مهندسی منابع آب
سال:1397 | دوره:11 | شماره:36 |تعداد مقالات:8

تخمین رواناب حوضه های فاقد آمار سیلاب در جهت طراحی سازه های هیدرولیکی بسیار اهمیت دارد. برآورد پارامترهای مدل های بارندگی رواناب در بسیاری مواقع در این حوضه ها کار آسانی نمی باشد و هیدرولوژیست ها به دنبال روش های ساده تر با دقت مناسب جهت مدل سازی رواناب حوضه ها هستند. در این تحقیق با ترکیب مدل هیدروگراف واحد ناش وکلارک با فرض تعداد مخازن ناش برابر پنج، مقدار ضریب ذخیره ناش(k) به صورت تابعی از زمان تمرکز ارائه گردید. براساس مدل هیدروگراف واحد لحظه ای ناش، معادله ای بدون بعد جهت محاسبه هیدروگراف واحد مصنوعی حوضه های آبخیز ارائه گردید که تابعی از مساحت حوضه، زمان و زمان تمرکز حوضه می باشد. مدل مزبور جهت تخمین هیدروگراف رواناب مستقیم دو حوضه آبخیز کسیلیان در شمال ایران و آجای در هند مورد استفاده قرار گرفت. بر اساس نتایج، ضریب کارایی مدل برای سه رویداد از چهار رویداد در نظر گرفته شده در حوضه کسیلیان بالای82/0 و برای چهار رویداد در حوضه آجای بین 78/0 تا 89/0بود که مقادیر مناسبی هستند. میزان خطای مدل جهت تخمین پیک رواناب سطحی حوضه کسیلیان بین3/5 تا 7/9 بود. متوسط خطای پیک در چهار رویداد حوضه آجای 8/7 می باشد. در نهایت ارزیابی مدل ارائه شده در دو حوضه معرف مناسب بود ولی نیازمند بررسی در حوضه های دیگر است.

بخش کشاورزی بزرگ ترین مصرف کننده آب در جهان و ایران است. از آنجا که ایران کشوری با محدودیت منابع آب می باشد، ضروری است برای مدیریت بهینه منابع آب برنامه ریزی شود. با عنایت به اینکه هرگونه برنامه ریزی بدون مشارکت کشاورزان موفقتی نخواهد داشت، این تحقیق با هدف بررسی عوامل مؤثر بر مشارکت کشاورزان در مدیریت منابع آب به روش توصیفی همبستگی انجام شد. ابزار اصلی تحقیق پرسشنامه بود که روایی آن با استفاده از نظرات اعضای هیئت علمی مرتبط تائید شد. پایایی ابزار تحقیق با استفاده از پایلوت تست و محاسبه ضریب کرونباخ آلفا (77/0 و 83/0) تأیید گردید. جامعه آماری تحقیق را کشاورزان بخش مرکزی شهرستان میاندوآب تشکیل دادند که 134 نفر از آنها به روش نمونه گیری خوشه ای دومرحله ای با انتصاب متناسب با حجم انتخاب شدند. نتایج نشان داد سطح مشارکت کشاورزان در مدیریت منابع آب در حد متوسط با میانگین 37/3 در مقیاس5 سطحی لیکرت بود. نتایج حاصل از رگرسیون چند متغیره گام به گام نشان داد متغیرهای دانش و آگاهی کشاورزان نسبت به مدیریت منابع آب در بخش کشاورزی، میزان آگاهی کشاورزان از مفاهیم و روش های مشارکت، شایستگی مسئولین و کارکنان دولتی در اجرای طرح های آبیاری از دیدگاه کشاورزان، نگرش به مشارکت در طرح های حفاظت از منابع آب، میزان انسجام اجتماعی و روحیه همگرایی کشاورزان و میزان استفاده از وام کشاورزی 4/45 درصد از تغییرات متغیر میزان مشارکت در مدیریت منابع آب را تبیین کردند.

از آن جا که ایران با بجران شدید کمآبی به دلیل خشکسالیهای طولانی و سوء مدیریت منابع آب خود رو به رو است، بهینهسازی الگوی کشت به منظور افزایش بازده آبیاری، نه تنها باعث صرفهجویی در مصرف آب ارزشمند میشود، بلکه سبب افزایش درآمد فعالیت کشاورزی میگردد. هدف مطالعهی حاضر، بیشینهسازی سود ناخالص سالانه، و تخصیص بهینهی آبهای سطحی و زیرزمینی در اراضی پایاب سد ملاصدرا شامل دشتهای کامفیروز و کُربال است. به این منظور، از روشهای برنامهریزی جهت ارائهی یک الگوی بهینهی کشت توأم با، (CCLP) و برنامهریزی خطی با محدودیتهای تصادفی، (DLP) خطی قطعی عدمقطعیت استفاده شد. برای بررسی اثر افزایش بازده آبیاری بر سود ناخالص سالانه، از چهار نمایشنامهی فرضی بازده آبیاری 95 و 99 درصد اطمینان) استفاده، 70 و 80 درصد در شرایط قطعیت و عدمقطعیت آب در دسترس (در سه سطح 90، 60، 50 شد. همچنین محصولات عمده منطقه مورد مطالعه، در قالب کشاورزی دیم و آبی و برای دو فصل بهار (خشک) و پائیز (پرباران)، مدنظر قرار گرفتند. اطلاعات لازم برای سطح زیر کشت و نوع محصولات، از بانک اطلاعات زراعی سازمان جهادکشاورزی استان فارس در سال 1392، و اطلاعات لازم برای اندازه بارندگی و آبهای سطحی و زیرزمینی از بخش آمار و اطلاعات سازمان آب منطقهای استان فارس برای سالهای 1385 تا 1392 استخراج گردیدند. نتایج نشان داد که با اعمال برنامهریزی بلندمدت جهت افزایش 30 درصدی بازده آبیاری در مزرعه، سود ناخالص سالانه زارعین منطقه از 390 میلیارد ریال به 602 میلیارد ریال افزایش یافته و سالانه بیش از 1 میلیون مترمکعب نیز در مصرف آبهای زیرزمینی صرفه جویی خواهد شد؛ بنابراین تحقیقات در زمینه فنآوریهای آباندوز و سرمایهگذاری در گسترش سامانههای نوین آبیاری که منجر به بهبود بازده آبیاری میگردد، پیشنهاد میشود. واژه های کلیدی: سد ملاصدرا، دشت کامفیروز، برنامهریزی خطی، محدودیت تصادفی

در این پژوهش از الگوریتم فراابتکاری چرخه آب(WCA) براییافتن استراتژی های تخصیص بهینه منابع آب در سیستم دو مخزنه سدهای گلستان و وشمگیر واقع در حوضه آبریز گرگان رود (شمال ایران)، برای یک دوره پنج ساله (از سال آبی 87-86 تا 91-90) استفاده شده است. پس از اطمینان از درستی عملکرد الگوریتم WCA با استفاده از چندین تابع محک استاندارد، مدلی برای تخصیص بهینه سیستم مخازن حوضه آبریز گرگان رود توسعه داده شد. تابع هدف در سیستم مورد مطالعه به صورت کمینه سازی کل کمبود در طول دوره آماری تعریف شده است. برای بررسی عملکرد الگوریتم های مورد بررسی در تخصیص بهینه از سیستم مخازن، از شاخص های عملکرد قابلیت اعتماد زمانی، حجمی و آسیب پذیری استفاده شده است. همچنین نتایج حاصل از الگوریتم مورد بررسی با نتایج روش های شناخته شده الگوریتم ژنتیک(GA) و الگوریتم گروه ذرات(PSO) مقایسه شده است. الگوریتم های WCA، GA و PSO به ترتیب قادر به تأمین 73/97، 07/87 و 3/94 درصد از نیازهای پایین دست سد گلستان و همچنین 06/97، 59/87 و 47/94 درصد از نیازهای سد وشمگیر بودند. قابلیت اعتماد زمانی (9/0=α ) برای الگوریتم های WCA، GA و PSO به ترتیب برابر 95، 67/26 و 33/58 درصد برای سد گلستان و 67/91، 33/38 و 67/66 درصد برای سد وشمگیر به دست آمده است. نتایج به دست آمده حاکی از عملکرد بالای الگوریتم WCAدر مقایسه با دیگر الگوریتم های مورد بررسی در تخصیص بهینه سیستم مخازن می باشد.

آمار های موجود نشان دهنده سهم عمده آبشستگی تکیه گاه در تخریب پل ها می باشد. لذا حفاظت پل ها در مقابل آبشستگی از اهمیت خاصی برخوردار است. روش های پوششی نظیر سنگ چین کاربرد گسترده ای در حفاظت پل ها دارد و در مناطقی که تامین سنگ پرهزینه باشد از بلوک بتنی و یا موارد مشابه استفاده می شود. در این مطالعه برای اولین بار کاربرد المان های بتنی شش پایه در ارتباط با آبشستگی تکیه گاه ها در آزمایشگاه مورد مطالعه قرار گرفته است. کارگذاری المان های شش پایه در تراکم های باز، متوسط و متراکم و همچنین در اعماق زیر بستر، روی بستر و حالت میانی در اطراف تکیه گاه ذوزنقه ای انجام شده است. به طور کلی نتایج نشان دهنده تاثیر قابل ملاحظه کارگذاری المان شش پایه در کنترل آبشستگی تکیه گاه پل در شرایط مختلف جریان می باشد، به طوریکه می تواند تا 100 درصد عمق آبشستگی راس تکیه گاه را کاهش دهد. همچنین نتایج نشان می دهد حداکثر کاهش عمق آبشستگی دماغه تکیه گاه در آرایش کارگذاری المان ها روی بستر و با تراکم حداکثر می باشد. در این حالت المان ها علاوه بر حفاظت تکیه گاه از طریق ایجاد پوشش منجر به دور کردن آبشستگی از راس تکیه گاه به سمت مرکز کانال نیز می گردند.

در این مقاله تغییرات الگوی آبشستگی ناشی از جریان خروجی جت های مستغرق با تغییر در چیدمان جت ها بررسی شده است. در این راستا، کلیه پارامترهای موثر بر رفتار جت های مستغرق، بررسی و با استفاده از آنالیز ابعادی روابط بدون بعد استخراج شد. جهت بررسی ارتباط بین این پارامترها یک مدل فیزیکی در آزمایشگاه رسوب سازمان آب و برق استان خوزستان ساخته و آزمایشهای مختلف در دبی های متفاوت جت و در چهار سناریو انجام گردید. این سناریوها شامل بررسی اثر شکل جت در حالت چیدمان منفرد و مرکب، و همچنین اثر فاصله و زاویه در چیدمان مرکب می باشند. سپس ابعاد آبشستگی در پایین دست جت، اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که بهترین عملکرد از نظر توسعه آبشستگی مربوط به جت لوزی شکل می باشد این در حالیست که پارامتر شکل جت در چیدمان مرکب، پارامتر تأثیرگذاری نبوده، همچنین با افزایش فاصله افقی میان جت های مرکب تمامی پارامترهای آبشستگی به جز پارامتر عرض کاهش می یابند. از سوی دیگر کاهش زاویه میانی جت های مرکب مایل موجب کاهش الگوی آبشستگی می گردد.

یکی از سازه های مستهلک کننده ی جریان، حوضچه ی آرامش می باشدکه در پایین دست سرریز ها ساخته می شود. محل وقوع نوسانات فشار ماکزیمم ناشی از برخورد آب به کف حوضچه و تاثیر عوامل مختلف بر مقدار و محل وقوع، حائز اهمیت می باشد. تاکنون تحقیقات گسترده ای به صورت آزمایشگاهی و تحقیقات اندکی به صورت عددی در این زمینه انجام شده است. در مقاله ی حاضر، با در نظر گرفتن هندسه های مختلف سرریز اوجی و تاثیر ارتفاع این سرریزها و نیز اعمال شرایط مختلف جریان اعم از سرعت و عدد فرود ورودی جریان، نوسانات فشار هیدرودینامیکی در کف حوضچه با استفاده از مدل عددی حجم محدود، مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین با در نظر گرفتن تداخل آب و هوا، جریان به صورت دو فازی در نظر گرفته شده است. به منظور اطمینان از صحت نتایج به دست آمده از نرم افزار، مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی انجام شده در گذشته مقایسه شده و میزان خطای نسبی در این مقایسه 8% تا 12% به دست آمده است. نتایج حاصل از تحلیل های عددی سرریزهای با ارتفاع 5، 7، 9، 11 و 15 متر و با اعداد فرود 3. 7 تا 6. 2 برای سرریزهای اوجی و 4 تا 6. 8 برای سرریزهای لبه تیز، نشان دادند که در همه ی سرریزها، پرش هیدرولیکی در 3/1 ابتدایی حوضچه ی آرامش اتفاق می افتد. مقدار حداکثر نوسانات فشار در سرریزهای اوجی از 62000 تا 144000 پاسکال و در سرریزهای لبه تیز از 54000 تا 156000 پاسکال با افزایش ارتفاع، افزایش می یابد. همچنین تاثیر نوع حوضچه ی آرامش بر مقدار حداکثر نوسانات فشار مورد ارزیابی قرار می-گیرد.

مدل سازی دقیق فرآیندهای هیدرولوژیکی از قبیل بارش– رواناب می تواند اطلاعات مهمی از یک حوضه آبریز برای مدیریت منابع آب فراهم کند. اخیراً در این راستا، مدل های مختلف جعبه سیاه برای شبیه سازی چنین پدیده پیچیده ای به کاررفته اند. مدل های داده محور وابستگی زیادی به کمیت وکیفیت داده ها دارند و داده های دارای نوفه کارایی مدل ها را تحت تاثیر قرار داده ورفع نوفه از داده ها با استفاده از یک روش مناسب می تواند منجر به کارایی بهترمدل های داده محور شود. لذا دراین مقاله ابتدا با استفاده ازروش رفع نوفه موجکی اقدام به رفع نوفه بد ازسری های زمانی روزانه کرده و سپس با افزودن نوفه خوب به این داده های رفع نوفه شده و تشکیل مجموعه های آموزشی مختلف، شبیه سازی بارش – رواناب برای ایستگاه پل آنیان واقع درحوضه آبریز زرینه رود در بالا دست سد بوکان، با استفاده از مدل های جعبه سیاه ANNو ANFIS انجام شده است. همچنین برای بررسی دقت مدل پیشنهادی، نتایج این مدل سازی ها با مدل های کلاسیک جعبه سیاه ARIMA و MLR مورد مقایسه قرار گرفته است. نتاج نشان می دهند که اعمال هم زمان رفع نوفه موجکی و افزودن نوفه خوب در مدل سازی با ANN بهبود 23 درصدی و در مدل سازی با ANFIS باعث بهبود 14درصدی، در مرحله آزمایش مدل ها شده است.