مهندسی منابع آب
سال:1392 | دوره:6 | شماره:16 |تعداد مقالات:8

در این تحقیق، از جاذبهای پوسته شلتوک و کربن فعال برای حذف یون کادمیوم از محیط آبی استفاده شد. کلیه آزمایش ها در 6=pH انجام گرفت. بررسی زمان تعادل در غلظت های مختلف نشان داد که با کاهش غلظت اولیه محلول، زمان تعادل برای هر دو جاذب کاهش یافته و همگرا می شود. در این حالت، زمان تعادل کربن فعال و پوسته شلتوک به ترتیب برابر 45 با و 60 دقیقه به دست آمد. همچنین، با افزایش غلظت اولیه از 50 میلی گرم به 500 میلی گرم بر لیتر، زمانهای تعادل کاهش یافته و با هم برابر می شوند. در این حالت، زمان تعادل کربن فعال و پوسته شلتوک با هم برابر و مقدار آن 60 دقیقه به دست آمد. بیشترین زمان تعادل برای جاذبهای کربن فعال و پوسته شلتوک به ترتیب برابر با 120 و 90 دقیقه حاصل شد. بیشترین زمان تعادل برای هر دو جاذب مربوط به غلظت 50 میلی گرم بر لیتر بود. بررسی بازده جذب در غلظت های مختلف نشان داد که با کاهش غلظت اولیه محلول، بازده جذب برای هر دو جاذب افزایش یافته و به هم نزدیک می شوند. بیشترین بازده جذب برای پوسته شلتوک و کربن فعال در غلظت اولیه 1 میلی گرم بر لیتر به دست آمد. در این تحقیق، شبیه های جذب جنبشی نیز مورد مطالعه قرار گرفت و شبیه هو و همکاران داده ها را بهتر توصیف کرد. همچنین، برازش شبیه های همدمای جذب لانگمویر و فرونیدلیش بر داده ها جذب نشان داد که شبیه فرونیدلیش داده های آزمایش را بهتر توصیف می کند.

طراحی و مدیریت درست روشهای آبیاری مستلزم داشتن آگاهی از وضعیت نفوذپذیری خاک که خود متاثر از فراسنج های کیفی (شوری و سدیمی) آب است، می باشد. از این رو در این تحقیق به بررسی تغییرات مکانی و پهنه بندی فراسنج های کیفی آب زیرزمینی شامل هدایت الکتریکی (EC) و نسبت جذبی سدیم (SAR) با استفاده از روشهای زمین آماری پرداخته می شود. هدف نهایی پیش بینی تغییرپذیری میزان نفوذ آب به خاک در سطح منطقه ی مورد مطالعه با توجه به وضعیت شوری و سدیمی آب زیرزمینی می باشد. اطلاعات مربوطه از تجزیه و تحلیل نمونه های مربوط به 76 حلقه چاه آب در دشت کرمان، و بر اساس آخرین نمونه گیری سال 1387 به دست آمده اند. روش های میان یابی استفاده شده شامل کریجینگ معمولی و لاگ کریجینگ بوده اند. برای ارزیابی روشها از روش ارزیابی متقابل با معیارهای جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین قدر مطلق خطا (MAE) استفاده شده است. تجزیه و تحلیل زمین آماری نشان داد که داده هایی هدایت الکتریکی و نسبت جذبی سدیم دارای همبستگی مکانی قوی بوده و ساختار مکانی آنها از شبیه نیم تغییرنمای کروی تبعیت می کند. نتایج حاصل از ارزیابی متقابل حاکی از آن است که هر دو روش کریجینگ معمولی و لاگ کریجینگ از دقت مشابهی برای تخمین فراسنجهای شوری و سدیمی برخوردارند. از طرف دیگر، مقایسه نقشه های هم تراز هدایت الکتریکی و نسبت جذبی سدیم به دست آمده بار دیگر نشان از مشابه عمل کردن دو روش میان یابی دارد؛ هر چند نقشه های خطای تخمین مربوط به دو روش کمی متفاوتند. بنابراین، در مواردی که هدف تنها ارائه تصویری کلی از شکل توزیع مکانی یک ویژگی در سطح منطقه است، کاربرد روش کریجینگ معمولی که از نظر اجرا نیز راحت تر و سریعتر است، توصیه می گردد. بر اساس نقشه های EC و SAR تهیه شده باکاربرد روش کریجینگ معمولی و معیارهای موجود، وضعیت منطقه ی از لحاظ شدت نفوذ آب به خاک مورد پیش بینی قرار گرفت. با توجه به نتایج حاصله به نظر می رسد که قسمت اعظم منطقه ی مورد مطالعه شامل نواحی شمالی و غربی از نفوذپذیری خوب برخوردار باشد. مابقی منطقه ، که درصد نسبتا زیادی را، بویژه در شمال شرقی و جنوب شرقی، شامل می شود دارای قابلیت نفوذپذیری متوسط است.

سرریز کناری سازه ای است با جریان آزاد، که در کناره ی نهر و به موازات آن تعبیه شده، و هنگامی که ارتفاع آب بالاتر از تاج سرریز است، اجازه می دهد بخشی از آب از روی آن بگذرد. این سازه بر عمق و سرعت جریان تاثیر می گذارد. با آگاهی از این آثار، می توان تدابیر لازم را در طراحی هیدرولیکی آن و نهرهای مربوطه در نظر گرفت. لذا، در این پژوهش مطالعات آزمایشگاهی در مورد 36 سرریز جانبی نیمه بیضوی با مشخصات هندسی متفاوت طی 298 آزمایش در شرایط جریان زیر بحرانی در نهر اصلی در محدوده بده 10 تا 70 لیتر بر ثانیه انجام گردید. همچنین، به بررسی و تفسیر نیمرخ سطح آب در سرریز جانبی ساده و کنگره ای نیمه بیضوی با استفاده از نیمرخ سرعت پرداخته شد، و اثر افزایش بده در نهر اصلی، ارتفاع، طول و انحنای سرریز بر نیمرخ سطح آب بررسی گردید. نهایتا، نتایج حاصل از اندازه گیری نیمرخ سطح آب در سرریزهای ساده و کنگره ای نیمه بیضوی با نیمرخ سطح آب محاسبه شده با کاربرد روش رانج کوتای مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که با افزایش ارتفاع و طول سرریز، و کاهش بده، دقت این روش بیشتر می گردد.

امروزه استفاده از انواع نرم افزارهای رایانه ای از جمله Rockware ، و کاربرد GIS، امکان بررسی تغییرات فراسنجهای مختلف کیفیت آب را در بعد مکانی و زمانی میسر می سازد و می توان درک بهتری را از مجموعه عوامل آلوده کننده رود به صورت تصویری داشت. بنابراین، مدیریت و واپایش کیفیت این منبع آبی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با توجه به هدف مطالعه برخی فراسنجهای تعیین کننده کیفیت آب رود مارون شامل کلرور، سولفات، کلسیم، منیزیم و سدیم، کربنات، pH، EC و TDS طی سالهای 83-1379 مورد استفاده واقع شدند. روندیابی فراسنجهای مذکور براساس زمان و مکان صورت گرفت. نتایج روندیابی زمانی نشان داد که غلظت و دامنه تغییرات فراسنجها در فصول پرباران کمترین، و در فصول کم باران بیشترین می باشند. همچنین، روندیابی مکانی نشان داد که هر چه از منطقه کوهستانی به سمت دشت نزدیک می شویم، غلظت آلاینده ها افزایش می یابد. نتایج این مطالعات نشان دادند که امکان تشدید آلودگی در منطقه وجود داشته و باید در مدیریت منطقه در جهت کاهش آلودگی رود مارون اصلاحاتی به عمل آید. همچنین، بر اساس نمودار شولر بطور کلی، بیشتر نمونه های آب دارای غلظتهای کلراید و سولفات کمتر از غلظت مجاز قابل شرب می باشند، و کیفیت آب این دو ایستگاه از لحاظ شرب خوب است. بر اساس طبقه بندی ویلکاکس، نمونه های آب ایستگاه ایدنک در ردیف C3S1 ، و ایستگاه دهنو در ردیف C2S1 قرار گرفته اند که از لحاظ کشاورزی دارای کیفیت مناسب می باشند.

سرریز و دریچه از پرکاربردترین سازه های اندازه گیری جریان و واپایش سطح آب در شبکه های انتقال آب به شمار می روند، که با ترکیب آنها به عنوان یک سازه، با توجه به عبور مواد شناور از روی سرریز و مواد قابل رسوب از زیر دریچه، مشکلات استفاده جداگانه هریک از سازه ها کاهش می یابد. در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی تغییرات ضریب بده سرریز-دریچه استوانه ای با فراسنجهای بی بعد H/D (نسبت عمق بالادست جریان به قطر سازه) و H/a (نسبت عمق بالادست جریان به بازشدگی دریچه ) درنهری با طول، عرض و ارتفاع به ترتیب 10، 0.6 و 0.7 متر پرداخته شده است. همچنین، روند تغییرات ضریب بده سرریز و دریچه با اندازه گیری نیمرخ سرعت در زیر و روی سازه استخراج، و با نتایج ضریب بده در شبیه ترکیبی سرریز-دریچه استوانه ای مقایسه شده است. نتایج حاصله نشان دادند که با افزایش فراسنجهای بی بعد H/a و H/D ضریب بده سرریز- دریچه ی ابتدا کاهش یافته و سپس افزایش می یابد. روند ضریب بده ی دریچه ی در شبیه ترکیبی، کاهشی و برای سرریز ابتدا افزایشی و سپس به سمت ثابت شدن میل می نماید. همچنین، قطر سازه و بازشدگی دریچه برای ضریب بده ی هر سه سازه سرریز، دریچه و سرریز- دریچه در شبیه ترکیبی موثر می باشند، و ضریب بده ی سرریز-دریچه استوانه ای در محدوده آزمایشها از 0.75- 1.05 متغیر است. در نهایت با تحلیل داده ها معادله ای جهت تخمین ضریب بده ی سرریز- دریچه ارائه گردید که دارای همبستگی بالایی می باشد.

هدایت آبی غیراشباع یکی از فراسنجهای اساسی در مطالعه حرکت آب در خاک می باشد. هیچ یک از روشهای مختلف اندازه گیری روش صحرایی، به دلیل پرهزینه و مشکل بودن، روش مطلوبی به حساب نمی آید. اساس کار روشهای آزمایشگاهی انجام آزمایش درمورد نمونه خاک از مناطق مورد نظراست. این تحقیق به منظور انجام آزمایش و محاسبه موردنیاز برای تخمین مناسبترین رابطه بین هدایت آبی غیراشباع با خواص فیزیکی خاک در منطقه ی باغین کرمان بود.همچنین، در این پژوهش، وضعیت عمومی خاک با اندازه گیری pH، هدایت الکتریکی ، میزان آهک و گچ موجود در خاک، در آزمایشگاه تعیین گردیدند. سپس هدایت آبی غیر اشباع خاک (Ku) با استفاده از روابط بده در واحد سطح و قانون دارسی، و همچنین نرم افزار RETC و شبیه های مختلف آن تخمین زده شد. با استفاده از شبکه های عصبی و نرم افزارهای SPSS، Curve Expert و Excel شبیه های مختلفی به نتایج حاصل از آزمایش برازش داده شدند.نتایج نشان دادند که شبیه Power (توانی) از نرم افزار SPSS از بین شبیه های مختلف برازش داده شده به نتایج تحقیق دارای بالاترین ضریب تعیین و دارای ضریب همبستگی معنی دار در سطح 1%، همچنین دارای کمترین میزان خطای RMSE می باشد که به عنوان بهترین شبیه معرفی می گردد.

نگهداری محیط زیست، مخصوصا محیطهای آ بی از آلاینده های گوناگون، بخصوص شوری، معضلی است که بشر امروز بیش از هر زمان دیگر با آن درگیر است. رود های حله و دالکی از منابع آبهای سطحی با اهمیت در استان بوشهر به شمار می روند. دشت برازجان در شمال استان بوشهر، یکی از دشتهایی است که در آن، شوری آب منجر به بحرانی گردیدن وضعیت آب زیرزمینی شده است. در این تحقیق سعی شده است تا با مطالعات آب-شیمیایی موقعیت و شکل منطقه اختلاط آبهای شور و شیرین، و تاثیر زیانبار کیفی منابع آب سطحی بر منابع آب زیرزمینی، بررسی گردد، که برای اولین بار در مورد این رودها، و با استفاده از روشها و نمودارهای ترکیبی هیدروژئوشیمیایی انجام گردیده است. نتایج تجزیه های شیمیایی عناصر اصلی از 22 نمونه آب چاههای منطقه، و یک نمونه آب رود نشان می دهد که دلایل شوری آبهای زیرزمینی در این دشت مختلف بوده، و ناشی از ورود آب شور رود های دالکی و حله، و انحلال نمک و گچ سازند های اطراف، و همچنین آبهای میان حوضه ای و نفتی، و پساب کشاورزی در برخی قسمتهای دشت می باشند. نمودار های نسبت یونی، وجود روند خطی واضحی را بین عناصر سدیم و کلر نشان می دهند که حاکی از اختلاط آب شیرین و شور می باشد. نفوذ آب شور رود بخصوص در نواحی مرکزی و شمال غربی دشت، و هجوم کمتر آن به قسمتهای شرقی (به دلیل تغذیه از سازند های آهکی مجاور) است. نتایج این تحقیق نشان می دهند که آبکشی زیاد چاههای منطقه باعث افزایش ضخامت منطقه اختلاط آبهای شور و شیرین گردیده، و لذا افزایش احتمال شوری چاههای آبکشی موجود می گردد. همچنین، آب زیرزمینی منطقه برازجان دارای نوع کلروره-سدیک و سولفاته-کلسیک است، که هجوم آب شور ناشی از رود و شورابه-ها دلیل این امر می باشند.

جریان های چگال، به دلیل وجود تفاوت جرم حجمی مابین دو سیال، و یا مابین لایه های یک سیال، ایجاد می گردند. در این تحقیق با استفاده از یک شبیه عددی (نرم افزار پویای سیالات محاسباتی FLUENT) اقدام به شبیه سازی جریانهای چگال شور عبوری از روی یک بستر حاوی ناپیوستگی شیب گردید. گفتنی است که از نتایج آزمایشگاهی مطالعات گارسیا (1993) به منظور واسنجی و اعتبارسنجی نتایج محاسباتی کمک گرفته شد. معلوم گردید که استفاده از شبیه آشفتگی (از نوع RNG)، و شبکه ای با ابعاد بهینه، به خوبی می تواند ویژگیهای جریان چگال شور را با توجه به مساله شکست شیب شبیه سازی نماید. این مطلب در مورد نیمرخهای قائم سرعت و غلظت موضعی (در مقاطع فوق و زیربحرانی پیش و پس از پرش چگال)، ضخامت جریان چگال، رخدادن پرش چگال، مقدار بیشترین سرعت موضعی و ارتفاع متناظر با این سرعت صادق می باشد. ضمنا، نتایج عددی جهت شبیه سازی ضخامت جریان چگال شور (در ناحیه زیربحرانی پس از پرش، و نیز در ناحیه پرش، بویژه در ناحیه ی فوق بحرانی پیش از پرش) نشان داد که علاوه بر شبیه آشفتگی از نوع RNG، شبیه آشفتگی از نوع معیار نیز سازگاری نسبتا مناسبی را با نتایج آزمایشگاهی از خود نشان می دهد. در این تحقیق، موقعیت بیشترین سرعت در ناحیه ی فوق بحرانی جریان چگال شور نسبت به ناحیه زیربحرانی به بستر، نزدیکتر بود. همچنین، استفاده از شبیه آشفتگی از نوع RNG منجر به نیمرخهای دقیقتری از سرعتهای موضعی نسبت به نیمرخهای قائم غلظتهای موضعی گردید. علاوه بر این، به علت محدودیت در عمق آب تمیز محیطی، یک جریان برگشتی در نتایج شبیه عددی مشاهده گردید. نهایتا، با افزایش شیب قسمت ابتدایی بستر، علاوه بر انتقال موقعیت پرش چگال به پایین دست جریان، مقدار اختلاط سیال محیطی با جریان فوق بحرانی پیش از پرش نیز در مقایسه با سایر قسمتهای جریان چگال افزایش بیشتری می یافت.