند. به منظور به حداقل رساندن مخاطرات وقوع خشکسالی واضح است که انتقال مدیریت بحران به مدیریت خطر کردن امری اجتناب ناپذیربوده و نظارت و ارزیابی خشکسالی از ضروریات است. به منظور پایش و سنجش خشکسالی در هر منطقه، و تجزیه و تحلیل آماری این پدیده، لازم است از شاخص هایی استفاده گردد. در این پژوهش شاخص معیار شده بارش با در نظر گرفتن مزایایی که در تحلیل منطقه ای و ایجاد ارتباط زمانی بین رخدادهای خشکسالی در نواحی مختلف یک پهنه دارد، انتخاب شده است. در این راستا، از اطلاعات بارانسجی 125 ایستگاه مربوط به استان فارس و استان های مجاور، در یک دوره آماری 30 ساله استفاده گردید. پس از آماده سازی اطلاعات، مقادیر شاخص معیار شده بارش در مقیاس های زمانی 6، 12 و 24 ماهه جهت تعیین شدت خشکسالی ماهانه تمامی ایستگاه ها در سال زراعی 80-1379 محاسبه گردید. پس از تعییـــــن شــدت های خشکسالی، بــا استفـــاده از نرم افزار ArcGIS9، پهنه بندی و تحلیل پراکندگی مکانی خشکسالی صورت گرفت. نتایج ایــن پژوهش نشـــان می دهد که با طولانی شدن دوره خشکسالی و تداوم آن، دو مولفه شدت و گستره مکانی خشکسالی افزایش می یابد. همچنین، نتایج حاکی از آنندکه مناطقی از شمال شرق، و بخشهایی از جنوب شرقی، جنوب و جنوب غربی استان فارس نسبت به مناطق دیگر از نظر آسیب پذیری مستعدتر بوده، و بیشتر در معرض خشکسالی قرار دارند. لذا مناطق مذکور در بخش کشاورزی و نظام های مبتنی بر کشت دیم، که بقای آن بستگی به میزان بارش دارد، آسیب پذیرترمی باشند.

شبیه های تجربی تخمین مقدار فرسایش و رسوب، به عنوان مناسب ترین شیوه برای مطالعه فرسایش خاک در دنیا مطرح می باشند. در مورد شبیه های تجربی، خصوصا MPSIAC مطالعات زیادی در ایران انجام شده است که تقریبا در اکثر موارد تایید و توصیه شده است. از مشکلات عمده این روش، نحوه برآورد نمرات عوامل نه گانه می باشد، به طوری که برآوردهایی که برای حوزه های یکسان انجام گرفته است، حتی طی اختلافی تا نه برابر را نشان می دهند. بدین لحاظ در این تحقیق به جای استفاده از روش دستی تلفیق داده ها و هم پوشانی لایه ها در روشMPSIAC ، که بسیار وقت گیر و با دقت پایین است، از سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) استفاده گردیده است. کاربرد این روش می تواند هزینه مطالعات را کاسته و سرعت عملیات را بیافزاید، و همچنین، باعث یکسان سازی بررسی عوامل نه گانه در حوزه ها شود. بدین ترتیب، مطالعات فرسایش و رسوب یک حوزه نتایج نسبتا یکسانی را ارایه خواهند داد، چه برای بررسی و انتخاب روش تجربی مناسب، تخمین فرسایش و رسوب بسیار حائز اهمیت است. در این تحقیق حوزه ماران از توابع شهرستان جیرفت در استان کرمان به عنوان مطالعه موردی در نظر گرفته شده است. عوامل نه گانهMPSIAC  با استفاده از نرم افزارهای HEC-GEOHMS، Microstationy،Arc GIS9  و تصاویر ماهواره ای Lansat مورد بررسی و پردازش قرار گرفته اند. پس از وزن دهی عوامل، با استفاده از تحلیل های همپوشانی GIS، نقشه پهنه بندی فرسایش و رسوب بخشی از حوزه ماران جیرفت تهیه گردیده است.