محیط زیست و مهندسی آب
سال:1397 | دوره:4 | شماره:2 |تعداد مقالات:8

مدل سازی پدیده شکست سد بیشتر به منظور محاسبه تقریبی دبی پیک خروجی ناشی از شکست انجام تا تمهیداتی برای مهار آن یا برای پیشگیری از خطرات ناشی از آن در نظر گرفته شود. در این پژوهش از نرم افزار Gambit برای تولید فرم و ابعاد هندسه مدل آزمایشگاهی استفاده شد. سپس فایل هندسه تولید شده به مدل هیدرولیکی Fluent منتقل شد. در محیط Fluent کلیه پارامترهای مؤثر و مورد نیاز تعیین گردید. از روشVOF برای مدل سازی استفاده شد. مطالعه موردی در این تحقیق سد سنگی ملاتی آبخیزداری در زیر حوضه نوشان که در اطراف شهرستان ارومیه می باشد و مدل سازی شکست سد برای آن به صورت سه بعدی انجام گرفت. نتایج به دست آمده از شرایط آزمایشگاهی با نتایج حاصل از مدلFluent، که مربوط به مدل سازی پدیده شکست سد به صورت دو بعدی است، مقایسه شد. مشخصات مختلف موج از جمله پیشروی موج، سرعت موج و تغییرات عمق آب در پایین دست سد در حالت های بستر خشک و مرطوب مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه نتایج نشان می دهد که مدل Fluent دقت بالایی در مدل سازی جریان ناشی از شکست سد را دارا می باشد. برای ساخت هندسه قسمتی از آبراهه که شامل مخزن و پایاب سد می باشد، از نقشه توپوگرافی آبراهه در محیط اتوکد استفاده شد.

یکی از مسایلی که باعث تخریب پل ها می شود، آبشستگی پایه های آنهاست. محاسبه دقیق تر عمق آبشستگی کمک زیادی به طراحی صحیح پایه های پل خواهد کرد. یکی از راه های محاسبه عمق آبشستگی استفاده از روابط تجربی است. در این تحقیق جهت بهینه کردن روابط با استفاده از الگوریتم ژنتیک و مقادیر میدانی عمق آبشستگی، 17 رابطه تجربی اصلاح شدند. تعداد 80 درصد داده های میدانی جهت بهینه کردن روابط و مابقی جهت صحت سنجی آنها استفاده شد. معیارهای آماری جهت مقایسه نتایج حاصل از روابط تجربی و روابط اصلاح شده با مقادیر اندازه-گیری استفاده شد. نتایج نشان داد الگوریتم ژنتیک به خوبی توانست روابط تجربی را اصلاح کند. رابطه (Froehlich 1988) دارای بیشترین دقت در بین روابط تجربی را داشت. بنابراین الگوریتم ژنتیک کمترین تأثیر را جهت اصلاح این رابطه داشت. بیشترین کاهش خطای RMSEروابط اصلاح شده نسبت به روابط تجربی مربوط به روابط (Neill 1964)، (Melville 1975)، (Laursen and Toch 1956)، (Blench II 1962) و (Hancu 1971) به ترتیب برابر 75، 72، 71، 71 و 71 درصد بود. رابطه اصلاح شده (Blench II 1962) با شاخص های RMSE، MAE، E و R2 به ترتیب برابر 57/0 متر، 085/0-متر، 62 درصد و 65/0 یکی از روابط با کمترین میزان خطا و بیشترین ضریب همبستگی انتخاب شد. در انتها روابط دیگری جهت پیش بینی عمق آبشستگی پایه های پل پیشنهاد شد.

امروزه به علت توسعه سریع صنایع شیمیایی، آلودگی محیط زیست در نتیجه ورود ترکیبات شیمیایی آلی و معدنی و همچنین فلزات سنگین به مشکلی جدی تبدیل شده است. جذب سطحی با استفاده پلیمرهای زیستی(نانوفیبرلیگنوسلولز و نانوفیبرکیتین) فناوری نوینی است که دوستدار محیط زیست برای کاهش و حذف فلزات سنگین از فاضلاب های صنعتی می باشد. هدف از انجام این مطالعه ارزیابی کارایی جاذب نانولیف لیگنوسلولزی (نانوفیبرسلولز حاوی لیگنین و همی سلولزها) در حذف فلزسنگین مس می باشد. درسیستم ناپیوسته پارامترهای pH (8-4)، دوز جاذب (g 5/0-1/0)، زمان تماس (min 120-15)، غلظت اولیه فلز مس (mg/l 50-5) و درجه حرارت (˚ C40-15) بررسی شد. نتایج با تحلیل واریانس یک طرفه (ANOVA) و آزمون دانکن جهت برآورد معنی داری تغییرات پارامتر ها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. بر اساس نتایج، بیش ترین درصد حذف فلز مس در pH برابر 7، غلظت اولیه فلز mg/l 5، مقدار جاذب g/l 3/0 و دمای ˚ C 25، برابر mg/g 8/99 مشاهده شد. با توجه به نتایج این تحقیق، از جاذب نانولیف لیگنوسلولزی (با کارایی بالای 98%) برای حذف مس از پساب های صنایع می توان استفاده نمود.

استفاده از بقایای گیاهی به عنوان کود آلی در سیستم های کشاورزی پایدار به منظور حفظ حاصل خیزی خاک و رسیدن به تولید پایدار اهمیت زیادی دارد. هدف از مطالعه حاضر بررسی بقایای گیاهی گندم، ذرت و نیشکر سبز بر خصوصیات شیمیایی خاک در چند بافت متفاوت خاک است. برای این منظور، آزمایشی گلدانی در قالب طرح بلوک های کاملاً تصادفی با سه تکرار در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز انجام شد. برای این منظور بقایای کاه و کلش گندم، ذرت و نیشکر سبز به سه خاک با بافت های سیلتی لوم، لوم و شنی اضافه و خاک ها در شرایط انکوباسیون در دو دوره 30 و 120 روزه قرار گرفتند. تغییرات خصوصیات کربن آلی، نیتروژن، فسفر، پتاسیم، اسیدیته و شوری خاک تحت تأثیر تیمارهای مختلف بقایای گیاهی بررسی شدند. نتایج نشان داد که میزان کربن آلی، نیتروژن، فسفر، پتاسیم و اسیدیته خاک با کاربرد بقایای گیاهی به طور معنی داری افزایش یافت درحالی که شوری خاک تحت تأثیر بقایای گیاهی قرار نگرفت. بقایای نیشکر بر میزان کربن آلی و اسیدیته، بقایای گندم بر میزان پتاسیم و نیتروژن و بقایای ذرت بر فسفر و نیتروژن بیشترین تأثیر را داشت. در این تحقیق مشخص شد که با حفظ 50 درصد از بقایای گیاهی به ویژه کاه و کلش گندم، علاوه بر بهبود شرایط فیزیکوشیمیایی خاک نیاز به مصرف عناصر غذایی نیز به طور چشمگیری کاهش یافت.

سدهای زیرزمینی سازه هایی هستند که جریان طبیعی آب های زیرزمینی را مسدود نموده و سبب ایجاد ذخایر آبی در زیرزمین می شوند. در مناطق خشک که محدودیت منابع آب وجود دارد، می توان با احداث این سازه ها منابع آب را مدیریت نمود. هدف از این پژوهش، گزینش مکان مناسب جهت احداث سد زیرزمینی در حوزه های آبخیز شهرکرد و مرغملک، بر پایه ی معیارها و ضوابط مکان یابی می باشد. در فرآیند مکان یابی می بایست معیارهای مختلفی مورد ملاحظه قرار گیرد، بنابراین کاربرد روش هایی که قادر به تأمین معیارهای مورد نظر باشند، ضروری است. بدین منظور در این پژوهش از قابلیت های سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) استفاده شد. برای اولویت-بندی مناطق، معیارها و زیرمعیارهایی چون آب (کمیت، کیفیت)، مخزن (عمق مخزن، شیب مخزن، نفوذپذیری و سطح مخزن)، محور (طول محور، عمق محور و لیتولوژی تکیه گاه ها) و عوامل اقتصادی-اجتماعی (فاصله از روستا، فاصله از جاده، تأمین نیاز آبی شرب-کشاورزی-صنعتی، تأثیر بر منابع آبی) استفاده شد. کمیت آب با وزن 83/0، بیشترین وزن را به خود اختصاص داد. در نهایت از 60 مکان مناسب در منطقه ی مورد مطالعه در مرحله ی حذفی (منطق بولین)، تنها 15منطقه برای اولویت بندی معرفی شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که بهترین محورها برای احداث سد زیرزمینی، در بستر آبرفتی رودخانه هایی با جریان زیرسطحی بالا، حجم مخزن زیاد، همچنین حجم رواناب بالا و شیب پایین و نفوذپذیری بالا بوده است.

عنصر روی یکی از عناصر غذایی کم نیاز گیاه محسوب می شود و اغلب کمبود آن در خاک های آهکی گزارش می شود. مقدار روی کل خاک، ضرورتاً بیان گر قابلیت استفاده روی برای گیاه نیست. بنابراین یافتن عصاره گیرهای مناسب، به منظور تخمین روی قابل استفاده گیاه در خاک حائز اهمیت می باشد. با توجه به اینکه در خاک های آهکی آلوده به فلزات سنگین در ایران اطلاعات کمی در رابطه با روی قابل استفاده در دسترس است، لذا ارزیابی وضعیت روی قابل استفاده برای گیاهان به وسیله ی عصاره گیرهای شیمیایی بسیار مهم و ضروری است. هدف این پژوهش ارزیابی روش های عصاره گیری مهلیچ 3، AB-DTPA و DTPA-TEA در برآورد روی قابل استفاده آفتابگردان در نه خاک آلوده به فلزات سنگین بود. شاخص های گیاه آفتابگردان شامل ماده خشک، غلظت و جذب روی در یک آزمایش گلدانی تعیین شدند. نتایج نشان داد در خاک های آلوده، بیشترین مقدار روی با روش AB-DTPA و کمترین مقدار آن با روش DTPA-TEA عصاره گیری شد. در خاک های آلوده روی عصاره گیری شده با DTPA-TEA با غلظت و جذب روی همبستگی معنی داری داشت (78/0=r). همچنین بین روی عصاره گیری شده با مهلیچ 3 با غلظت (68/0=r) و جذب روی گیاه (80/0=r) همبستگی معنی داری وجود داشت. به این ترتیب می توان نتیجه گرفت که روش های DTPA-TEA و مهلیچ 3 توانایی برآورد روی قابل استفاده آفتابگردان در خاک های آلوده را دارا می باشند.

به دلیل مخاطرات زیست محیط، تصفیه پساب های نیتروژنی امری ضروری و مهم می باشد. طی دهه های اخیر، فناوری های جدید بیولوژیکی نظیر آناموکس و شارون توسعه یافتند که نسبت به فرآیندهای مرسوم، ارزان تر و مؤثرترند. در این تحقیق، تعدادی از پارامترهای زیست محیطی تأثیرگذار بر این فرآیندها نظیر دما، pH، اکسیژن محلول، کربن آلی، غلظت نمک، غلظت نیتریت و زمان ماند لجن (SRT) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج تحقیقات نشان داد که فرآیند شارون نیاز به منبع کربنی را کاهش می دهد؛ درحالی که فرآیند آناموکس بدون نیاز به منبع کربنی، تحت شرایط بی هوازی انجام می شود. مقدار بهینه pH برای فرآیند آناموکس 3/8-7/6 گزارش شده بود. غلظت نیتریت و نمک پارامترهای کنترلی مهمی در جلوگیری از فعالیت باکتری های آناموکس هستند. دمای مطلوب برای رشد باکتری های آناموکس ℃ 40-30 و برای فرآیند شارون بیشتر از ℃ 25 می باشد. راندمان فرآیندها به صورت خطی با SRT متناسب نبودند. به طورکلی، فرآیندهای جدید بیولوژیکی حذف نیتروژن با کاهش نیاز به هوادهی و منابع کربنی امیدبخش توصیف شدند و جایگزین مناسبی برای فرآیندهای مرسوم می باشند.

رودخانه ها به عنوان یکی از منابع اساسی تأمین آب برای مصارف گوناگون از جمله کشاورزی، شرب و صنعت مطرح می باشند. هدف از این مطالعه بررسی کیفیت آب رودخانه بهشت آباد (چشمه شلمزار-تلاقی با آب کوهرنگ) واقع در استان چهارمحال و بختیاری با استفاده از شاخص کیفیت آب بود. در این مطالعه 9 پارامتر کیفی آب شامل نیترات، دما، فسفات، کدورت، اکسیژن محلول، اکسیژن خواهی بیولوژیکی، هدایت الکتریکی، کل مواد جامد و pH در طول رودخانه در 5 ایستگاه انتخابی به مدت سه ماه از تیرماه 1394 تا شهریور 1394 با استفاده از روش استاندارد مورد اندازه گیری قرار گرفتند. نتایج نشان داد که کیفیت آب طی مدت پژوهش در ایستگاه های نمونه برداری بین طبقه کیفیت متوسط و خوب در تغییر بوده است. همچنین کیفیت آب این رودخانه در هر سه ماه با کیفیت متوسط ارزیابی شد. آلودگی رودخانه از طرف سرچشمه آن به طرف پایین دست در اواخر تابستان بیشتر شد که این امر ناشی از ورود کودهای کشاورزی و تخلیه فاضلاب واحدهای خدماتی رفاهی در بالادست و کارگاه های پرورش ماهی است.