مهندسی آبیاری و آب ایران
سال:1402 | دوره:13 | شماره:51 |تعداد مقالات:25

در تحقیق حاضر عملکرد هیدرولیکی انداز­ه­گیری جریان آب و مشکلات بهره­برداری این سازه­ها در شبکه آبیاری مغان بررسی شده است. در شبکه تعداد 1246 عدد دریچه آبگیر، جهت کنترل و تنظیم سطح آب نصب شده که به غیر از دریچه­های ورودی در محل بند، از دریچه­های کشویی به عنوان سازه­های اندازه­گیری جریان استفاده شده است. دقیق نبودن سازه­های اندازه­گیری در این شبکه باعث شده تا در اجرای بهسازی شبکه، حدود نیمی از سازه­ها با دریچه­های نیرپیک تعویض شدند. در این تحقیق با بازدید از شبکه و بررسی نقشه­ها و اطلاعات موجود، به صورت تصادفی چهار کانال از شبکه انتخاب شد. در هر سازه، دبی واقعی با دبی اسمی سازه که در بهره­برداری از آن استفاده می­شود، مورد مقایسه قرار گرفت و خطای نسبی سازه­ها بدست آمد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد، که متوسط خطای نسبی دبی واقعی و دبی اندازه­گیری بین 11/7 تا 38/34 درصد می­باشد. درصد خطای نسبی اندازه­گیری دبی در دریچه­های کشویی بین 63/0 تا 57/42 درصد و برای دریچه­های نیرپیک 17 تا 32/47 درصد به دست آمد، همچنین برای دریچه کشویی حداکثر اختلاف دبی به ترتیب در کانال­های مورد آزمایش 127 و 3/929 لیتر بر ثانیه و برای دریچه نیرپیک حداکثر اختلاف آبگذری در کانال­های مورد آزمایش به ترتیب 308 و 615 لیتر بر ثانیه حاصل شد. در بخش ارزیابی بهره­برداری، آب­بندی نامناسب، تخریب و عدم کارایی اشل­های تعیین تراز آب و بازشدگی دریچه­ها، پوسیدگی و دستکاری دریچه­ها از مشکلات بهره­برداری سازه­ها می­باشد، که در این راستا، توصیه­های لازم شامل کنترل و اصلاح بهینه و کالیبراسیون سازه­ها ارائه گردید.

جت جریان، باریکه­ای از مایع است که با سرعت بالا از یک نازل با قطر کم خارج می­شود. امروزه کاربرد جت­های هیدرولیکی در شاخه­های مختلف مهندسی و صنعت فراگیر شده است. در این پژوهش، مشخصه­های جت غوطه­ور در فرآیند هوادهی به مخزن سیال ساکن به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، ابتدا مدل فیزیکی یک مخزن آب ساخته شد و از یک نازل دایره­ای برای ایجاد جت غوطه ور استفاده شد. آزمایش ها برای دو دبی جت جریان (Q) 036/0 و 067/0 لیتر بر ثانیه، شش فاصله عمودی بین خروجی نازل و سطح آب (Lj) از 2 تا 12 سانتی متر، شش زاویه برخورد جت با سطح سیال درون مخزن (θ) از 15 تا 90 درجه و پنج غلظت مختلف سیال مخزن (C) از صفر تا 200 گرم بر لیتر، انجام شد. از روش تصویربرداری سریع برای بررسی مشخصه های جت استفاده شد. نتایج نشان داد برای cm2= Lj و °90=θ، با افزایش دبی از 036/0 به 067/0 لیتر بر ثانیه، عمق نفوذ جت (hp)، 3/13 درصد افزایش یافت. همچنین برای L/s 067/0=Q و °90=θ، با افزایش Lj از 2 به 12 سانتی متر، مشخصه hp به مقدار 4/10 درصد افزایش یافت. علاوه بر این، برای cm2=Lj، L/s 067/0=Q و 90°=θ، با افزایش مقدار غلظت سیال از صفر (آب خالص) به 200 گرم بر لیتر، مشخصه hp به مقدار 1/4 درصد کاهش یافت. برای آزمایش­های این پژوهش، بالاترین عمق نفوذ در آزمایش با L/s 067/0=Q، 90°=θ، cm12= Ljو کمترین غلظت مشاهده شد.

مهندسین هیدرولیک همواره از سازه های الحاقی در سازه شیب شکن جهت افزایش استهلاک انرژی بهره جسته اند. در مطالعه آزمایشگاهی حاضر به تأثیر هم زمان گابیون و صفحه مشبک قائم بر روی استهلاک انرژی جریان در سازه شیب شکن مایل پرداخته شد. در کل 120 آزمایش متفاوت برای محدوده دبی 150 الی 800 لیتر بر دقیقه و دو ارتفاع، سه زاویه شیب شکن و دو نسبت تخلخل صفحات مشبک قائم انجام شد. نتایج نشان داد که در تمامی مدل ها استهلاک انرژی جریان با افزایش عمق بحرانی نسبی جریان روندی کاهشی دارد. بکارگیری صفحه مشبک قائم در شیب شکن مایل گابیونی تأثیر کمی بر روی استهلاک انرژی جریان دارد به طوری که متوسط مقدار افزایش استهلاک تحقیق حاضر نسبت به شیب شکن مایل ساده مجهز به صفحه مشبک قائم 23/2 درصد است. سیستم تلفیقی ارائه شده در تحقیق حاضر باعث کاهش بازه عدد فرود از بازه 66/1 الی 11/2 به بازه 83/0 الی 9/1 نسبت به شیب شکن مایل ساده مجهز به صفحه مشبک قائم شد. صفحه مشبک قائم با تخلخل 50 درصد استهلاک انرژی نسبی بیشتری نسبت به تخلخل 40 درصدی دارا است و تغییر زاویه شیب شکن مایل گابیونی به ازای تخلخل ثابت صفحات سبب تغییر چندانی در میزان استهلاک انرژی جریان ندارد. همچنین به جهت تأثیر کم سیستم تلفیقی تحقیق حاضر بر روی مقادیر استهلاک انرژی جریان لذا استفاده هم زمان صفحه مشبک قائم و شیب شکن مایل گابیونی به لحاظ اقتصادی توصیه نمی گردد.

در این مطالعه، برای اولین بار، ضریب دبی روزنه­های جانبی مثلثی توسط یک روش نوین تکاملی تحت عنوان ساختار تعمیم­یافته روش گروه دسته­بندی داده­ها (GSGMDH) شبیه­سازی شد. در ابتدا، پارامترهای موثر بر روی ضریب دبی روزنه­های جانبی مثلثی شناسایی شدند و شش مدل GSGMDH مختلف تعریف شد. سپس داده­های آزمایشگاهی به دو دسته آموزش و آزمون تقسیم­بندی شدند. در این مقاله، 70% داده­ها برای آموزش مدل­های هوش مصنوعی و 30% باقیمانده برای آزمون این مدل­ها بکار گرفته شدند. با تجزیه و تحلیل نتایج کلیه مدل­های GSGMDH، مدل برتر معرفی شد. این مدل مقادیر ضریب دبی را با دقت بالایی تخمین زد، به­عنوان مثال، ضریب همبستگی  (R)، شاخص پراکندگی (SI) و ضریب نش  (NSC) برای وضعیت آزمون مدل برتر به­ترتیب مساوی با 999/0، 0008/0 و 999/0 محاسبه شدند. همچنین، تحلیل حساسیت پارامترهای ورودی نشان داد که عدد فرود (Fr) و نسبت عرض کانال اصلی به طول روزنه جانبی (B/L) به­عنوان موثرترین پارامترهای ورودی شناسایی شدند. در ادامه، نتایج مدل برتر GSGMDH با مدل GMDH مقایسه شد که این مقایسه نشان دهنده عملکرد بهتر مدل GSGMDH بود.

در تحقیق حاضر مدل دوبعدی حجم محدود جریان و انتقال بار بستر توسعه یافته است. معادلات حاکم شامل معادلات جریان آب های کم عمق و معادله Exner در نظر گرفته شده است که در آن انتقال بار بستر با فرض سرعت متوسط جریان بدست می آید و پارامتر اندرکنش جریان-رسوب که به صورت یک ضریب کالیبراسیون عمل می کند، محاسبه می شود. جهت محاسبه دبی بار بستر از مدل Grass استفاده شده است. همچنین روش Roe به منظور مدل سازی فلاکس های عبوری جریان و رسوب انتقالی از وجوه حجم کنترل مورد استفاده قرار گرفته است. معادلات حاکم بر جریان و انتقال بار بستر به صورت همزمان حل شده است. صحت و کارایی مدل حاضر با مثال های مختلف یک بعدی و دوبعدی جریان و انتقال رسوب مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت نتایج به دست آمده از مدل عددی حاضر با حل دقیق و حل عددی محققین دیگر مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. مقایسه نتایج به دست آمده از مدل عددی حاضر برای ارتفاع سطح آزاد جریان با نتایج حل دقیق با حداکثر خطای نسبی 0.51 درصد و ارتفاع بستر متحرک جریان با حداکثر خطای نسبی 1.65 درصد، نشان دهنده دقت و کارایی مدل ارائه شده در مدل سازی جریان بر بسترهای متحرک می باشد.

افزایش تجاوز به حریم رودخانه­ها به همراه تغییرات اقلیمی، موجب افزایش رخداد سیلاب­های بزرگ و آسیب­پذیری بیشتر سیلابدشت­ها شده است. گوره­ها، از مهم­ترین و پرکاربردترین سازه­های حفاظت سواحل رودخانه­ها در برابر سیل محسوب می­شوند. در این تحقیق، کوشش شد تا با معرفی یک رویکرد نوین در مدل­سازی هندسی، رابطه­ای ریاضی برای محاسبه احجام گوره­­ها بر اساس سناریوهای مختلف جانمایی در سیلابدشت توسعه داده شود. سناریوهای مطالعاتی شامل گوره­های حفاظت از تعریض سه کیلومتر از راه شریانی چابهار- زاهدان واقع در سیلابدشت رودخانه کارواندر در جنوب شرق ایران است. شبیه­سازی هیدرولیکی در HEC-RAS برای وضعیت موجود و 13 سناریوی مختلف جانمایی گوره­ها با 13 توپوگرافی منحصربه­فرد بر اساس رویکرد نوین مذکور، انجام شده و میزان کاهش پهنه سیلابی و حجم خاکریزی گوره­ها برای هر یک از سناریوها در ArcMap محاسبه شده است. بر اساس نتایج، تغییرات حجم خاکریزی گوره­ها در سناریوهای مختلف، همبستگی خوبی با پهنه سیلابی استحصال شده نداشت. با توجه به وابستگی مستقیم آبشستگی، هندسه و احجام گوره­ها به سرعت جریان، با محاسبه سرعت حداکثر جریان، ضرایب بی­بعد سرعت حداکثر در سناریو­های مختلف، محاسبه و به احجام گوره­ها اعمال شد. به این ترتیب و با به­کارگیری معادلات چندجمله­ای درجه دو در روابط همبستگی، ضریب تعیین (R2) برای سیلاب­های با دوره­های بازگشت 50، 100 و 200 سال، به ترتیب از مقادیر 35/0، 48/0 و 50/0 به مقادیر قابل قبول 88/0، 91/0 و 92/0 افزایش یافت که نشان­دهنده کارآیی بالای رویکرد پیشنهادی و نیز افزایش R2 با افزایش دوره بازگشت سیلاب است. همچنین، دقت محاسباتی روابط رگرسیونی در سناریوهای جانمایی گوره­ها در فواصل میانی از محور راه نسبت به سایر سناریوهای نزدیک­تر یا دورتر، بیشتر است که ناشی از هندسه نامنظم­تر رودخانه در سناریوهای نزدیک­تر و تشدید تغییرات غیرخطی پارامترهای سیلاب در سناریوهای دورتر است.

پیش­بینی بارش از نقش مهمی در حفظ، مدیریت، تخصیص و توزیع منابع آب، تعیین حجم تأسیسات آبی،  تأمین نیاز آبی محصولات و همچنین تعیین مقدار فرسایش و رسوب برخوردار است. روش های مختلفی جهت پیش­بینی بارش وجود دارد. این پژوهش با هدف بررسی عملکرد شبکه­های عصبی مصنوعی در پیش­بینی بارش ماهانه بر اساس اطلاعات اقلیمی و جغرافیایی نظیر دمای حداقل و حداکثر، رطوبت حداقل و حداکثر، بارش، طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا در سطح 23 ایستگاه استان فارس اجرا گردید. نتایج در سطح 5، 10 و 18 داده ورودی نشان داد با افزایش تعداد ورودی دقت مدل در تخمین میزان بارش ماهانه افزایش می­یابد. دقیق­ترین مدل شبکه عصبی در روش نرمال­سازی رتبه­ای با یک لایه مخفی و بهترین ساختارهای شبکه نیز به­ترتیب در ساختار 1-25-5، 1-30-10 و 1-20-18 می­باشد. نتایج نشان داد که شبکه عصبی با 18 ورودی دارای کوچک­ترین MSE=0.032 و بالاترین R=0.62 می­باشد. بهترین روش برای نرمال­سازی، روش رتبه­ای با شبکه عصبی بهینه یک لایه و ساختار 1-25-5 و الگوریتم آموزش لونبرگ- مارکوارت و تابع محرک تانژانت سیگموئید می­باشد. بنابراین با استفاده از شبکه عصبی­مصنوعی (با 18 ورودی معرفی شده) می­توان مقدار و توزیع بارش ماهانه منطقه وسیعی را با دقت قابل قبولی پیش­بینی نمود. این موضوع نقش بسیار تعیین­کننده­ای در مدیریت و برنامه­ریزی منابع آب شرب و کشاورزی ایفا می­کند؛ به­طوری­که می­توان با در نظر گرفتن این پیش­بینی­ها، سیاست­های آینده را در جهت بهینه­سازی صرف هزینه­ها و امکانات بهره­وری حداکثر طرح­ریزی کرد.

مدل AquaCrop یکی از مدل های گیاهی پرکاربرد است که برای شبیه سازی گیاهان زراعی مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته است. با این وجود دقت آن در شرایط استفاده همزمان تنش آبی و کودی در آبیاری جویچه ای تاکنون بررسی نشده است. از این رو، تحقیق حاضر با استفاده از دو فاکتور مقدار آب آبیاری (در چهار سطح W1، W2، W3 و W4 به­ترتیب نشان دهنده تأمین 120، 100، 80 و 60 درصد نیاز آبی) و کود نیتروژن (در چهار سطح N1، N2، N3 و N4 به ترتیب نشان دهنده تأمین 100، 80، 60 و صفر درصد نیاز کودی) اجرا شد. داده های مورد نیاز شامل اطلاعات هواشناسی، خاک، مدیریت آبیاری و کود نیتروژن و عوامل گیاهی مورد نیاز این پژوهش از آزمایش انجام شده در مزرعة 400 هکتاری موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر در شهرستان کرج برداشت شد. با استفاده از این داده ها، عملکرد و بهره وری آب ذرت شبیه سازی گردید. نتایج نشان داد که مدل AquaCrop برای شبیه سازی عملکرد (MBE=-0.15) و بهره وری آب (MBE=-0.32) دچار خطای بیش برآوردی شد. دقت این مدل گیاهی برای شبیه سازی عملکرد دانه و  بهره وری آب به­ترتیب برابر با 9 و 24 درصد بود. با افزایش تنش آبی و کودی، دقت مدل AquaCrop برای شبیه سازی عملکرد کاهش یافت. همچنین کارایی مدل AquaCrop در شبیه سازی عملکرد دانه (EF=0.92) و  بهره وری آب (EF=0.47) بسیار مطلوب بود. با توجه به این نتایج، استفاده از این مدل گیاهی در شرایط مشابه پیشنهاد می شود.

در شرایط اقلیم خشک و نیمه خشک ایران و بخصوص خشکسالی­های متوالی سال­های اخیر، جلوگیری از تلفات آب به عنوان منبع ملی، دارای اهمیت فوق العاده ای است. اجرا شبکه های آبیاری با راندمان بالا وافزایش راندمان انتقال درشبکه­های موجودازجمله ­راهکارهای لازم می باشد. هدف از این تحقیق بررسی علل هدررفت آب و پایین بودن راندمان انتقال آب شبکه آبیاری و زهکشی ساحل چپ رامشیرمی باشد. برای این هدف راندمان انتقال آب تعداد5 بازه ازکانالت دربلوک B آن شبکه به عنوان نمونه انتخاب گردید.در میان کانالت های موردبررسی،برخی از آ ن ها دارای مشکل سریز آب دربدنه بودند.میزان راندمان انتقال ونیز تلفات آب برای هر مقطع با توجه به شرایط بهره برداری درفصل زمستان و تبخیرناچیز بااستفاده روش دبی ورودی– خروجی تعیین گردید.بررسی­های میدانی نشان دادکه سرریز شدن آب ازلبه کانالت­ها مهمترین عامل هدررفت آب  می­باشد بطوری­که راندمان انتقال آب درکانالت های فاقدمشکل سرریز بین­40/88 تا 2/89 درصدودرکانالت­های دارای مشکل سرریز آب ازبدنه بین7/63 تا 5/71 درصد می باشدکه این میزان کاهش راندمان انتقال آب موجب هدررفت آب به میزان 337416 متر مکعب دریک فصل آبیاری درشبکه موردمطالعه شده است.از جمله عوامل مهم سرریز شدن آب،نهشته شدن رسوب در بسترکانالت­هاتشخیص داده شدکه منجر به افزایش زبری،کاهش سطح مقطع جریان ودر نتیجه افزایش عمق آب دردبی طراحی می­گردد.دلایل عمده رسوبگذاری در تعدادی ازکانالت­ها، شیب نامناسب آن ها با توجه به رسوبی بودن جریان رودخانه می­باشد.محاسبات هیدرولیکی نشان می­دهدکه با توجه به شیب بستراین کانالت­ها، ضروری است تاازورودرسوبات باقطربزرگتر از1میلی­متر­به کانالت هاجلوگیری شود.

از عوامل اصلی تأثیرگذار بر الگوی خیس­شدگی خاک، شیب زمین، بافت خاک، دبی قطره­چکان و حجم آب­آبیاری می­باشد. برای بررسی تأثیر این عوامل آزمایش­ها در 4 گروه متفاوت از خاک­های نا­همگن با 3 لایه متفاوت که 2 گروه با خاک­های مطبق افقی و 2 گروه با خاک­های مطبق عمودی در 3 شیب­ 0، 10 و20 درصد، با دبی­های 2، 4 و 8 لیتر بر ساعت و برای حجم آب ثابت 24 لیتر انجام گردید. نتایج نشان داد که مقدار حداکثر شعاع جبهه­رطوبتی از 33 الی 109 سانتی­متر و عمق جبهه­رطوبتی در زیر قطره­چکان از 39 الی 71 سانتی­متر متغیر بوده است. بیشترین افزایش در حداکثر شعاع خیس­شده مربوط به خاک مطبق افقی با لایه با بافت سنگین در بالا می­باشد. عمق خیس­شدگی در زیر قطره­چکان، با افزایش شیب مقدار کمی کاهش پیدا می­کند. بیشترین عمق ­نفوذ برای خاک مطبق عمودی با لایه میانی با بافت سبک و دو لایه­ اطراف با بافت سنگین می­باشد. با افزایش دبی در شرایط برابر از مقدار مساحت جبهه­رطوبتی کاسته می­گردد. در آزمایش­های انجام شده بیشترین درصد مساحت جبهه­­رطوبتی پایین­دست قطره­چکان در دبی 8 لیتر در ساعت و با شیب 20 درصد بین 74 الی 78 درصد می­باشد.

در اثر اقدامات عمرانی گودبرداری در شهرستان بروجرد واقع در استان لرستان، سیستم آبرسانی مربوط به حدود دو سده قبل شناسایی گردید. این سیستم شامل چهار گلدان سفالی بوده که از طریق سه لوله سفالی درونی به هم متصل شده­اند، به گونه­ای که هر بخش لوله سفالی شامل 6 یا 7 قطعه تنبوشه سفالی­ است. تاکنون هیچ­گونه پژوهش علمی در مورد نحوه کار سازه یاد شده انجام نشده است. در راستای مسئله مطرح شده سوالات مهمی قابل طرح اند: 1ـ هدف اصلی از ایجاد سازه، آبرسانی به کدام بخش از بافت تاریخی شهر بروجرد است؟ 2ـ گلدان­های بین لوله­های سفالی چه نقشی در سیستم آبرسانی دارند؟ این پژوهش در نظر دارد تا با استفاده از روش­های میدانی از قبیل مستندنگاری، رجوع به بافت تاریخی و تهیه تصویر و مطالعات کتابخانه­ای به این پرسش­ها پاسخ علمی ارائه نمایند. با توجه به اندازه گیری های انجام گرفته در طول تنبوشه­ها و فاصله گلدان­ها، مشخص شد که این سیستم آبرسانی با استانداردهای ذکر شده در منابع معتبر تاریخی در زمینه علوم آب متفاوت است و با توجه به شرایط منطقه­ای و به منظور دوام و استحکام سازه، تغییراتی در سازه مربوطه اعمال شده است. گلدان­های تعبیه شده در بین لوله­های سفالی کاربردهای متفاوتی داشته­اند؛ چنانکه از آنها به­عنوان مقسم و هواگیری سیستم انتقال آب استفاده شده است. همچنین شواهد باستان­شناختی نشان می­دهد سیستم آبرسانی مکشوفه به منظور تأمین آب ارگ حکومتی و اهداف عام­المنفعه مانند آبیاری و آبرسانی احداث شده و بر اساس مقایسه تطبیقی قدمت آن به اواخر دوره زندیه و اوایل دوره قاجار بر می­گردد.

مدل سازی تاثیر شوری آب آبیاری  بر عملکرد گوجه فرنگی گلخانه ای در شرایط رژیم رطوبتی، آزمایشی در قالب طرح بلوک های کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارهای شوری شامل  5/1، 5/2، 4، 7 (دسی زیمنس بر متر) بود و رژیم های رطوبتی در سه سطح تخلیه رطوبتی 50، 60 و 70 درصد ظرفیت زراعی منظور گردید. با استفاده از روش سطح پاسخ، نتایج نشان داد که بهترین مدل عملکرد بر اساس متغیر های تنش شوری و میزان رطوبت، درجه دوم[1] با ضریب تبیین 93/0 می باشد. بیش ترین عملکرد با فرض کمترین رطوبت در دسترس و بیشترین میزان شوری آب آبیاری، برابر 9/117(گرم بر بوته) با درجه مقبولیت[2] 6/0، در شوری 3 (دسی زیمنس بر متر)  و9/63 (درصد) تخلیه رطوبتی به دست آمد. کاهش رطوبت در دسترس و همچنین در یک رژیم رطوبتی مشخص با افزایش میزان شوری خاک، به غیر از طول ریشه اصلی، سایر شاخص های ریشه از روند افزایشی برخوردار بودند. همچنین روند کاهشی عملکرد در هر یک از رژیم های رطوبتی، با افزایش میزان تنش شوری مشاهده گردید. بنابراین با توجه به تاثیر غیرخطی متغیرهای رژیم رطوبتی و میزان تنش شوری بر عملکرد گوجه فرنگی گلخانه ای، برای رسیدن به بهتیرن عملکرد، استفاده از روش سطح پاسخ می تواند حدود تنش های شوری و رطوبتی را تعیین نماید. 

دشت هرات و مروست، یکی از مهم­ترین قطب­های کشاورزی استان یزد بوده و تقریبا تمامی آب استحصال شده از این آبخوان، جهت مصارف کشاورزی استفاده می­گردد. در سال­های اخیر، افت سطح آب زیرزمینی آبخوان هرات و مروست، باعث پیش روی آب شور و افت کیفیت آب زیر زمینی شده است. بنابراین هدف از این پژوهش پهنه بندی مناطق پتانسیل آبی در دشت هرات و مروست در دوره 2017-1996 با استفاده از عوامل موثر در تغذیه سفره های آب زیرزمینی، با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی و سیستم اطلاعات جغرافیایی می­باشد. از این­رو از لایه­های اطلاعاتی شامل ارتفاع، شیب، زمین شناسی، کاربری اراضی، میانگین بارندگی و دمای سالانه، تراکم زهکشی و سطح آب زیر زمینی، جهت پتانسیل­یابی منابع آب زیرزمینی استفاده شدند. این نقشه­ها با استفاده از مقایسه زوجی به روش سلسله مراتبی وزن­دهی گردید. با اعمال وزن محاسبه شده هر معیار، نقشه عوامل با توجه به اهمیت آن در پتانسیل یابی آب زیرزمینی تهیه و سپس نقشه نهایی پتانسیل آب زیرزمینی با هم پوشانی به روش سلسله مراتبی فازی تهیه گردید. نتایج به دست آمده از پتانسیل­یابی منابع آب زیرزمینی نشان می دهد که به ترتیب 6/7، 74/17، 1/25، 85/18 و 61/30 درصد از مساحت منطقه در پهنه­های پتانسیلی خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد قرار دارد. به طور­کلی بر طبق نتایج، در منطقه مورد مطالعه، دشت­های آبرفتی و مناطق با شیب توپوگرافی کم دارای بیش­ترین پتانسیل تشکیل منابع آب زیرزمینی بوده و مناطق دارای تشکیلات زمین­شناسی سخت با ارتفاع و شیب بالا دارای کم­ترین پتانسیل جهت استخراج آب زیرزمینی می­باشند.

رشد سریع جمعیت، توسعه اقتصادی و اجتماعی، شهرنشینی و افزایش تقاضای مواد غذایی باعث فشار بر منابع آب شیرین در مناطق مختلف دنیا شده است. افزایش تقاضا برای آب منجر به بهره برداری بیش ازحد از منابع آب و کمبود آب می شود. بنابراین نیاز به راهکارهای جایگزین مؤثر برای مقابله با این مشکل وجود دارد. جمع­آوری و برداشت آب باران یکی از راه حل های کاربردی برای مقابله با کمبود آب هست. با این حال انتخاب مناطق بالقوه برای مکان یابی سازه های برداشت آب باران در یک حوضه آبخیز نیاز به بررسی عوامل متعددی ازجمله، توپوگرافی، شیب زمین، نوع خاک، شدت بارندگی، پوشش کاربری زمین، زهکشی، جریان رودخانه و معیارهای اجتماعی-اقتصادی دارد. این نشان می دهد برنامه ریزی و اجرای پروژه های برداشت آب باران یک مشکل چندهدفه و چند معیاره است که به معیارهای متعددی بستگی دارد. بنابراین، ادغام رویکردهای سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و تجزیه وتحلیل تصمیم گیری چند معیاره (MCDA) ضروری است. در این پژوهش از یک مدل مبتنی بر GIS با ترکیب منطق فازی و AHP برای تعیین مناطق مناسب برای ساخت سازه های برداشت آب باران در حوضه آبخیز گلیداغ برای سال 1398 استفاده شد. نتایج نشان داد که 92/9 درصد از منطقه موردمطالعه دارای پتانسیل بسیار زیاد، 7/25 درصد زیاد، 58/21 درصد متوسط و 8/42 درصد دارای پتانسیل ضعیف برداشت آب باران است. طبق یافته­ها پیشنهاد می­شود برای کاهش کمبود آب سازه­های مناسب جمع آوری آب باران در مکان­های تعیین شده ایجاد گردد.

امروزه با توجه به تغییرات اقلیمی‎‎، محدودیت منابع آب ‎ و رشد جمعیت، مشکل تبخیر از مخازن آب به یک معضل جهانی تبدیل شده است. جهت کاهش تبخیر از سطح آب، روش های متنوعی ارائه شده است که یکی از روش های معمول، استفاده از الکل های سنگین هگزادکانول و اکتادکانول به صورت پودر یا محلول است. کاربرد این الکل‎ها به صورت محلول به همراه یک حلال بیشتر متداول بوده زیرا با وزش باد کمتر جابجا شده و یکنواختی پخش بیشتری دارند. در پژوهش حاضر از "بریج-35" به دلیل سازگاری با محیط زیست بجای حلال‎های معمول جهت تهیه امولسیون های هگزادکانول، اکتادکانول و ترکیب هگزادکانول با اکتادکانول استفاده گردید. جهت بررسی عملکرد امولسیون های ساخته شده، تشت­های تبخیر کلاس  Aمورد استفاده قرار گرفتند. جهت بررسی کارایی ترکیبات شیمیایی مورد استفاده در این تحقیق از روش های فیزیکی مقابله با تبخیر از قبیل توپ­های شناور و سایبان استفاده گردید. نتایج آزمایش ها نشان داد که امولسیون اکتادکانول و بریج نسبت به دو امولسیون دیگر مورد استفاده از کارایی بهتری در کاهش تبخیر از سطح آب برخوردار است. مقایسه کارایی روش های مختلف نشان می دهد که سایبان و توپ های شناور به ترتیب با 60 و 56 درصد کاهش تبخیر بهترین عملکرد را داشته و امولسیون اکتادکانول نیز با 36 درصد کاهش تبخیر در رده بعدی قرار می گیرد. با این حال امولسیون اکتادکانول در بعضی موارد عملکرد مشابه با روش های فیزیکی در کاهش تبخیر از سطح آب داشته است. بررسی تاثیر سرعت باد بر عملکرد مونولایر نشان داد که در سرعت های کم عملکرد مونولایر شبیه به توپ و سایبان بوده ولی به تدریج با افزایش سرعت باد، عملکرد مونولایر به شدت کاهش می یابد.

آب های زیرزمینی به عنوان مهم ترین منابع آبی در دشت قم محسوب می گردند. بنابراین پیش بینی نوسانات سطح آب زیرزمینی این دشت می­تواند در برنامه ریزی و تصمیم گیری های بعدی مفید باشد. هدف از انجام این تحقیق پیش بینی تراز آب زیرزمینی دشت قم با استفاده از مدل استنتاج تطبیقی عصبی فازی است. با استفاده از این روش مدل سازی فرآیندهای غیرخطی نظیر آب های زیرزمینی بدون در نظر گرفتن فیزیک مسئله و یا دانستن مشخصات لایه های آبخوان و اطلاعات پیچیده زمین شناسی امکان پذیر می گردد. تعداد نه چاه مشاهده ای در محدوده دشت قم انتخاب گردید. در این مدل سازی، الگوها و ترکیبات متفاوتی از داده های ورودی، شامل سطح آب های زیرزمینی، تخلیه از چاه ها و بارندگی در 12 ماه قبل استفاده شدند و خروجی مدل، سطح آب زیرزمینی در ماه فعلی انتخاب شد. نتایج نشان داد این مدل، با توجه به ضریب همبستگی برابر با 96/0 و ریشه میانگین مربعات خطا برابر با 26/0 از دقت مناسبی در پیش بینی سطح آب زیرزمینی چاه های مشاهده ای مورد مطالعه برخوردار می باشد. استفاده از داده های تخلیه از چاه ها در مدل سازی ها موجب بهبود نتایج در چاه های مشاهده ای گردید که نشان می دهد این داده ها بر تراز آب زیرزمینی تأثیرگذار بوده که با توجه به کاهشی بودن روند کلی تغییرات آب زیرزمینی دشت قم می توان چنین استنباط کرد، تخلیه از چاه ها به عنوان مهم ترین عامل کاهش تراز آب زیرزمینی این دشت است. نتایج این تحقیق نشان داد تراز آب زیرزمینی ماه های قبل و میزان تخلیه چاه جهت پیش­بینی تراز سطح آب زیرزمینی در مناطق آب و هوایی خشک و نیمه خشک مانند دشت قم در ورودی مدل سازی مناسب می باشد.

بررسی روند تغییرات سطح آب زیرزمینی و پیش بینی آن در مدیریت منابع آبی اهمیت بسزایی دارد. در این پژوهش شبیه سازی تغییرات سطح آب زیرزمینی دشت نهاوند با استفاده از مدل ریاضی MODFLOW و با در نظر گرفتن پارامترهای موثر بر پدیده انجام شده است. ابتدا فرآیند واسنجی و صحت سنجی در یک دوره آماری 120 ماه انجام گرفت. سپس چهار سناریو (شرایط برداشت فعلی و 10، 30 و 50 درصد کاهش برداشت از چاه های کشاورزی) برای پیش بینی تغییرات سطح آب زیرزمینی در آینده بررسی گردید. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که مدل ریاضی استفاده شده جهت شبیه سازی آبخوان نهاوند دارای 21 درصد خطای نسبی NRMSE می­باشد که موید مدل سازی مناسب پس از بررسی فرآیند پیش بینی است. همچنین مشخص گردید که سناریوی 0 و 10 درصد سبب کاهش تراز آب زیرزمینی در آینده خواهد شد. مقدار کاهش 30 درصدی بهره برداری منجر به ایجاد شرایط ثابت و کاهش بیش از آن تا مقدار 50 درصد قادر به جبران کسری مخزن در دوره­ای بلند مدت است.

شناخت اقلیم و تامین آب سالم دو موضوع مهم در بحث  تغییر اقلیم  وکمبود آب و زنگ خطر برای آیندگان است. هدف از انجام این تحقیق، ارزیابی شاخص خشکسالی SPI بر روند و طول دوره خشکسالی در منطقه و تاثیر آن بر میزان دبی رودخانه و حجم مخزن سد می باشد. با بهره گیری از سناریوهای، مدل های اقلیمی این روند در آینده برای یک دوره 2030 تا 2050 استخراج گردید و تاثیر آن در آینده نیز برآورد شد. ازین رو، از نرم افزار SWAT  برای دوره 1994 تا 2012 برای چهار ایستگاه هیدرومتری گچسر، سیرا_کلوان، سیرا_کرج و پل خواب استفاده گردید تا با نتایج حاصل از الگوریتم SUFI2 در محیط SWAT-CUP با پهنای باند اطمینان مناسب و ضرایب نش به ترتیب 0.54، 0.45، 0.72، 0.58 کالیبراسیون گردد. همچنین صحت سنجی برای بازه زمانی 2013 تا 2019 به ترتیب 0.34، 0.38، 0.5، 0.44 استخراج گردید. بر اساس نتایج، روند تغییر اقلیم و شاخص خشکسالی بیانگر کاهش میزان جریان رودخانه و افزایش دما می باشد که سبب افزایش تبخیر از سطح مخزن سد می گردد. بطور کلی حجم مخزن سد براساس سناریوهای مختلف حدود 24 تا 35 درصد روند کاهشی داشته است. از طرفی با در نظر گرفتن دستور العمل IWRM یونسکو و بررسی روند سیر تکاملی و تغییر میزان جریان پیشنهاد گردید که در  راستای برنامه ریزی حوضه و اعمال سیاست های مهم، کنترل بحران سه سناریو اجتماعی، اقتصادی و محیط زیست در منطقه بصورت جدی در نظر گرفته شود.

یکی از مهم ترین راهکارهای احیای دریاچه ارومیه، مدیریت منابع آب کشاورزی با هدف کاهش مصرف آب در این بخش است؛ که در این راستا نصب کنتورهای هوشمند بر روی چاه های آب زیرزمینی می تواند به این امر کمک شایانی نماید. هدف از این مطالعه ارزیابی میزان رضایت مندی از نصب کنتورهای هوشمند و عوامل موثر بر آن می باشد. برای دست یابی به این هدف، از الگوی لاجیت ترتیبی تعمیم یافته استفاده شد؛ که داده های موردنیاز با استفاده از پرسشنامه و مصاحبه حضوری از 250 کشاورز به روش نمونه گیری خوشه ای در سال 1398 جمع آوری شدند. نتایج نشان می دهد که 80/38 درصد پاسخ گویان رضایت کمتر از متوسط، 20/25 درصد رضایت متوسط و 36 درصد رضایتی بیشتر از سطح متوسط از نصب کنتورهای هوشمند دارند. عوامل موثر بر رضایت مندی نیز درآمد غیرکشاورزی، افزایش ارزش زمین پس از نصب کنتور، نزدیکی به منبع اصلی آبیاری، حمایت دولت در نصب کنتور و مدت زمان سپری شده از نصب کنتور می باشند. برآورد اثرنهایی این متغیرها نشان می دهد که با افزایش مقدار این متغیرها احتمال قرار گرفتن در گروه با رضایت بیشتر افزایش می یابد. اتخاذ سیاست های مناسب به منظور افزایش درآمد محصولات کشاورزی و حمایت مالی و مشاوره ای دولت در نصب کنتور می تواند به کاهش مصرف آب در بخش کشاورزی و افزایش احتمال رضایت مندی از نصب کنتورهای هوشمند کمک نماید.

خشکسالی های مکرر در منطقه سیستان سبب بروز بحران شدید در بخش کشاورزی این منطقه شده است. این در حالیست که بخش کشاورزی نقش بسزائی در اقتصاد این منطقه دارد. از اینرو تعیین برنامه زراعی و الگوی کشت با در نظر گرفتن محدودیت آب ضرورت ویژه­ایی برای حداکثر کردن سود بخش کشاورزی در این منطقه دارد. برای این منظور در این پژوهش به تعیین برنامه زراعی، قیمت سایه ایی و ارزش نهایی با تأکید بر بهینه­سازی مصرف آب در 3 بخش اصلی کشاورزی در منطقه سیستان (زابل، زهک و میانگنگی) و بر روی پنج محصول استراتژیک زراعی (گندم، جو، سیب­زمینی، پیاز و گوجه فرنگی) پرداخته شد. تجزیه و تحلیل بر اساس 3 سناریوی: 1) کشت فعلی موجود، 2) حداکثر کردن سود با در نظر گرفتن محدودیت آب مورد نیاز و زمین، 3) حدکثر سازی سود با توجه به محدودیت­ها شامل زمین و محدودیت مصرف منطقه انجام گردید. نتایج تحقیق نشان داد که با توجه به اعمال محدودیت آب و زمین (سناریو 2) در مناطق مذکور، محصول گندم و جو از الگوی کشت حذف می­شوند، ولی سایر محصولات سطح زیر کشت آنها افزایش یافته و با اعمال تمام محدودیت­ها (سناریو 3) محصول جو از الگوی کشت حذف خواهد شد، ولی سایر محصولات برای مناطق مذکور سطح زیر­کشت آنها تغییر می یابد. بنابراین با توجه به اینکه منطقه سیستان با کمبود منابع آب روبرو است، لذا پیشنهاد می شود که مدل­های بهینه­سازی و نتایج این تحقیق به عنوان ابزاری مناسب به منظور کاهش مصرف آب و افزایش تولید در طرح­های جامعه مدیریت منابع آب می­تواند مورد استفاده قرار گیرد.

در دنیا برای کاهش مخاطرات ناشی از طبیعت در بخش کشاورزی از انواع بیمه­ها استفاده می­شود. این در حالی است با وجود تنوع ریسک در ایران، انواع بیمه­های به کار برده شده در کشور ما بسیار محدود می­باشد. یکی از انواع بیمه­های کشاورزی، بیمه آبیاری است که کشاورز را از منشاً عامل تصادفی (جریان رودخانه به عنوان یک از نهاده­ها) بیمه می­کند نه از نتیجه عامل تصادفی (کاهش تولید محصول). در این نوع بیمه، قرارداد بر اساس شاخص بیمه­ تنظیم می­شود و غرامت بر اساس پیش­بینی بوده و بر اساس مساله اتفاق افتاده، نیست. در این مطالعه بیمه آبیاری برای دو منطقه چاه نیمه و زهک (یک منطقه) و میانکنگی (منطقه دوم) در سیستان برای فصول زراعی مختلف تعیین شد. بدین منظور ابتدا جریان آب سال آینده با استفاده از روش هموارسازی نمایی پیش­بینی، سپس مقدار بحرانی آب مشخص شد. در نهایت با استفاده از رابطه بین مقدار تولید و جریان آب رودخانه میزان غرامت مناطق مختلف تعیین شد. مقدار غرامتی که صندوق بیمه باید به کشاورزان منطقه میانکنگی و چاه­نیمه و زهک برای محصولات پاییزه پرداخت نماید به ترتیب 650 میلیون ریال و 11 میلیارد ریال بوده و با توجه به این که جریان ورودی برای محصولات بهاره از حد بحرانی بیشتر می­باشد غرامتی به بیمه گذار پرداخت نخواهد شد. در نتیجه این نوع بیمه ریسک کشاورزان را کاهش داده، کارایی استفاده از آب را بالاتر برده و از ضررهای صندوق بیمه جلوگیری خواهد کرد. همچنین می توان از این معادلات برای هر مقدار جریان ورودی و هر نوع قیمت محصولات کشاورزی استفاده کرده و با توجه به پیش بینی مدیران، مقدار غرامت را برای سال بعد مشخص نمود.

کمبود آب به عنون یک مسأله حیاتی در بسیاری از کشورها، به‏ویژه مناطق با اقلیم خشک و نیمه خشک می­باشد. اتخاذ سیاست­های مختلف اقتصادی بر مصرف آب در بخش­های مختلف و بازبینی و تبیین سیاست­ها بر اساس آن می­تواند به عنوان یک راهبردی اساسی در مدیریت کمبود آب ایفای نقش نماید. هدف اصلی این مطالعه سنجش آب­بری بخش­های مختلف اقتصادی استان خراسان رضوی و تأثیر تغییرات اجزاء تقاضا بر مصرف آب می­باشد. در این مطالعه از جدول داده-ستانده تهیه شده به روش چارم (CHARM-RAS) استفاده شده است. نتایج نشان می­دهد که افزایش 10 درصدی هزینه خانوارهای استان خراسان رضوی، هزینه­های دولت و تشکیل سرمایه ناخالص باعث افزایش مصرف آب به ترتیب به میزان 5/244 میلیون متر مکعب (4.39 درصد)، 10 میلیون متر مکعب (0.18 درصد) و 15.6 میلیون متر مکعب (0.29 درصد) می­شود. در این خصوص بخش کشاورزی از جایگاه بالایی در مصرف آب برخوردار است و اصلی­ترین مصرف کننده آب نسبت به سایر بخش­های اقتصادی است. همچنین افزایش 10 میلیارد ریالی تقاضای نهایی  در تمام بخش­های اقتصادی در نهایت باعث افزایش مصرف آب به میزان 1.094 میلیون مترمکعب آب می­شود که 652.78 هزار مترمکعب (59.67 درصد) آن مصرف مستقیم و 441.23 هزار مترمکعب آن مصرف غیرمستقیم است.

با افزایش روزافزون جمعیت و افزایش مصرف آب در بخش های کشاورزی و صنعت، ورود آلاینده­های مختلف به محیط زیست و منابع آب وخاک افزایش یافته است. در این مطالعه با روش جذب، حذف فلز سرب از آب توسط سه جاذب رس سپیولیت، زغال زیستی ذرت و کمپلکس رس- زغال زیستی ذرت بررسی شد. برای این منظور آزمایش مربوط به هم­دماهای جذب و سینتیک جذب توسط سه جاذب موردمطالعه انجام شد. با افزایش غلظت در سرب از 50 تا 1500 میلی گرم بر لیتر ظرفیت جذب جاذب ها افزایش، اما درصد جذب کاهش یافت. نتایج نشان داد که بیشترین ظرفیت جذب در سرب مربوط به جاذب زغال زیستی ذرت می باشد، این در حالی است که کمپلکس رس- زغال زیستی از جاذب رس ظرفیت جذب بیشتری داشت. جهت مطالعه فرآیند جذب، هم دماهای لانگمویر و فروندلیچ برای هر جاذب بررسی گردید و مشخص شد جذب سرب توسط جاذب ها از هر دو مدل تبعیت می کند اما مدل لانگمویر با داشتن بالاترین ضریب تبیین (R2) و کمترین مجموع مربعات خطای معیار (SSE) بهترین برازش را با داده های آزمایشگاهی نشان داد. اثر زمان تماس با جاذب بر میزان جذب بررسی و مشخص شد که راندمان جذب با افزایش زمان تماس افزایش یافت. برازش مدل های سینتیک شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، الوویچ و پخشیدگی درون ذرّه ای برای سرب در غلظت های 600، 1000 و 1500 میلی گرم بر لیتر در زمان های 30 تا 1440 دقیقه انجام یافت. مدل الوویچ در غلظت 500 میلی گرم بر لیتر سرب و مدل شبه مرتبه دوم در غلظت های 1000 و 1500 میلی گرم بر لیتر بهترین برازش را با داده های آزمایشگاهی نشان داد. در غلظت های پایین، کمپلکس رس-زغال زیستی عملکرد بهتری در جذب نشان داد ولی با افزایش غلظت سرب، زغال زیستی جاذب بهتری نسبت به دو جاذب دیگر بود.

علی­رغم این­که مدل های ریاضی متعددی برای توصیف منحنی مشخصه رطوبتی خاک ارائه شده است ولی مدلی که برای همه خاک ها مناسب باشد وجود ندارد. هدف از این مطالعه تعیین بهترین مدل و تابع انتقالی برای توصیف منحنی مشخصه رطوبتی خاک های منطقه ماهیدشت واقع در استان کرمانشاه می باشد. در این مطالعه نمونه های خاک از چهار محل و در سه عمق جمع­آوری و منحنی مشخصه رطوبتی نمونه ها با استفاده از دستگاه های جعبه­شن و صفحات­فشاری تعیین شد. با استفاده از اطلاعات اندازه گیری شده و نرم افزار RETC ضرایب مدل های van Genuchten و Brooks and Corey تعیین شد. منحنی مشخصه رطوبتی برآورد شده با نرم­افزار RETC با منحنی رسم شده بر اساس مقادیر اندازه گیری شده درآزمایشگاه مقایسه شد. نتایج نشان داد که همه مدل­ها تقریباً برآوردی مشابه داشته و فقط مدل بروکز- کوری مقادیر رطوبت حجمی را در مکش­های پایین، بیشتر برآورد می­کند. بر اساس نتایج می­توان بیان کرد که از بین چهار مدل مورد بررسی، مدل ون­گنوختن-بوردین با ((m=1-2/n با مقدار RMSE برابر 01/0 و ME برابر 002/0 مناسب ترین مدل برای توصیف منحنی مشخصه رطوبتی خاک­های منطقه مورد مطالعه بوده و توابع انتقالی بررسی شده دقت قابل قبولی در برآورد منحنی مشخصه رطوبتی داشته و مدل اصلاح شده سپاسخواه- بندار با مقدار RMSE برابر 1/0 و ME برابر 02/0 بهترین تابع انتقالی برای خاک های منطقه ماهیدشت بود. در ادامه پارامترهای مناسب­ترین تابع انتقالی برای خاک­های منطقه مورد مطالعه واسنجی شد. هر چند نتایج این تحقیق برای استفاده در سایر خاک­ها می­تواند مفید باشد، اما ضرایب این توابع بایستی در هر منطقه واسنجی گردد.

توسعه ی شهرنشینی در سراسر جهان، ازجمله در ایران، موجب افزایش مناطق غیرقابل نفوذ و به دنبال آن وقایع شدید سیل شده است. هدف اصلی مطالعه حاضر، شبیه سازی شبکه ی جمع آوری رواناب سطحی موجود در منطقه دو شهرداری تهران (ایوانک) بوده که به کمک مدل کامپیوتری SWMM مورد بررسی قرار گرفت. پس از بررسی وضع موجود شبکه، با استفاده از روش های توسعه ی کم اثر بشکه باران، ترانشه نفوذ و ترکیب این دو روش، آبگرفتگی معابر و نحوه ی تاثیر آن بر رواناب و حجم ذخیره آب بررسی شد. نتایج نشان داد که دبی اوج سیلاب نسبت به شرایط موجود و در دوره ی بازگشت 10 سال، در روش بشکه باران (سناریوی اول) 22 درصد، در روش بشکه باران (سناریوی دوم) 31 درصد، در روش ترانشه نفوذ 29 درصد و در روش ترکیبی 50 درصد کاهش داشته است لذا به کارگیری هم زمان دو روش بشکه باران و ترانشه نفوذ در به حداقل رساندن خسارات پس از سیل با کاهش دبی اوج سیلاب، در مقایسه با به کارگیری جداگانه هر یک از روش ها، مؤثر و قابل توجه بوده است. همچنین جهت بررسی اقتصادی، هزینه ی هر روش با توجه به حجم ذخیره ی آب سنجیده شد. بر اساس نتایج، با در نظر گرفتن دوره ی بازگشت طراحی 10 سال، نیاز است به ازای ذخیره ی هر یک میلیون لیتر، در روش بشکه باران 20/20 میلیارد ریال، در روش ترانشه نفوذ 68/11 میلیارد ریال و در روش ترکیبی (ترانشه نفوذ و بشکه باران) 69/14 میلیارد ریال هزینه شود. با توجه به نتایج، روش ترانشه نفوذ به عنوان اقتصادی ترین روش مورد مطالعه در منطقه شناسایی شد.