محیط زیست و مهندسی آب
سال:1398 | دوره:5 | شماره:2 |تعداد مقالات:8

در پژوهش حاضر، میزان عمق آبشستگی اطراف پایه های پل سیمینه رود میاندوآب با مدلHEC-RAS با استفاده از دو روش CSU و فروهلیچ برای دبی های با دوره برگشت مختلف، تعیین شد. برای این منظور، ابتدا با استفاده از داده های صحرایی، یک مدل هیدرولیکی از بازه رودخانه که پل در آن قرار دارد، در نرم افزار ایجاد شد. سپس با وارد کردن داده های مربوط به آبشستگی پایه های پل برای دبی های با دوره برگشت 5 تا yr 1000، تغییر دبی جریان بر آبشستگی اطراف پایه های میانی و کناری پل بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش دبی (افزایش سرعت جریان) میزان برخورد خطوط جریان بیش تر شده و از مقدار آبشستگی در پایه های میانی نسبت به پایه های کناری پل کاسته می شود. همچنین برای دبی با دوره برگشت های 5 تا yr 40 هیچ گونه آبشستگی در تکیه گاه های پل دیده نمی شود. در حالی که از دبی با دوره برگشت های 50 تا yr 1000 میزان آبشستگی تکیه گاه ها به شدت افزایش می یابد. برای دوره برگشت های مختلف در هر دو روش CSU و فروهلیچ پایه شماره 7 بیش ترین میزان آبشستگی و پایه شماره 1 کم ترین مقدار را دارد. روش فروهلیچ به اندازه روش CSU در محاسبه عمق آبشستگی نسبت به افزایش دبی حساس نیست و تقریباً 20 درصد نسبت به هم در محاسبه عمق آبشستگی اختلاف دارند. دلیل این امر نیز به کاربردن ضرایب شکل پایه، شرایط بستر و همچنین ضریب مسلح بودن بستر توسط ذرات رسوبی در روش CSUاست.

آلودگی آب های زیرزمینی و سطحی به نیترات در بسیاری از مناطق دنیا به صورت یک مشکل جدی مورد توجه است. نیترات می تواند موجب اوتریفیکاسیون منابع آبی و مشکلات مربوط به آن شود. ایجاد عوارض نامطلوب بر روی اکوسیستم های آبی از مهم ترین اثرات غلظت های بالای نیترات در محلول های آبی است. این مطالعه با هدف بررسی امکان استفاده از پوسته تخم مرغ به عنوان یک جاذب کمهزینه در جذب نیترات از محلول های آبی انجام شد. به این منظور اثر عواملی مانند pH، جرم جاذب، زمان تماس و غلظت اولیه نیترات مورد آزمایش قرار گرفت. از مدل های ایزوترم (لانگمیر و فروندلیچ) و مدل های سینتیک (لاگرگرن و هوو) برای بررسی فرآیند جذب استفاده شد. نتایج نشان داد که برای جاذب مورد مطالعه زمان تعادل پس از 30 دقیقه و حداکثر جذب نیترات در 5pH= به دست آمد. با افزایش جرم جاذب از 3/0 به 5/0 گرم راندمان جذب از 01/96 به 24/97 درصد افزایش یافت، اما با افزایش میزان جاذب از 5/0 بهg 6/1 تفاوت قابل ملاحظه ای در بازدهی جذب مشاهده نشد. با افزایش غلظت نیترات محلول (mg/l120-5)، راندمان جذب از 42/99 به 38/87 درصد کاهش یافت. بر اساس نتایج بهدست آمده فرایند جذب از مدل هوو (سینتیک مرتبه دوم) تبعیت کرده و داده های جذب با ایزوترم فروندلیچ مطابقت بیشتری داشت. در نهایت نتایج نشان داد که جاذب نانو ساختار پوسته تخم مرغ قابلیت بالایی در جذب یون های نیترات از محلول های آبی دارد.

افزایش دمای کره زمین باعث بروز ناهنجاری هایی در اقلیم کره زمین شده که بر تمام زوایای زندگی بشر تأثیرگذار است. در این پژوهش تعیین تغییرات زمانی و مناسب ترین مدل برآورد تغییرات دما با استفاده از مدل سری زمانی SARIMAجهت پیش بینی در شهر اصفهان انجام شد. بدین منظور در محیط نرم افزار MINITAB از آمار درازمدت میانگین دمای ماهانه اصفهان طی سال های 2017-1951 استفاده شد. در ادامه، با استفاده ازسری های زمانی، یک الگوی اولیه به صورت SARIMA (0, 0, 4) (0, 1, 1)12 و SARIMA(0, 0, 4) (5, 1, 0)12 استخراج شد. سپس با سعی و خطا و روش زیاد برازش دادن این دو الگو، الگوی نهایی به صورت SARIMA (0, 0, 4) (0, 1, 1)12 حاصل شد. در مرحله بعدی صحت و دقت این مدل بر اساس آماره AIC و تحلیل نمودارها خودهمبستگی، بافت نگار باقی مانده های الگو و سایر پارامترها تأیید شد. در نهایت بر اساس مدل های برازش یافته، پیش بینی برای 10 سال آینده انجام شد. نتایج این پژوهش نشان داد که این مدل از دقت تقریباً خوبی برای پیش بینی تغییرات دما طی سال های آتی برخوردار است. همچنین فرض استقلال باقی مانده ها با توجه به همبستگی نگار مربوط به باقی مانده های مدل به دلیل قرار گرفتن همه خود همبستگی ها در محدوده قابل قبولی قرار دارد، سپس بافت نگار باقی مانده های الگوی M1 نرمال بودن داده ها را نشان داد.

مسئله شوری آب های سطحی توسط برونزدهای سطحی نمکی با توجه به کثرت و گستردگی سازندهای نمکی در ایران بسیار مهم و قابل توجه است. در این پژوهش علل تغییرات کیفیت آب رودخانه قزل اوزن در محدوده استان زنجان بررسی شد. در این راستا جهت بررسی دقیق عوامل مؤثر و همچنین میزان تأثیر هر یک از این عوامل بر تغییرات کیفیت آب، حوضه آبریز این رودخانه به 16 زیرحوضه تقسیم شد. بر اساس نمونه برداری و آنالیز نمونه آب از 14 نقطه در مسیر رودخانه ی قزل اوزن و آبراهه های منتهی به این رودخانه، وضعیت کیفیت آب بررسی شد. اطلاعات حاصل از نتایج آنالیزها نشان می دهد که تیپ و رخساره غالب آب در این رودخانه، کلروره سدیک می باشد. همچنین کیفیت آب برای مصرف کشاورزی در رده نامناسب قرار دارد. در ادامه بر اساس اطلاعات موجود و بازدیدهای متعدد میدانی، میزان بار شوری به عنوان یک پارامتر پیشنهادی معرفی و در هر حوضه محاسبه شد. بر این اساس در محدوده استان زنجان، سالانه حدود ton 4359 املاح از طریق آب بلااستفاده چشمه ها وارد رودخانه قزل اوزن می گردد. همچنین به منظور بررسی تمامی عوامل مؤثر بر تغییر کیفیت آب رودخانه، مطالعات میدانی زیادی به عمل آمده و نتایج حاصل از این بررسی ها نشان می دهد که وجود سازندهای تبخیری و کربناته در منطقه، ارتباط رودخانه با میان لایه های نمکی، تبخیر در حوضه های بسته و در نهایت تشکیل رسوبات تبخیری در حاشیه رودخانه از عوامل اصلی شور شدن آب رودخانه قزل اوزن در محدوده استان زنجان می باشد.

ورود سموم آفت کش به منابع تأمین آب شرب اثرات زیان باری بر سلامتی انسان و محیط زیست دارد. در سال های اخیر روش های مختلفی جهت حذف سموم ارگانوفسفره از منابع آبی استفاده شده اند. هدف از این پژوهش تعیین کارایی نانوگرافن اکسید اصلاحی در حذف سم مالاتیون از محیط های آبی بود. بهینه سازی پارامترهای مؤثر در فرآیند جذب از جمله pH و زمان برخورد انجام شد. اندازه گیری میزان جذب سم مالاتیون به وسیله دستگاه جذب اتمی انجام گرفت. نتایج آزمایش های pH نشان داد که pH بهینه برای جذب سم مالاتیون برابر 7 و درصد حذف در این pH برابر 99. 8 بود. مطالعه زمان تماس جاذب با یون فلزی نشان داد که در کم تر از min 2 بیش ترین میزان جذب حاصل می شود. جاذب سنتز شده از قابلیت جذب خوبی برخوردار است.

امروزه به علت شرایط کم آبی، تصفیه و بازچرخش فاضلاب ها، ارائه الگوی کشت و روش آبیاری مناسب، مهم ترین راه کار در توسعه مدیریت منابع آب می باشد و می تواند نقش مهمی در رابطه با مشکلات کم آبی ایفا نماید. هدف از این پژوهش تعیین کیفیت پساب فاضلاب شهر اراک به منظور استفاده آن در کشاورزی، تعیین الگوی کشت، و روش آبیاری مناسب با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) بود. توسعه مدل در قالب دو زیرمدل صورت گرفت. هدف زیرمدل اول، تعیین الگوی کشت بهینه در سطح شبکه آبیاری و هدف زیرمدل دوم، انتخاب مناسب ترین روش آبیاری با استفاده از پساب بود. پژوهش حاضر از نوع توصیفی مقطعی بوده و نمونه برداری از پساب و انجام آزمایش ها جهت تعیین کیفیت پساب و مقایسه با استانداردها صورت گرفت. میانگین پارامترهای COD، BOD5، و DO به ترتیب 65/49 و 26/23 و mg/l 93/1 و میانگین فلزات سنگین کادمیوم، مس و سرب به ترتیب 0564/0و 08/0و mg/l 512/0، میانگین کلیفرم کل و مدفوعی به ترتیب 882/878 و 558/379 در ml 100 و میانگین تعداد تخم انگل در لیتر 524/0 به دست آمد. پساب به-دست آمده با استاندارد سازمان محیط زیست ایران در زمینه استفاده مجدد در کشاورزی مطابقت داشت. بنابراین، بیش ترین عامل محدودکننده برای تعیین الگوی کشت، هدایت الکتریکی آب و خاک و سپس هزینه آب بود که بالاترین درصد وزن نسبی به آنها اختصاص داده شده است. در انتخاب بهترین سیستم آبیاری، سیستم های آبیاری قطره ای سطحی و قطره ای زیرسطحی، بالاترین وزن نسبی را به خود اختصاص دادند.

بررسی کیفیت زیستی و طرح ایمنی آب در تصفیه خانه های کوچک با توجه به محرومیت های بهداشتی و امکان آلودگی بیشتر، باید جزئی از الزامات کنترلی قرار گیرد. تصفیه خانه آب زنگلانلو اغلب بر اثر سیلاب دچار آلودگی می شود که پس از آسیب شناسی، عملیات بهسازی در جهت حذف و جلوگیری از ورود آلودگی مجدد، اجرا و توسط برخی پارامترها، کارایی سیستم کنترل شد. این مطالعه از نوع کاربردی مقطعی در مقیاس واقعی سال 1396 تصفیه خانه زنگلانلو انجام شد. عملیات بهسازی اجرا و مقایسه راندمان حذف فرآیندهای تصفیه (حوضچه شن گیر، صافی شنی کند و حوضچه آرامش) توسط کدورت، باکتری های هتروتروف (HPC)، کلی فرم کل (TC) و کلی فرم مدفوعی ( FC ) قبل و بعد از بهسازی ها با روش های آماری محاسبه شد. انگل های کریپتوسپوریدیوم، ژیاردیا و مقادیر کربن آلی کل (TOC) نیز پس از بهسازی بررسی شدند. سپس پارامترهای فیزیک و شیمیایی منبع آبی طی 14 سال تحلیل شدند. نتایج نشان داد که مقادیر کدورت وHPC در شبکه توزیع و صافی، HPC در حوضچه آرامش به نسبت قبل از بهسازی به طور معنی داری کاهش یافتند. مقادیر FC، TC و TOC در بازه استاندارد بوده و انگل های کریپتوسپوریدیوم و ژیاردیا مشاهده نشد. حضور انگل بلاستوسیستیس در آب خام و ورودی صافی تائید اما در خروجی آن مشاهده نشد. بررسی آنالیز فیزیکی شیمیایی حاکی از افزایش سختی کل، هدایت الکتریکی، کلسیم، سولفات، و منیزیم بود. به طورکلی بهسازی ها در حذف آلودگی در خروجی تصفیه، صافی و حوضچه آرامش تأثیر مطلوبی داشته و پارامترهای فیزیکی شیمیایی نیز شوری آب در آینده را پیش بینی نمود.

افت سطح آب در آبخوان میناب واقع در استان هرمزگان موجب شده است تا تراز سطح آب آبخوان نسبت به سطح دریا منفی شده و در عمل پیش روی آب شور دریا به آبخوان اتفاق بیافتد. از طرفی فرونشست سطح زمین نیز در سطح دشت میناب مشاهده می شود. بنابراین، بررسی و ارائه راهکارهایی جهت بهبود وضعیت آبخوان ضروری می باشد. در این پژوهش بر اساس آنالیز داده های تراز سطح آب زیرزمینی، آزمایش پمپاژ، نقشه زمین شناسی، داده های منابع آب و همچنین بازدیدهای متعدد میدانی به بررسی مکان مناسب جهت تغذیه مصنوعی و همچنین روش مناسب آن در آبخوان میناب پرداخته شد. بدین منظور ابتدا لایه های اطلاعاتی مربوط به 7 پارامتر شامل ضخامت آبرفت، قابلیت انتقال آبخوان، عمق برخورد به سطح آب زیرزمینی، توپوگرافی منطقه، فاصله از رودخانه، لیتولوژی سطحی زمین و تراکم منابع آب زیرزمینی در محیط نرم افزار GIS ایجاد شد. سپس بر اساس روش AHP وزن هر یک از لایه ها با کمک قضاوت مهندسی و روش مقایسه زوجی مشخص شد. در نهایت، محدوده آبخوان میناب به 3 بخش با پتانسیل خوب، متوسط و ضعیف تقسیم شد. در ادامه با بررسی وضعیت کاربری اراضی و انجام مطالعات متعدد میدانی به ویژه در مناطق با پتانسیل بالا، تعدادی شن چاله قدیمی در بستر رودخانه میناب شناسایی گردید که برای اهداف تغذیه مصنوعی پیشنهاد گردید. با استفاده از نتایج این پؤوهش، 6% از مساحت آبخوان جهت تغذیه مصنوعی مناسب تشخیص داده شد.