مهندسی آبیاری و آب ایران
سال:1402 | دوره:13 | شماره:ویژه نامه |تعداد مقالات:24

در عملیات ترمیم و تقویت سازه های هیدرولیکی مورد استفاده در انواع پروژه های آبی، یک روش معمول اضافه کردن بتن تازه بر روی بتن قدیمی است. در شرایط جدید، سطح اتصال بتن جدید و قدیم باید توانایی مقابله در برابر تنش های وارده را داشته باشد. در این تحقیق جهت ارزیابی مقاومت کششی سطح اتصال بتن قدیم و جدید تحت چرخه های متوالی ذوب و انجماد از بتن جدید با عیار350،300 و400 کیلوگرم برمترمکعب و سه نسبت آب به سیمان 0.4، 0.45، 0.5 و همچنین از مواد حباب ساز با مقادیر 0، 0.1، 0.2، 0.3 و 0.4 درصد وزنی سیمان مصرفی استفاده شده است. اعمال300 چرخه متوالی ذوب و انجماد پس از 3 ،7 و 28 روز عمل آوری صورت پذیرفت. نتایج این تحقیق نشان می دهد که برای حالت با و بدون چرخه ذوب و انجماد، با افزایش درصد وزنی مواد حباب ساز تنش کششی به ترتیب روند افزایشی و کاهشی دارد و در نمونه بتن با دوره عمل آوری 28روزه، برای نسبت آب به سیمان 0.4، 0.45 و 0.5 و حباب مصرفی صفر، میزان متوسط مقاومت کششی به ترتیب 69، 66 و 72 درصد و برای بتن با حباب مصرفی0.4 به ترتیب 14، 11 و 16 درصد کاهش می یابد. همچنین پس از اعمال چرخه انجماد و ذوب، بیشترین و کمترین کاهش مقاومت کششی به ترتیب در نسبت آب به سیمان 0.5 و 0.45 رخ می دهد.

احداث سازه های هیدرولیکی در مسیر رودخانه ها، بروز اختلال در روند طبیعی زندگی آبزیان و اکوسیستم منطقه را در پی دارد. به منظور تسهیل راه ارتباطی بین پایین دست و بالادست سازه های هیدرولیکی متقاطع با رودخانه، مانند بندها و سدها، برطرف سازی عدم توانایی شنای ماهیان به بالادست و نیز تسهیل درحرکت آن ها به پائین دست ساخت سازه راه ماهی کاربرد فراوان دارد. انواع مختلف این نوع سازه ها باید طوری طراحی شوند که نوع ماهی مهاجر منطقه را جذب کنند و آن ها را به طور ایمن عبور داده و از خروجی خارج نماید، بدون اینکه ماهی زخمی شود یا تأخیر غیرضروری برای ماهی بالغ تخم ریزنده به وجود آورد. از این رو در تحقیق حاضر به منظور تعیین شکل بهینه موانع مورد استفاده در مسیر راه ماهی T شکل، سازه مزبور با چهار نوع شکل از موانع به صورت عددی و با بهره گیری از نرم افزار OpenFOAM و مدل آشفتگی K-ε شبیه سازی شد. صحت سنجی مدل عددی از طریق مقایسه با نتایج مدل آزمایشگاهی مرتبط صورت گرفت. یافته های مدل عددی حاکی از تطابق مناسب مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی دارد. از میان چهار پیکربندی مدنظر با لحاظ کردن فاکتورهای مختلف، پیکربندی D3 موانع T شکل، در جهات طولی و عرضی جریان، به ترتیب با دستیابی به 6/38% و 5/41% جریان های برگشتی، 9/85% و 3/92% جریان های با سرعت کمتر از 5/0 متر بر ثانیه، 6/51% و 8/17% مقادیر انرژی جنبشی آشفتگی کمتر از 02/0 متر مربع بر مجذور ثانیه و 1/72% و 3/19% درصد استهلاک انرژی بزرگتر از آستانه حدی، بهترین عملکرد را به خود اختصاص داد.

یکی از راهکارهایی که برای حفاظت از سواحل وجود دارد استفاده از موج شکن های شمعی است. موج شکن شمعی ساده همچون موانع صلب استوانه ای است. در این پژوهش با در نظر گرفتن شمع های ساده در ساحل ، به بررسی اثر آن ها بر امواج با مدل سازی عددی در نرم افزار اپن فوم پرداخته شد. برای مدل سازی آشفتگیِ جریان از روش متوسط گیری رینولدز از معادلات ناویر-استوکس (RANS) و مدل k-ω,SST استفاده شد. 15 مدل در حالات با و بدون حضور شمع ها برای 3 ارتفاع متفاوت موج ورودی انجام شد. شمع ها دارای قطر 9/0 و ارتفاع 32 سانتی متر بوده و در عرض های 30 و 60 سانتی متر و فواصل 5×5 و 15×15 سانتی متر و با چیدمان زیگزاکی قرارداده شدند. طبق نتایج در همه مدل های با شمع به میزان متوسط 16/75 درصد افزایش استهلاک نیروی امواج و 88/62 درصد کاهش ضریب انتقال انرژی امواج نسبت به حالت بدون شمع صورت گرفته است. در عرض محدوده یکسان و فاصله ی ثابت میان شمع ها در مدل هایی که ارتفاع موج ورودی شان بیش تر است نیروی بیش تری نیز جذب می شود اما ضریب انتقال انرژی افزایش یافته است. در عرض و ارتفاع موج ورودی یکسان با کاهش فواصل شمع ها از 15×15 به 5×5 جذب نیرو افزایش و ضریب انتقال انرژی کاهش یافته است.نتایج حاصل با داده های آزمایشگاهی مقایسه شد. نزدیک ترین نتیجه برای نیرو موج را مدل های با عرض 60 و فواصل 5×5 با جذر میانگین مربعات خطای نرمال 15/0 و ضریب همبستگی 96/0 به مدل آزمایشگاهی داشته اند که بیانگر دقت خوب مدل عددی و عملکرد مناسب نرم افزار اپن فوم در مدل سازی است.

امروزه در ساخت پل ها علاوه بر استحکام و پایداری پل، توجه بسیاری به زیبایی ظاهری و منظره ی آن دارند. این موضوع باعث شده علاوه بر ساخت پل هایی با پایه ی قائم، پل هایی با پایه های زاویه دار نسبت به جریان طراحی و احداث گردد. لذا بررسی شرایط هیدرولیکی و پایداری پایه های پل زاویه دار و روش های کاهش آبشستگی در اطراف آن ها از اهمیت بالایی برخوردار است. در این تحقیق اثر طوقه دایره ای بر کاهش آبشستگی در پایه ی پل استوانه ای زاویه دار بررسی گردید. طوقه های مورد استفاده در این تحقیق در سطح بستر نصب شده و اثر آن بر روی عمق آبشستگی پایه ی پل استوانه ای در حالت زاویه دار خلاف جهت جریان و زاویه دار در جهت جریان مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایشات در شرایط بدون طوقه نشان داد که قرار گرفتن پایه ی زاویه دار خلاف جهت جریان باعث افزایش 15 درصدی عمق آبشستگی و قرار گرفتن پایه ی زاویه دار در جهت جریان باعث کاهش حدود 30 درصدی عمق آبشستگی نسبت به حالت قائم می شود. استفاده از طوقه باعث کاهش آبشستگی در پایه ی پل خلاف جهت جریان به میزان 63 درصد و پایه ی در جهت جریان به میزان 67 درصد نسبت به حالت بدون طوقه گردید. نتایج این تحقیق نشان می دهد که نصب طوقه ها تاثیر زیادی بر کاهش عمق آبشستگی در پایه های پل زاویه دار دارد.

در این تحقیق، با استفاده از دو مدل RAS HEC و SWAT میزان رسوبات انتقالی و راهکارهای کنترل رسوب حوضه رودخانه جاجرود بررسی شد. رفتار هیدرولوژیکی حوضه برای برآورد میزان رسوب و مناطق فرسایش پذیر حوضه با استفاده از 2 مدل SWAT بررسی شد. واسنجی مدل توسط نرم افزار cup swat و الگوریتم 2-sufi انجام پذیرفت. شاخص ه ای R و ناش ساتکلیف )NS )به منظور ارزیابی توانایی مدل SWAT در شبیه سازی رواناب ایستگاه ماملو برای بازه کالیبراسیون 2002 تا 2013 بهترتیب برابر 77. 0 و 89. 0 و همچنین بازه صحت سنجی 2014 تا 2017 به ترتیب برابر 63. 0و 72. 0 به دست آمد. میزان رسوب برآوردی مدل SWAT در بازه کالیبراسیون براساس شاخص های فوق برابر 67. 0، 82. 0 و صحت سنجی برابر 58. 0، 64. 0 استخراج شد. پس از شبیه سازی هیدرولوژیکی از آنجا که مدل SWAT قابلیت طراحی سازه کنترل رسوب نداشته از مدل هیدرولیکی دو بعدی RAS-HEC استفاده گردید. مدل دو بعدی RAS-HEC قابلیت تعریف ضریب مانینگ متغییر و متعدد را دارد که بر رفتار جریان و رسوب منطقه موثر بوده است. نتایج حاصل از تلفیق دو مدل SWAT و RAS-HEC در جهت بهره گیری اقدامات سازه ای و غیرسازه ای بیانگر کاهش 17 درصدی رسوبات انتقالی نسبت به حالت قبل است.

شبیه سازی رواناب در حوزه های آبخیز برای مدیریت رواناب حاصل از بارش ضروری است. مدل های هیدرولوژیکی متفاوتی برای این منظور ارائه شده که در این تحقیق مدل BILAN برای اولین بار به منظور شبیه سازی رواناب استان اردبیل در 23 ایستگاه هیدرومتری با حداقل 20 سال دوره آماری برای داده های بارش، دما، رطوبت و دبی انجام شد. برای واسنجی هشت پارامتر مدل شامل Spa، Dgm، Dgw ، Alf، Mec،Wic، Soc، Gid با الگوریتم ژنتیک بهینه سازی و سری های ماهانه شبیه سازی شده و مشاهداتی در خروجی حوزه آبخیز محاسبه شدند. کارایی مدل با نمایه های آماری ضریب کارایی (CE)، ریشه ﻣﺮﺑﻌﺎت ﺧﻄﺎ (RMSE) و ضریب تبیین (R2) ارزیابی شد. نتایج نشان داد که در دوره واسنجی، دامنه های مقادیر شاخص ‎های ارزیابی R2 در ایستگاه های شمس آباد (92 درصد)، ننه کران (42 درصد)، مشیران (38 درصد)، باروق (51 درصد) بهتر است. هم چنین دوره اعتبارسنجی ایستگاهای عموقین، آتشگاه، نیر، نمین، سامیان، ویلادرق و شمس آباد با R2 بیش از 60 درصد بهترین کارایی مدل BILAN را نشان دادند و ایستگاه های گیلانده، ایریل، احمدکندی، باروق و پل الماس با R2 کم تر از 5 درصد کارایی چندانی در شبیه سازی جریان رودخانه نداشتند. در مجموع با توجه به نتایج ارزیابی عملکرد مدل می توان گفت که مدل BILAN در تعدادی از ایستگاه های مورد بررسی دارای کارایی نسبتاً قابل قبولی است و می تواند به منظور اهداف مدیریت رواناب حوضه های آبخیز در این منطقه به کار رود.

محدودیت منابع آب شیرین، ضرورت استفاده کامل یا تلفیقی از آب های نامتعارف را ایجاب می نماید. یکی از این منابع، آب-های شور در دسترس می باشد. هدف این تحقیق، بررسی روش تلفیق آب دریای خزر با آب شیرین بر عملکرد گونه های Medicago sativa و Sanguisorba minor می باشد. لذا آزمایشی باطرح اسپیلیت پلات و بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار و پنج تیمار آب شیرین و نسبت های 10، 20، 30 و 50 درصد آب دریای خزر با کشت در مزرعه در سال 1399 انجام شد. شاخص های جوانه زنی، وزن تر و خشک اندام های هوایی و ریشه، تولید، درصد رطوبت نسبی،سدیم، پتاسیم، نیتروژن و پروتئین مورد بررسی قرار گرفت. داده ها با استفاده از تجزیه واریانس و نرم افزار MINITAB نسخه 18 و مقایسه میانگین ها در نرم افزار اکسل و آزمون LSD مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد یونجه تا شوری 20 درصد، جوانه زنی کامل و پوتریوم تا شوری 20 درصد، 37.5 درصد جوانه زد. در یونجه مقدار تولید در واحد سطح در تیمار 10 درصد و در پوتریوم در تیمار شاهد بیشترین مقدار را داشت و پس از آن کاهش یافت. میزان درصد رطوبت نسبی، پتاسیم، نیتروژن و پروتئین در هر دو گونه با افزایش شوری، کاهش و درصد سدیم افزایش یافت. در مجموع یونجه در همه مراحل جوانه زنی و رشد، عملکرد مناسب تری از لحاظ تولید در واحد سطح و مقاومت به شوری نسبت به پوتریوم داشت و توانایی خوبی برای رشد در شرایط تنش شوری تا 20 درصد دارد و به عنوان یک گونه مقاوم به شوری توصیه می شود.

سابقه و هدف: در شرایط حاضر، کشور ایران با محدودیت جدی منابع آب در اکثر مناطق مواجه است. لذا، ارزیابی سیستم های آبیاری تحت فشار موجود منجربه بهبود راندمان آنها میگردد. هدف از اجرای این تحقیق، ارزیابی سیستمهای آبیاری قطرهای نواحی جنوبی استان فارس و شناسایی نقاط قوت و ضعف آنها می باشد. در تحقیق حاضر، 5 زمین زراعی با نام های اختصاری A11، B2، D4، C7 وE5، مجهز به سامانههای آبیاری قطرهای انتخاب شدند. جهت سنجش عملکرد سامانهها متغیرهایی نظیر ضریب یکنواختی )EU، )ضریب ی کنواختی آماری )US، )ضریب کاهش راندمان )ERF، )راندمان پتانسیل کاربرد چارک پایین )PELQ )و راندمان واقعی کاربرد چارک پا یین )AELQ، )با اندازهگیری پارامترهای فشار و دب ی قطرهچکانها در هر یک از، 83/55، 61/33، 76/31با برابر بهترتیب EU متوسط مقادیر E5 و C7، D4، B2، A11 سامانههای در. گردید محاسبه، مزارع 0/95، 0/96، 0/69، 0/9 با برابر بهترتیب ERF، درصد 69 و 63، 91، 64/03، 88 با برابر بهترتیب US، درصد 43/6و 63/85، 80/2، 42/31، 68/9 با برابر بهترتیب AElQ و درصد 33/37 و54/59، 72/18، 38/08، 62/01 با برابر بهترتیب PELQ، 0/85و 65/60 و07/37 درصد محاسبه گردید. نتایج حاکی از راندمان پایین سامانههای آبیاری مورد ارزیابی، ناشی از عدم توضیع یکنواخت فشار، عدم شست و شوی به موقع فیلترها و بهرهبرداری نادرست توسط کشاورزان بود.

راندمان آبیاری به دلیل ارتباط با هدررفت آب و انرژی و الزامات کار با یک طرح آبیاری پایدار یکی از اجزای اساسی مدیریت سیستم آبیاری است. روش های نوین آبیاری در صورت دستیابی به عملکرد مطلوب میتوانند برای به حداکثر رساندن راندمان آبیاری و بهرهوری آب کمک شایانی نمایند. هدف از این پژوهش، ارزیابی عملکرد سیستمهای آبیاری بارانی کالسیک ثابت با آبپاش متحرک )162 Komet )اجرا شده درمنطقه عشایری دشت ارسباران در شمال شرق استان آذربایجان شرقی است. برای این منظور پنج سیستم آبیاری بارانی از پنج ایستگاه پمپاژ مختلف به طور کامالً تصادفی انتخاب شد. مقادیر متوسط معیارهای ضریب یکنواختی کرستیانسن )CU، )یکنواختی توزیع )DU، )راندمان پتانسیل کاربرد ربع پایین )PELQ )و راندمان واقعی کاربردربع پایین )AELQ )برای بلوکهای آزمایشی بهترتیب برابر 86/68، 89/52، 93/47 و 73/47 درصد و برای کل سامانهها بهترتیب برابر 10/67، 84/50، 09/45 و 90/44 درصد بهدست آمد. مقادیر متوسط تلفات تبخیر و باد )WDEL، )تلفات نفوذ عمقی )DP، )کفایت آبیاری )ADirr )و یکنواختی توزیع نصف پایین نیز به ترتیب برابر 28/9، 45/29، 13/78 و 94/68 درصد محاسبه شد. مالحظه شدکلیه سیستمها دارای مقادیر ارزیابی کمتر از مقادیر توصیه شده بوده و نفوذ عمقی باال و کم آبیاری در سطح وسیعی از مزارع وجود دارد. عدم تامین فشارکافی در ایستگاه پمپاژ و تغییرات غیر مجاز فشار، عدم آببندی شیرها و شیرخودکارها، استفاده همزمان از آبپاش بیشتر مخصوصا روی یک لترال، عدم رعایت دور و ساعت آبیاری و مشکل مدیریتی از قبیل قیمت پایین آب و عدم آموزش مناسب کشاورزانی که زندگی عشایری داشتهاند، دالیل مهم شاخصهای پایین بودند.

شبکه های انتقال و توزیع آب از مهم ترین عواملی هستند که عملکرد آنها مستقیماً بر مدیریت آب و آبیاری تأثیر گذار است. لذا مدیریت، کنترل بهره برداری و توزیع و تحویل آب در این شبکه ها امری کاملاً ضروری می باشد. در حال حاضر با توجه به محدودیت منابع آب و افزایش نسبی سطح رفاه اجتماعی، کشاورزان تمایل کمتری به آبیاری شبانه دارند. این در حالی است که در عمده شبکه های آبیاری کشور، بهره برداری از کانال ها بصورت مرسوم (24 ساعته) است. در این تحقیق، تحویل و توزیع آب بصورت شب خاموشی در کانال عقیلی شرقی ارزیابی شده و با روش مرسوم مقایسه می شود. برای این منظور، تحویل 12 ساعته (با فرض برابر بودن طول شب و روز) و تحویل 6 ساعته (متناسب با نیاز آبی گیاه در حد امکان) بررسی شده است. با کاهش مدت زمان آبیاری و به همان نسبت افزایش دبی تحویلی به گونه ای برنامه ریزی شده است که در حجم آب تحویلی تغییری بوجود نیاید. به عنوان نمونه در تحویل 12 ساعته که مدت زمان آبیاری به نصف کاهش می یابد، دبی تحویلی طی 12 ساعت نسبت به حالت مرسوم به دو برابر افزایش می یابد. به منظور شبیه سازی کانال از مدل هیدرودینامیک و جهت ارزیابی و مقایسه نتایج از شاخص های ارزیابی عملکرد استاندارد استفاده شد. نتایج نشان داد که می توان ضمن اطمینان از داشتن راندمان و کفایت مطلوب، مدت زمان آبیاری را کاهش داد و بصورت شب خاموشی نیز آبیاری را انجام داد.

در مطالعات پایه منابع آب و خاک، شناخت شاخص های خشکسالی و ارزیابی آن ها می تواند مدیریت اثربخش منابع آب و ارزیابی بهتر آن را محقق سازد. افزایش روز افزون جمعیت از یک طرف و افزایش درجه حرارت از سوی دیگر نیازمندی بیش تر جوامع انسانی را به شناخت و پیش بینی خشکسالی به عنوان یکی از وقایع حدیِ حاصل از تغییرات اقلیمی را ضروری می نماید. در کشورهای خشک و نیمه خشک همانند افغانستان که تمام منابع آبی آن متکی به ریزش های برف و باران است، موضوع خشکسالی یک پدیده مهم و قابل شناخت است. بدین منظور هدف از این پژوهش، ارزیابی خشکسالی با استفاده از شاخص های SPI، SDI و RDI در پایین دست حوضه آبریز هریرود می باشد. منطقه مورد مطالعه در حوضه هریرود واقع شده و وسعت آن 6/31402 کیلومترمربع است. این حوضه در 62 درجه و20 دقیقه طول شرقی و 34 درجه و 45 دقیقه عرض شمالی در شمال غربی کشور افغانستان واقع شده که از سمت شمال به کشور ترکمنستان و از سمت غرب با کشور ایران مرز مشترک دارد. در این پژوهش، از بسته های نرم افزاری DrinC و DIP که به ترتیب توسط دانشگاه ملی فنی آتن یونان و دانشگاه تربیت مدرس ایران در سال 2013 توسعه داده شده، استفاده گردید.

در تحقیق حاضر به تعیین عمق مناسب آب آبیاری با توجه به مفهوم آب مجازی پرداخته شد. ابتدا عملکرد و میزان آب مصرفی برای تولید سیب زمینی تحت شرایط فعلی این استان تعیین گردید. سپس، آزمایش هایی در ایستگاه تحقیقاتی چهار تخته برای مطالعه اثر سه روش آبیاری (S: قطره ای، Su: قطره ای زیرسطحی و F: جویچه ای) و سه مقدار آب آبیاری (I100: تأمین صد درصد نیاز آبی، I80: تأمین 80 درصد نیاز آبی و I65: تأمین 65 درصد نیاز آبی) انجام شد. در ادامه، از مدل واسنجی شده ی AquaCrop برای شبیه سازی سه سناریوی تأمین آب (I90: تأمین 90 درصد نیاز آبی، I55: تأمین 55 درصد نیاز آبی و I45: تأمین 45 درصد نیاز آبی) در هر سه روش آبیاری استفاده شد. نتایج نشان داد که میزان آب آبیاری برای تولید سیب زمینی در شرایط فعلی 6770 مترمکعب بر هکتار است که نسبت به تیمار I100 حدود 52 درصد آب مجازی بیشتری داشت. اعمال سناریوهای کم آبیاری سبب کاهش آب مجازی در حدود 54-12 درصد و کاهش شدت مصرف آب در حدود 71-32 درصد شد. با در نظر گرفتن کلیه نتایج، سناریوی SI80 با کاهش آب مجازی به میزان 55 درصد و شدت مصرف آب به میزان 43 درصد به عنوان مناسب ترین مقدار آب آبیاری پیشنهاد می شود. در این سناریو، عملکرد سیب زمینی فقط 7 درصد نسبت به سناریوی I100 کاهش داشت.

نصب حسگرهای کیفی تشخیص آلودگی یکی از اقدامات مؤثر در مدیریت کیفی شبکه های آب میباشد. در این پژوهش از رویکرد بهینه سازی-شبیه سازی به منظور تعیین محل های بهینه قرارگیری سنسورهای کیفی استفاده شده است. نرم افزار EPANET بهعنوان شبیه ساز و الگوریتم های ژنتیک چندهدفه و گرگ خاکستری به عنوان بهینه ساز، جهت کمینه کردن حداکثر خسارت محتمل و تعداد سنسورهای نصب شده در شبکه مورداستفاده قرار گرفته اند. جهت دستیابی به پاسخ های با تطابق بیشتر به واقعیت، گره و زمان ورود آلودگی به شبکه بهصورت نامعین در نظر گرفته شده و عدم قطعیت پارامترهای مؤثر در فرآیند شبیه سازی-بهینه سازی نیز لحاظ گردید. شش سناریوی مختلف برای مدت زمان و غلظت آلاینده وارد شده مدنظر قرار گرفت. نوسانات برابر 20 ±درصد برای تقاضای گره ها و 6 ±درصد برای ضرایب زبری لوله های شبکه در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که جانمایی بهینه سنسورهای کیفی بر اساس روش ارائه شده در این پژوهش توانست تا حد زیادی خسارت ناشی از ورود آلاینده ها را کاهش دهد. نصب تنها یک حسگر در شبکه حداکثر خسارت وارد شده را در سناریوهای یک تا شش به ترتیب 5/42، 5/58، 96/53، 94/44، 53/53 و 59 درصد کاهش داد. همچنین با افزایش تعداد سنسورها تا 20 عدد، حداکثر خسارت تا 99 درصد کاهش یافت.

یکی از مشخصه های اصلی مدل آب های کم عمق ناچیز بودن بعد قائم جریان در مقایسه با بعد افقی آن بوده، بر این اساس جریان تقریبا افقی در نظر گرفته می شود، و همچنین توزیع فشار در عمق را می توان هیدرواستاتیک در نظرگرفت. این فرضیات موجب ساده سازی معادلات و حل عددی آن می گردد. در روش های احجام محدود با استفاده از شبکه ی نامنظم مثلثی به راحتی می توان هر میدانی با شرایط مرزی پیچیده را مورد تحلیل قرار داد. در حالی که در روش های تفاضل محدود دست یابی به روش-های با دقت بالا بسیار سخت بوده و هزینه محاسباتی بالایی دارد و اعمال شمای تفاضل محدود در میدان های با شرایط مرزی پیچیده، که در عمل زیاد اتفاق می افتد، بسیار سخت و عملا غیر ممکن می باشد. در این تحقیق پس از توسعه مدل عددی دو بعدی جریان به روش حجم محدود در زبان برنامه نویسی فرترن با در نظر گرفتن شمای تنصیف زمان و با استفاده از شبکه بندی مثلثی به بررسی الگوی جریان در کانال های روباز پرداخته شد. همچنین به مقایسه چند مدل آشفتگی صفر معادله ای شامل مدل پارابولیک، طول اختلاط پرانتل و مدل اسماگورینسکی پرداخته شد. نتایج مقایسات با داده های آزمایشگاهی بیانگر دقت بالای مدل عددی در شبیه سازی های صورت گرفته می باشد.

آب زیرزمینی از مهمترین منابع تأمین کننده آب مورد نیاز کشاورزی، شرب و صنعت می باشد و بررسی روند تغییرات کیفیت آن اهمیت فراوانی در برنامه ریزی و مدیریت پایدار منابع آب دارد. هدف این پژوهش ، بررسی روند تغییرات کیفیت آب زیرزمینی 23 چاه منتخب در جلگه هراز با استفاده از روش ناپارامتری من-کندال می باشد. برای این منظور از آمار 20 ساله (1394-1375)، 23 چاه اندازه گیری در جلگه هراز واقع در شمال ایران استفاده شد. پارامترهای کیفیت و شوری آب مورد بررسی، شامل متغیرهای TDS, Mg, Ca, K, HCO3, SO4, Cl, Na, SAR, EC، مجموع آنیون و مجموع کاتیون می باشد. نتایج نشان داد که روند تغییرات بیشتر متغیرهای کیفیت آب زیرزمینی در این دشت رو به کاهش است. با توجه به منفی بودن روند بیشتر متغیرهای کیفیت در جلگه هراز می توان بیان کرد کیفیت آب زیرزمینی در این دشت افزایش یافته است. EC در 22/65 درصد از چاه ها دارای روند کاهشی است که بهبود کیفیت در محدوده مورد مطالعه را نشان می دهد. بیشترین روند منفی مربوط به متغیر Mg و بیشترین روند مثبت مربوط به Ca می باشد با توجه به نقشه های پهنه بندی EC در کل دوره مورد بررسی مشخص گردید که قسمت اعظم دشت افزایش کیفیت داشته که در فصل بهار بهتر از فصل پاییز می باشد.

در این تحقیق به توسعه مدل دسته بندی گروهی داده ها جهت تخمین سطح آب زیرزمینی پرداخته شد. بدین منظور از اطلاعات روزانه (21 سال اخیر) دو چاه مشاهده ای حفرشده در دشت ایلینوی آمریکا استفاده گردید. توسعه مدل GMDH بر اساس دو رهیافت مدل مرسوم و مدل دسته بندی فازی عصبی گروهی داده ها NF-GMDH انجام گرفت. آموزش مدل های ذکرشده با استفاده از الگوریتم کمترین مربعات خطا و همچنین الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) انجام شد. در طراحی الگوی متغیرهای ورودی از تأخیرهای زمانی (تا پنج واحد) داده های مربوط به سطح آب زیرزمینی در این چاه ها استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که مدل GMDH سطح آب زیرزمینی در چاه بوندویل را با شاخص های آماری خطا شاملR^2=0.98 و ریشه میانگین مربعات خطا RMSE=0.333 و متوسط درصد خطای مطلق MAPE=9.9% و در چاه پری متوسط با R^2=0.99 ، RMSE=0.64 و MAPE=12% در مرحله صحت سنجی پیش بینی نماید. نتایج توسعه مدل NF-GMDH نشان داد که دقت توسعه مدل GMDH بر مبنای رهیافت عصبی فازی نیز دارای دقتی مناسب و در حد مدل GMDH است. دقت هر دو مدل GMDH و NF-GMDH با افزایش سطح سطح آب زیرزمینی افزایش می یابد به طوری که مقادیر حداکثر سطح آب زیرزمینی دقیق پیش بینی می شود حال آنکه هر دو مدل در تخمین مقادیر کم سطح آب زیرزمینی دارای خاصیت بیش پیش بینی هستند

در مطالعه آلودگی آبهای سطحی و زیرزمینی در مطالعات کیفیت آب، برآورد پارامترهای کیفیت آب مورد نیاز است. در این تحقیق با استفاده از روش برنامه ریزی ژنتیک (GP) مبتنی بر گراف و روش توابع پایه شعاعی (RBF) با استفاده از مقادیر عناصر شیمیایی موجود در آب چاههای کشاورزی دشت مهران شامل کلسیم (Ca)، منیزیم (Mg)، سدیم Na))، بیکربنات HCO3))، کلر Cl)) و سولفات SO4))، پارامترهای کیفی آب چاههای دشت مذکور شامل هدایت الکتریکی (EC)، کل مواد جامد محلول (TDS) و اسیدیته آب (PH) تخمین زده شده است. به این منظور آمار کیفی 20 ساله 10 حلقه چاه کشاورزی در سطح دشت مهران مورد استفاده قرار گرفته است. در معادلات بدست آمده از روش برنامه ریزی ژنتیک (GP) جهت تخمین EC پارامترهای Na و Ca، در معادله TDS آنیونهای Cl، HCO3 و SO4 ، همچنین در معادله PH پارامترهای CL، SO4 وHCO3 ، بیشترین تاثیر را داشتند. میانگین درصد خطای مطلق معادلات محاسبه شده نشان داد، معادلات از دقت قابل قبولی در برآورد مقادیر پارامتهای کیفی آب زیرزمینی برخوردارند. در روش توابع پایه شعاعی، مقادیر خطا برای تخمین پارامترهای کیفی EC، TDS و PH به ترتیب 046/0، .035/0 و 053/0حاصل شد. نتایج تحقیق نشان داد روش توابع پایه شعاعی (RBF) در تخمین پارامترهای کیفی عملکرد بهتری نسبت به روش برنامه ریزی ژنتیک (GP) داشته است و خطای تخمین پارامترهای کیفی در روش توابع پایه شعاعی برای داده های آموزش و آزمایش از روش برنامه ریزی ژنتیک کمتر است.

در این پژوهش از روش صحرایی اندازه گیری نفوذسنج مکشی در دو کاربری جنگل و کشاورزی با بافت لوم-شنی در دانشکده کشاورزی مغان استفاده شد. برای انجام آزمایش ها در روش نفوذسنج مکشی آزمایش ها در مکش های 5، 10 و 15 (سانتی متر) به تعداد 20 نقطه برای هر کاربری، به صورت شبکه منظم مربعی شکل با فواصل 3*3 متر در کاربری جنگل و مزرعه صورت گرفت و طول درشت مویینگی با استفاده از روش وودینگ (بهترین خط برازشی) برای هر کاربری به دست آمد. میانگین طول درشت مویینگی و هدایت هیدرولیکی اشباع به دست آمده برای کاربری جنگل و مزرعه به ترتیب برابر 4/9، 5/9 (سانتی متر) و 7/1، 7/6 (سانتی متر بر ساعت) به دست آمد. همچنین از نظر ضریب جذب و شدت نفوذ شبه پایدار در مکش های اعمالی مقادیر به دست آمده برای کاربری مزرعه از مقادیر کاربری جنگل به صورت معنی داری بیش تر بود و روند کاهشی آن از مکش 5 به 15 بخصوص در کاربری مزرعه دیده شد. میانگین مقادیر ضریب جذب و شدت نفوذ شبه پایدار در مکش های اعمالی در کاربری مزرعه به ترتیب برابر 1/2 و 6/1 برابر کاربری جنگل محاسبه گردید. انجام آزمون مقایسه میانگین ها در سطح یک درصد وجود اختلاف معنی دار بین دو کاربری را در همه شاخص ها به غیراز طول درشت مویینگی نشان داد.

خشکسالی ها رخدادهای طبیعی هستند که همیشه با دوره های زمانی طولانی در ایران همراه بوده است. بنابراین کشور ایران مستعد خشکسالی است و اغلب از شرایط خشکسالی رنج می برد. برای تعیین کمیت و توصیف شرایط خشکسالی، در این تحقیق از دو شاخص خشکسالی، شامل شاخص تبخیروتعرق پتانسیل استاندارد شده (SPEI) و شاخص بارش استاندارد شده (SPI) در مقیاس های زمانی 2، 6، 24 و 48 ماهه استفاده شد. مقیاس های زمانی 2 و 6، 24 و 48 ماهه به ترتیب مربوط به خشکسالی کشاورزی و هیدرولوژیکی است. یافته های تحقیق نشان داد که انواع مختلف خشکسالی اقلیم مرطوب تر در طی دوره های 1988-2008 و اقلیم های خشک تر در طی دوره های 1998-2008 رخ داده است. هر دو شاخص نشان می دهند که سال های 1999، 2000 و 2009 سال های بسیار خشک بودند. رخدادهای خشکسالی شناسایی شده توسط شاخص SPEI بیشتر در دسته های متوسط و شدید طبقه بندی می شوند که با مدت طولانی و بزرگی بیشتری رخ داده است. در مقابل، رویدادهای خشکسالی شناسایی شده توسط SPI بیشتر در رده بسیار خشک طبقه بندی شدند که با مدت زمان محدود و قدرت کمتر، اما با شدت های بالاتر همراه بوده اند. این تحقیق نشان داد که نتایج SPEI در تعیین کمیت و مشخص کردن خشکسالی با SPI متفاوت است. و استفاده از SPEI و SPI را هنگام ارزیابی خشکسالی در اقلیم های مختلف قابل تعمیم به کل کشور هستند. در صورت عدم دسترسی به داده های سنجش از دور، و یا داده های مشاهداتی ، استفاده از روش تغییرات زمانی (با کمک روش تحلیل همبستگی)، تخمین مناسب تری از زمان انتشار خشکسالی را ارائه می کند.

آب به عنوان یک منبع راهبردی، منشأ حیات هر جامعه است و کمبود آن بر تمام جنبه های زندگی انسان تأثیرگذار است. در حوضه های آبی مشترک، کشورها بنا بر تفکر و دیدگاه خود، سرشت متفاوتی را در تسخیر و بهره برداری از منابع آب داشته، ازاین رو، در حوضه های آبریز مشترک، آب می تواند هم عامل مناقشه و هم عامل همکاری میان کشورها باشد. تا کنون، مطالعات زیاد و مختلفی برای بررسی عوامل مؤثر بر ایجاد همکاری در بهره برداری از منابع آبی مشترک صورت گرفته، اما به علت نگاه تک بعدی به موضوع همکاری، نتیجه مطالعات تأثیرگذار نبوده و مناقشات طبق روال قبلی همچنان باقی است. همکاری، مشارکت، اتحاد، صلح و یا مناقشه، تنش، درگیری و بالأخره جنگ، ریشه ها و ابعاد گوناگونی دارند. ازاین رو این تحقیق به هدف شناسایی و سنجش مهم ترین عوامل توسعه همکاری آبی ایران و افغانستان با استفاده از تکنیک تئوری خاکستری، به اولویت بندی این پژوهش در حوضه آبی هیرمند پرداخته است. همچنین برای تحقق این هدف، کارشناسان و خبرگان به دودسته (خبرگان ایرانی و خبرگان افغانستانی) تقسیم بندی گردیدند که از طریق تکمیل پرسش نامه به صورت جداگانه از هر دسته، مدل سازی انجام و نتایج تجزیه وتحلیل شد. نتایج به دست آمده بیانگر آن است که از دید خبرگان ایرانی و افغانستانی، معیار الزامات اقتصادی در اولویت اول و معیار الزامات ثبات منطقه ای و سیاسی در اولویت دوم قرار گرفتند.

رودخانه ها یکی از مهمترین منابع تأمین و انتقال آب در بسیاری از کشورهای دنیا می باشند که این امر باعث شده است که بررسی کیفیت آب رودخانه ها برای مصارف مختلف، بهداشتی و اجتماعی بسیار حساس و مهم باشد. در پژوهش حاضر جهت بررسی کیفیت آب رودخانه مهم هراز در استان مازندران از شاخص کیفیت آب بنیاد ملی بهداشت، شاخص آلودگی، شاخص کیفیت وزنی حسابی آب و شاخص حسابداری-اجتماعی بهره برده شده است. این شاخص ها برای نمونه های مختلف از 7 ایستگاه در طی رودخانه هراز در بازه پنجاب تا بالادست سد هراز و در بازه زمانی فصلی در سال 1400 مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل نشان داده است که میانگین فصلی شاخص NSFWQI (9/47 تا 6/52) نشان از شرایط کیفی متوسط تا بد، RPI (88/3 تا 00/6) کیفیت آلودگی متوسط تا زیاد، WAWQI (40/44 تا 15/52) کیفیت خوب تا بد و شاخص DINIUS (26/49 تا 59/53) نیاز به تصفیه آب را جهت مصارف عمومی و صنعتی مورد تاکید قرار داده است. نتایج نشان داده است که در بررسی مکانی تغییرات آلودگی رودخانه هراز از ایستگاه بالادست به طرف پایین دست ازکیفیت آب به نحو چشم گیری کاسته می شود. دلیل آن تخلیه زباله و فاضلاب های رستوران های اطراف رودخانه، روستاهای بالادست، زه آبهای کشاورزی، فضولات حیوانی، وجود معادن و کارگاه های برداشت شن و ماسه نام برد. در نتیجه جهت مدیریت اصولی آب رودخانه هراز باید تمهیداتی اندیشیده شود و برنامه پایش کیفی آب در آن استمرار یابد.

در این تحقیق توانایی بیوچار و کمپوست برای کاهش شوری آب و عناصر سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، سولفات و کلر مورد بررسی قرار گرفت. تیمارهای آزمایش شامل ستون خاک، بیوچار، کمپوست، ترکیب کمپوست + بیوچار، ترکیب خاک+کمپوست + بیوچار می باشد. نمونه آب از رودخانه گرگانرود در سه ایستگاه مطالعاتی با توجه به شرایط حاکم بر حوضه نمونه برداری شده و میزان EC، سختی کل، کلسیم، منیزیم، سدیم، پتاسیم، کلر و سولفات اندازه گیری گردید. با توجه به نتایج به دست آمده میزان شوری و آلودگی آب رودخانه گرگانرود از آبان تا خرداد(فصل های بارشی) در پایین ترین حد خود قرار داشت. از تیر ماه تا مهرماه بدلیل کاهش بارندگی، برداشت زیاد از آب رودخانه، ورود زهکش های اراضی کشاورزی و همچنین فاضلاب شهرهای واقع در مسیر رودخانه باعث بالا رفتن آلودگی شده است. ابتدا هر یک از جاذب ها در سه تکرار در لوله های پولیکا به ارتفاع 30 سانتی متر ریخته و قسمت انتهائی لوله ها با کاغذ صافی پوشیده شد. قبل از شروع آزمایش ها بوسیله آب مقطر عملیات آبشوئی انجام گرفته ومیزانEC آن اندازه گیری شد. سپس نمونه آب اصلی رودخانه گرگانرود در لوله ها در ارتفاع 20 سانتیمتری اضافه گردید و با توجه به آزمایش های اولیه، پس از 5 ساعت از شروع آزمایش نمونه مورد نظر تهیه و میزان پارامترهای فوق هریک از تیمارها در آزمایشگاه اندازه گیری گردید. نتایج تجزیه واریانس صفات مورد بررسی نشان داد که اثرات جاذب ها درکاهش شوری و پارامترهای مورد مطالعه معنی دار شده است.

سفره های آب زیرزمینی یکی از منابع عمده تأمین آب شرب و آب کشاورزی می باشند. از طرفی افزایش استفاده از کودهای نیتروژنی به دلیل پویایی زیاد نیترات در خاک تهدیدی جدی برای آب های زیرزمینی و در نتیجه سلامت انسان است. لذا در این پژوهش تأثیر سطوح 0، 1 و 2 درصد وزنی اصلاح کننده های کوکوپیت، بیوچارکوکوپیت و ورمی کمپوست بر انتقال نیترات در دو خاک لوم شنی و لوم رسی بررسی شد. خاک ها از مرکز تحقیقات کشاورزی استان همدان تهیه گردیدند. پس از آن آزمایشات در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار، در آزمایشگاه زهکشی دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا انجام گرفتند. سپس ستون های خاک به طول 70 و قطر 6 سانتی متر تا ارتفاع 50 سانتی متری از خاک پر شدند. از محلول نمک خالص نیترات پتاسیم به عنوان آلاینده مصنوعی با غلظت 150 میلی گرم بر لیتر استفاده گردید. در طول آزمایش بار آبی ثابت 5 سانتی متری محلول آلاینده به صورت پیوسته روی ستون های خاک برقرار بود و نمونه گیری از زهاب ستون ها در زمان بندی های متفاوت صورت گرفت. نتایج نشان داد، استفاده از اصلاح کننده ها خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک را تحت تاثیر قرار داد. این تغییرات شامل افزایش کربن آلی، مواد آلی، هدایت الکتریکی، تخلخل و همچنین کاهش میزان چگالی ظاهری نسبت به خاک شاهد بود. تأثیر اصلاح کننده بیوچار در سطح یک و دو درصد روی خاک ها بیش تر از سایر اصلاح کننده ها بود. انتشارپذیری نیترات در ستون های خاک با مدل CXTFIT محاسبه گردید. ن شاهد برای سطوح 1 و 2 درصد ورمی کمپوست در خاک لوم شنی و سطوح 1 و 2 درصد کوکوپیت در خاک لوم رسی به دست آمد.

مدیریت یکپارچه حوضه های آبریز، تضمین کننده استفاده بهینه از منابع آب می باشد. تغییر ویژگی های حوضه های آبریز طبیعی مانند درصد نفوذناپذیری و ضریب زبری موجب تغییر هیدروگراف رواناب خروجی حوضه های شهری شده است. مدل ها میتوانند با شبیه سازی و ارزیابی سناریوهای مختلف بدون نیاز به آزمون و خطا به سیاست گذاران در طراحی راهکارهای بهتر مدیریت رواناب شهری کمک نمایند. هدف از تحقیق حاضر، شبیه سازی رواناب ناشی از بارش در زیرحوضه خضر شهر همدان با استفاده از مدل مدیریت رواناب سطحی (SWMM) است. برای این منظور، ثبت مقادیر دبی رواناب خروجی در طی هفت رخداد بارش انجام گرفت. آنالیز حساسیت پارامترهای ورودی مدل نشان داد، مقادیر درصد ناحیه نفوذناپذیر، عرض معادل، ضریب زبری مانینگ ناحیه نفوذناپذیر و شیب بیشترین تأثیر را بر روی حجم و دبی اوج رواناب دارند. نتایج صحت سنجی مدل در تخمین دبی اوج و حجم جریان با استفاده از ضریب نش- ساتکلیف (95/0-69/0)، جذر میانگین مربع خطا (29/0-14/0) و درصد بایاس (8/18-6/13-) بر روی سه رخداد بارش نشان داد، مدل تهیه شده در برآورد حجم و دبی اوج رواناب زیرحوضه خضر شهر همدان عملکرد مناسبی دارد. در نهایت دو سناریو بر اساس درصد توسعه مناطق نفوذناپذیر و شدت بارش برای سال 1420 تعریف و اجرا شد. نتایج نشان داد، افزایش رواناب و بار آلودگی حاصل از آن قابل ملاحظه بوده، و لزوم پیش بینی و مدیریت آن برای کاهش خسارات احتمالی در آینده ضروری است.