فصلنامه مهندسی منابع آب
پیاپی 1 (پاییز 1387)

روش های آبیاری سطحی به دلیل سرمایه گذاری اولیه ی اندک، هزینه ی تعمیر و نگهداری پایین و نیاز به کارمایه ی کمتر نسبت به روش های آبیاری تحت فشار، یکی از متداول ترین روش های آبیاری در دنیا بشمار می رود. پیشرفت های اخیر در زمینه ی علوم و فناوری روش های آبیاری سطحی به گونه ی شایان توجهی برتری سامانه های تحت فشار را از نظر بازدهی کاهش داده، و یا در برخی موارد این برتری را از بین برده است. لوله های دریچه دار (هیدروفلوم) از جمله موردهایی است که در آبیاری سطحی باعث حذف برخی نقاط ضعف این روش درون مزارع شده است. در این روش، لوله های پلی اتیلن نرم مجهز به دریچه های قابل تنظیم جایگزین نهرچه های خاکی درون مزارع (جوی های درجه ی 4) می شوند. در این مطالعه به بررسی بازده ی آبیاری و کارایی مصرف آب در روش آبیاری سطحی در مزارع با کاربرد لوله های دریچه دار براساس مقادیر برآورد شده ی نیاز آبی (خالص) زراعت گندم در سند ملی آب برای استان فارس در سال زراعی 84-83 پرداخته شده، و با بکارگیری روش های علمی و انجام عملیات لازم جهت آماده سازی مزارع در کشت گندم نظیر تسطیح لیزری اراضی در دشت های داراب(2مورد)، کوار، سروستان و قادرآباد اقدام گردید. بازده ی آبیاری در این مناطق به ترتیب به 92، 70، 62، 68 و 64 درصد افزایش یافته، و کارایی مصرف آب به ترتیب 2/1، 7/1، 23/1، 17/1 و 85/0 کیلوگرم به ازای هر مترمکعب آب مصرفی محاسبه شده است. نتایج نشان دادند که تلفات آب در روش آبیاری سطحی مربوط به نوع سامانه نبوده، بلکه عدم اجرای آن به روش صحیح بیشترین تلفات آب را موجب می شود. با توجه به نوع سامانه ی آبیاری و فعالیت های زیربنایی انجام شده، بازده های متفاوتی در عملیات آبیاری بدست می آید. بدین ترتیب، لازم است بازده های پیشنهادی در سند یاد شده مورد بازنگری منطقه ای و محلی قرار گیرد. در این پژوهش مزیت های اجرای روش آبیاری سطحی با استفاده از لوله های دریچه دار بررسی شده، و در نهایت پیشنهادهایی برای برآورد صحیح میزان آب آبیاری مورد نیاز محصولات گوناگون ارائه شده است تا نسبت به واسنجی ارقام مندرج در سند ملی آب درفارس و دیگر استان ها اقدام گردد.

این پژوهش به منظور بررسی تاثیر تیمارهای آبیاری به اندازه ی 40، 60، 80، 100 و 120 درصد نیاز آبی بر عملکرد و بازده ی مصرف آب گوجه فرنگی رقم ارلی اوربانا انجام گرفت. پژوهش در مزرعه ی تحقیقاتی گروه آبیاری و آبادانی دانشکده ی کشاورزی دانشگاه تهران (منطقه ای نیمه خشک)، در یک خاک متوسط رسی و در قالب طرح آزمایش بلوک های کامل تصادفی در پنج تیمار با سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد ند که میزان آب آبیاری بر عملکرد محصول و بازده ی مصرف آب (WUE) در سطح یک درصد معنی دار بوده است. بیشترین عملکرد محصول و بیشترین بازده ی مصرف آب در تیمار 100درصد نیاز آبی (آبیاری کامل) بدست آمد. افزون بر آن، مشاهده شد که با کاهش مصرف آب به اندازه ی 20، 40 و 60درصد نیاز آبی، عملکرد محصول به ترتیب 24، 57 و 74درصد کاهش یافت.

سرریز ها و حوضچه های آرامش از مهم ترین سازه ها درساختمان سد بشمار می روند که بی توجهی به آنها زیان هایی جبران ناپذیر را در پی دارد. نخستین بررسی آبی سد سلمان فارسی واقع در استان فارس به وسیله ی مهندسان مشاور نشان دادکه سازه ی سرریز و جریان در رژیم آن بایستی مورد مطالعه قرار گیرند، لذا یک شبیه فیزیکی– آبی از بخشی از سرریز سطحی و آرام کننده ی جامی آن در نهر پایه دار آزمایشگاه هیدرولیک ساخته شد و با عبور دادن جریان با بده های گوناگون از روی سازه و اندازه گیری عوامل آبی، رژیم جریان روی سازه تعیین گردید. نتایج حاکی از آنند که سرریز و آرام کننده ی جامی متصل به آن بایستی مورد مطالعه ای ژرف تر و بازنگری قرار گیرند.

داده های مربوط به بارندگی در هر منطقه نقشی بسیار مهم در بررسی مسایل آبشناسی و مطالعات منابع آبی دارند. در دسترس بودن آمار نیز از اهمیتی ویژه برخوردار است. در این میان مساله ی بررسی پراکنش مکانی بارش ها بایستی مورد مطالعه قرار گیرد. روش های آماری درون یابی متنوعی وجود دارند که با کمک آنها می توان خطوط همباران را استخراج کرد، اما به دلیل نابسندگی آمار و داده های موجود، و دقت پایین اندازه گیری ها، تخمین حاصله در برخی روش ها چندان رضایت بخش نیست. در دهه های اخیر مبانی دانش زمین آمار به خوبی گسترش یافته و توانایی های این شاخه از آمار در بررسی و پیش بینی متغیرهای مکانی مشخص شده است. در این پژوهش از آمار بارندگی سالانه و شبیه های گوناگون درون یابی استفاده شده است. در بررسی شبیه های زمین آمار نیز جهت تعیین عوامل مورد نیاز از نرم افزار GSاستفاده شد، سپس با بکارگیری شبیه های گوناگون درون یابی در محیط سامانه ی اطلاعات جغرافیایی (GIS)، پهنه بندی وضعیت بارش در استان فارس صورت گرفت. همچنین، به منظور ارزیابی تخمینگرها، مقادیر درصد خطای هریک از شبیه ها محاسبه شد. با توجه به نتایج بدست آمده، شبیه بهینه ای جهت پهنه بندی داده های بارش تعیین و توصیه شده است.

مدیریت بهینه ی منابع آبی، و حفظ و ارتقای کیفیت آنها، نیازمند به وجود داده هایی در زمینه ی موقعیت، مقدار و پراکنش عوامل شیمیایی آب در یک منطقه ی جغرافیایی معین می باشد. انتخاب و دقت روش های مناسب پهنه بندی و تهیه ی نقشه ی تغییرات ویژگی های کیفی آب های زیر زمینی بستگی به شرایط منطقه و وجود آمار و داده های کافی در آن دارد، که انتخاب صحیح آنها گامی اساسی و مهم در مدیریت منابع آبی منطقه بشمار می رود. هدف از انجام این پژوهش تعیین مناسبترین روش میان یابی به منظور بررسی و تحلیل مکانی اندازه ی pH و TDS آب های زیرزمینی دشت ارسنجان واقع در شمال شرقی استان فارس بود. بدین منظور، از روش های زمین آمار مانند کریجینگ معمولی (OK) و کریجینگ ساده (SK)، و روش های معین مانند عکس فاصله (IDW)، تابع شعاعی (RBF)، تخمینگر موضعی (LPI)، و تخمینگر عام (GPI) استفاده شد. نتایج نشان دادند که در بین روش های معین، روش RBF به دلیل R بالاتر و RMSE پایین تر جهت تهیه ی نقشه ی تغییرات pH و TDS در منطقه مناسب ترین است. افزون بر آن، نتایج نشان دادند که روش SK، با داشتن770/0 R= و5/463RMSE=، و روش OK، با داشتن 27/0 = R و 20/0 = RMSE در بین روش های کریجینگ به ترتیب جهت تهیه ی نقشه ی تغییرات pH و TDS برتری دارند. در نهایت، از مقایسه ی روش های گوناگون میان یابی نتیجه گیری شد که روش زمین آمار کریجینگ ساده و معمولی نسبت به روش های معین برتری داشته Tو به ترتیب به عنوان روش های مناسب جهت تهیه نقشه ی نهایی تغییرات pH و TDS در دشت ارسنجان انتخاب می شوند.

خوردگی شیمیایی یکی از عوامل تخریب فولاد های زنگ نزن است. سختی آب یکی از عامل های اصلی تخریب و خوردگی لوله ها در نواحی گرده جوش می باشد. پژوهش های آزمایشگاهی نشان دادند که در بیشتر آب های طبیعی با pH بین 5/6 تا 0/8، خوردگی شیاری فولاد زنگ نزن نوع L304 و 304 در غلظت های کلر کمتر از mg/lit 200 بسیار کمیاب است. همچنین، خوردگی شیاری فولادهای زنگ نزن نوع L316 و 316 در همان pH، و در غلظت های کمتر از mg/lit 1000 نیز به ندرت رخ می دهد. تجزیه ی شیمیایی نشان داد که آب شهرک سلطان آباد حاوی mg/lit1/208 کلر است، لذا لوله های فولادی زنگ نزن نوع 304که در کارخانه ی لبنیات دایتی از آنها استفاده شده بود، هیچ گونه مقاومتی در برابر خوردگی شیاری بروز نداده و خیلی سریع از نقاطی که مستعدترند، نظیرگرده ی جوش، خورده شده بودند. از سوی دیگر، از آنجا که خوردگی لوله ها در نواحی اطراف گرده جوش صورت گرفته بود، لذا بررسی های فلزنگاری در نواحی گرده جوش و مناطق تحت تاثیر جوش نیز صورت گرفت. دستاوردها حاکی از آنند که جوش ها از کیفیت بالایی برخوردار نبوده و حاوی حفره هایی در گرده جوش و عیوبی نظیر عدم نفوذ کامل و یا نقص در نفوذ هستند. راه های جلوگیری از خوردگی لوله ها در پایان مقاله مورد بررسی قرار گرفته است.

هدف از این پژوهش بررسی هزینه و مصارف آب در دو گروه خانوار شهری با مالکیت شخصی و همچنین با مالکیت اجاره ای و تخمین توابع تقاضا و کشش قیمتی تقاضای آب خانوارهای شهری در فصل های مختلف در شهرستان مرودشت در استان فارس بوده است. داده های مورد نیازبا مراجعه ی مستقیم به ادارات ذیربط و استفاده از فهرست صورت حساب های مشترکان نمونه، و همچنین از راه پرسشنامه و تکمیل آنها، جمع آوری گردید. حجم نمونه 50 خانوار بوده که به روش نمونه گیری طبقه بندی شده مشخص گردید. جهت برآورد توابع تقاضای آب از شبیه استون-گری و تحلیل برگشتی استفاده شد. این مطالعه در سال 1386 انجام گردید. نتایج نشان دادند که میانگین اندازه ی خانوار در دو گروه دارای منازل با مالکیت شخصی و اجاره ای به ترتیب 0/3 و 8/1 نفر است. اندازه ی مصرف آب خانگی برای خانوارهای نمونه در منازل شخصی نسبت به منازل اجاره ای در فصل های بهار، تابستان، پاییز و زمستان به ترتیب. /12، 6/9، 5/7 و 5/12 درصد افزایش نشان می دهد. قیمت آب برای خانوارهای شهری مورد مطالعه با در نظر گرفتن ملکی و اجاره ای بودن آن به ترتیب 5/394 و 0/387 ریال به ازای هر مترمکعب مشخص گردید. میانگین هزینه ی مصرف آب خانگی خانوارهای نمونه برای منازل با مالکیت شخصی در بهار، تابستان، پاییز و زمستان به ترتیب 48952، 55002، 49867 و 46002 ریال، و برای خانوارهای نمونه در منازل اجاره ای به ترتیب 43983، 50274، 46229 و 41285 ریال محاسبه شد. بر اساس برآورد در روش استون - گری، متغیرهای توضیحی به کار رفته در شبیه توانسته اند که در فصل های بهار، تابستان، پاییز و زمستان به ترتیب 28، 23، 22 و 24 درصد از تغییرات متغیر وابسته (تقاضای آب خانگی) را توجیه نمایند. سطح حداقل معیشت لازم برای آب در کل دوره، فصل های بهار، تابستان، پاییز و زمستان به ترتیب 9/219، 6/55، 1/71، 8/64 و 97/52 مترمکعب برآورد شده است. دراین روش، تقاضای آب در فصل های گوناگون نسبت به قیمت آن کشش ناپذیر است.

یک شبیه ریاضی دو بعدی برای محاسبه ی آبشستگی موضعی در اطراف پایه ی پل ها تهیه گردیده است. از معادله ی ناویر- استوکس، به عنوان معادله ای که میدان سرعت را شبیه سازی می کند، استفاده شده است. در ابتدا معادله ی ناویر- استوکس حل شده و میدان سرعت بدست آمد. سپس از سرعت های بدست آمده در صفحه ی افقی، به عنوان داده های ورودی در حل معادله ی انتقال رسوب و از روش معیار باقیمانده های وزنی گالرکین، برای مرتب کردن تغییرات معادله های ناویر- استوکس استفاده شد. دامنه ی مورد بررسی به هشت واحد گرهی تقسیم گردید و از توابع مرتبه ی دوم برای سرعت ها و خطی برای فشار، استفاده شد. پس از حل معادله ی انتقال رسوب با داشتن غلظت های اولیه و نهایی، عمق آبشستگی محاسبه و جواب های شبیه با مقادیر اندازه گرفته شده ی آزمایشگاهی و براساس شبیهی که از حل معادله ی لاپلاس با روش تفاضل محدود بدست آمده بود، مقایسه گردید. در عمل، جواب های حاصل انطباق خوبی را با مقادیر اندازه گرفته شده نشان می دهند. در آخر، تاثیر عامل های گوناگون مثل عمق جریان، شیب کف رودخانه، میانگین اندازه ی ذرات و... بر عمق آبشستگی بررسی شد. نمودارهای مربوط به بررسی اثر عامل های گوناگون با عمق آبشستگی بر عمق جریان و مقایسه ی آن ها با نتایج بدست آمده از حل معادله های بالا با روش اختلافات محدود، و مقادیر تعیین گردیده در انتهای مقاله آورده شده است که انطباق خوبی را نشان می دهند.