علوم و مهندسی آبیاری
سال:1391 | دوره:35 | شماره:1 |تعداد مقالات:12

تخمین ضرایب نفوذ در آبیاری جویچه ای بسیار دشوار بوده و تاثیر زیادی در طراحی و ارزیابی سامانه های آبیاری سطحی دارد. روش های متعددی برای تخمین ضرایب نفوذ وجود داشته و بسته به روش آبیاری متفاوت است. هدف از این تحقیق تخمین ضرایب معادله نفوذ کوستیاکف در آبیاری جویچه ای با استفاده از سه مدل EVALUE، SIPAR_ID و INFILT است. اساس کار مدل اول حل مستقیم و دو مدل دیگر حل معکوس می باشد. در این راستا از اطلاعات شش سری جویچه انتها بسته و شش سری جویچه انتها باز با شرایط مختلف مزرعه ای از جمله طول، شیب و رژیم جریان استفاده گردید. ارزیابی نتایج ضرایب معادله نفوذ از طریق مقایسه حجم آب نفوذ یافته محاسبه و اندازه گیری شده انجام گردید. نتایج نشان داد که در برآورد میزان آب نفوذیافته در خاک و ضرایب نفوذ، دو مدل EVALUE و SIPAR_ID به ترتیب با RMSE، 1.86 و 1.78 مترمکعب دارای کمترین خطا در حالت جویچه انتها بسته می باشند. در حالت انتها باز نیز مدل SIPAR_ID با RMSE، 1.11 مترمکعب عملکرد مناسبی داشت. همچنین هر سه مدل (به خصوص مدل INFILT با RMSE، 1.63 مترمکعب) در رژیم کاهش جریان دقت کمتری نسبت به رژیم جریان ثابت داشتند.

در این مطالعه از کربن و کربن فعال تهیه شده از گیاه نی و پوشال نیشکر به عنوان جاذب به منظور حذف جامدات محلول از آب استفاده گردید. برای این منظور، اثر هر یک از متغیرهای فرایند نظیر نوع ماده جاذب، جرم جاذب و غلظت نهایی جامدات محلول بر میزان جذب، خواص جذبی و راندمان حذف جامدات محلول بررسی شد. نتایج بدست آمده نشان داد که میزان بهینه جاذب کربن های نی، پوشال نیشکر و کربن فعال پوشال برابر 1200 میلی گرم در لیتر است. در شرایط بهینه که غلظت اولیه جامدات محلول 3206.4 میلی گرم بر لیتر و غلظت جاذب نیز مطابق شرایط بهینه تنظیم شد، بیشترین میزان حذف جامدات محلول، مربوط به کربن فعال پوشال نیشکر به میزان 75 درصد بود. پس از آن کربن پوشال و کربن نی به ترتیب حذفی معادل با 63 و 57 درصد را از خود نشان دادند. از این رو، با توجه به اینکه مواد اولیه تهیه کربن فعال پوشال ارزان قیمت بوده و این ماده راندمان حذف بالایی دارد، می توان نتیجه گرفت که استفاده از کربن فعال پوشال نیشکر می تواند جایگزین مناسبی برای کاهش جامدات محلول به جای کربن فعال تجاری باشد.

آگاهی از تغییرات مکانی پارامترهای کیفی ابزاری مهم درجهت شناخت استعدادهای منطقه و نحوه مدیریت اراضی است. بنابراین در این پژوهش تغییرات مکانی EC و SAR موجود در آب زیرزمینی با استفاده از روش های زمین آماری مورد بررسی و تحلیل قرار می گیرد. بدین منظور از اطلاعات مربوطه به تجزیه و تحلیل 169حلقه چاه آب در دشت نیشابور که دارای اقلیم نیمه خشک می باشد و بر اساس آخرین نمونه گیری سال 1386 به دست آمده است استفاده شد. روش های زمین آماری استفاده شده برای پهنه بندی پارامترهای ذکر شده شامل کریجینگ معمولی، لاگ کریجینگ، کوکریجینگ، عکس فاصله (IDW) و منحنی پوش (SPLINE) بوده است. برای ارزیابی روش ها از تکنیک ارزیابی متقابل با معیارهای RMSE، MBE، MAE و R2 بین داده های واقعی و تخمینی استفاده شده است. بررسی های انجام شده نشان می دهد که همبستگی مکانی EC و SAR دردشت نیشابور بسیار زیاد است. نتایج نقشه های EC و SAR با استفاده از بهترین روش، کوکریجینگ، مدل نمایی و کروی نشان داد که در نواحیشمال شرق دشت که آبخوان تحت تاثیر تغذیه مناسبی قرار دارد، دارای مقادیر EC و SAR کمتر از 1.5 dS/m و 2.5 mg/lit است و در محدوده نواحی دانه ریز آبخوان (نواحی جنوب و غرب آبخوان) که آبرفت از نظر دانه بندی وضعیت مطلوبی ندارد، EC و SAR دراین محدوده ها به مقادیر بالاتر از 12 dS/m و 18 mg/lit افزایش پیدا می کند. در نهایت کیفیت آب های زیرزمینی دشت نیشابور از نظر EC و SAR به لحاظ تاثیری که بر نفوذپذیری خاک دارد مورد بررسی قرار گرفت. همچنین نقشه های آنومالی EC و SAR ترسیم شد و نشان داده شد که افزایش شوری با میزان افت آب در پیزومترها همبستگی دارد.

آبگیرهای کفی سازه های فلزی مشبکی هستند که جهت انحراف آب در بستر رودخانه های کوهستانی دارای شیب تند و بار بستر درشت دانه، نصب می شوند. یکی از اشکال آبگیرهای کفی که تاکنون کمتر مورد توجه قرار گرفته، آبگیر کفی ساخته شده از شبکه متقاطع میله های طولی و عرضی است که انتظار می رود به لحاظ سازه ای نسبت به سایر انواع کف های مشبک، عملکرد بهتری در مقابل نیروهای وارده داشته باشد. در این پژوهش کف های مشبک ساخته شده از میله های طولی و عرضی متقاطع با درصد بازشدگی های مختلف در کانالی با شیب های متفاوت نصب گردید و با عبور دادن دبی های مختلف آب زلال و جریان رسوبدار (بار بستر)، ضریب تخلیه این نوع کف مشبک در هر دو حالت جریان و تحت تاثیر پارامترهای مختلف هیدرولیکی و هندسی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور ابتدا با استفاده از آنالیز ابعادی مناسبترین روابط خطی و غیرخطی بر داده های حاصل از آزمایش برازش داده شد و در نهایت روابط برازشی بدست آمده برای ضریب تخلیه این نوع کف مشبک در دو حالت جریان رسوب دار و بدون رسوب با یکدیگر بصورت کمی مقایسه گردید.

شوری خاک یکی از خصوصیات بسیار مهم خاک است که تاثیر زیادی بر بسیاری از فرآیندها از جمله رشد گیاهان میگذارد. هدف از این مطالعه برآورد و پهنه بندی شوری خاک و ارزیابی ریسک شوری در منطقه میانکنگی واقع در دشت سیستان میباشد. نمونههای خاک شامل 122 نمونه که به صورت نامنظم پراکنده بودند، برای ارزیابی شوری خاک تهیه شدند. در این پژوهش از دو روش زمین آماری کریجینگ معمولی (Ordinary Kriging) و کریجینگ شاخص (Kriging Indicator) برای تهیه نقشه های شوری خاک در منطقه مورد مطالعه استفاده گردید. به منظور ارزیابی خطر شوری خاک در منطقه، روش کریجینگ شاخص به کار گرفته شد. برای مقایسه روشها از تکنیک ارزیابی متقابل (Cross-validation) و معیارهای ارزیابی مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین انحراف خطا (MBE) استفاده شد. نتایج نشان داد که هر دو روش زمین آماری از دقت مشابهی در تخمین شوری خاک برخوردارند. به منظور محاسبه احتمال شرطی، حد آستانه، دو، چهار و هشت دسی زیمنس بر متر انتخاب شد. با در نظر گرفتن حد آستانه دو دسی زیمنس بر متر دیده شد که تقریبا کل منطقه با احتمال 0.5 تا 1، دارای شوری مساوی و یا بیشتر از حد آستانه مزبور است. به طور کلی نتایج حاکی از حد متوسط شوری در منطقه مورد مطالعه است. در نهایت نتایج این مطالعه نشان داد که روش کریجینگ شاخص بر خلاف روش کریجینگ معمولی قادر است علاوه بر نقشه تخمین، نقشههای احتمالاتی شوری خاک را با توجه به حد آستانه مورد نظر تولید کند. این نقشهها در فرآیندهای تصمیم گیری مثلا تعیین اراضی با قابلیت کشاورزی بسیار مفید می باشند.

موضوع مهم و اصلی در مطالعه تراکم، اندازه و نوع منافذ خاک است. در اثر تراکم حجم منافذ خاک، نفوذ آب به خاک و قابلیت دسترسی گیاهان به آب و هوا کاهش یافته و مجموع اثرهای مذکور باعث کاهش کیفیت خاک می گردند. به همین منظور مطالعه مزرعه ای جهت ارزیابی تاثیر تراکم بر منافذ فعال در حرکت آب (منافذ متوسط و درشت) در دانشگاه شهید چمران اهواز در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی، در پنج تیمار و سه تکرار انجام شد. بافت خاک لوم و تیمارها شامل تراکم حاصل از یک،  دو، چهار، هشت بار عبور تراکتور و همچنین بدون عبور تراکتور (شاهد) بودند. تعداد منافذ (در دو دسته متوسط و درشت) و درصد جریان عبوری از آن ها، تخلخل موثر و هدایت هیدرولیکی (اشباع و غیراشباع)، در چهار پتانسیل (0، 3-، 5-، 15- سانتی متر) توسط نفوذ سنج صفحه ای اندازه گیری شدند. در همه تیمارها تعداد منافذ متوسط چندین برابر منافذ درشت بود. با ایجاد تراکم تعداد منافذ هر دو دسته کاهش یافتند. تعداد منافذ درشت و متوسط در تیمار هشت بار عبور تراکتور که دارای بیشترین سطح فشردگی بودند، به ترتیب 85 و 62.5 درصد نسبت به تیمار شاهد کاهش یافتند. عمده اثر تراکم بر منافذ درشت خاک بود، زیرا با ایجاد تراکم منافذ درشت با وجود کمتر بودن تعداد این منافذ در خاک، بیشتر از منافذ متوسط تحت تاثیر قرارگرفتند.

هدف این مطالعه تجزیه و تحلیل روند جریان رودخانه های استان آذربایجان شرقی در سه مقیاس زمانی ماهانه، فصلی و سالانه با روش های ناپارامتری می باشد. برای این منظور از اطلاعات داده های دبی ده ایستگاه هیدرومتری (1387-1362) و از آزمون مان کندال پس از حذف همه اثر ضرایب خودهمبستگی معنی دار استفاده شد. به منظور تخمین شیب خط روند از روش تخمین گر سن استفاده شد. نتایج نشان داد که 30 درصد ایستگاه ها، در مقیاس سالانه، روند کاهشی معنی دار از خود نشان می دهند. تندترین شیب خط روند منفی، متعلق به ایستگاه ونیار معادل 0.35 مترمکعب بر ثانیه در سال بود. در مقیاس فصلی نیز روند منفی تقریبا در همه ایستگاه ها مشاهده شد. در مقیاس ماهانه روند جریان اکثر ایستگاه ها منفی بوده و هیچ ایستگاهی روند مثبت معنی دار (حتی در سطح 10 درصد) تجربه نکرده بود. شدیدترین روند نزولی متعلق به ماه فروردین و ایستگاه تازه کند (صوفی چای) بوده که در سطح 1درصد معنی دار بود.

یکی از پارامترهای موثر در پیش بینی دبی خصوصادر حوضه های برفگیر، پارامتر برف می باشد. آب معادل برف متداول ترین پارامتری است که در مدل سازی جریان رودخانه ها، به منظور وارد کردن تاثیر برف در مدل استفاده می شود. در این مقاله سعی شده است با توجه به عدم دسترسی به پارامتر آب معادل برف در درصد قابل توجهی از حوضه ها، پارامترهای باران تجمعی و باران تجمعی مازندران جایگزین آب معادل برف شوند. پارامتر باران تجمعی، بارندگی تجمعی از اول نوامبر تا اول آپریل و معرف برف انباشته شده می باشد که در بهار ذوب می شود. پارامتر باران تجمعی مازندران با انجام تغییراتی بر روی پارامتر باران تجمعی (جهت سازگاری آن با حوضه های مازندران) به دست می آید. نتایج مدل سازی نشان داد که پارامتر باران تجمعی قابلیت جایگزینی پارامتر آب معادل برف را دارد و پارامتر باران تجمعی مازندرانبا توجه به انطباق بیشتر با حوضه های این ناحیه، کارایی بیشتری نسبت به پارامتر باران تجمعی دارد.

این مقاله با در نظر گرفتن شیوه های متداول بررسی مقادیر حد مانند روش گمبل یک متغیره و با استفاده از الگوی توزیع ترکیبی مقادیر حد، دبی روزانه را طی دوره برگشت های مختلف در ایستگاه ارمند برآورد نموده است. در این الگو به جای استفاده از مقادیر حد سالانه در روش یک متغیره، از مجموع حجم دبی سالانه و داده های حد روزانه استفاده می گردد. در واقع این روش مقدار حد را برای دوره برگشت های مختلف به صورت مشروط برآورد می نماید که علاوه بر آن دوره های برگشت شرطی به شرط معلوم بودن مجموع حجم دبی و حداکثر دبی روزانه قابل محاسبه می باشند. در پایان، این روش در مورد داده های مجموع حجم دبی سالانه و حداکثر دبی روزانه سالانه ایستگاه ارمند حوضه بهشت آباد به کار گرفته شده که نتایج حاصله نشان دهنده دقت بیشتر روش مذکور نسبت به روش یک متغیره می باشد.

از بخش های بسیار مهم و قابل بررسی در دینامیک جریان غلیظ، بخش پیش رونده جریان غلیظ (پیشانی جریان) است. نیروی جلوبرنده و محرک در پیشانی جریان، گرادیان فشار حاصل از اختلاف چگالی میان پیشانی جریان و سیال محیطی است. به منظور بررسی اثر زبری بستر به عنوان عاملی مقاوم در برابر سرعت پیشروی جریان یک سری آزمایش های جریان غلیظ بر روی سطوح زبر با اندازه های اسمی 0، 4، 7.5، 12 و 15 میلی متر انجام شد. جریان غلیظ نمکی با سه دبی ورودی 0.7، 1 و 1.3 لیتر بر ثانیه و سه غلظت اسمی 10، 16 و 20 گرم بر لیتر ایجاد گردید. همچنین به منظور بررسی تاثیر توام شیب و زبری آزمایش ها در محدوده شیب های 0 تا 2.2 درصد صورت پذیرفت. پس از انجام آنالیز ابعادی و بررسی تاثیر هریک از پارامترهای بی بعد موثر، مدل رگرسیون خطی با ضریب همبستگی 0.90 و جذر میانگین مربعات خطای 0.037 و درصد خطای نسبی حدود 10 درصد برای تخمین سرعت پیشروی جریان ارائه شد. با استاندارد سازی داده ها به روش خطی و مدل رگرسیونی، تاثیر هریک از پارامترهای شیب، زبری نسبی و دبی بی بعد جریان غلیظ بر روی سرعت پیشروی جریان غلیظ به ترتیب 0.17، 0.50- و 0.35-محاسبه گردید.