فهرست مطالب

فصلنامه مهندسی منابع آب
پیاپی 11 (زمستان 1390)

  • تاریخ انتشار: 1391/06/16
  • تعداد عناوین: 8
|
  • پیام خسروی نیا، حبیب صیادی، علی حسین زاده دلیر، داود فرسادی زاده، رسول میرعباسی نجف آبادی صفحه 1
    یکی از عوامل اصلی ویرانی آبشکن ها آبشستگی می باشد که فرآیندی بسیار پیچیده است. پیچیدگی الگوی جریان پیرامون آبشکنها و گوناگونی عوامل موثر بر آبشستگی، موجب پرشماری روابط تجربی و کاهش دامنه ی هر یک از آنها، به دلیل محدودیت شرایط آزمایشگاهی می شود. در این تحقیق امکان استفاده از شبکه های پرسپترون چندلایه(MLP) برای برآورد بیشترین ژرفای آبشستگی پیرامون سه نوع آبشکن شامل آبشکنهایی با دیواره ی عمودی، بالدار و نیم دایره ای مورد مطالعه قرار گرفتند. دستاوردهای شبیه شبکه عصبی مصنوعی با نتایج به دست آمده از رابطه ی تجربی پیشنهادی به وسیله ی باربهیوا و دی(2004) مقایسه گردیدند. هشت نمایشنامه بر اساس فراسنجهای موثر و شبکه های با ورودی های مختلف برای پیش بینی ژرفای آبشستگی تعریف شدند. مقایسه ی نتایج نمایشنامه های مختلف نشان دادند که نمایشنامه ای که تنها از دو فراسنج و برای برآورد ژرفای آبشستگی در پیرامون آبشکن استفاده می کند، از عملکرد بهتری برخوردار است. همچنین، نتایج تحلیل حساسیت نشان دادند که فراسنجهای و بیشترین تاثیر را در پیش بینی ژرفای آبشستگی آبشکن دارند. مقایسه نتایج شبیه شبکه های عصبی و مقادیر محاسبه شده از رابطه ی تجربی با داده های آزمایشگاهی نشان دادند که مقادیر بیشترین ژرفای آبشستگی به دست آمده از روش شبکه های عصبی مصنوعی از دقت بیشتری نسبت به رابطه-ی تجربی برخوردارند. همچنین، دقت شبکه های عصبی مصنوعی در برآورد ژرفای آبشستگی پیرامون آبشکنهای با دیواره ی عمودی در مقایسه با دو نوع آبشکن دیگر بیشتر است.
    کلیدواژگان: آب شستگی، آب شکن، شبکه های عصبی، شبکه های پرسپترون چند لایه
  • محمدرضا کشاورز، امین علیزاده، مجید وظیفه دوست، حسین انصاری، کامران داوری صفحه 11
    براورد تبخیر- تعرق نیازی اساسی برای پایش آبشناسی و بوم شناسی، و مدیریت منابع آب بوده و استفاده از سنجش از دور امکان پایش مداوم این عامل را فراهم می کند. جزء تبخیر(EF: Evaporative Fraction)، عاملی است که برای ساده سازی استخراج مقادیر تبخیر-تعرق از طریق سنجش از دور با کاربرد روش S-SEBI به وسیله ی روئرینک و همکاران(2000) استفاده شده است. در این تحقیق با استفاده از داده های ماهواره ای حرارتی و انعکاسی از سنجنده ی مادیس در سالهای 2001 -2000 و 2005-2004 با گامهای زمانی 8 روزه، بر فراز استان اصفهان، مقادیر جزء تبخیر با ترسیم نمودار پراکنش نقطه ای بین مقادیر دمای سطحی زمین و بازتابش سطحی به دست آمد. در این تحقیق همچنین روشی ساده شده برای براورد بازتابش سطحی معرفی شده است. توزیع جغرافیایی مقادیر جزء تبخیر نشان داد در دوره ی تر 05-2004، به خصوص در نواحی غربی و مرکزی استان، جزء تبخیر بطور معنی داری(در سطح 0.01) از مقادیر متناظر در دوره ی خشک بیشتر بود. این مقادیر با مقادیر نمایه ی خیسی خاک در زمانهایی مشابه مقایسه گردید، و رابطه ی خطی بین مقادیر جزء تبخیر و شاخص خیسی خاک با ضریب همبستگی حداقل 90 درصد مشاهده شد. بنابراین، می توان از این روش برای براورد تبخیر-تعرق با الگوریتم S-SEBI به جای الگوریتم پیچیده ی سبال به عنوان نمایه ی تعیین تنش کمبود آب استفاده کرد.
    کلیدواژگان: تبخیر، تعرق، جزء تبخیر، سبال، سنجش از دور، مادیس
  • محمد مهدی جباری، ابوالفضل شمسایی، علی نورزاد، جمشید صدر کریمی صفحه 23
    امروزه استفاده از مصالح ژئوتکستایل به عنوان جایگزین مناسبی برای صافی های دانه ای مطرح می باشد. با توجه به اهمیت کاربرد این مصالح، در این تحقیق سعی شده است تا نفوذپذیری و امکان گرفتگی مصالح ژئوتکستایل که به عنوان صافی در مجاورت مصالح زهکش با شرایط مختلف قرار گرفته است، بررسی شود. در این راستا، دستگاه آزمایش نفوذپذیری به منظور بررسی امکان گرفتگی مصالح ژئوتکستایل با بهره گیری از معیار ASTM-5101 با اعمال اصلاحات لازم به منظور تکمیل و ثبت خودکار و دقیقتر اطلاعات طراحی، و منحصرا برای مطالعه حاضر ساخته شده است. به منظور انجام آزمایش از نمونه های مختلف مصالح ژئوتکستایل در مسیر یک جریان لایه ای زهکشی استفاده شده است. جهت شبیه سازی شرایط مختلف زهکشی از دو نوع لایه ی زهکشی مختلف شامل لایه دانه ای متشکل از گوی های فلزی با ابعاد مختلف، و صفحات سوراخدار، که ساختار زهکشی زمین را شبیه سازی می نمایند، استفاده شده است. میزان و نوع تماس بین ذرات زهکش و ژئوتکستایل در فضای آزاد مورد نیاز جریان آب اثر گذاشته، و بر اساس آزمایشهای انجام گرفته مشخص می گردد که ضمن کاهش میزان تخلیه جریان به صورت غیر خطی با کاهش فضای آزاد در محل تماس، امکان گرفتگی مصالح ژئوتکستایل بویژه در زهکشی باصفحات سوراخدار، با کاهش فضا افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: ژئوتکستایل، صافی، گرفتگی، نفوذپذیری
  • تورج سبزواری، علی حسن نژاد، سیدعبدالنبی رضوی صفحه 33
    پیش بینی بده و رفتار سیلاب حوضه های آبخیز فاقد آمار یکی از مهمترین مباحث در علم آبشناسی و طراحی سازه های آبی می باشد. آنچه توجه بیشتر دانشمندان را به خود معطوف ساخته، توسعه ی انگاره هایی در زمینه ی ارتباط میان پاسخ آبشناسی و ویژگی های زمین ریخت شناسی در حوضه های بدون آمار، یا با آمار اندک است. در این تحقیق آبنمود واحد لحظه ای زمین ریخت شناسی(GIUH) بر مبنای روش کلارک و ناش به منظور شبیه سازی آبنمود رواناب سطحی(DSRO) برای چهار رویداد بارش- رواناب از حوضه ی شور اندیکا در استان خوزستان به کار گرفته شده است. کارایی GIUH بر مبنای روش های کلارک و ناش در شبیه سازی آبنمودهای DSRO با گزینه ی کلارک نرم افزار HEC-HMS و روش IUH با کاربرد روش ناش با استفاده از توابع هدف متعارف مقایسه شده است. فراسنجهای زمین ریخت شناسی حوضه ی شور اندیکا تحت عنوان نسبتهای هورتون با استفاده از GIS از نقشه های پستی و بلندی و آب نگاری حوضه استخراج گردید. فراسنج پویایی سرعت برای هر رویداد بطور مجزا با استفاده از روابط منطقه ای بین سرعت جریان و شدت مبه وسیله بارش مازاد با توجه به ویژگی های هندسی مقطع عرضی رود به دست آمده است. براساس نتایج به دست آمده انگاره ی GIUH، در برآورد شکل و ابعاد آبنمودهای DSRO حوضه شور اندیکا نسبت به روش های متعارف IUH از دقت و کارایی بهتری برخوردار است
    کلیدواژگان: آبنمود واحد لحظه ای زمین ریخت شناسی، سیلاب، حوضه ی فاقد آمار، شور اندیکا
  • شهرام کریمی گوغری، محسن ایراندوست، محدثه حسینی نیا صفحه 49
    علاقه به استفاده از سامانه های آبیاری زیر فشار به دلیل کمبود منابع آب و بالا بودن بازده ی مصرف آب در این سامانه ها، در سالهای اخیر به صورت فزاینده ای افزایش یافته است. از جمله این روش ها، که اخیرا در مناطق خشک ایران جهت آبیاری باغهای پسته مورد استفاده قرار می گیرد، سامانه ی آبیاری قطره ای زیر سطحی است. طراحی و مدیریت صحیح این سامانه ها مستلزم آگاهی از نحوه توزیع رطوبت در خاک است. در این تحقیق کارایی شبیه عددی HYDRUS-2D، که قادر به شبیه سازی حرکت آب، املاح، و گرما در شرایط اشباع و غیر اشباع می باشد، جهت شبیه سازی توزیع رطوبت در خاک در زمانهای مختلف زیر قطره چکان زیر سطحی واقع در عمق 30 سانتی متری در مزرعه ای با خاک شنی، بررسی شده است. همچنین، تاثیر متغیرهای مختلف از جمله مقادیر متفاوت بده (2 و4 لیتر در ساعت) و کاربرد خاکپوش (خاکپوش پلاستیک) بر الگوی رطوبت نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که شبیه توانسته است روند تغییرات را مشابه آنچه درنیمرخ خاک رخداده شبیه سازی کند (92/0R2=)، البته با حداکثر خطای 0.0192RMSE= به ازای 24 ساعت پس از پایان آبیاری. همچنین، افزایش در مقدار بده به ازاء یک حجم ثابت آب آبیاری نه تنها باعث افزایش توزیع رطوبت در خاک نشد، بلکه به دلیل کاهش ابعاد ناحیه ی رطوبتی منجر به کاهش فاصله لوله فرعی و بالا رفتن هزینه نصب سامانه گردید. وجود پوشش پلاستیکی به عنوان خاکپوش، با توجه به نوع بافت خاک منطقه توانست با ثابت نگه داشتن تغییرات رطوبت و کاهش اختلاف مکش در لایه های سطحی و عمقی مانع از هدر رفتن آب از طریق تبخیر گردد.
    کلیدواژگان: الگوی رطوبت، آبیاری قطره ای زیر سطحی، HYDRUS، 2D، بده، خاکپوش
  • مطلب بایزیدی_معروف سی و سه مرده صفحه 61
    بارندگی های بسیار کم و متعاقبا دوره های کم آبی، می توانند اثرات قابل توجهی بر مسائل مدیریت آب شامل آلودگی رودها، مدیریت و طراحی آبگیر، آبیاری، طرحهای تولید نیرو، تامین آب آشامیدنی و... داشته باشند. خشکسالی به عنوان یکی از بلایای طبیعی با اثرات و پیامدهای ناخوشایند بوم شناسی، اجتماعی و اقتصادی است که رشد جمعیت و افزایش تقاضای آب اثرات آن را تشدید می کنند. خشکسالی آبشناسی، که بعد از خشکسالی های هواشناسی وکشاورزی به وقوع می پیوندد، به دو دسته ی خشکسالی جریان رود و خشکسالی آب زیر زمینی تقسیم می شود، که از نظر زمانی، خشکسالی جریان رود پیش از خشکسالی آب زیرزمینی رخ می دهد. در این تحقیق با استخراج منحنی تداوم جریان از گروه زمانی داده های روزانه ی ایستگاه های مهم آبسنجی استان کردستان، دوره های خشکسالی آبشناسی جریان رود با کاربرد روش حد آستانه (روش تقاطع) استخراج و نتایج مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. در روش حد آستانه بده ی Q شامل بدهی است که درصد داده ها از آن بیشتر می باشد. جهت حذف خشکسالی های کوچک و ادغام خشکسالی های وابسته از روش معیار داخلی (IC) استفاده گردید. در تحلیل آماری، بهترین توزیعها بر گروه های حداکثر سالانه (شامل حجم کمبود و تداوم خشکی) مشخص شد. نتایج نشان دادند که میانگین حجم کمبود و تداوم خشکسالی در منطقه ی مورد تحقیق، به ترتیب برابر با 7/17 میلیون متر مکعب و76 روز می باشد. بهترین توزیعهای آماری برای گروه های زمانی حجم کمبود توزیعهای جانسون و پیرسون و برای گروه های زمانی تداوم توزیعهای جانسون و نمایی بودند. بر اساس توزیعهای فوق میانگین دوره ی بازگشت خشکسالی های آبشناسی در این منطقه 4 سال محاسبه گردید.
    کلیدواژگان: خشکسالی آبشناسی، روش حد آستانه، کردستان
  • استفاده از روش آماری تحلیل خوشه ایجهت ارزیابی کیفی آب زیرزمینی دشت اوان
    سعیده سامانی، نصرالله کلانتری، محمدحسین رحیمی صفحه 75
    کاربرد علم آمار در تحقیقات علمی به طور فزاینده ای توسعه یافته است. هدف بسیاری از این تحقیقات پی بردن به عضو های مشابه و یا متفاوت در یک مجموعه است. یکی از ابزارهای مفید برای این کار استفاده از روش های آماری است. دشت اوان در استان خوزستان در جنوب غربی شهرستان اندیمشک قرار گرفته است. آب زیرزمینی از جمله منابع آب موجود برای آبیاری، شرب و صنعت در این منطقه به شمار می رود. بررسی های زمین شیمیایی بر پایه ینتایج تجزیه ی 18 نمونه آب زیرزمینی و 3 نمونه آب سطحی انجام شده است. در این تحقیق جهت منطقه بندی کیفی آبخوان از روش آماری تحلیل خوشه ایاستفاده شده است. بر پایه ینتایج حاصل از این مطالعات، سفره آبدار از لحاظ کیفی به سه منطقه تقسیم بندی شده است. در نهایت، بررسی کیفی انجام شده نشان می دهد که نمونه های واقع در گروه اول بهترین کیفیت و نمونه های واقع در گروه ی سوم بدترین کیفیت را دارا هستند. مهمترین عوامل موثر بر کیفیت آب زیرزمینی در این منطقه واکنش بین آب و سازند های زمین شناسی (بخش لهبری) و تبادل یونی معکوس می باشند.
    کلیدواژگان: علم آمار، منطقه بندی کیفی آبخوان، بررسی های زمین شیمیایی
  • معصومه عمادی، محمدعلی زارع صفحه 87
    این مقاله مطالعه ای برحذف و جداسازی رنگ بازی فوشین از آبهای آلوده می باشد. این جداسازی با کاربرد فرایند جذب به روش دسته ای انجام گردید. در این روش از جاذب ارزان سبوس برنج، یکی از پسماندهای کشاورزی، استفاده شد. اثر فراسنجهای دما، زمان، pH و حجم محلول بررسی گردید. در اصلاح جاذب، بهترین فرایند انتخابی شستشو با اسید سولفوریک 3 مولار برای 60 دقیقه بود. همدمای جذب نیز بررسی شد و نتایج حاصل از آزمایش تجربی با شبیه لانگمویر بهترین همخوانی را داشت. بیشترین جذب 100 میلی گرم رنگ بازی فوشین در هر گرم جاذب بود. همچنین، بررسی های جنبشی نشان دادند که جنبش جذب با شبیه جنبشی شبه درجه ی دو هماهنگی دارد.
    کلیدواژگان: فوشین، پساب، جذب، سبوس برنج
|
  • P. Khosravinia, H. Sayyadi, A. Hoseinzadeh, D. Farsadizadeh, R. Mirabbasi Mirabbasi Page 1
    Scour a very complicated process, is one of the main factors in abutment destruction. Complication of stream pattern around abutments, and the variation of effective factors on scour,have lead to the develop of innumerous empirical equations, which have many restrictions due to the limited experimental conditions. Applicability of multilayer pereceptron(MLD)networks to prediction of the maximum scour depth was evaluated for abutments having vertical, winged and semi-circural walls. The ANN results were compared with the calculated values by an empirical equation suggested by Barbhuya and Dey (2004). Eight scenarios were defined using effective parameters and several networks with different important parameters to predict scour depth. Comparison of the results of different scenarios showed that the one, which used only two parameters and to predict scour depth around abutments was the most efficient indoing so. Results of sensitivity analysis indicated that the two parameters, and, had the most effect on the scour depth prediction around abutments. A comparison of the obtained results using the ANN model, and the empirical equation with the experimental data revealed that the ANN model presented more precise results than the empirical equation for scour depth prediction around abutments. Moreover, the ANN model is more applicable to the scour depth prediction around the obutments wilk vertical walls than the other 2 types of walls.
    Keywords: Scour, Abutments, Neural networks, Multilayer perceptron networks
  • M. R. Keshavarz, A. Alizadeh, M. Vazifehdoost, H. Ansari, K. Davari Page 11
    Evapotranspiration (ET) is one of the key elements in both energy and water balance studies. The satellite-assisted data acquisition method is instrumental in collecting the temporal and spatial ET variations at the regional scale. Evaporative fraction (EF) has been used by Roerink to simplify a procedure of ET derivation, S-SEBI, from the satellite acquired data. The EF data in this study were obtained using the reflectance and temperature colleted by the MODIS satellite over the Province of Isfahan in an 8-day time steps during the 2000-01 (dry year) and 2004-05 (wet year) periods based on the application of a triangle space concept between the land surface temperature and the surface albedo data. A simplified procedure to obtain the surface albedo has been mentioned. Spatial distribution of the EF has shown that during the 2004-05 period the EF values of the province, particularly in the western and central parts were significantly higher (at the 0.01 level) than those of the dry period. Furthermore, a linear relationship (r2=90%) was obtained the EF and soil water index, which may be considered as a water stress indicator.
    Keywords: Evaporative Fraction, Evapotranspiration, MODIS, Remote Sensing, S, SEBI
  • M. M. Jabari, A. Shamsaee, A. Norzad, J. Sadr Karimi Page 23
    The geotextile materials, initially used for soil conservation practices, have found a new application as ready-made filters in subsurface drainage projects. As clogging decreases the efficiency of filters, this phenomenon has to be investigated in detail before the widespread utilization of such materials take place. Necessary instruments were designed and manufactured to apply the modified ASTM-5101 standards to investigate the clogging potential of 300 and 500 gm-1 polyester fabric. Soil samples were placed on these fabrics underlain with gravel, concrete blocks, a supporting steel screen, uniform-sized steel beads, and a steel plate uniformly perforated. Infiltration tests were conducted under 1 and 4 hydraulic gradients. It was observed that the type and magnitude of contact between the geotextile and the substrata affects the drainage system. The direct contact between the granular particles or concrete blocks and the geotextile influences the cross-sectional area through which drainage takes place, and the clogging potential increases with the reduction in this area. Of these substrata only the steel beads and the perforated plate were used to simulate drainage under laboratory conditions.
    Keywords: Geotextile, Filter, Clogging, Permeability
  • T. Sabzevari, A. Hasannejad, S. A. Razavi Page 33
    Forecasting the probable maximum flood in a watershed is of vital importance in designing the spillways of the dams and estimating the volume of the reservoirs to be constructed on its respective river. As numerous watersheds are unguaged or lack reliable long-time data, many hydrologists have tried to develop theories based on the geomorphology of such basins. We simulated the direct surface run-off (DSRO) hydrographs for 4 rainfall events for the Shoor Indica Catchment (SIC) in the Khuzestan Province, I.R.Iran using the GIUH-based Clark-Nash models and compared them statistically with the instantaneous unit hydrograph (IUH) model option of the HEC-HMS package and the Nash IUH model using some commonly used objective functions. The geomorphological parameters of the SIC were evaluated as the Horton’s ratio from the topographic and hydrographic maps using the GIS package. Individual dynamic velocity parameter was estimated for each event using the regional relationships developed between the flow velocity and the excess mean rainfall intensity based on the river cross sectional geometry. Statistical comparison of the developed and the recorded hydrographs indicated that the GIUH-based estimations more precisely predicted the events than the IUH routine.
    Keywords: Geomorphologic Instantaneous Unit Hydrograph (GIUH), Flood, Ungauged watershed, Shoor Andika
  • Sh. Karimi, M. Irandoost, M. Hoseininia Page 49
    Water scarcity and the need to obtain the highest water use efficiency have encouraged installation of subsurface drip irrigation systems in the pistachio orchards in the hyper-arid southeastern I.R. Iran. As the economics dictate system design optimization, the water distribution pattern around drippers should be determined accurately. We used the highly regarded HYDRRUS-2D software, which simulates water, salt and heat transport under both saturated and under saturated conditions both during and after termination of irrigation, to estimate water distribution pattern around drippers installed at a depth of 30 cm in a sandy soil. Plastic mulching was also included in the treatments. The discharge rates were 2 and 4 liters per hour. The model satisfactorily simulated water redistribution in the soil profile 24 hours after irrigation termination (R2=0.92, RMSE=0.0192). Increasing the discharge to 6 liters per hour resulted in the reduction of the wetted bulb diameter. This will entail a reduction in the lateral spacing, thus an increase in the cost of the irrigation system. Covering the area above the drippers with plastic mulch reduced potential evaporative losses due to maintaining a higher relative humidity under the cover.
    Keywords: Water Distribution Patter, Subsurface Irrigation, HYDRUS, 2, Discharge Rate, Plastic Mulching
  • M. Byzedi, M. Siosemarde Page 61
    Occurrence of recurrent and prolonged meteorological droughts is the rule rather than the exception in the Land of Iran. These events, which are usually followed by hydrological and agricultural droughts, are the most disastrous natural phenomenon that may happen to any dryland. Associated food shortages that may end in famine have been repeatedly experienced in Africa during the past 50 years. Exponential population growth entails a higher demand for the limited water resources; therefore, the prudent management of these resources urges the water-related authorities to collect reliable data and analyze them thoroughly to plan and implement hydraulic structures and distribution systems. I (we?) used the threshold method (truncation level) to analyze the flow of 4 gauged rivers at the GharehGuni, Duab-e-Nowsood, Panbeh Daneh, and Pol-e- Adinan hydrometry Stations. Qά in the application of the threshold method signifies the minimum flow where ά percentiles of the data exceed that level. The interior criterion method was also used to eliminate the minor droughts and pool (cluster?) the same magnitude (dependence?) droughts. The results of frequency analysis indicated that the mean deficit volume was 17.7 million cubic meters, and the mean drought duration was 76 days. The best distribution models for the drought-related deficit volume were those of Johnson and Pearson, and for the drought duration were Johnson and exponential. The mean return period for the hydrological drought was 4 years based on these distribution models.
    Keywords: Hydrological Drought, Truncation Level method, Kurdistan
  • Assessment of quantitative and qualitative effect of Karkheh dam on Dasht-e- Avan aquifer
    S. S., N. N., M. M. H Page 75
    The application of statistical science, is developing increasingly in scientific researches. The aim of many research activities is to distinguish similar and different members in an assemblage. One of the useful tools to approach this goal is statistical methods. The Evan plain is located in southwest of Andimeshk City in Khuzestan province. Groundwater is one of the main water resources for agriculture, drinking and industry in this area. In this investigation, the statistical computations have been done on the basis of 18 ground water and 3 surface water sampels. For quality zoning of groundwater of the studied area, cluster analysis method has been used. On the basis of the acquired outcome,the aquifer has been divided into three zones. Hydrochemical study shows that sampels in the first group, have the best quality and in the third group, have the worst quality. The important impacting factors on groundwater chemical quality is identified as the interaction between water and geologic formations(the Lahbari member dissolution) and reversion exchange processes.
    Keywords: statistical science, quality zoning of groundwater, Hydrochemical study
  • M. Emadi, M. A. Zare Page 87
    Removal of the basic fuchsin dye from the fabric manufacturing wastewater was studied using the batch method. The adsorbent was the rice husk, which is an inexpensive agricultural residue. Effects of pH, temperature, solution volume and duration of the reactions in the dye removal were investigated. The adsorbent, which was treated with a 3M sulphuric acid for 60 minutes, gave the best results. The best fitted isotherm of the process resembled that of Longmuir. The maximum adsorbent efficiency was 100 mg of fuchsin per 1 g of the acid- treated rice husk.
    Keywords: Fushin, Wastewater, adsorption, rice husk