فهرست مطالب

تحقیقات منابع آب ایران - سال سیزدهم شماره 3 (پیاپی 41، پاییز 1396)

مجله تحقیقات منابع آب ایران
سال سیزدهم شماره 3 (پیاپی 41، پاییز 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/10/02
  • تعداد عناوین: 20
|
  • محمدرضا فتوکیان*، نسیم صفاری، مهدی ضرغامی صفحات 1-16
    با توجه به افزایش مصارف آب، تاثیرات تغییر اقلیم و موقعیت جغرافیایی ایران، مساله مدیریت مخازن سدها بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق، بهره-برداری از مخزن سد یامچی (اردبیل)، به کمک مدل پویایی سیستم ها در محیط نرم افزار Vensim شبیه سازی شده است. در ادامه بر مبنای معیارهای مختلف از جمله آب مجازی، نقش محصول در تامین نیازهای عمومی، سود مالی، قابلیت انبار (از لحاظ زمانی) و نیاز آبی محصولات، الگوی بهینه کشت برای منطقه مورد مطالعه پیشنهاد گردیده است. سپس عملکرد سد، با اعمال سیاست مدیریتی الگوی کشت بهینه در مدل پویایی سیستم سد یامچی و بر اساس سه شاخص آسیب پذیری، برگشت پذیری و اطمینان پذیری مورد ارزیابی قرار گرفته است .بر طبق نتایج حاصل، با اعمال سیاست الگوی بهینه کشت پیشنهادی، می توان کمبود آب را در مقایسه با روند بهره برداری کنونی در حدود 43 درصد کاهش داد. نتایج بدست آمده برای پایداری سیستم نیز، نشان دهنده افزایش شاخص های پایداری با اعمال الگوی بهینه کشت در مقایسه با شرایط فعلی می باشد و مقایسه نتایج نمایانگر ارزیابی موثر و کارآمد سیاست ارائه شده در تحقیق حاضر، در بهبود عملکرد مخزن سد می باشد.
    کلیدواژگان: پویایی سیستم، الگوی بهینه کشت، آب مجازی، سد مخزنی یامچی، Vensim
  • سامان مقیمی بنهنگی، علی باقری*، لیلی ابوالحسنی صفحات 17-32
    تداوم مشکلات بوجود آمده در مدیریت یکپارچه منابع آب و عدم انعطاف پذیری این رویکرد در مواجهه با این مشکلات باعث گردید تا موضوعاتی مانند حکمرانی آب، مدیریت تطبیقی - مشارکتی و به طور ویژه یادگیری اجتماعی به عنوان مفاهیم جدیدی از مسائل آبی مورد توجه قرار بگیرند. آن نوع از یادگیری را که توسط گروه های اجتماعی در خلال تعامل باهم رخ داده و به سمت دانش جدید، فهم مشترک، اعتماد و درنهایت اقدامات جمعی سوق پیدا می کند، به نام یادگیری اجتماعی تعریف می کنند. در این تحقیق از حلقه های یادگیری، که ابزار ویژه یادگیری اجتماعی هستند، برای ارزیابی ساختار حکمرانی و مدیریت منابع آب در دشت رفسنجان در سطح آب بران استفاده شده است. نتایج حکایت از بحران شدید در منطقه از منظر منابع آب زیرزمینی داشت. برای شناسایی بازیگران از روش گلوله برفی استفاده گردید. در مرحله آخر نیز برای ارزیابی حلقه های یادگیری با توجه به بازیگران شناسایی شده از روش مصاحبه نیمه ساختاریافته برای جمع آوری داده استفاده شد. منطقه ی مورد مطالعه به پنج زیر منطقه تقسیم شد و نتایج براساس هرکدام از زیرمناطق پنج گانه موجود در دشت رفسنجان تحلیل شدند. نتایج نشان می دهند که حلقه ی غالب یادگیری در بین کشاورزان مناطق نوق و انار از نوع حلقه ی دوگانه و حلقه ی غالب در بین کشاورزان مناطق کشکوییه، کبوترخان و رفسنجان از نوع حلقه ی یگانه یادگیری بود. ارزیابی حلقه های یادگیری نشان می دهد که دشت رفسنجان برای سازگاری با پدیده کمبود آب نیاز به تغییرات ساختاری دارد و مسیر فعلی که ساختار موجود طی می کند به سوی از بین رفتن کلی منابع آب این دشت می باشد.
    کلیدواژگان: مدیریت منابع آب، یادگیری اجتماعی، حلقه های سه گانه یادگیری، دشت رفسنجان، بحران آب
  • سید مهدی هاشمی شاهدانی *، یوسف حسنی، محمد هرمزی صفحات 33-42
    در این تحقیق رویکرد جدید بهره برداری اقتصادی شبکه های آبیاری در شرایط کم آبی و بر پایه حداکثرسازی سود حاصل از فعالیت های کشاورزی و ارزش اقتصادی هر مترمکعب آب تحویلی ارایه شده است. برای این منظور، از تلفیق مدل اقتصادی برنامه ریزی اثباتی، به منظور تعیین ارزش اقتصادی آب، و مدل بهره برداری پیش بین، جهت تحویل آب به واحدهای زراعی درجه دو استفاده شده است. مدل اقتصادی بر پایه پتانسیل های موجود اقتصاد کشاورزی اراضی شبکه آبیاری قزوین، اقدام به محاسبه ارزش اقتصادی آب بر پایه بهینه سازی الگوی کشت موجود، برای هر واحد زراعی نموده و امکان رتبه بندی واحدهای زراعی موجود را براساس ارزش اقتصادی آب فراهم آورده است. بر این اساس بیشترین مقدار ارزش اقتصادی آب برای کانال های درجه دو L4 و L1 به ترتیب با 2180 و 2000 و کمترین آن برای کانال های L9 و L10 به ترتیب با 1220 و 1000 ریال در مترمکعب بدست آمده است. مدل بهره برداری حداقل سازی خطای رقوم سطح آب در بالادست آبگیرهای واقع در کانال اصلی را بر پایه رتبه بندی نتیجه شده از مدل اقتصادی انجام داده به نحوی که تاثیر کم آبی به کانال های L4 و L1، با بیشترین مقدار ارزش اقتصادی آب، خللی در تحویل آب به کانال های مذکور وارد نکرده است.
    کلیدواژگان: بهره برداری اقتصادی، ارزش اقتصادی آب، کم آبی، کنترل پیش بین، مدل برنامه ریزی اثباتی
  • عطاالله ندیری *، زهرا طاهرخانی، فریبا صادقی صفحات 43-55
    آبخوان دشت بستان آباد واقع در استان آذربایجان شرقی تامین کننده اصلی نیازهای آبی منطقه می باشد. با توجه به برخی محدودیت های مدل های عددی مثل وقت گیر و پر هزینه بودن و نیاز به داده های زیاد، در این تحقیق از مدل های هوش مصنوعی شامل شبکه های عصبی پیشرو (FNN)، شبکه های عصبی برگشتی (RNN) و برنامه نویسی بیان ژن (GEP) جهت بررسی تغییرات سطح آب زیرزمینی دشت استفاده شده است. دسته بندی پیزومترها به دلیل نا همگنی آبخوان، قبل از مدل سازی صورت پذیرفت. پارامترهای بارش، تبخیر، دبی خروجی رودخانه اوجان و سطح آب زیرزمینی در یک زمان قبل به عنوان ورودی مدل ها مورد استفاده قرار گرفت. با وجود نتایج قابل قبول هر سه مدل بر اساس متوسط RMSE هر دسته در مراحل آموزش و آزمایش، جهت استفاده از کارایی هر سه مدل و دستیابی به نتیجه بهتر، از روش ترکیبی مدل های هوش مصنوعی با استفاده از یک شبکه عصبی مصنوعی به عنوان ترکیب کننده غیرخطی استفاده گردید. نتایج نشانگر کاهش متوسط خطای هر دسته در مدل هوش مصنوعی مرکب نسبت به مدل های منفرد به مقدار میانگین 17% در مقادیر RMSE می باشد. با استفاده از نتایج مدل هوش مصنوعی مرکب، تاثیر کاهش 30 و 50 درصدی تخلیه از چاه های بهره برداری بر روی سطح آب زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشانگر بالا رفتن قابل توجه سطح آب در همه پیزومتر ها به جز پیزومتر آغچه کهل می باشد. این موضوع نشان دهنده تاثیر بالای مقادیر پمپاژ نسبت به تغییرات آب و هوایی در تغییرات سطح آب زیرزمینی منطقه مطالعاتی می باشد.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی بیان ژن، تراز آب زیرزمینی، دشت بستان آباد، شبکه عصبی مصنوعی، هوش مصنوعی مرکب نظارت شده
  • کامران داوری *، احمد قندهاری، بیژن قهرمان، حمید عمرانیان خراسانی صفحات 56-72
    امروزه تامین نیازهای آبی برای مصارف مختلف در بسیاری از نقاط دنیا و بویژه ایران از اساسیترین چالش های پیش روی برنامه ریزان است. بر این اساس تامین آب از نقاط مختلف و اجرای پروژه های گوناگون، از راهکارهای جاری جهت رفع این چالش در کنار روش های غیرسازه ای بوده و میزان زیادی از اعتبارات و بودجه های ملی را به خود اختصاص میدهد. در این مقاله چارچوب تحلیل ریسک، به کمک روش بارش افکار و دلفی، عوامل مخاطرهآمیز در چهار گزینه تامین آب مشهد بررسی و ریسک هر کدام از آنها بر اساس امکان بروز مخاطرات با کمک تئوری امکان و منطق فازی برآورد شده است. نتایج نشان داد، گزینه انتقال پساب دارای امکان ریسک کمتری نسبت به سایر گزینه ها می باشد و لذا در اولویت اول تامین آب شهر مشهد قرار می گیرد. همچنین گزینه های تامین آب شهر مشهد به کمک تئوری مارکویتز در قالب یک سبد پروژه مورد ارزیابی قرار گرفته اند که نتایج آنها بیانگر حداکثر 55 درصد اعتمادپذیری است. در این پژوهش چارچوب در نظر گرفته شده بر اساس مبانی منطق فازی و تئوری امکان بنا نهاده شده و ضمن تطابق مناسب با روش های جمع آوری اطلاعات بر اساس نظر کارشناسان، می تواند مسیر ساده ای را برای بکارگیری روش شناسی در سایر پروژه های اجرایی تامین آب که عملا به رغم میزان بالای سرمایه گذاری هیچ گونه تصور روشنی از مخاطرات و فرجام برنامه ای آنها وجود ندارد محسوب شود.
    کلیدواژگان: دشت مشهد، ریسک، عدم قطعیت، تامین آب، ماروکویتز فازی
  • وحید رفیعی، مجتبی شوریان*، جلال عطاری صفحات 73-88
    در این تحقیق با استفاده از رویکرد شبیه سازی- بهینه سازی، یک مدل مبتنی بر تلفیق شبیه سازی روابط آب- خاک- گیاه و بهینه سازی تخصیص آبیاری و الگوی کشت محصولات کشاورزی ارائه شده است. بدین منظور، با استفاده از ترکیب مدل شبیه سازی SWAT و الگوریتم بهینه سازی جستجوی هارمونی (Harmony Search) و توسعه مدل HS-SWAT، مساله بهینه سازی الگوی کشت محصولات کشاورزی در دشت آزادگان در حوضه آبریز کرخه تحلیل شده است. مساله در قالب دو سناریو حل گردیده که در سناریوی اول الگوی کشت بهینه با تابع هدف بیشینه سود خالص سالیانه و قیود محدودیت حجم آب مصرفی و حداکثر زمین قابل کشت تعیین شده و در سناریوی دوم مساله تخصیص بهینه آبیاری برای الگوی کشت فعلی مورد استفاده در دشت مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا، تاثیر تغییر الگوی کشت بر مولفه های بیلان آبی دشت از جمله میزان رواناب خروجی، نفوذ عمقی، میزان ذخیره آب در خاک و تبخیر و تعرق نیز بررسی شده است. با توجه به محدودیت های آب مصرفی و سطح اراضی قابل کشت اعمال شده در مدل، سود خالص سالیانه به ترتیب در سناریو های اول و دوم 314% و 23% نسبت به سناریو پایه (شرایط فعلی) افزایش نشان می دهد. همچنین حجم آب مصرفی در سناریو اول 28% و در سناریو دوم 49% نسبت به شرایط کنونی کاهش نشان می دهد. بر این اساس، پیاده سازی رویکرد مورد استفاده در این تحقیق در برنامه ریزی الگوی کشت محصولات کشاورزی می تواند ضمن افزایش سود ناشی از تولید محصولات منجر به کاهش میزان آب مصرفی در شرایط فعلی حاکم بر منابع آب کشور گردد.
    کلیدواژگان: الگوی کشت بهینه، برنامه ریزی تخصیص آبیاری، SWAT، الگوریتم بهینه سازی جستجوی هارمونی
  • تورج سبزواری*، پویان کشتکاران صفحات 89-100
    روش هیدروگراف واحد لحظه ای ژئومورفولوژیکی (GIUH) یک روشی است که بر اساس اطلاعات ضرایب درجه بندی آبراهه ها و داده های ژئومورفولوژیکی حوضه های فاقد آمار به پیش بینی رواناب حوضه می پردازد. بسیاری از حوضه های آبریز، فاقد نقشه رقومی DEM هستند و برای تهیه آن نیازمند استفاده از GIS می باشد که نیازمند تخصص GIS و صرف وقت زیاد می باشد که بسیاری از هیدرولوژیست ها به آن علاقه مند نیستند و به دنبال مدل های بارندگی-رواناب ساده تر می گردند. در این تحقیق براساس داده های درجه بندی آبراهه نه حوضه آبریز مختلف در دنیا معادلاتی جهت تخمین ضرایب درجه بندی ارائه گردید. پنج معادله رگرسیونی برای محاسبه ضرایب درجه بندی آبراهه ها اعم از ضریب انشعاب(RB) ، ضریب طول آبراهه(RL) ، ضریب مساحت زهکشی (RA)، ضریب شیب آبراهه (RS) و ضریب شیب صفحات (RSO) حوضه ارائه گردید. نتایج معادلات برای ضرایب درجه بندی آبراهه های سه حوضه آبریز دیگر مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس معادلات رگرسیونی ارائه شده به تخمین رواناب سطحی حوضه های آبریز Heng-Chi و Kasilian به روش GIUH پرداخته شد. براساس نتایج، خطای پیک رواناب محاسبه شده توسط مدل GIUH بر اساس معادلات رگرسیونی 10% بیشتر از محاسبات مدل بر اساس داده های واقعی بدست آمده از GIS بوده است. مقدار متوسط خطای معادلات رگرسیونی در تخمین ضرایب RB،RL ، RA، RS و RSO در سه حوضه معرف به ترتیب 7/4%، 5/23%، 1/7%، 3/41% و 9/22% می باشد. ضریب حساسیت نسبی ضرایب RB،RL ، RA، RS و RSO برروی پیک رواناب به ترتیب 56/0، 01/0،92/0، 042/0 و 33/1 می باشد.
    کلیدواژگان: ضرایب درجه بندی آبراهه، استراهلر، هیدروگراف واحد لحظه ای، کسیلیان
  • مریم غلامی، علی شاهنظری*، محمدرضا مرتضی پور، محمد مهدی شاه نوریان صفحات 101-111
    در سال‏های اخیر پیامدهای اجتناب ناپذیر سیر صعودی تقاضا و همچنین کاهش ذخایر منابع طبیعی مختلف، به خصوص آب موجب افزایش مناقشات شده است. هدف از این پژوهش بررسی و ارائه‏ی راهکار برای حل مناقشه‏ی شبکه آبیاری و زهکشی سفیدرود با استفاده از نظریه‏ی بازی ها می‏باشد. برای مدل سازی و تحلیل مناقشه‏، از مدل گراف برای حل مناقشه GMCR)) استفاده گردیده است. پس از تعیین بازیگران (شرکت آب منطقه‏ای، سازمان جهاد کشاورزی، استانداری و کشاورزان منطقه) و گزینه های هر یک و وارد کردن آن‏ها به مدل، 64 حالت در این مناقشه ایجاد شد، که با استفاده از مفاهیم حل غیرهمکارانه و با توجه به اولویت‏بندی استراتژی ها توسط تصمیم‏گیرندگان، 4 وضعیت به منزله نقاط تعادل شناسایی شد. بعد از تحلیل نهایی نرم‏افزار در مورد قوی‏ترین نقاط تعادل، یکی از نقاط تعادل، وضع موجود و پایه است و نقطه تعادل دیگر وضعیتی است که کشاورزان آبیاری نوبتی را رعایت می‏کنند که وضعیت مطلوبی در آینده خواهد بود؛ لذا می‏بایست با آموزش کشاورزان و مشارکت دادن آنها در تصمیم گیری ها به عنوان یک بازیگر اصلی و با تشکیل تشکل آببران وضعیت مشارکت آنان را در مدیریت منابع آب منطقه بهبود بخشید، تا به پایداری وضعیت استفاده از منابع از مناقشه ها کاست.
    کلیدواژگان: مناقشه، سفیدرود، نظریه ی بازی ها، نقاط تعادل، GMCR
  • محمد امین حصیلی، منا گلابی*، سعید برومندنسب صفحات 112-127
    نظر به اهمیت آب مجازی، در این پژوهش آب مجازی شبکه های آبیاری و زهکشی رجائی، رامشیر و هندیجان مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا نیاز آبی با استفاده از داده های هواشناسی ده ساله منطقه به وسیله نرم افزار CROPWAT محاسبه شد. سپس با استفاده از عملکرد محصولات، آب مجازی شبکه های مذکور تعیین گردید. هم چنین عملکرد سه شبکه با رویکرد آب مجازی به روش سلسله مراتبی با استفاده از پرسش نامه مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که آب مجازی گندم در شبکه های رجایی، رامشیر و هندیجان به ترتیب 33/7183، 88/7148 و 11/7501 مترمکعب در سال می باشد. مقدار آب مجازی جو در سه شبکه مذکور به ترتیب 33/8033، 78/8252 و 56/8705 و برای کنجد در شبکه ی رجایی 28/9836 و در شبکه رامشیر 31/10252 مترمکعب در سال به دست آمد. مقایسه ارقام محاسباتی با مقدار آب تحویلی نشان داد که در شبکه های رجایی، رامشیر و هندیجان به ترتیب 31، 23 و 28 درصد بیشتر از نیاز واقعی آبیاری انجام شده است. نتایج تحلیل سلسله مراتبی در شبکه های مذکور با استفاده از نرم افزار Super Decision با رویکرد آب مجازی نشان داد که در شبکه های رجایی و هندیجان معیار ارضی و در شبکه رامشیر عوامل اقلیمی بیشترین وزن را دارا می باشد. کمترین عامل تاثیرگذار عوامل اقتصادی به دست آمد. مقایسه نتایج تحلیل سلسله مراتبی و محاسباتی آب مجازی نشان داد که در هر دو روش شبکه هندیجان در رتبه اول قرار دارد. ارزیابی کیفی عملکرد بهره برداری شبکه ها بر مبنا آب مجازی و بهره وری آب محاسبه شده نشان داد که شبکه های مذکور در وضعیت نامطلوب قرار دارند.
    کلیدواژگان: آب آبی، آب سبز، آب مجازی، بهره وری آب
  • مطهره سعادت پور *، شیما جواهری صفحات 128-142
    در این کار تحقیقاتی به منظور مدیریت توام کمیت و کیفیت منابع آبی مخزن، از رویکرد شبیه سازی-بهینه سازی مبتنی بر مدل جایگزین استفاده می گردد. رویکرد پیشنهادی با هدف غلبه بر مشکلات هزینه های محاسباتی و زمانی قابل توجه ناشی از مدل شبیه سازی عددی هیدرودینامیک و کیفیت آب CE-QUAL-W2 و فراخوانی های متعدد توسط الگوریتم بهینه سازی هوش جمعی ذرات چند هدفه توسعه یافته است. مدل جایگزین پیشنهادی در این تحقیق از قابلیتهای مدل داده کاوی شبکه عصبی و توصیف مناسب اندرکنش های میان پاسخ های کیفی مخزن و شرایط هواشناسی، هیدرولوژیکی، هیدرولیکی و کیفی بهره برداری می نماید. این رویکرد به منظور تعیین موقعیت بهینه آبگیرهای برداشت آب و نسبت برداشت از هر یک، در مخزنی با داده های واقعی در دوره هیدرولوژیکی 15 ساله با اهداف بهبود شرایط کیفی اکسیژن محلول خروجی از مخزن و افزایش متوسط سالیانه درازمدت انرژی برقابی پیک بکار گرفته می شود. همچنین دستورالعمل بهینه بهره برداری از مخزن تنها در قالب برداشت انتخابی، با تعیین ضرایب موثر متغیرهای هواشناسی، هیدرولوژیکی، هیدرولیکی و کیفی استخراج می گردد. مقایسه سری زمانی غلظت اکسیژن محلول جریان خروجی از مخزن در سناریوی بهینه طراحی و بهره برداری با سناریوی الگوی بهره برداری تاریخی، بیانگر عملکرد بسیار مطلوب رویکرد پیشنهادی در این تحقیق به منظور بهبود شرایط کیفی است.
    کلیدواژگان: الگوریتم هوش جمعی ذرات چند هدفه، انرژی برقابی پیک، بهره برداری از مخزن در ساختار برداشت انتخابی، دستورالعمل بهره برداری از مخزن، CE-QUAL-W2
  • مرتضی تهامی پور زرندی*، فاطمه مولایی، رسام مشرفی صفحات 143-158
    با توجه به محدودیت شدید در عرضه آب و همچنین تقاضای روزافزون مصرف آب ناشی از رشد جمعیت و توسعه شهرها، امروزه مدیریت منابع آب برای ایجاد توازن بین عرضه و تقاضا از اهمیت زیادی برخوردار است. ابزارهای اقتصادی از جمله قیمت گذاری نقش مهمی در ایجاد این توازن دارند. بنابراین هدف این مطالعه تعیین قیمت بهینه آب برای مصارف خانگی در شهر تهران می باشد. برای این منظور با استفاده از تحلیل های رگرسیونی توابع تقاضا به تفکیک طبقات مصرف برآورد شده و همچنین در قالب الگوی ترانسلوگ تابع هزینه تولید آب تخمین زده شده است. سپس بر اساس محاسبه کشش های قیمتی تقاضای آب و هزینه نهایی تولید آن، در چارچوب مدل رمزی برای هر طبقه مصرف، قیمت مناسب پیشنهاد شده است. در این پژوهش از داده های مربوط به دوره زمانی 1393- 1364 استفاده شده است. نتایج نشان داد که کشش قیمتی تقاضای آب شامل دامنه ای از 03/0- تا 42/0- است، به این صورت که هر چه طبقات مصرف بالاتر می رود، کشش قیمتی تقاضا بیشتر می شود. همچنین هزینه نهائی تولید هر مترمکعب آب 6719 ریال محاسبه شده است. نتایج بیانگر آن است که قیمت بهینه رمزی برای هر مترمکعب آب برای طبقه اول مصرف 2209 ریال و برای طبقه آخر مصرف 25373ریال می باشد. نتایج نشان داد در همه طبقات، قیمت رمزی بیشتر از قیمت جاری است. لذا پیشنهاد می گردد که قیمت در همه طبقات مصرف آب خانگی بصورت پلکانی افزایش یابد تا به قیمت رمزی نزدیک شود.
    کلیدواژگان: آب، مصارف خانگی، قیمت رمزی، شهر تهران
  • بهنام شفیعی ثابت *، فرخنده موسی پور، سیدعلی موسوی صفحات 159-167
    در دهه های گذشته بسیاری از شهر های شمالی ایران به دلیل قرار گرفتن در اقلیم معتدل همواره در معرض بارندگی های شدید قرار داشته اند که از مهم ترین اثرات نا مطلوب آن ها آب گرفتگی معابر شهر ها، اختلال در عبور و مرور عابرین پیاده و وسایل نقلیه و ورود خسارت به اموال عمومی و خصوصی بوده است. یکی از علل بروز آبگرفتگی، عملکرد هیدرولیکی نا مناسب دهانه های آبگیر در شبکه سیلابرو و انسداد و گرفتگی آن ها است. در این مقاله عملکرد هیدرولیکی دهانه های آبگیر مشبک تسمه ای رایج در شبکه های سیلابرو شهری و اثر زاویه قرار گیری تسمه ها بر ضریب تخلیه و راندمان هیدرولیکی مورد بررسی قرار گرفته است. دهانه آبگیر مشبک در دو آرایش تسمه های طولی و عرضی ساخته شده و در ورودی آبگیر مشبک از 5 زاویه مختلف تسمه و دو شیب عرضی مجرای اصلی استفاده شد. همچنین اثر شدت جریان بر میزان آبگیری با اعمال 6 دبی مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج 120سری آزمایش نشان داده است که آرایش طولی تسمه ها نسبت به آرایش عرضی از ضریب تخلیه و راندمان هیدرولیکی بیشتری بر خوردار است و میزان افزایش ضریب تخلیه در آبگیر های تسمه ای طولی نسبت به تسمه ای عرضی در دو وضعیت بدون شیب عرضی و با شیب عرضی 2 درصد به ترتیب 52 و 70 درصد می باشد و اگرچه زاویه قرار گیری تسمه ها تاثیر ناچیز ی بر ضریب تخلیه دارد زاویه تسمه 45 درجه در میان آبگیر های تسمه ای طولی و عرضی عملکرد بهتری دارد. همچنین با افزایش دبی، راندمان هیدرولیکی آبگیر های مشبک کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: سیلاب شهری، دهانه آبگیر مشبک تسمه ای، زاویه قرار گیری تسمه ها، ضریب تخلیه، راندمان هیدرولیکی
  • یاسر مهری *، نادر عباسی، هادی ارونقی صفحات 168-174
    سرریزهای لبه تیز و لبه پهن از متداول ترین ابزارها برای اندازه گیری جریان در شبکه های آبیاری و زهکشی به شمار می روند. با توجه به اهمیت محاسبه دقیق مقدار دبی عبوری از روی این سرریزها و نیل به اهداف توزیع عادلانه آب، برآورد صحیح ضریب دبی، بسیار مهم است. در این پژوهش با انجام مطالعات آزمایشگاهی و تحلیلی، کاربرد دو مدل سامانه استنتاج فازی، مدل فازی - عصبی تطبیقی در برآورد ضریب دبی سرریزهای لبه تیز و لبه پهن مستطیلی بررسی شد. بدین منظور ابتدا با استفاده از یک فلوم ازمایشگاهی ،آزمایش ها بر روی سرریزها انجام شد. سپس توانایی مدل های سامانه استنتاج فازی و فازی –عصبی تطبیقی بهینه شده با الگوریتم تکرار شونده در پیش بینی ضریب دبی بر اساس نتایج حاصل از این بررسی ها مشخص گردید. با توجه به تحلیل های آماری انجام شده، مدل هوشمند استنتاج فازی-عصبی به علت دارا بودن کمترین خطا با RMSE=0.042 و R^2=0.96 برای برآورد ضریب دبی سرریز لبه تیز و با RMSE=0.044و 〖 R〗^2=0.95 برای ضریب دبی در سرریز لبه پهن به عنوان مناسب ترین روش جهت برآورد ضریب دبی سرریزهای لبه تیز و لبه پهن معرفی شد.
    کلیدواژگان: مدل های هوشمند، مدل فیزیکی، مدل استنتاج فازی، عصبی، منطق فازی
  • محمد ناظری تهرودی *، علی شهیدی صفحات 175-180
    در این تحقیق روند تغییرات متغیرهای کیفی دو ایستگاه هیدرومتری سوسن و گتوند به منظور بررسی اثر احداث سد گتوند بر روی رودخانه کارون مورد ارزیابی قرار گرفت. متغیرهای کیفی مورد بررسی شامل TDS، EC (هدایت الکتریکی)، pH و SAR در دوره آماری 1391- 1377 می باشد. نتایج حاصل از آزمون من- کندال اصلاح شده برای ایستگاه هیدرومتری سوسن نشان داد که متغیر TDS تلفیقی از روند افزایشی و کاهشی را در مقیاس ماهانه تجربه کرده است. در این بین ماه مرداد با روند افزایشی معنی دار در متغیر TDS مواجه بوده و با توجه به شیب سن محاسبه شده، مقدار این پارامتر در 16 سال اخیر (mg/l) 32/180 افزایش یافته است. همچنین روند تغییرات پارامتر EC در ایستگاه سوسن نیز مشابه TDS بوده و در اکثر ماه های سال روند افزایشی غیرمعنی دار داشته است. نتایج حاصل از آزمون من- کندال اصلاح شده برای ایستگاه هیدرومتری گتوند نشان دهنده کاهش چشم گیر کیفیت آب رودخانه کارون بعد از سد گتوند می-باشد. متغیر TDS روندی افزایشی و کاهشی را در محل ایستگاه گتوند در مقیاس ماهانه تجربه کرده است. پارامتر EC در محل ایستگاه گتوند در تمامی ماه های سال وجود روند افزایشی را تایید می کند. نتایج بررسی زمان تغییر روند سری های زمانی مورد مطالعه نشان داد که بیشترین شکست معنی دار در سال 1386 رخ داده است. هم چنین نتایج بررسی آنالیز شیمیایی کیفیت آب رودخانه کارون در محل ایستگاه هیدرومتری گتوند نشان داد که از سال 1380 تا 1392 مقدار EC آب رودخانه حدود 160 درصد افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: آزمون من- کندال، پتیت، روند، هدایت الکتریکی
  • میرماکان رودباری موسوی، ابراهیم امیری *، حسین جاماسبی صفحات 181-186
    سدها از مهم ترین سازه ها و بناهای آبی هستند و تخمین حجم رسوبات ورودی به مخزن و نحوه توزیع آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است. رودخانه قزل اوزن نقش مهمی در تامین آب و رسوبگذاری مخزن سد سفیدرود دارد. در این تحقیق با استفاده از نقشه های DEM منطقه و اطلاعات دبی جریان و رسوب رودخانه قزل اوزن در ایستگاه گیلوان و آمار رسوبات خروجی از سد در ایستگاه رودبار با طول آماری 30 ساله، به شبیه سازی هیدرولیک جریان و رسوب در 14 کیلومتر پایانی رودخانه قزل اوزن منتهی به مخزن سد سفیدرود به کمک مدل HEC-RAS و در نتیجه به محاسبه ظرفیت انتقال رسوب رودخانه پرداخته شد. همچنین دبی با دوره بازگشت های مختلف با استفاده از نرم افزار SMADA محاسبه و مورد استفاده قرار گرفت. مقایسه داده های اندازه گیری شده و محاسباتی بیانگر این است که رابطه ایکرز- وایت با داشتن کمترین خطا نسبت به سایر روابط انتقال رسوب برآورد بهتری دارد. همچنین بررسی وضعیت فرسایش و رسوبگذاری رودخانه قزل اوزن با استفاده از معیارهای هالستروم و شیلدز نشان می دهد، در مقاطع نمونه برداری شده وضعیت هیدرولیکی جریان به گونه ای است که رودخانه در وضعیت فرسایش قرار دارد.
    کلیدواژگان: جریان و رسوب، مدل HEC-RAS، روابط انتقال رسوب، رودخانه قزل اوزن
  • لیلا غلامی*، جبار هادی قورقی، زهرا عبدالهی، عبدالواحد خالدی درویشان صفحات 187-193
    پژوهش حاضر به منظور مقایسه کارایی روش های برآورد رسوب معلق در دو ایستگاه هیدرومتری دوآب مرک و شیرگاه و کریکلا که به طور واضح در دو منطقه اقلیمی کاملا متفاوت در کشور قرار دارند، انجام شده است. نتایج نشان داد که در ایستگاه دوآب مرک منحنی سنجه معمولی با استفاده از فصول هیدرواقلیمی با کم ترین مقدار مجذور میانگین مربعات خطا (96/700) به عنوان مدل بهینه معرفی گردید. در حالی که در ایستگاه های شیرگاه و کریکلا روش 2CF اصلاحی بر اساس تقسیم بندی فصول تقویمی با مقدار مجذور میانگین مربعات خطا به تربیب 12074/648 و 559/73 دارای عمل کرد بهتری بوده است. اما مدل FAO در هر سه ایستگاه و باا ستفاده از سه روش به کاربرده شده از کارایی بالایی برخوردار نبود. هم چنین مقایسه مقادیر رسوب مشاهده ای و برآوردی در ایستگاه شیرگاه در دسته بندی هیدرواقلیمی روش 2CF اصلاحی با درصد اختلاف برآورد 56/9- و در ایستگاه کریکلا در روش کلی بدون دسته بندی داده ها، روش منحنی سنجه رسوب معمولی با درصد اختلاف برآورد 17/6- بهترین برآورد را ارائه نموده است. در حالی که در در دسته بندی هیدرواقلیمی و تقویمی روش 2CF اصلاحی در ایستگاه کریکلا به ترتیب با درصد اختلاف برآورد 23/22- و 55/22- بهترین برآورد را داشته اند. جمع بندی نتایج نشان داد که تغییر منطقه اقلیمی بین ایستگاه مورد بررسی موجب تغییر مدل های بهینه برآورد رسوب معلق انتخابی شد.
    کلیدواژگان: تخمین دبی و رسوب، غلظت رسوب، روش فصول اقلیمی، روش تقویمی، روش ترکیبی
  • مسعود یوسفی، حسین انصاری *، ابوالفضل مساعدی، سیده زهرا صمدی صفحات 194-197
    در این پژوهش به پایش خشکسالی بر اساس سه شاخص خشکسالی SPI، RDI، SPEI در ایستگاه های بابلسر، بندرعباس، سبزوار، شهرکرد، شیراز و زاهدان به منظورتاثیر بررسی تبخیر و تعرق بر خشکسالی پرداخته شده است. میزان همبستگی شاخص های مذکور در مقیاس 12 ماهه با میانگین متحرک 12 ماهه تعدادی از پارامترهای هواشناسی محاسبه گردید. بر اساس نتایج، بالاترین مقادیر همبستگی بارش با شاخص SPI و همچنین همبستگی معناداری بین ETo با شاخص SPEI در نواحی مختلف آب و هوایی مشاهده گردید. همبستگی ETo با شاخص SPEI در مناطق کم باران و خشک مقادیر بسیار بالایی را نشان می دهد و با کاهش نسبت بارش به ETo، مقدار همبستگی شاخص SPEI با ETo افزایش می یابد. همبستگی پارامترهای هواشناسی موثر بر ETo با این شاخص ها در تمامی موارد کمتر از همبستگی ETo با شاخص های خشکسالی می باشد و میزان همبستگی این پارامترها با شاخص ها، مستقیما تحت تاثیر همبستگی آن ها با ETo قرار دارد. این پارامترها به طورضمنی بر خشکسالی تاثیرگذار می باشند و تجمیع اثر آن ها بر خشکسالی موثرتر می باشد. با توجه به همبستگی بسیار زیاد ETo با وضعیت خشکسالی در اکثر مناطق موردبررسی و با توجه به نتایج این تحقیق، پیشنهاد می شود در مناطق خشک و نیمه خشک از شاخص SPEI (در مقایسه با شاخص های SPI و RDI) جهت پایش خشکسالی استفاده شود. ضمن آنکه استفاده از شاخص SPI در این مناطق به هیچ عنوان توصیه نمی شود. در عین حال، در مناطق با نسبت بارش به ETo نزدیک به یک، استفاده از شاخص های مبتنی بر بارش مانند SPI می تواند به خوبی نشانگر وضعیت خشکسالی منطقه باشد.
    کلیدواژگان: خشکسالی، همبستگی، شاخص شناسایی خشکسالی، شاخص بارش-تبخیر و تعرق استاندارد شده، ایران
  • نیما حیدرزاده*، حمیده محمدپور صفحات 198-204
    فناوری مغناطیسی نمودن آب و اثر آن بر خصوصیات شیمیایی و فیزیکی آب یکی از موضوعات بحث برانگیز در دو دهه اخیر بوده است. تحقیق حاضر به بررسی اثر مغناطیس بر رسوبگذاری آب شهری بیرجند با استفاده از اندیس رایزنر و انجام دو آزمایش متفاوت می پردازد. در آزمایش اول، به منظور بررسی تغییرات ساعتی جامد باقی مانده در بوته های چینی، پایلوتی طراحی گردید که آب از یک مخزن با عبور از میان آهنربا به درون مخزن دوم ریخته شود. سپس آزمایش TDS در 4 حالت بدون عبور، یک، سه و پنج بار عبور از مغناطیس، بر روی آب انجام گرفت. در آزمایش دوم، رسوب ایجاد شده در دستگاه بخور توسط آب شهری در حالت با و بدون آهنربا انجام گرفت. نتایج نشان داد مغناطیس بر روی شیمی آب (در ارتباط با رسوب) تاثیر قابل ملاحظه ای ندارد و باعث تغییر اندکی در شاخص رایزنر گردید. در بوته های چینی پس از بخار شدن آب، مقدار رسوب کاهش معناداری نیافت و TDS در عبورهای مختلف از مغناطیس در حدود mg/L 850 بود و مطابق تحلیل آماری به روش توکی، تمامی میانگین ها در یک رده قرار گرفتند. اما بر روی الکترودهای دستگاه بخور رسوب کمتر (کاهش 43 درصدی) و نرم تری تشکیل شد.
    کلیدواژگان: مغناطیسی کردن آب، خصوصیات شیمیایی آب، شاخص رایزنر، رسوب
  • کامی کابوسی*، محمد کردجزی صفحات 205-213
    به منظور بررسی تغییرات دمای کمینه و بیشینه، بارش و شدت خشکسالی (شاخص SPI) استان گلستان طی دوره 2045-2016 نسبت به دوره 2015-1986، خروجی مدل های HadCM3 و ECHO-G تحت سناریو A2 توسط مدل LARS-WG در 15 ایستگاه هواشناسی ریزمقیاس شد. توانایی هر دو مدل در پیش بینی پارامترهای مورد نظر با استفاده از آماره های مختلف مناسب ارزیابی شد. مطابق پیش بینی مدل های HadCM3 و ECHO-G، میانگین سالانه دمای کمینه به ترتیب 5/0 و 6/1 و دمای بیشینه به ترتیب 2/0 و 7/0 درجه سانتی گراد افزایش خواهد یافت. همچنین این مدل ها به ترتیب افزایش (9/30 میلی متر) و کاهش (8/11 میلی متر) بارش سالانه را پیش بینی کردند. هر دو مدل کاهش درصد وقوع دوره های خشک و مرطوب و افزایش وقوع دوره نرمال را در مقیاس ماهانه و افزایش درصد وقوع دوره های خشک و مرطوب و کاهش دوره نرمال را در دوره آتی پیش بینی کردند. همچنین تغییر درصد وقوع طبقات مختلف خشکسالی در دوره آتی در مدل ECHO-G بیشتر از مدل HadCM3 بود. نتایج نشان داد که بیشترین فراوانی طبقات بارش سالانه در دوره آماری پایه و مدل ECHO-G در محدوده 350 تا 550 میلی متر است در حالی که در مدل HadCM3 در محدوده 450 تا 650 میلی متر است. بیشترین میزان تغییر بارش تحت پیش بینی مدل های HadCM3 و ECHO-G به ترتیب در شهرستان های مراوه تپه و بندرگز مشاهده گردید.
    کلیدواژگان: ECHO-G، HadCM3، LARS-WG، بارش، دما
  • حمیده افخمی*، حسین ملکی نژاد، عصمت اسماعیلزاده صفحات 214-219
    مجتمع مس سرچشمه ازجمله مناطق صنعتی است که سالانه با حجم عظیمی از لاستیک های مستعمل خودرو و دامپتراک ها مواجه می باشد. در دهه-های اخیر عدم مدیریت اساسی در ارتباط با بازیافت یا استفاده از لاستیک های فرسوده معضلات زیست محیطی بیشماری را در همراه داشته است. در این پژوهش که با هدف کاهش تبخیر از مخازن آبی و سد رسوب گیر مجتمع مس سرچشمه انجام گرفته است، سعی شده تا با استفاده از لاستیک های مستعمل طرحی دوجانبه جهت جلوگیری از ورود ضایعات به محیط زیست و کاهش تبخیر از سطوح آبی ارائه گردد. به همین منظور نوعی پوشش فیزیکی کاهنده تبخیر با نام یونورینگ طراحی و آماده گردید و سپس کارایی پوشش نامبرده در کاهش میزان تبخیر با احداث دو حوضچه 9 مترمربعی در مجاورت سد رسوب گیر مجتمع مس سرچشمه مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور بررسی کارایی، حلقه های یونورینگ به مکان حوضچه های پایلوت در مجاورت سد رسوب گیر منتقل و سپس سطح یک حوضچه به طور کامل با یونورینگ پوشانیده و حوضچه دیگر به عنوان شاهد در نظر گرفته شد. در ادامه مقادیر تبخیر به مدت 2 ماه و به فاصله زمانی 3 روز از سطح دو حوضچه برداشت و آنالیز گردید. نتایج به دست آمده در بازه موردنظر کارایی حلقه های یونورینگ در کاهش میزان تبخیر را به طور متوسط 77/78 درصد برآورد نموده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد با توجه به بحران شدید آب و تلفات قابل توجه تبخیر در کشور و همچنین حجم عظیم لاستیک های فرسوده، طرح ارائه شده می تواند به عنوان طرحی موفق در کاهش میزان تبخیر از مخازن آبی مورد توجه قرار گیرد.
    کلیدواژگان: تبخیر، لاستیک های فرسوده، محیط زیست، پوشش کاهنده تبخیر، مجتمع مس سرچشمه
|
  • M.R. Fotookian*, N. Safari, M. Zarghami Pages 1-16
    According to increase in water consumption, climate change impacts, and geography of Iran, the operation of reservoirs has become more important. In this study, Yamchi reservoir operation (Ardabil, Iran) is simulated by using system dynamics model in the Vensim software environment. Following that due to the virtual water concept, strategic role of products to supply public demands, more financial benefits, ability to storage (in term of time), and water requirement of products, the optimum cropping pattern is proposed. Hence, the reservoir operation applying the political management as the optimum cropping pat-tern in system dynamics model of Yamchi reservoir and based on three kinds of performance criteria including vulnerability, resiliency, and reliability, is assessed. The results show that applying this policy will decrease the water shortages to 43% in compare to the business-as-usual status. The results of sustainability analysis present the increase in sustainability indices by applying the optimal cropping pattern and comparison of the results indicated effective and practical assessment of the pro-posed policy in reservoir operation improvement.
    Keywords: System Dynamics, Optimum Cropping Pattern, Virtual Water, Yamchi dam, Vensim
  • S. Moghimi Benhangi, A. Bagheri *, L. Abolhassani Pages 17-32
    Persistence of water problems from one side, and inflexibility of the IWRM approach in dealing with those problems from the other side in recent years, have led to development of new approaches such as water governance, adaptive co-management, and especially social learning. Social learning is defined as learning by social groups as a result of their interactions towards new knowledge, common understanding, and trust, which is eventually led to the collective efforts and actions. This paper relies on the concept of triple loops of learning to assess the context of water resources governance and management in the Rafsanjan plain in the level of “Agricultural Water Users”. The findings show that the area confronts with a severe groundwater crisis. Snowball sampling has been used to identify main actors. To gather the required data, semi-structured interviews were implemented for data collecting. The area was studied in five sub-areas. The results show that the dominant learning loop between farmers of Nuq District and Anar County was a double loop learning (of course oriented towards deterioration of the groundwater resource, while the dominant learning loop between farmers of Koshkuiyeh and Kabutar Khan District and Rafsanjan County was a single loop learning to follow the same attitude of provision with water for agriculture. The assessment of social learning loops indicated that structural changes were needed in Rafsanjan Plain to adapt to water scarcity. Following the current trend of groundwater over-exploitation can result in a tragedy of commons.
    Keywords: Water resources management, Social Learning, Triple Loops of learning, Rafsanjan Plain, Water crisis
  • S. Mehdy Hashemy Shahdany * Pages 33-42
    In this study, a newly operation-economy framework is proposed for the operation of the irrigation canals suffering from water scarcity periods. The framework is working based on maximization of the net revenue derived from the existing farming activities and economic value of water. To this end, the economic model of Positive Mathematic Programing (PMP) and the operational model of Model Predictive Controller (MPC) were employed respectively to determine the economic value of water and Water delivery to secondary farming units. Considering the existing agricultural potential at Qazvin irrigation network, the economic model computes economic value of water based on optimizing the existing cropping pattern. Consequently, the secondary farming units were ranked with regards to the corresponding economic values of water. According to the results, the secondary canals of L4 and L1 respectively with 2000 and 2180 got the first rank and L9 and L10 with respectively 1220 and 1000 IRR per cubic meters got the worst rank. The MPC operational model was minimizing the water level errors regarding the provided prioritizing by the economic model. Results show the satisfactory operation of the canal reaches so that the water delivery to the L4 and L1 canals with high economic water value is kept closer to the operational target levels. Although the main canal is operated at water shortages scenario, however, water delivery to these mentioned canals has not been affected.
    Keywords: Economic Operation, Economic Value of Water, Water Shortages, Model Predictive Control, Positive Mathematical Programing
  • A. Nadiri * Pages 43-55
    Bostan Abad aquifer located in the East Azerbayjan Province is the main supplier of the region's water needs. Using a numerical model has some limitations such as high complexity, costly, time consuming and a lot of data demanding. For this reason, in the present study the artificial intelligence models including feed forward neural networks (FNN), recurrent neural networks (RNN) and gene expression programming (GEP) were used for prediction of groundwater level changes. Classification of parameters was carried out before modeling, due to their heterogeneity of the aquifer. Precipitation, evaporation, discharge of Ojan River and groundwater level at a time before (t0-1), were used as input parameters in the models. Despite the acceptable results of all three models, based on the average RMSE of each cluster in the training and testing steps, combining the artificial intelligence models using a non-linear neural network as a combiner was adopted to achieve better results than three individual models. The results show decreasing of the average error with a value of 17% in the RMSE for each category in the Supervised Intelligent Committee Machine (SICM) compared to each individual model The SICM was adopted to evaluate the effect of reducing 30 and 50% of the extraction well discharges on groundwater level.The results indicated that the increasing water level in most of piezometers are remarkable. This reflects the high impact of pumping in the amount of groundwater fluctuation is relatively higher than climate change in the study area.
    Keywords: artificial neural network, Bostan Abad Plain, Gene Expression Programming, Supervised Intelligent Committee Machine, Water table
  • Kamran Davari * Pages 56-72
    The water supply for various uses is one of the most fundamental challenges facing planners in Iran and many parts of the world. In order to address these challenges, along with the non-structural management measures, huge proportion of national funds and budget is being allocated to supply water from different locations using different techniques. Despite the diversity of risk assessment methods, they were not suitable to be applied in executive projects. In this paper a consistent framework for assessing the risk of different water supply projects are presented. Then, the challenges and opportunities of each water supply options for Mashhad City whose initial investment hits the amount of 3.75 billion dollar are introduced as well. In this regard, the possible hazards of each option were determined by Brainstorming. Furthermore, the risk of each hazard is calculated based on Fuzzy logic and the happening probability of each hazard. The results showed that the wastewater transfer option is of less possible risk range than other options. The risks of water supply options of Mashhad city were assessed by the Markowitz’s portfolio theory. The results had the maximum 55 % confidence level. The theory of possibility and fuzzy logic are two basic components of the proposed framework, which are completely in accordance with the data collection methods based on expert opinion. Thus, the proposed framework can be used as a simple path to be utilized in other water supply projects which despite vast capital investments, have no clear perspective regarding their future risks.
    Keywords: Mashhad Plain, Risk, uncertainties, water supply, fuzzy Markowitz method
  • M. Shoriyan * Pages 73-88
    Crop planning and water resources allocation to the agricultural demands in arid and semi-arid regions such as Iran are a serious challenge. One of the procedures to meet this challenge is to devise approaches for determining the optimal crop patterns based on the limited water resources. In this study, a simulation-optimization approach was applied in which SWAT (Soil and Water Assessment Tool) has been applied for simulating the complex climate-soil-plant relationships. The Harmony Search (HS) algorithm has been coupled with SWAT to find the optimal irrigation plan and crop pattern in two scenarios in the Azadegan plain in the Karkheh basin southeast of Iran. In the first scenario, the crops pattern was the variable of the model while in the second one it was predefined as the existing situation in the pain. The objective function of the coupled model was to maximize the net profit subject to the total available land and water constraints. Results obtained by the developed model show that the net profit gained in the plain has a potential of increasing up to 213% in the first and 25% in the second scenario while the water consumption decreased 28% and 48% respectively comparing to the present situation of the plain. Accordingly, the performance of the HS-SWAT model indicates its capability for solving the optimum crop pattern and irrigation planning problems.
    Keywords: Optimum Crop pattern, Water Allocation Planning, SWAT, harmony search algorithm
  • Touraj Sabzevari *, P. Keshtkaran Pages 89-100
    The GIUH method is one method which deals with prediction of the catchment’s runoff based on the stream-order-ratios (SOR) data and the geomorphologic data of the catchments lacking statistics. Many of the catchments, lack digital DEM map and need GIS to provide them which requires GIS expertise and spending extra time in which may of the hydrologists are not interested and are looking for simpler runoff-rainfall models. In this study, based on the stream ordering data of nine different stream catchments in the world some equations have been provided to determine stream-orderratios. Five regression equations have been presented to measure the geomorphologic of the streams including bifurcation ratio (RB), length ratio, area ration(Ra), (RL), stream slope ratio (RS) and overland slope ratio (RSO). The results of SOR for three other catchments have been evaluated. Based on the regression equations, the surface runoff of the other catchments of Heng-Chi and Kasilian using the GIUH method were estimated. Based on the results, the peak error of the calculated runoff using GIUH model based on the regression equations was 10% more than the model’s measurements based on the real data obtained from GIS. The errors of the model in the estimation of RB, RL, RA, RS, and RSO in the three case study catchments were 4.7%, 23.5%, 7.1%. 41.3%, and 22.9%, respectively. The relative sensitivities of the ratios RB, RL, RA, RS, and RSO are shown to be 0.56, 0.01, 0.92, 0.042, and 1.33, respectively.
    Keywords: Stream-order-ratio, Strahler, Instantaneous unit hydrograph, Kasilian
  • Maryam Gholami, Mohammad Reza Mortezapour, Mohammad Mehdi Shahnourian, Ali Shahnazari * Pages 101-111
    In recent years the inevitable consequence of increasing demand and decreasing reserves of natural resources, especially water increased conflict. The purposeof this study is to analyze and to provide solutions for solving the conflict of the Sefidrud irrigation and drainage network. In this regard, the game theory was employed. For modeling and analysis of the conflict, Graph Model for Conflict Resolution (GMCR) were used.After determining players and options and inserting them into the model, 64 states were created in this conflict., It uses non-cooperative solution concepts with regard to prioritize strategies by decision-makers,4 situations were identified as equilibrium points. After the final analysis software of the strongest points of equilibrium, quo and the base status is one of the points equilibrium, the other the equilibrium point is situations that farmers take alternative irrigation tout that the favorable situation in the future;Therefore, you have to train farmers and Involving them in decisions as a primary player and the formation of water user associations to improve the condition of their participation in the management of water resources, To reduce the conflict using stability of the resources.
    Keywords: conflict, Sefidrud, Games Theory, Equilibrium Points, GMCR
  • Mona Golabi * Pages 112-127
    According to importance of virtual water in water management, the amount of virtual water were determined in Rajae, Ramshir and Hendijan irrigation and drainage networks. First, the crop water requirement was calculated by using meteorological data of 10 years by CROPWAT. Then, the virtual water of the networks were determined by using crop yield. Also, the networks according to virtual water were evaluated by questionnaire and analytical hierarchy process. Results showed that the virtual water of wheat in Rajae, Ramshir and Hendijan irrigation and drainage networks was respectively 7183.33, 7148.88 and 7501.11 m3/year. The amount of barley virtual water in the mentioned networks were obtained respectively 8033.33, 8252.78 and 8705.56 m3/years and for sesame in Rajae irrigation and drainage network 9836.28 and for Ramshir was 10252.31 m3/year. Comparison between the amounts of calculating data and the delivered water indicated that in Rajae, Ramshir and Hendijan irrigation and drainage networks had given the water respectively 31, 23 and 28 percent more than actual water requirement. The results of AHP and ranking of mentioned networks by using Super Decisions with virtual water approach, showed that field factors in Rajae and Hendijan networks and climate factors had the greatest weight in Ramshir network. The least influential factor was economics factors. Comparing the result of AHP and computational of virtual water showed that Hendijan network is in the first rank. Qualitative assessment of operation of network utilization according to virtual water and water productivity showed that mention networks are in the undesirable condition.
    Keywords: Blue water, Green Water, Virtual Water, Water productivity
  • Shima Javaheri, Motahare Sadatpuor * Pages 128-142
    In this research simulation-optimization (SO) approach based on surrogate model is applied in deriving reservoir operation strategies considering quality and quantity aspects. The proposed approach aims to overcome the computational and time burdens of CE-QUAL-W2 as 2D numerical hydrodynamic and water quality simulation model and intensive calls by multi-objective particle swarm optimization (MOPSO) algorithm in SO approach. The proposed surrogate model in this study utilized the artificial neural network model’s capabilities and suitable descriptions of interactions between reservoir water quality responses and meteorological, hydrological, hydraulic, and water quality conditions through the studied area. The developed approach in this research is applied in designing the optimum locations and optimum withdrawal rates from each intake of reservoir during 15 year simulation period. The defined objectives in the problems are enhancing dissolved oxygen as water quality index in reservoir outflow and increasing long term annual hydropower peak energy generation. Then the reservoir operation rules in selective withdrawal scheme is derived according to correlation with meteorological, hydrological, hydraulic, and water quality data. The comparison between dissolved oxygen concentrations of reservoir outflow time series in optimum scenario with historical operational scenario shows the suitable performance of proposed approach in this research in enhancing downstream water quality condition through developing withdrawal rules considering quality and quantity objectives.
    Keywords: Multi-Objective Particle Swarm Optimization Algorithm, Peak Hydropower Energy, Reservoir Operation in Selective withdrawal Framework, Reservoir Operation Rule, CE-QUAL-W2
  • Morteza Tahamipuorzarandi * Pages 143-158
    Because of scarcity of water resources and increasing demand due to population growth, water resources management play a key role in keeping balance between supply and demand. Economic tools such as pricing can play an important role to keep balance between supply and demand. The aim of this study is to determine the optimal price of water for domestic uses in city of Tehran. For the purposes of this study, Demand functions are estimated using regression analysis for different consumption levels. Also, water cost function was derived by using Translog cost function. Suitable price is suggested based on the framework of Ramsey model for each consumption level. In this study, data of water consumption for period of 1975-2014 in the city of Tehran was used. The results shown that the price elasticity of water demand includes the range of -0.03 to -0.42 that is, in such a way that for higher consumption levels the price elasticity of demand increases. The production final cost for one cubic meter of water is 6719 Rials. The results indicated that the Ramsey optimal water price for using one cubic meter is 2209 Rials for the lowest level and it is 25373 Rials for highest level. Our result suggests that, in all water consumption levels Ramsey price is higher than the price paid by the consumers. Therefore it is suggested that the price for all levels of domestic water consumption to be increased in stepwise pattern to get close to the Ramsey Prices.
    Keywords: Water, domestic consumption, Ramsey pricing, Tehran
  • Behnam Shafiei Sabet *, Farkhondeh Mosapour, Seyed Ali Moussavi Pages 159-167
    In the past decades many of Iran northem cities due to located in the temperate climate have been always exposed intense rainfalls ,The adverse effects are of the flooding streets, pedestrian and vehicle traffic problem and damage to the public and private property. one of the causes of this situation is the hydraulic performance of grate inlets in storm water networks and clogging them. in this article, hydraulic performance of grate inlets common in urban storm water networks and impact strap angle in discharge coefficient and hydraulic efficiency is studied. built in both the longitudinal and transverse arrangement of straps and in grate inlets is used from 5 straps different angles and two conduit main cross slop. Also to evaluate the effect of flow rate in flow interception were used from 6 different discharge. The results of 120 series of experiments showed that the straps longitudinal arrangement than traverse arrangement are grater from discharge coefficient and hydraulic efficiency and increase rate discharge coefficient in straps longitudinal arrangement than traverse arrangement in the state without transvers slops and terrain slops 2 percent is respectively 52-70 percent. In condition without travers slope 45 strap angle in to length and traverse strap grate inlets from more discharge coefficient in comparision with remnat are fruition Although straps angle has a negligible impact on the discharge coefficient .Also increasing discharge will reduce grate inlets hydraulic performance.
    Keywords: Urban flood, Straps grate inlets, Straps angle, Discharge coefficient, Hydraulic performance
  • Y. Mehri *, N. Abbasi, H. Arvanaghi Pages 168-174
    Sharp and board crested weirs are the most commonly used tools for measuring of flow in irrigation and drainage networks. Considering the importance of exact calculation of discharge, estimating of discharge coefficient of the weirs in order to the justly distribution of water and accuracy is so essential and important. In this research, application and the reliability of two intelligent models including; fuzzy inference system, ANFIS models for estimation of the rectangular sharp-crested weir and board crest weir discharge coefficient was studied. For this purpose, a laboratory flume was used for determination of flow velocity and flow rate over different weirs. Then analytical evaluation were made by using of three mentioned optimization models for determination of sharp-crested weir and board crest weir discharge coefficient. Statistical analysis of the results showed that ANFIS model with the least amount of RMSE and R^2 is the most reliable method in comparison to the others.
    Keywords: Intelligent Techniques, physical model, ANFIS, Fuzzy logic
  • M. Nazeri Tahroudi *, A. Shahidi Pages 175-180
    In this study, the trend of water quality variables of Sosan and Gotvand hydrometer stations were estimated to evaluation the effectives of Gotvand's dam on Karoon River. The water quality variables are TDS, EC, pH and SAR in period of 1998 to 2012. The results of modified Mann-Kendall test for Sosan station showed that the TDS variable was seen the increasing and decreasing trend in monthly scale. Between all months, the August has the most significant increasing trend in TDS variable and with attention to the calculated the Sen slope, this variable was increased about 180.32 (mg/l) in resent 16 years. In annual scale, also the trend of TDS was calculated as non-significant increasing. Also the trend of EC variable in Sosan station was same as TDS and has a non-significant increasing trend in most of months. In annual scale also was seen the increasing trend in EC variable. GThe results of modified Mann-Kendall test for Gotvand station showed the decreasing trend in the water quality of Karon River after the Gotvand's dam. TDS variable has a increasing and decreasing trend in Gotvand station in monthly scale. EC variable in Gotvand station in all of months has a increasing trend. The results of evaluation the time of changing trend showed that the most significant failure occurred in year 2007. The results of chemical analysis of water quality in the Karun River gauging stations showed that from 2001 to 21013 the values of EC were increased about 160 percent.
    Keywords: Electrical Conductivity, Mann-Kendall test, Pettitt, Slope, Trend
  • M. Roudbari Mousavi, E. Amiri *, H. Jamasbi Pages 181-186
    Dams are the most important water structures and Estimating the volume of sediment input to the reservoir and its distribution is very important. Ghezelozan River plays an important role in water supply and reservoir sedimentation of Sefidroud dam. In this study, using DEM maps and the information of Ghezelozan flow and sediment at Gilvan station and sediment output statistics from the dam at the Roudbar station in the period of 30 years simulates the hydraulic flow and sediment in the last 14 kilometers of the Ghezelozan river leading to the Sefidroud reservoir by using HEC-RAS mathematical model and As a result, the river sediment transport capacity is calculated. Also various return periods of debi were calculated with SMADA software and were used. Comparing the measured and calculated data Indicates that Ackers-White equation with the lowest error estimate than other transport functions is the best one. In addition, to investigate the erosion and sedimentation status of Ghezelozan River, Hjulstrum and Shields criteria have been utilized and the hydraulic condition of this river shows the erosion status at the sampled river's sections.
    Keywords: Flow, Sediment, HEC-RAS, Sediment transport functions, Ghezelozan river
  • L. Gholami *, J. Hadi Ghoroghi, Z. Abdullahi, A.V. Khaledi Darvishan Pages 187-193
    The present study conducted for performance comparsion of suspended sediment estimation methods to data classification method and also comparsion of abservation and estimation sediment in all methods for thre stations of Doab Merk and Shirgah and Krikla. The results showed that the normal rating curve using hydroseason introducted as optimation model in Dooab Mark stationwith the lowest root mean square error (700.96). While, the Shirgah and Krikla stations the CF2 method using calendar method had better performance with root mean square error of amount of 12074.648 and 559.73, respectively. But, FAO model had not high performance in three stations using three applied methods. Also, the compersion of estimated and observed sediment in Shirgah and Karikla stations using hydocimate and without data classification, the CF2 modified method and the normal sediment rating curve had the better estimation with different percent with different percent of -9.56% and -6.17%, respectively. While, the results showed that for the Krikla station calendar and hydroclimatic classification, the CF2 modified method had the best estimation with different percent of -22.33 and -22.55%, respectively. The conclusion showed that the changing of climate region in studied stations cased the changing of optmimal models in estimated suspended sediment.
    Keywords: Calender Method, combinatorial method, Method of Climat Seasons, Sediment Concentration, Sediment, Discharge Estimation
  • M. Yosefi, H. Ansari *, A. Mosaedi, S. Z. Samadi Pages 194-197
    In this study, drought monitoring based on three drought indexes SPI, RDI and SPEI in stations Babolsar, Bandar Abbas, Sabzevar, Shiraz and Zahedan in order to evaluate the impact ofthe evapotranspiration on drought has been paid. Correlation between 12-month scale drought indexes and 12-month moving average for some of the meteorological parameters was calculated. According to the results SPI index showed the highest correlation with rainfall. Also significant correlation between SPEI index and ETo were observed in different climatic areas. ETo correlation in low rainfall and dry areas with SPEI index shows extremely high values and with decrease in precipitation to ETo, the correlation value between SPEI index and ETo were increased. Affecting parameters onETo correlation with drought indices is lower than the correlation ETo with drought indexes and The amount of correlation this parameters with drought indexes, is directly affected by its correlation with ETo. These parameters are implicitly affect the drought and its effects on aggregate drought is more effective. Due to high correlation of parameters ETo with drought conditions in most regions studied is suggested that in arid and semi-arid area SPEI index (compared with indices SPI and RDI) should be used for drought monitoring. On the other hand; the use of SPI index in these areas is not recommended in any way. However, in areas with precipitation to ETo ratio close to one, using based on rainfall indices such as SPI can be well region's status.
    Keywords: Drought, Correlation, Reconnaissance Drought Index (RDI), Standardized Precipitation-Evapotranspiration Index (SPEI), Iran
  • N. Heidarzadeh *, H. Mohamadpour Pages 198-204
    Water magnetization technology and its effect on the chemical and physical properties of water has been one of the controversial topics in two past decades. In this research, the effects of magnetic field on scaling of Birjand tap water studied using Ryznar index and two different pilot scale tests. In the first experiment, to evaluate the hourly changes of remained solids in the porcelain dishes, a pilot is designed so that water of the first tank passed through a magnetic field and then collected in the second tank. After that, TDS of the water was analyzed at 4 modes of without passing, one, three and five times passing through magnet with two replications. In the second experiment, scale deposition of tap water on a humidifier device was investigated. Results showed that the magnetic field didn’t have significant impact on the water chemistry (related to scale deposition) and it made a little change in the Ryznar index. Also, TDS of different samples passed through the magnets was about 850 mg/L and all averages were in the same category of Tukey statistical analysis method. However, sediments formed on the electrodes of the humidifier were less (43% reduction) and softer.
    Keywords: Water magnetization, water chemical properties, Ryznar index, scale deposition
  • K. Kaboosi *, M. Kordjazi Pages 205-213
    This research was conducted to evaluate changes in minimum and maximum temperatures, precipitation and drought severity (SPI index) in Golestan province during 2016-2045 period compared to the 1986-2015. For this, the output of HadCM3 and ECHO-G models under A2 scenario downscaled by LARS-WG model in 15 meteorological stations. The ability of the models for prediction of parameters using different statistics was appropriate. Based on the forecasts of HadCM3 and ECHO-G model, the annual average of minimum temperature by 0.4 and 1.6 and maximum temperature by 0.2 and 0.7°C will be increased, respectively. Also, these models predicted increment (30.9 mm) and reduction (11.8 mm) in the annual precipitation, respectively. Models predictions showed that decrease of occurance percents of dry and wet periods and increase of normal period will be occured in monthly scale. However, in yearly scale, increase of occurance percents of dry and wet periods and decrease of normal period was predicted. Also, variation of occurance percents of different drought classes in future period in ECHO-G model was more than HadCM3 model. Results showed that most frequency (area) of annual precipitation in basic period and ECHO-G model ranged between 350-550 mm while in HadCM3 model was in range of 450-650 mm. Maximum of precipitation changes were seen in the cities of Bandar Gaz and Maravetappe under prediction of HadCM3 and ECHO-G models, respectively.
    Keywords: ECHO-G, HadCM3, LARS-WG, precipitation, Temperature
  • H. Afkhami *, H. Malekinezhad, E. Esmailzadeh Pages 214-219
    sarcheshme copper complex is one of industrial areas that it is facing a great volume of worn car tires each years. In Iran the basic management has not been done for recycling or reuse of worn tires yet and more than 70% of the worn tires released into the environment without the use and has created problems for the environment. In this study that has been done in order to evaporation reduction of water reservoirs and tailing dams of sarcheshmeh copper complex, is presented dual purpose plan using worn tires to prevent the entry of waste into the environment and reducing evaporation of water levels. For this purpose, a physical cover of evaporation reducer (Unoring) was designed and prepared. For evaluating the performance of Unoring cover to reduce evaporation was built two ponds with an area of 9 square meter in the vicinity of sarcheshmeh tailing dam. Then one of the pond surface was covered with Unoring cover and the other pond was without cover and was considered as control. In the following, the evaporation losses was measured for two month and an interval of three days in each pond. The results showed, performance of Unoring cover in evaporation reduction is 78.77%. Due to the water severe crisis and significant losses of evaporation and a great volume of worn tires in Iran, the presented plan can be considered as a successful project to reduce the rate of evaporation from water reservoirs.
    Keywords: Evaporation, Worn tires, Environment, cover of evaporation reducer, Sarcheshmeh Copper Complex