فهرست مطالب

علوم و مهندسی آبخیزداری ایران - پیاپی 41 (تابستان 1397)

مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران
پیاپی 41 (تابستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/05/01
  • تعداد عناوین: 13
|
  • مسعود گودرزی، برومند صلاحی، سید اسعد حسینی صفحات 1-12
    تبخیر و تعرق بعد از بارش اصلی ترین جزء چرخه هیدرولوژی است که مقدار هدر رفت آب را به صورت کمی بیان می کند. از آنجا که میزان تبخیر و تعرق مستقیما با متغیرهای اقلیمی در ارتباط است و انتظار می رود با تغییر در پارامترهای اقلیمی به ویژه دمای هوا میزان آن نیز تغییر پیدا کند. لذا در این پژوهش اثرات احتمالی تغییرات اقلیمی بر تغییرات تبخیر و تعرق در حوضه آبریز دریاچه ارومیه به عنوان مرطوب ترین حوضه آبریز داخلی کشور که در چند دهه اخیر با خشک سالی و کاهش سطح آب دریاچه روبه رو بوده است تحت سناریوهای A1B، A2، B1 و B2 با استفاده از مدل های ریزمقیاس گردانی آماری LARS-WG و SDSM و خروجی مدل گردش عمومی HadCM3 در سه دوره زمانی آینده (2030-2011، 2065-2046 و 2099-2080) مورد بررسی قرار گرفت و با استفاده از پارامترهای اقلیمی پیش بینی شده، میزان تبخیر و تعرق در سطح حوضه به صورت ماهانه و فصلی با استفاده از روش هارگریوز سامانی و همچنین پریستلی تیلور برای دوره های مختلف محاسبه گردید. نتایج حاصل نشان داد که به طور متوسط بلندمدت دمای حداقل در سطح حوضه بین 2/0 تا 4/3 و دمای حداکثر بین 9/0 تا 9/2 در دوره های آتی نسبت به دوره پایه (1990-1961) افزایش خواهد یافت؛ و میزان تبخیر و تعرق محاسبه شده در تمامی ماه ها و تمامی فصول و در دوره های آتی تحت تاثیر دما افزایش خواهد یافت؛ که این افزایش به صورت متوسط بلندمدت در سطح حوضه بین 2/4 تا 15 درصد خواهد بود. از نتایج حاصل از این پژوهش می توان در مدیریت منابع آب های سطحی و زیرزمینی، طرح های آبیاری و زهکشی، برآورد نیاز آبی گیاهان، زمان بندی آبیاری و مطالعات زیست محیطی و طرح های آبخیزداری استفاده نمود.
    کلیدواژگان: تبخیر و تعرق، تغییر اقلیم، ریزگردانی، دریاچه ارومیه
  • مهندس حمید مسلمی، مهندس سعید چوپانی، علیجان آبکار صفحات 13-22
    طرح پخش سیلاب دهندر هشتبندی مساحتی حدود 450 هکتار دارد و در جنوب شرقی هرمزگان واقع شده است. یکی از مهم ترین شاخص های تعیین اثرات طرح های تغذیه مصنوعی اندازه گیری قابلیت هدایت الکتریکی در چاه های تحت تاثیر است. بدین منظور اقدام به تهیه نقشه های هم هدایت الکتریکی با استفاده از نرم افزار Surfer تهیه گردید. برای این که نقش پخش سیلاب بر کاهش شوری آبخوان مشخص شود، چاه ی که در محدوده ی پخش سیلاب بود با چاه هایی که در فاصله دورتر نسبت به پخش سیلاب قرار داشتند (چاه های شاهد) مقایسه شدند. مقایسه قابلیت هدایت الکتریکی چاه ها نشان داد که هدایت الکتریکی کل سفره رو به افزاش است ولی مقدار آن در محدوده ی متاثر از پخش سیلاب به مراتب کمتر از نقاط دیگر است. به طوری که مقدار هدایت الکتریکی در چاه شماره 5 که در نزدیکی عرصه پخش سیلاب قرار دارد از 800 میکروزیمنس بر سانتی متر قبل از احداث پخش سیلاب به 710 میکرزیمنس بر سانتی متر بعد از احداث پخش سیلاب کاهش یافته است. اما در چاه شماره 11 که در انتهای دشت و درفاصله دورتر نسبت به سیستم پخش سیلاب قرار دارد، مقدار هدایت الکتریکی از 710 به 786 میکروزیمنس افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: پخش سیلاب، چاه کشاورزی، دشت هشتبندی، کاهش شوری
  • اعظم میران زاده، علیرضا کشاورزی، حسین حمیدی فر صفحات 23-30
    آبگذر جاده از سازه های مهم در انتقال آب از زیر جاده ها در حوضه های آبخیز می باشد. یکی از معضلات جدی در طراحی و بهره برداری از آبگذرهای جاده، پدیده ی انسداد یا گرفتگی مجرای آبگذر توسط بقایای چوبی می باشد که تاکنون چندان مورد بررسی قرار نگرفته است. در این تحقیق آزمایشگاهی، پدیده انسداد حاصل از تجمع اجسام شناور چوبی در ورودی کالورت جعبه ای مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین تاثیر پارامتر هایی، مانند سرعت جریان، زمان و عمق جریان ورودی به داخل آبگذر بر پدیده ی انسداد مطالعه شده است. مشاهدات آزمایشگاهی نشان داد که هرچه فاصله ی زمانی بین ورود اجسام شناور چوبی به داخل آب کمتر باشد، میزان انسداد افزایش می یابد. همچنین بیشینه انسداد در شاخه ی نزولی هیدروگراف و در آخرین گام زمانی اتفاق افتاده است. همچنین با تحلیل نتایج آزمایشگاهی نسبت بی بعد هر یک از پارامترها در مقابل انسداد تشکیل شده در ورودی کالورت جعبه ای بررسی و مشخص شد، پارامتر T* که در آن مدت زمان اندازه گیری شده از شروع آزمایش تعیین می شود، رابطه ای خطی با انسداد اتفاق افتاده در ورودی کالورت داشته و موثرترین پارامتر تعیین شده توسط نرم افزار SPSS می باشد.در پایان رابطه بدون بعدی برای محاسبه میزان انسداد بر اساس تابعی از پارامترهای موثر ارائه شده است.
    کلیدواژگان: آبگذر جعبه ای، انسداد، اجسام شناور چوبی، زمان، سیلاب
  • طاهره محمدی، محمدتقی دستورانی، حمیدرضا عظیم زاده، عاطفه جعفرپور صفحات 31-40
    حوزه های آبخیز در هر منطقه به عنوان بزرگترین واحدهای فیزیکی و توپوگرافیک همراه با تنوع اکوسیستمی از اهمیت خاصی برخوردار هستند. خاک، از مهم ترین اجزای این اکوسیستم ها در مقیاس جهانی سومین منبع ذخیره کربن است و در توازن جهانی کربن و ترسیب آن نقش به سزایی دارد. هدف از انجام این تحقیق بررسی نقش پروژه های آبخیزداری روی ترسیب کربن است که می تواند باعث غنی شدن خاک و بهبود شرایط حوزه های آبخیز شود و روی توجیه پذیری این پروژه ها نیز تاثیر خواهد داشت. به منظور برآورد ترسیب کربن خاک، در حوزه آبخیز کلستان فارس شش کاربری مختلف (شامل: بادام دست کاشت، انگورکاری، بوته کاری (پیچک صحرایی)، گون، بادام طبیعی و بذرپاشی) انتخاب شد. نمونه برداری خاک در دو عمق (cm 20-0) و (cm50-20) انجام شد. و از هر عمق تعداد 35 نمونه به روش طبقه بندی شده برداشته شد. نتایج نشان داد که میزان ترسیب کربن در کاربری های مختلف متفاوت است و در عمق (cm20-0) بیشترین مقدار ترسیب کربن مربوط به بوته کاری، معادل 64.628 (تن بر هکتار) اندازه گیری شد. در عمق (cm50-20) بیشترین مقدار ترسیب کربن مربوط به بادام دست کاشت، معادل 57.652 (تن بر هکتار) اندازه گیری شد. ترسیب کربن کل در مجموع دو عمق مربوط به بادام دست کاشت، معادل 119.150 (تن بر هکتار) بود. باهدف ترسیب کربن، پیشنهاد می شود اولویت عملیات بیولوژیک به ترتیب با بادام دست کاشت، بوته کاری، گون، انگورکاری، بذرپاشی و بادام طبیعی باشد.
    کلیدواژگان: ترسیب کربن، خاک، حوزه آبخیز کلستان، عملیات مدیریتی آبخیزداری
  • سعید فرزین، حجت کرمی، مهندس میلاد فضل الله نژاد، مهندس شهاب نیر صفحات 41-50
    پرتابه جامی شکل بخش اصلی از یک مجموعه استهلاک انرژی جریان به نام سیستم پرش اسکی محسوب می شود. در این پژوهش پارامترهای هیدرولیکی طول پرتاب، سرعت، فشار و عدد فرود با 4 دبی مختلف توسط نرم افزار Flow-3D روی دو مدل شامل سرریز با پرتابه جامی شکل ساده و سرریز با پرتابه جامی شکل بعلاوه کانال نزدیک شونده بررسی گردیده است. به منظور مدل سازی آشفتگی، از مدل های RNG و k-e استفاده شد و صحت سنجی نشان داد که مدل k-e دقت بالاتری دارد. نتایج حاکی از آن بود که مدل شامل کانال نزدیک شونده نسبت به مدل دیگر، طول پرتاب و استهلاک انرژی بیشتری دارد. حداکثر سرعت در این مدل، در دبی 20 لیتر بر ثانیه و برابر 2.30 متر بر ثانیه در ابتدای کانال تشکیل شد. بیشترین درصد افزایش سرعت مدل شامل کانال نزدیک شونده نسبت به مدل نخست نیز برابر 32 درصد و مربوط به دبی 15 لیتر بر ثانیه بود. مقایسه پروفیل های فشار نیز نشان داد تغییرات فشار در دو مدل تفاوت محسوسی ندارد. علاوه بر این حداکثر فشار، در مدل نخست و در دبی 25 لیتر بر ثانیه و برابر 2833 پاسکال در پنجه سرریز رخ داد. همچنین، مکان حداکثر عدد فرود (برابر با 4.5) در مدل شامل کانال نزدیک شونده بر روی کانال و در مدل نخست، در محل فرود پرتابه بود.
    کلیدواژگان: پرتابه جامی شکل، کانال نزدیک شونده، استهلاک انرژی، مدل های آشفتگی، Flow، 3D
  • علیرضا عرب عامری، مسعود سهرابی، خلیل رضایی، کورش شیرانی صفحات 51-60
    احداث سدهای زیرزمینی راهکاری عملی برای استفاده بهینه از منابع آب و مدیریت صحیح آب های زیرزمینی به شمار می رود. از مسائل مهم و قابل بررسی در مورد این سدها تعیین مناطق مستعد جهت احداث می باشد و عدم وجود مطالعات دقیق برای انتخاب محل احداث منجر به عدم کارایی بهینه سدهای زیرزمینی می گردد. لذا در این پژوهش به شناسایی مکان های مناسب جهت احداث سد زیرزمینی در منطقه اردستان واقع در شمال شرق اصفهان با استفاده از سیستم های تصمیم گیری چند معیاره و سامانه اطلاعات جغرافیایی(GIS) پرداخته شده است. بدین منظور با در نظر گرفتن معیارهای زمین شناسی مهندسی، عوامل موثر در تعیین گزینه های مناسب جهت احداث سد زیرزمینی مشخص شده اند. آنگاه بر اساس تکنیک های تصمیم گیری چند معیاره و با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) مسئله بر اساس معیارهای لازم و تاثیر گذار به اجزای کوچکتر و سطوح مختلف تقسیم گردیده و با توجه به قضاوت کارشناسی، درجه اهمیت (اوزان) برای هر سطح محاسبه شده است. سپس به منظور بالا بردن دقت، سرعت و سهولت آنالیز، وزن های محاسبه شده برای رده های هر شاخص در لایه های برداری تهیه گردیده از معیارهای فوق در محیط Arc GIS، 9.3 وارد گردیده و گزینه هایی که دارای بیشترین مقدار شاخص تناسب می باشند مشخص شده اند. بررسی های صورت گرفته با این روش، مخروط افکنه های واقع در قسمت های غربی، شمالی و مرکزی برگه 1/100000 اردستان را برای احداث سدهای زیرزمینی پیشنهاد می نماید.
    کلیدواژگان: مکان یابی، سد زیرزمینی، سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)، تحلیل سلسله مراتبی (AHP)
  • برات مجردی، مهندس فروغ علی زاده صنمی، مهندس مهرشاد صمدی صفحات 61-72
    رودخانه ها همواره در طول تاریخ به عنوان منبع مهم برای تامین آب آشامیدنی و کشاورزی مورد توجه جوامع انسانی قرار داشته و در شکل گیری تمدن های بشری بسیار موثر بوده اند. علاوه بر این به عنوان یک اکوسیستم دارای ارزش زیستگاهی بسیار بالایی می باشند. در حال حاضر اکثر رودخانه های شمال تحت تاثیر انواع دخالت های انسانی می باشد که باعث بروز انواع آلودگی ها، تغییر و تخریب اکوسیستم رودخانه ها شده است. از مهمترین عوامل آلودگی و دخالت های انسان می توان به آلودگی های ناشی از فاضلاب های صنعتی، شهری و روستایی؛ آلودگی های ناشی از تخلیه سموم مورد استفاده در کشاورزی، برداشت بی رویه آب رودخانه، تخریب پوشش گیاهی، احداث سدها و موانع زیر پل ها، مسدود شدن دهانه رودخانه، صید غیر مجاز و... اشاره نمود. لذا با توجه به اهمیت رودخانه تالار در تامین آب کشاورزی و...، همچنین تخلیه آلاینده های متعدد به آن، شناسایی و ارزیابی کیفی آب رودخانه و ارائه رابطه ای برای تخمین آلودگی و کیفیت آب ضروری به نظر می رسد. حوضه آبریز تالار، دارای یک رودخانه اصلی و پنج رودخانه فرعی می باشد که هر کدام از زیر شاخه های متعددی تشکیل شده است. طول آبراهه اصلی 151.77 کیلومتر است و از جنوب و جنوب غربی حوضه سرمنشا می گیرد و از شمال غربی حوضه خارج می شود.
    در این مطالعه داده ها از نوع مقطعی می باشد، 72 نمونه در طی ماه های سال 1391-1392 از 6 ایستگاه ورسک، پل سفید، شیرگاه، تالار، کیاکلا و عرب خیل بدست آمده است. سپس شاخص NSFWQI برآورد گردید. سپس به کمک روش های برنامه ریزی بیان ژنی و شبکه های عصبی مصنوعی، مدل هایی برای تعیین ارتباط بین پارامترهای کیفی آب و شاخص کیفیت آب با دقت بالا به دست آمد. برای ارزیابی عملکرد مدل ها از پارامترهای آماری نظیر، جذر میانگین مربعات خطا، میانگین مطلق خطا، شاخص پراکندگی و ضریب تعیین استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد دقت شبکه های عصبی مصنوعی بر روی داده های مجموعه آزمون اندکی بالاتر از روش برنامه ریزی بیان ژنی در تخمین شاخص NSFWQI است.
    کلیدواژگان: مدلسازی، رودخانه تالار، برنامه ریزی بیان ژنی، شبکه های عصبی، شاخص NSFWQI
  • محمود عرب خدری، سادات فیض نیا، کورش کمالی صفحات 79-84
    بار معلق بخش عمده ای از رسوبات رودخانه ها را تشکیل می دهد. ذرات معلق از نظر دانه بندی به ندرت درشت تر از شن ریز هستند. این رسوبات پس از ورود به سامانه های استحصال سیلاب نهشته شده و می توانند از دیدگاه های مختلف نظیر نفوذپذیری و تغذیه آبخوان ها، حاصلخیزی و رشد گیاهان و ظرفیت نگهداری آب خاک تاثیرگذار باشند. اگرچه منافع متعدد و در برخی از موارد ضررهایی برای رسوبات ورودی ذکر شده است، لیکن اظهار نظر علمی به دلیل فقدان اندازه گیری دانه بندی بارمعلق خشکه رودهایی که برای آبگیری عرصه های استحصال سیلاب استفاده می شوند؛ تاکنون امکان پذیر نبوده است. برای رفع این مشکل، بافت و دانه بندی ذرات رسوبی معلق نهشته شده (نهشته های دریاچه ای) بالغ بر 100 نمونه در 18 سامانه رسوبگذاری شده از سراسر کشور آنالیز و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از غالبیت مقدار سیلت (به طور متوسط 46درصد) و شن خیلی ریز (به طور متوسط 20درصد) در میان مواد معلق است. به طوری که مجموع سیلت و شن در رسوبات حداقل 66 و حداکثر 93 درصد با میانگین 83 درصد است که موید نقش بیشتر ذرات درشت تر (m2<) در مواد معلق نهشته شده می باشد. همچنین در اکثر موارد، رسوبات نهشته شده دارای بافت لوم و لوم سیلتی بوده که نشان از متوسط یا سبک بودن بافت دارد. به این ترتیب، نفوذ سامانه ها تا حد مطلوب کاهش می یابد و به عامل محدود کننده تبدیل نمی شود. به نظر می رسد عواملی دیگر نظیر ضخامت زیاد رسوبگذاری در یک رویداد، ساختمان لایه ای رسوبات با تناوب لایه هایی از ذرات ریزتر در حد رس و عدم انجام شخم و کشت و کار در کاهش نفوذپذیری سامانه های استحصال سیلاب تاثیرگذارتر است.
    کلیدواژگان: استحصال سیلاب، دانه بندی رسوبات معلق، ظرفیت نگهداری رطوبت، نفوذ پذیری
  • محمد قدمی، سعید سلطانی، مسعود گودرزی، سهراب نادری، حسین تیموری صفحات 85-94
    استفاده بیش از حد از سوخت های فسیلی، افزایش جمعیت جهان و به تبع آن گسترش روزافزون فعالیت های صنعتی برای تامین رفاه و نیازهای جمعیت کره زمین، موجب افزایش غلظت گازهای گلخانه ای به ویژه CO2 در چند دهه اخیر شده است. این افزایش در گاز های گلخانه ای موجب بروز پدیده ای به نام تغییر اقلیم شده است. هدف از انجام این پژوهش ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر رواناب سطحی حوزه سزار (غرب ایران) می باشد. در این پژوهش از داده های مدل بزرگ مقیاس HADCM3 تحت سناریوی A2 و برای ریز مقیاس نمایی پارامتر های اقلیمی بارش و دمای میانگین از مدل SDSM استفاده شد. شبیه سازی رواناب حوزه برای دوره آتی (2050-2021) توسط مدل مفهومی IHACRES صورت گرفت. نتایج تحقیق افزایش دما را برای تمام ایستگاه ها نشان داد. میانگین دمای حوزه برای دوره آتی نسبت به دوره مشاهداتی با افزایش 1.7 درجه سانتی گراد روبروست. شبیه سازی بارش برای دوره آتی حاکی از کاهش بارش به میزان 24 % نسبت به دوره مشاهداتی است. بر طبق شبیه سازی مدل IHACRES در بین سه ایستگاه هیدرومتری استفاده شده در این پژوهش همه ایستگاه ها کاهش دبی را برای حوزه در دوره آتی نشان دادند. این کاهش دبی برای ایستگاه های چم زمان، بیاتون و رحیم آباد به ترتیب به میزان 29، 19 و 24 درصد در دوره آتی نسبت به دوره پایه مشاهده شد.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، رواناب سطحی، HADCM3، SDSM4، 2 و IHACRES
  • علی بلیانی، علیرضا واعظی، هادی امامی صفحات 95-104
    خاک های مناطق خشک و نیمه خشک به شدت تحت تاثیر تجمع نمک ها به ویژه گچ و کربنات ها هستند. خاک های این مناطق ذاتا مواد آلی کم و ساختمان ناپایداری دارند. به علاوه پوشش گیاهی طبیعی سطح خاک ها ضعیف و سطح خاک در معرض عوامل فرساینده به ویژه ضربه قطرات باران قرار دارد. این پژوهش به منظور بررسی میزان فرسایش پاشمانی در ارتباط با درجه شیب در خاک های با خصوصیات مختلف انجام گرفت. در این راستا 12 نوع بافت خاک در معرض بارانی با شدت 40 میلی متر بر ساعت به مدت 10 دقیقه در چهار درجه شیب (صفر، 10، 20 و 30 درصد) قرار گرفت. مجموعا تعداد 144 جعبه خاک به ابعاد 35 سانتی متر ×25 سانتی متر با استفاده از طرح بلوک های کامل تصادفی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تفاوت معنی داری (P<0.001) بین خاک ها از نظر فرسایش پاشمانی خاک ها وجود داشت. در میان خاک ها، خاک سیلتی با میانگین 244.20 گرم بر متر مربع بالاترین و خاک شنی با میانگین 65.71 گرم بر متر مربع کم ترین مقدار فرسایش پاشمانی را داشتند. فرسایش پاشمانی به طور معنی داری تحت تاثیر شیب سطح قرار داشت، فرسایش پاشمانی از شیب 0 تا 10 روند کاهشی و از شیب 10 تا 30 روند افزایشی را نشان داد. همبستگی معنی داری بین فرسایش پاشمانی و درصد شن، درصد رس، قطر هندسی اندازه ذرات، جرم مخصوص ظاهری، هدایت هیدرولیکی اشباع، ماده آلی، کربنات کلسیم معادل و گچ مشاهده شد. تحلیل رگرسیون خطی چندگانه نشان داد که فرسایش پاشمانی به طور معنی داری با ماده آلی، کربنات کلسیم معادل و گچ رابطه با ضریب تبیین 0.75 داشته است. بر اساس نتایج به دست آمده می توان هدررفت خاک های متفاوت در مقابل فرسایش پاشمانی را می توان به طور اولیه با استفاده از معادله رگرسیونی و بر اساس این متغیرها برآورد کرد.
    کلیدواژگان: بافت خاک، شبیه سازی باران، شیب سطح، ضربه قطرات باران، معادله رگرسیونی
  • سیداحمد حسینی، فرود شریفی، محمود رایینی، محمدعلی غلامی صفحات 105-114
    یکی از روش های مهار فرسایش در شیب تند جداره جانبی سازه های خاکی، استفاده از مالچ های زیستی و مواد اصلاح کننده طبیعی می باشد. در این مقاله با اهداف تعیین نوع و مناسب ترین تراکم از این مواد بر پارامترهای مقاومت فرسایشی خاک، روی دیواره ی جانبی کانال های آبیاری و زهکشی دشت ارایض خوزستان، آزمایش های مورد نیاز در آزمایشگاه شبیه ساز باران پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری انجام شد. بطوریکه با استفاده از 15 نوع مواد اصلاح کننده و مالچ زیستی و هم چنین مناسب ترین حالات ترکیبی از آنها، حداقل 290 آزمایش بر روی نمونه خاک منطقه مورد پژوهش انجام شد. تیمار های آزمایشی روی فلومی با شیب جانبی 1 به 1.25 مشابه شیب طبیعی زهکش ها، در دو شدت بارندگی 30 و 80 میلی متر بر ساعت شبیه سازی شدند. نتایج نشان داد که همه تیمارهای مالچ و تیمارهای ملات سیمان ضد سولفات، دوغاب سیمان و مخلوط آهک وخاک در مقایسه با تیمار شاهد، در سطح 95 درصد تاثیر معنی داری در کاهش رسوب داشتند و تائید نمود این تیمارها نقش موثری در کنترل فرسایش از جداره جانبی کانال های زهکش دارند. بطوریکه مالچ 1 تا حدود 89 درصد، بیشترین تاثیر را در کاهش میزان فرسایش از جداره کانال های زهکش داشته است. در تیمارهای مواد اصلاح کننده خاک، تیمار دوغاب سیمان ضدسولفات به میزان 98 درصد بهترین تاثیر را در کاهش رسوب داشته است. لذا تیمار ملات الیاف پلی پروپیلن و تیمار محلول اشباع آهک، نه تنها سبب کاهش رسوب نمی گردند، بلکه کاربرد ترکیبی این مواد در مقایسه با تیمار شاهد، تا حدود 15 برابر می تواند باعث افزایش رسوب گردد.
    کلیدواژگان: آهک، الیاف پلی پروپیلن، رواناب و رسوب، زهکش، شبیه سازی بارش، فرسایش، مالچ زیستی، محلول اشباع آب و آهک
  • هوشنگ جزی، زینب کرکه آبادی، سعید کامیابی صفحات 115-124
    این مقاله با هدف تبیین و تحلیل پایداری شهر گرمسار با محوریت مدیریت جامع حوزه آبخیز از طریق شناخت عوامل موثر در پایداری حوزه آبخیز بالادست شهر گرمسار و تحلیلی روابط علی و معلولی پایداری شهری در کنش با عوامل پایداری حوزه آبخیز حبله رود تدوین شده است. روش پژوهش با توجه به اینکه پژوهش در محیطی پویا و با روابط غیرخطی انجام شده است و یک حوزه آبخیز و یک شهر به مثابه یک اندام زنده تلقی می شود، پارادایم این پژوهش مبتنی بر پارادایم نظریه پیچیدگی است. از آنجائی که موضوع مدیریت جامع در حوزه های مطالعاتی شهری و طبیعی در اولویت های برنامه های توسعه کشور قرار دارد، جهت گیری این پژوهش کاربردی است. رویکرد حاکم بر فضای پژوهش قیاسی استقرایی است. با توجه به لزوم تحلیل داده های کمی و کیفی، روش پژوهش ترکیبی است در این پژوهش از مدل ارزیابی زیست محیطیDPSIR و از روش ارزیابی فرآیند تحلیل سلسله مراتبی برای تعیین بهتری پاسخ ها و گزینه های منتج از مدل ارزیابی زیست محیطی استفاده شده است. نتایج بررسی ها نشان داد که شهر گرمسار به عنوان یک شهر وابسته به حوزه آبخیز بالادست از پایداری برخوردار نیست، ولی حفظ پایداری حوزه آبخیز و شهر گرمسار از طریق پیاده سازی راهبردهای متناسب با منابع زیستی موجود امکان پذیر است.
    کلیدواژگان: حوزه آبخیز بالادست، شهر وابسته، پایداری، DPSIR
  • ارشک حلی ساز، الهه قادری صفحات 125-135
    شناخت پدیده های طبیعی در گرو انتخاب و تولید داده در مقیاس مناسب می باشد. در این راستا، شناخت الگوریتم های چندمقیاسی و چگونگی تمیز آن ها از الگوریتم های ساده سازی ساختاری، موضوع مهمی است که تاکنون در کشور کمتر به آن پرداخته شده است. در این تحقیق، کاربست الگوریتم های ساده سازی ساختار فیلتر پایین گذر و میانگین ساده در نرم افزار ArcMapبرای شناخت فرآیند سیلاب از طریق سه مدل رقومی ارتفاع در مقیاس های 1:25000، 1:50000 و 1:1000000، با این فرض که ساختار الگوریتم های تعمیم در شناخت پدیده ی سیلاب، متناسب با مقیاس های خاصی است، در مدل HEC-HMS به آزمون کشیده شده است. نتایج حاصل از این پژوهش بیان گر نگاه های کاملا متفاوت فنون تولید نقشه های مکانی است که حرکات مقیاسی و یا نیل به بهترین تقریب از عوارض مکانی را عرضه می دارند. نتایج مقایسات مقادیر معیارهای ارزیابی در شبیه سازی های سیلاب، حساسیت الگوریتم های ساده سازی ساختار را نسبت به مقیاس نقشه ی مبنا روشن ساختند. به علاوه، مشخص شد اثر الگوریتم های چندمقیاسی، لزوما متناسب با ساختار سلسله مراتبی مقیاس داده های ورودی نیست. در نهایت پیشنهاد شده است در بررسی پدیده ی سیلاب در حوزه ی آبخیز جاماش، بهتر است از الگوریتم های فیلتر پایین گذر و میانگین ساده در ساده سازی مدل های رقومی ارتفاع با مقیاس های 1:25000 و 1:1000000 استفاده شود و از به کارگیری این الگوریتم ها در مقیاس 1:50000 پرهیز شود.
    کلیدواژگان: ساج، چندمقیاسی، مدل رقومی ارتفاع، الگوریتم و ساده سازی ساختاری
|
  • Massoud Goudarzi Dr, Boroumand Salahi Dr, Seyed Asaad Hosseini Dr Pages 1-12
    Evapotranspiration is a major component of the hydrological cycle which shows the amount of water loss. Since the amount of evapotranspiration is directly associated with climate variables and is related with the amount of changes in climate parameters, particularly temperature plays a key role in this regard. Therefore, in this study, possible impacts of climate change on evapotranspiration rate are estimated in the Lake Urmia Basin as a wet basin in the country. The basin nowadays is faced with drought and reduction of water level. Predictions of the changes in the lake, were examined Under scenarios A1B, A2, B1 and B2 using LARS-WG and SDSM Statistical Downscaling models and HadCM3 general circulation model output in the next three periods (2030-2011, 2065-2046 and 2099-2080) . Using the predicted climate parameters changes, Evapotranspiration rates in the basin in monthly and seasonal periods, was calculated using Hargreaves Samani and Priestley Taylor. The results showed an increase in long-term average minimum temperature in the basin between 0.2 to 3.4 degrees and a maximum temperature increase of between 0.9 to 2.9 degrees in future periods compared to the base period (1990-1961). The estimate of evaporation rate shows an increase in monthly and seasonal time series in future affected by the temperature. The increase would be between 2.4 to 15 percent on long-term average in the basin. The results can be used in the management of groundwater and surface water resources, irrigation and drainage projects, estimating crop water requirements, irrigation scheduling and environmental studies and watershed plans.
    Keywords: Climate Change, Downscaling, Evapotranspiration, Urmia Lake
  • Hamid Moslemi Engineer, Saeid Choopani Engineer, Alijan Abkar Dr Pages 13-22
    Dhenedar, Hashtbandi Floodwater Spreading plan of about 450 hectares, is located in the southeast Hormozgan. Measuring the electrical conductivity of the affected wells is one of the most important indicators of the effect of artificial recharge schemes. The maps of the electrical conductivity were prepared using the Surfer software. To determine the effect Floodwater spreading of Aquifer , wells that were near floodwater spreading with potholes farther away than were floodwater spreading (control wells) were compared. Compare the electrical conductivity of the wells showed that the total electrical conductivity increased, but its rate of floodwater spreading area by far less than other locations. Therefore, the electrical conductivity dropped in the well No. 5, which is located near the flood spreading area from 800 to 716 μm/cm, respectively before and after the construction of flood spreading system. But that is well No. 11 at the end of the plain and farther distance than floodwater spreading systems, electrical conductivity increased from 710 to 786 micromhos per centimeter.
    Keywords: Floodwater Spreading, Agricultural wells, Hashtbandi plain, Salinity Reduction
  • Azam Miraznzadeh, Alireza Keshavarzi Dr, Hossein Hamidifar Dr Pages 23-30
    Culverts are important structure to convey water under roads and rail roads. Blockage or clogging of drainage channels by woody debris is one of the serious problems in the design and operation of road culverts that has not been studied well. In this laboratory study, the entrance blockage of a box culvert model due to the accumulation of woody floating objects is investigated. Also, the influence of hydraulic and geometric parameters such as flow velocity, elapsed timeand the entrance flow depth in the culvert were studied. Laboratory observations showed that the entrance blockage increases as the interval time between the arrivals of woody floating objects reduces. The maximum blockage occurred in the falling limb of the hydrograph and the last time step. Using the experimental results and dimensional analysis, some dimensionless parameters are reported and their variations against the culvert entrance blockage are evaluated. The most effective parameters are identified using statistical analysis with SPSS software. Finally, a non-dimensional linear relationship is derived to determine the percentage of blockage as a function of the effective parameters.
    Keywords: Box culvert, Blockage, Woodenfloating objects, Time, Floods
  • Tahere Mohammadi, Mohammad Taghi Dastorani, Hamidreza Azimzade, Atefeh Jafarpoor Pages 31-40
    In each area, watersheds are very important because they are the largest physical and topographic units which contain various ecosystems. Soil, the most important component of these ecosystems, is the third source of carbon storage in the world, playing an important role in global balance of carbon and its sequestration. The purpose of this study is to investigate the role of watershed management projects on carbon sequestration, which it could enrich the soil and improve watershed conditions. In order to estimate the soil sequestration in Fars Kelestan watershed, six different land uses including peanuts planting, grape planting, bush planting , milk vetch, natural almonds and seeding were selected. Soil sampling at two depths (0-20 cm), (20-50 cm) were carried out, in which.35 samples stratification collected from each depth. The results revealed that the amount of carbon sequestration varies in different land uses. The maximum amount of carbon sequestration in depth (0-20cm) belongs to bush planting which equals to 64.628 ton/ha. The highest rate of carbon sequestration at depth (20-50cm) belongs to the peanuts planting which is 57.652 ton/ha. In peanuts planting land use the total carbon sequestration is 119.150 ton/ha. In purpose of carbon sequestration increasing, biological treatments are recommended with the priority order of the peanuts planting, bush planting, milk vetch, grape planting, seeding were, and natural almonds.
    Keywords: Carbon sequestration, Soil, Kelestan Watershed, Watershed Management Practices
  • Saeed Farzin Dr, Hojat Karami Dr, Milad Fazlollahnejad, Shahab Nayyer Pages 41-50
    Flip bucket is the main part of one energy dissipation structure called ski jump system. In this research, hydraulic characteristics such as jet length, velocity, pressure and Froude Number in four discharges are studied by Flow-3D in two models including spillway with simple flip bucket and spillway with approach channel. For turbulence modeling, RNG and k-e models are used. Validation show that k-e model is more accurate. The results indicate that the approach channel model has longer jet length and more energy dissipation compared to the other model. In this model, maximum velocity, equaling 2.30 meter per second, occurs at the beginning of the channel for 20 liters per second discharge. Also, maximum increase percentage in velocity happens in the model of approach channel spillway amounting 32 percent for discharge of 15 liters per second. The results of pressure analysis showed that the pressure changes in the two models have no tangible difference. Moreover, maximum pressure is on the toe of the spillway in the first model amounting 2833 Pa for discharge of 25 liters per second. Additionally, maximum Froude Number (4.5) occurs at jet fall in the simple flip bucket model and in approach channel model it occurs in the channel.
    Keywords: Flip bucket, Approach channel, Energy dissipation, Turbulence models, Flow, 3D
  • Alireza Arabameri, Masoud Sohrabi, Khalil Rezaei, Kourosh Shirani Pages 51-60
    Creation underground dam is practical cure for the best using of water sources and true management ground water. Than important problems and considerable for this dams determining inclined areas for Creation. And lack careful studies for elected Creation site to cause underground dam no efficient best. Therefore on this studied has been determine suitable locations to for construction of subsurface dams based on the Ardestan in the north eastern part of Isfahan by using some criteria decision and Geographic Information System. In this regard by consider geological engineering criteria, effective factor on the determining suitable case defined for construction of subsurface dams. At this time on the basis some criteria decision technique and by using Analytical Hierarchy (AHP) method problem on the basis necessary and effective criteria to be divided small parts and different levels and careful by the expertise judge, calculated importance degree (weight) for any level. Then at the regard to raise analytical care, velocity and easily calculated weights prepared for any index classes on the vector layer of the above criteria to be recorded on the Arc GIS, 9.3 environment and cases than most ratio has been determined. The Researches by this method, suitable alternatives in the slopes and alluvial fans of adjacent mountains in the western and north eastern part of Ardestan 1/100000 sheet in order to construct the subsurface dam.
    Keywords: Site selection, underground dam, GIS, AHP
  • Barat Mojaradi Dr, Forough Alizadeh Sanami Eng, Mehrshad Samadi Eng Pages 61-72
    Historically, rivers as a major source to supply drinking water and agriculture considered in human societies and very effective in the formation of civilizations. In addition, to this highly important place as valuable ecosystem. At present, most of north of rivers under the influence of human, that cause a variety of change and destruction of ecosystem. Pollution and human interfaces could be the most important factor to pollution caused by waste water of industrial, urban and rural, pollution resulting from disposal of pesticides used in agriculture ,destruction of vegetation construction of dam, and barriers under bridge, blocking the mouth of the river, illegal fishing. Hence, considering the importance of talar river for supply agriculture water, and also pour pollution to in, to identify and assess the river water quality and provide the necessary relationship to estimate pollution and water quality seems. In current study, used 72 samples during the years of 1391 to 1392 from 6 stations namely, weresk, pole sefid, shirgah, Talar,Kiakola and Arabkhil. Then, NSFWQI index was estimated. Then, with apply gene-expression programming and artificial neural network, obtained models for determination of relation between water quality parameters and water quality index with high accuracy. To evaluate the performance of models , statistical parameter such as, root mean square error, mean absolute error, scatter index and correlation coefficient were used. Results showed that the proper functioning of artificial neural networks and planning methods in estimating gene expression index is NSFWQI. The obtained results revealed appropriate performance of that artificial neural and gene-expression programming to estimate NSFWQI index.
    Keywords: Modeling, Talar River, Gene expression programming, Artificial neural networks, NSFWQI index
  • Mahmood Arabkhedri Dr, Sadat Feiznia Prof, Kourosh Kamali Pages 79-84
    Suspended sediments (SS) constitute the major part of river loads. Their grain sizes predominantly are smaller than fine sand. The deposition of SS in the floodwater harvesting systems (FWHS) affects several characteristics such as infiltration rate, aquifers recharging, soil fertility, plant growth and soil water capacity. Although numerous advantages and a few disadvantages were listed for the sediment deposition in FWHS, due to lack of measurements on particle size distribution of SS, inclusive assessment on sedimentations has been impossible up to now. To overcome this limitation, the texture and particle size distribution of more than 100 fine deposit samples taken from 18 sedimentation areas across the country were analyzed. The results showed the dominance of silt (average 46%) followed by very fine sand (average 20%) that totally composes 66-93% (average 83%) of deposited fine sediments. This indicates that coarser (> 2m) particles comprise the major partition of the SS. On the other hand, the texture of most samples is loam and silt loam, which represents a medium to coarse texture. Therefore, the infiltration rate of the FWHS reduces to an optimum level without becoming a limiting factor. It seems that some other factors including high deposition thickness at an event, a layered structure with alternating clay layers and failure in plowing and cultivation are responsible for reducing the permeability of FWHS.
    Keywords: Floodwater harvesting, Suspended sediment size distribution, Soil water capacity, Infiltration rate
  • Mohammad Ghadami, Saeid Soltani, Massoud Goodarzi, Sohrab Naderi, Hussain Taimouri Pages 85-94
    Excessive use of fossil fuels, the increasing world population and the ever-increasing of industrial activities accordingly to provide welfare and the needs of humans, thereby has been increased the concentration of greenhouse gases, particularly carbon dioxide in recent decades. This increase in greenhouse gases cause a phenomenon called climate change. The aim of this study was to evaluate the effect of climate change on surface runoff is Caesar's basin (West Iran). The study uses data from a large-scale model HADCM3 under scenario A2, and for small-scale precipitation and average temperature of the climate parameter exponential model was used SDSM. Simulated runoff area for the next period (2021-2050) was IHACRES conceptual model. The results showed an increase in temperature for all stations. The average temperature of the area for the future compared to the observation period increased by 1.7 ° C faces. Simulated rainfall for the next period shows a decrease in precipitation by 24% over the observation period. According to the simulation model IHACRES, the three hydrometric stations used in this study, all stations showed a reduced rate for the area in the future. This reduces discharge for rahimabad, biaton and Cham zaman stations respectively in order to level 29, 19 and 24 percent in the future period was observed compared to base period.
    Keywords: Climate change, Runoff, HADM3, SDSM4.2, IHACRES
  • Ali Balyani, Alireza Vaezi Doctor, Hadi Emami Doctor Pages 95-104
    Soils in arid and semi-arid regions are strongly affected by the accumulation of salts especially carbonates and gypsum. The soils are inherently low in organic matter content and in consequence unstable in the structure which declines the soil’s resistance to water erosion processes. Moreover, the soils are weakly covered with natural vegetation cover which exposes surface soil to erosive factors particularly raindrop impact. Therefore, this study was conducted to investigate the splash erosion rate in relation to slope gradient in the in soils with different properties. Toward this, twelve soil texture classes were exposed to simulated rainfalls with 40 mm h-1 in intensity for 10-min in four slope gradients (0, 10, 20, and 30%). A total of 144 experimental soil boxes with 25 cm ×35 cm in dimensions were investigated using the completely randomized block design. The results of this study showed that significant difference was found among the soils in splash erosion (P
    Keywords: Soil texture, Surface Slope, Raindrop impact, Rainfall simulation, Regression equation
  • Seyed Ahmad Hosseini, Foroud Sharifi, Mahmoud Raeini, Mohammad Ali Gholami Pages 105-114
    Some methods of erosion control in the steep slope of the lateral sidewall of the earth's structures include the use of biological mulch and natural remedies in this study was investigated. In this paper, with the aim of determining the type and the most suitable aggregate of this materials on soil erosion resistance parameters, on the lateral wall of irrigation and drainage channels of Arayez plain of Khuzestan, the required experiments were carried out in the rain simulator lab of the Soil Conservation and Watershed Management Institute. So that using at least 290 experiments on soil samples of the studied region, using 15 types of modifying agents and biological mulch, as well as the most appropriate combination of them, were carried out. In the following experimental treatments on a flume with lateral slope of 1 to 1.25 similar to normal slope of drains, were simulated using 30 and 80 mm / h rain intensity. The results showed that all of mulch treatments and cement mortar treatments, anti-sulfate cement, cement grout and lime and clay mixtures had a significant effect on sediment yield reduction in comparison with control treatment, and confirmed that these treatments have an effective role in controlling erosion from lateral walls of drainage canals. It was shown that mulch No. 1 had the greatest effect on decreasing the erosion rate of drainage channel walls (up to about 89%). In treatments of soil reformers, antisulfate cement slurry treatment had the best effect on sediment deposition of up to 98%. Therefore, polypropylene fiber melt treatment and lime saturation treatment not only do not decrease sediment, but the combined application of these materials in comparison with control treatment can increase the sediment by about 15 times.
    Keywords: Bio Mulch, Drainage, Erosion, Lime, Polypropylene fibers, Rainfall Simulation, Runoff, Sediment, Water, Lime Saturated Solution, Water, Plaster Saturated Solution
  • Houshang Jazi, Zeinab Karkehabadi, Saeid Kamyabi Pages 115-124
    This paper has been developedis to discuss and analyze the stability of the city of Garmsar with a focus on integrated watershed management by understanding the factors affecting the sustainability of upstream watershed and analyze the relationships of cause and effect urban sustainability in action with persistent factors of Hablehroud Basin has been developed. The issue of urban development without attention to its margin is meaningless. The twenty-first century faced with the controversial issue of sustainable development will be a priority for sustainable urban development. The issue of sustainability in urban planning dependent on natural resources and biological dose not paid sufficient attention. Urban strategies for the implementation and execution of static follower of the school of modernism and the need to interact, sustainable and vital urban watersheds that feed the city's vessels have not been addressed. The research is based on the descriptive analytical method and is based on observations and the field data. In this study, the DPSIR model that is an environmental assessment model and the evaluation analytical hierarchy process method is used to better determine the answers and options resulting from environmental assessment model.
    The results showed that Garmsar city as a city dependent on urban watershed is not sustainable, but the city of Garmsar watershed sustainability through the implementation of strategies appropriate to the natural resources is possible.
    Keywords: Upstream Watershed, Dependent city, Sustainability, DPSIR
  • Arashk Holisaz Dr, Elahe Ghaderi Pages 125-135
    Natural phenomena could be recognize through the selection and then produce the appropriate scale. The critical subject in this way that have been less studied in Iran is identifying the multi-scale algorithms and distinguish them from simplification algorithms. In this research, operation of each multi-scale algorithms at certain scales have supposed, then implementation of structural simplifying algorithms- low pass filter and simple average- in order to identify the flood process using three Digital Elevation Models at 1:25000, 1:50000, and 1:1000000 scales in ArcMap software and HEC-HMS model have evaluated. Results demonstrated that different approaches of map production make different results as the generalization and the best approximation of spatial data. Comparing the result of flood simulation proved sensitivity of such algorithms with respect to scale of base map. It has been specified that the effect of generalization algorithms do not necessarily conform the hierarchical structure of scale of input data. Finally, we suggested to investigate the flood phenomena of Jamash watershed, we should use low pass filter and simple average algorithms to simplify DEMs at 1:25000 and 1:1000000 scales but using these algorithms at 1:50000 scale have not suggested.
    Keywords: GIS, Multi, Scale, DEM, Algorithm, Structure Simplification