فهرست مطالب

فصلنامه مهندسی منابع آب
پیاپی 15 (زمستان 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/12/12
  • تعداد عناوین: 8
|
  • حمید زارع ابیانه صفحات 1-11
    در مناطق کوهستانی بخش قابل ملاحظه ای از ریزشهای جوی به صورت برف است و ارزیابی مقدار کمی این گونه ریزشها بر اساس چگالی و آب معادل برف می باشد. لذا بررسی روش های نوین و تعیین الگوریتمهای مناسب برای پیش آگاهی و شبیه سازی مقادیر ذخیره ی برفی حوضه ها ضروری است. در این تحقیق، با به کارگیری شبکه ی عصبی مصنوعی دو متغیر چگالی و آب معادل برف در حوضه های آبخیز آذربایجان غربی برآورد گردیدند. در طراحی شبکه ی عصبی مصنوعی از سه متغیر مستقل طول جغرافیایی، عرض جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریای نقاط برف سنجی به عنوان عناصر ورودی کمک گرفته شد. شبکه ی عصبی مصنوعی طراحی شده شامل سه نرون در لایه ی ورودی، دو نرون در لایه ی خروجی،6 تا 18 نرون در لایه (های) میانی و یک یا چند لایه در بخش میانی بود. نتایج نشان دادند که آرایش 2-6-3 نسبت به دو آرایش 2-6-6-3 و 2-6-6-6-3 جواب های مناسب تری داشت، بطوری که در آرایش 2-6-3 پس از 270 تکرار محاسباتی شبکه ی طراحی شده به همگرایی رسید. با توجه به نتایج حاصل از اجرای آرایش 2-6-3 با تابع محرک لونبرگ مارکوات، شبکه موفق شد تا 92 درصد از تغییرات چگالی و آب معادل برف را براساس سه متغیر طول جغرافیایی، عرض جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا در سطح حوضه های آبخیز آذربایجان غربی براورد نماید. نتایج مطالعه ی حاضر در مقایسه با پژوهشهای مشابه موید عملکرد مناسب شبکه ی عصبی با درنظرگرفتن کمترین عناصر ورودی زودیافت، در برآورد همزمان دو متغیر آبشناسی بود.
    کلیدواژگان: برف سنجی، چگالی برف، آب معادل برف، شبکه ی عصبی مصنوعی، آذربایجان غربی
  • مجتبی محمدی، واحد بردی شیخ، امیر سعدالدین صفحات 13-30
    شبیه سازی آبشناسی یک ابزار اصلی برای پیش بینی وقایع سیلابی و عکس العمل آبشناسی حوضه های آبخیز برای سناریوهای مختلف مدیریتی می باشد. در این مطالعه شبه (GIS-based Flood Hydrograph Modeling) GFHM برای شبیه سازی آبنمای سیل حوضه ی جعفرآباد با استفاده از زبان شبیه سازی محیط زیستی PCRaster تهیه و توسعه داده شد. شبه GFHM یک شبه آبشناسی توزیعی مکانی و زمانی می باشد. نقشه های DEM، کاربری اراضی، نوع خاک، همچنین آمار بارش حوضه ی آبخیز، داده های اصلی مورد نیاز شبیه می باشند. این شبیه قابلیت شبیه سازی آبنمای های سیلاب را با گامهای زمانی در حد ثانیه و دقیقه داشته، و با توجه به هدف محقق قابل تنظیم می باشد. برای توسعه ی این شبیه، ابتدا شبیه مفهومی، روش ها و روابط مورد استفاده جهت شبیه سازی فرایندهای آبشناسی، فرضیات و محدودیتهای روابط مورد استفاده تدوین گردیدند. این شبیه جهت محاسبه ی بارش مازاد از روش شماره ی منحنی سازمان حفاظت منابع ملی، و جهت روند یابی از روش موج جنبشی بهره برد. جهت انجام واسنجی از روش واسنجی دستی استفاده گردید، و دو فراسنج شماره ی منحنی و ضریب مانینگ واسنجی شدند. از روش یک «فراسنج در هر بار» که یکی از ساده ترین و متعارفترین روش های تحلیل حساسیت می باشد جهت بررسی تحلیل حساسیت فراسنجها استفاده گردید. به منظور ارزیابی کارایی شبیه در دو مرحله ی واسنجی و اعتبارسنجی از شاخصهای ارزیابی متعددی بهره وری شد. برای دوره ی واسنجی متوسط ضریب ناش- ساتکلیف 718/0، و برای دوره ی اعتبارسنجی 777/0 به دست آمد. اختلاف مرحله ی زمانی میان آبنمای های شبیه سازی شده و آبنمای های مشاهداتی دلیل اصلی پایین بودن نسبی شاخصهای ارزیابی می باشد.
    کلیدواژگان: آبشناسی، شبیه سازی، GFHM، PCRaster، حوضه ی جعفرآباد
  • نمایشنامه های تغییر اقلیم در سطح شبکه ی آبیاری و زهکشی قزوین
    بهنام آبابایی، تیمور سهرابی، فرهاد میرزایی صفحات 31-54
    متخصصین اقلیم شناسی برای بسیاری از مناطق دنیا، کاهش بارندگی و افزایش دما را پیش بینی کرده اند. بنابراین، شناخت تغییرات اقلیم منطقه ای لازمه دستیابی به کشاورزی پایدار می باشد. در این مطالعه، تغییرات میانگین و انحراف معیار میانگین های ماهانه ی متغیرهای کمینه و بیشینه ی دما، رطوبت نسبی، سرعت باد، تابش خورشیدی و بارندگی در 5 ایستگاه در محدوده ی شبکه ی آبیاری و زهکشی قزوین برای دوره ی 2069-2040 نسبت به دوره ی مبنا (1999-1980) مطالعه شدند. به منظور تعیین دامنه ی این تغییرات، از 5 گروه نمایشنامه ی تغییر اقلیم استفاده شد. در گروه اول، کلیه ی نمایشنامه های تغییر اقلیم در کنار یکدیگر مورد بررسی قرار گرفتند. چهار گروه دیگر هریک شامل یک خانواده از نمایشنامه هایی تغییر اقلیم SRES بودند، که شامل نمایشنامه های Commit، A1B، A2 و B1 می باشند. با استفاده از روش وزن دهی عکس فاصله (IDW)، مقادیر تغییرات هریک از متغیرها تحت نمایشنامه های مختلف و برای هریک از ایستگاه های مطالعاتی تعیین شدند. نتایج نشان از افزایش متوسط کمینه ی دما به میزان 61/1 درجه، افزایش میانگین بیشینه ی دما به میزان 93/1 درجه، کاهش متوسط رطوبت نسبی به میزان 2%، کاهش متوسط سرعت باد به میزان 1% و کاهش متوسط بارندگی به میزان 2% داشتند. تغییر قابل توجهی در متوسط تابش خورشیدی مورد انتظار نیست، ضمن این که روند منظم و مشخصی در دگرگونی این متغیرها در ماه های مختلف سال قابل تشخیص نبود. همچنین، مشاهده گردید که انحراف معیار میانگین های ماهانه ی کلیه ی متغیرها بطور متوسط دچار افزایش خواهد گردید، و این افزایش برای دو متغیر بیشینه ی دما و بارندگی بیشتر از سایر متغیرها برآورد گردید.
    کلیدواژگان: نمایشنامه های تغییر اقلیم، روش وزن دهی عکس فاصله (IDW)، شبکه ی آبیاری و زهکشی قزوین
  • فاطمه قانی، سید حسن طباطبایی، محمد شایان نژاد، شجاع قربانی دشتکی صفحات 57-66
    هدایت آبی اشباع خاک (ks)، از ویژگی های مهم فیزیکی خاک است که اطلاع از تغییرات مکانی و زمانی آن برای بهینه سازی مدیریت آب و خاک بسیار ضروری می باشد. در این پژوهش چهار روش صحرایی اندازه گیری ks شامل روش های استوانه های دوگانه، تک استوانه، نفوذسنج گلف و نفوذسنج مکشی در مزرعه ای با خاک لومی متوسط در دانشگاه شهرکرد مقایسه شدند. میانگین ارتفاع آب در روش های استوانه های دوگانه و تک استوانه در طول آزمایش ها برابر با 11 سانتی متر بود و در روش نفوذسنج گلف دو عمق ثابت 11 و 19 سانتی متر به ترتیب در هر چاهک اعمال شدند و آزمایش ها با روش نفوذسنج مکشی در پنج مکش 15-، 10-، 6-، 3- و 1- سانتی متر به انجام رسیدند. میانگین ks اندازه گیری شده با روش های استوانه های دوگانه، تک استوانه، نفوذسنج گلف و نفوذسنج مکشی به ترتیب برابر با 300/0، 246/0، 011/0 و 295/0 سانتی متر بر دقیقه بود. همچنین، تحلیل آماری نتایج با آزمون چند دامنه ای دانکن نشان داد که به جز روش نفوذسنج گلف، بین سه روش دیگر در سطح احتمال 1 درصد اختلاف معنی داری وجود نداشت. دلیل اصلی تفاوت بسیار زیاد ks حاصل شده در روش نفوذسنج گلف با سایر روش ها وجود یک لایه سخت با نفوذپذیری کم در عمق 25 تا 30 سانتی متر از سطح زمین بود.
    کلیدواژگان: استوانه های دوگانه، تک استوانه، نفوذسنج گلف، نفوذسنج مکشی، هدایت آبی اشباع خاک
  • مهدی مرتضی نژاد، جعفر یعقوبی، عباس ستوده نیا، مریم داغستانی صفحات 69-75
    هدف این مطالعه شناسایی مهمترین راهکارهای موثر در بهبود مدیریت منابع آب از دیدگاه آب بران در شبکه ی آبیاری دشت قزوین بود. در این تحقیق از روش توصیفی- همبستگی استفاده شد. حجم نمونه با استفاده از رابطه ی کوکران 127 نفر تعیین گردید. روایی ابزار تحقیق با استفاده از نظرات استادان و کارشناسان بررسی، اصلاح و تایید گردید. برای تعیین پایایی پرسشنامه از آزمون راهنما با 15 نفر از اعضای جامعه ی آماری استفاده شد. با استفاده از نرم افزار SPSS مقدار کرونباخ آلفا برای پرسشنامه 92/0 به دست آمد، که نشان دهنده ی پایایی بسیار مناسب سوالهای پرسشنامه بود. نتایج نشان دادند که مهمترین راهکارهای موثر در بهینه سازی مدیریت منابع آب وجود قانون قوی در جلوگیری از حفر بی رویه ی چاه های آب، و اطلاع رسانی فنی و ترویجی در جهت جلوگیری از حفر چاه های غیر مجاز می باشد. نتایج تحلیل عاملی نیز چهار عامل اصلاح نظام قیمت گذاری و آموزش، توسعه ی مشارکت همه جانبه ی کشاورزی، کاهش دیوان سالاری، بهبود دانش و فن، اطلاع رسانی و نظارت را شناسایی کرد. این مولفه ها در مجموع بیش از 60 درصد از کل تفاوت را تبیین کردند، که مولفه ی اصلاح نظام قیمت گذاری و آموزش مهمترین مولفه موثر شناخته شدند.
    کلیدواژگان: بهینه سازی مدیریت، مدیریت منابع آب، شبکه ی آبیاری، دشت قزوین
  • سارا افتخارافضلی، غلامعباس بارانی صفحات 79-88
    نفوذ آب از زیرسازه هایی که بر روی خاکهای تراوا بنا می شوند یکی از عوامل ایجاد ناپایداری آنها می باشد. این ناپایداری ها عمدتا به علت توسعه ی زیر فشار، فرسایش تدریجی درونی مصالح پی، و وقوع پدیده ی جوشش رخ می دهد. لذا، محاسبه ی فشار وارده به سطح تماس سازه با پی و نیز شیب آبی خروجی در پایین دست این گونه سازه ها ضروری است. از جمله اقداماتی که برای جلوگیری از پدیده ی زیرشویی، کاهش شیب خروجی و همچنین بده ی نشت از زیرسازه های آبی صورت می گیرد، احداث دیواره های آب بند می باشد.، از این رو تحقیق حاضر با استفاده از نرم افزار seep/3D که از روش اجزاء محدود به بررسی و محاسبه ی نشت می پردازد. بیش از 1000 شبیه تهیه و تاثیر شمار، موقعیت و طول پرده های آب بند بر بده ی نشت، فشار برکنش و شیب آبی خروجی در نقاط کلیدی پی با رسم نمودارهای مختلف بررسی گردیدند، و پایداری کلی سد مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان دادند که استفاده از دو پرده ی آب بند، یکی برای مهار کردن زیر شویی در پایین دست (پنجه)، و دیگری برای مهار کردن بده ی نشت و تعدیل افزایش فشار برکنش ناشی از نصب پرده در پنجه، در بالا دست (پاشنه) نتیجه ای قابل قبول به دست خواهد داد. علاوه بر آن، منحنی های به دست آمده به طراح این امکان را می دهند که دشواری های نشت را بدون نیاز به برنامه ی رایانه ای پیش بینی کرده، و ویژگی های جریان مورد نظر خود را به دست آورده، با صرف کمترین زمان طراحی بهینه را انجام داده، و سریعا تصمیم بگیرد.
    کلیدواژگان: پرده ی آب بند، بده ی نشت، شیب آبی خروجی، فشار برکنش
  • خاطره نوبهاران، سیدعلی ابطحی، سیروس شاکری صفحات 91-103
    به منظور بررسی اثرات پستی و بلندی و سفره ی آب زیرزمینی بر تحول خاکها، منطقه ی دشت ارژن با وضعیت رطوبتی خاک زریک و وضعیت حرارتی مزیک انتخاب گردید. ابتدا با استفاده از عکسهای هوایی و نقشه های پستی و بلندی، موقعیت و وضعیت تقریبی منطقه ی مشخص شد. سپس یک مقطع طولی و یک مقطع عرضی در نظر گرفته شد و جمعا 6 خاکرخ در منطقه ی حفر گردید، که از آنها، 4 خاکرخ به عنوان خاکرخ های شاهد منطقه ی انتخاب شدند. نتایج تشریح خاکرخ و مطالعات صحرایی نشان دادند که در گیتاشناسی رسوبات آبرفتی- واریزه ای بادبزنی شکل خاکها در راسته های انتی سول و اینسپتی سول، و در گیتاشناسی های دشتهای دامنه ای و اراضی، پست خاکها در راسته اینسپتی سول جای می گیرند. از نظر خصوصیات فیزیکو- شیمیایی نیز تفاوتهای قابل توجهی در نوع بافت، میزان و ژرفا شستشوی آهک، مواد آلی، درصد رطوبت اشباع، pH، EC و CEC دیده شد. از مهمترین فرایندهای خاکسازی در این منطقه ی می توان به تجمع مواد آلی در سطح خاک، و تشکیل افق های کمبیک و کلسیک اشاره کرد. در این منطقه ی، به دلیل کشت کار بی رویه، شرایط رنگ و ضخامت برای تشکیل اپی پدون مالیک تامین نگردید، که می توان آن را یک تهدید جدی برای خاکهای ایران قلمداد کرد؛ یعنی، به دلیل فرسایش زیاد و کشاورزی ناپایدار، خاکها به تدریج از راسته مالی سول به اینسپتی سول تبدیل می شود. نتایج کانی شناسی نیز نشان دادند که در این منطقه ی میزان اسمکتیت نسبت به کانی های دیگر برتری نسبی دارد، و پس از آن کائولینیت، ایلیت و کلریت در مراتب بعدی قرار می گیرند. علت بیشتر بودن اسمکتیت نسبت به سایر کانی ها را می توان احتمالا به زیاد بودن آن در مواد مادری، و تبدیل ایلیت به اسمکتیت نسبت داد.
    کلیدواژگان: پستی و بلندی، سفره ی آب زیرزمینی، کانی شناسی، دشت ارژن
  • مرتضی محمودی، امین رستمی راوری صفحات 107-117
    سرریزهای پلکانی سازه هایی سودمندند که در مهارکردن سیلاب به منظور استهلاک کارمایه و کاهش ابعاد حوضچه-ی آرامش پایین دست سرریز به کار می روند. سازگاری این سازه با ساز و کار بتن غلتکی و روش های احداث تورسنگ، و همچنین قطعات بتن از پیش ساخته، باعث کاربرد وسیع آن شده است. شبیه سازی هیدرولیکی شکل خاصی از شبیه سازی فیزیکی است که با استفاده از شبیه مقیاس دار برای شبیه سازی جریان به کار می رود. از مزیتهای این شبیه، توانایی بالقوه آن در شبیه سازی جریانهای پیچیده است. در این تحقیق، با استفاده از شبیه سازی فیزیکی در یک نهر پایه دار، 1 شبیه با شیب پایین دست 1: 7/0 (عمودی به افقی) ساخته شد. تاج سرریز از نوع منحنی پیوند با معیار WES و تعداد پلکانها 6 عدد بود. در ادامه، با تغییر در شمار پلکانها با روش نصف کردن فاصله ی بین هر دو پلکان، در یک سومهای مختلف از طول سرریز (ابتدایی، میانی، و انتهایی) و انجام آزمایشها اثر هریک از این انواع تغییرات در میزان اندازه ی استهلاک کارمایه تعیین شد. در کل 6 شبیه مورد آزمایش و بررسی قرار گرفت. بر پایه ی دستاوردهای به دست آمده از آزمایشها، بیشترین مقدار افت در تشریح شبیه رخ می دهد. پس از آن شبیه سازی ریاضی با کاربرد نرم افزار Flow3d-10 انجام شد و نتایج شبیه فیزیکی مورد تایید قرار گرفت.
    کلیدواژگان: سرریز پلکانی، افت کارمایه، سرریز منحنی پیوند WES، شبیه k، Ɛ، FLOW، 3D
|
  • Pages 1-11
    A significant portion of the annual precipitation of the mountainous West Azarbaijan (WA) of the I. R. of Iran occurs as snowfalls. Therefore، an assessment of the water equivalent of the snowpack and its density is of utmost importance in estimating the water yield of the WA basins. AS snowfall gradually increase with latitude and elevation، and since establishing snow courses and regular snow sampling in extensive areas is both costly and difficult، it is prudent to use a limited amount of data، suitable algorithms، and modeling to predict these 2 parameters for inaccessible places in WA. In this study، using the artificial neural network، variable snow density and snow water equivalent in the basins were estimated. In designing the artificial neural network three independent variables of longitude، latitude and altitude of the snow survey are used as the inputs. Artificial neural network design consisted of three neurons in input layer، two neurons in output layer، 6 to 18 neurons in one or more of the middle layers. The results showed that the structure of 2-6-3 to 2-6-6-3 and 2-6-6-6-3، yielded more logical answers. Thus، in the 2-6-3 structure، network design were converged after 270 iterations. Using the Levenberg-Merquate algorithm and the results obtained from the 2-6-3 structure، the neural network successfully estimated 92% of variations in snow density and snow water equivalent in WA. Furthermore، the stability results indicated that the 2-6-3 structure when used for analyzing the data from 35 snow measuring stations could satisfactorily predict 91% of variations in snow density and snow water equivalent for the 2009-2010 period. As the neural network uses fewer، easily accessible inputs as compared with the models used in similar studies، it has a better merit in snow-related hydrological studies
    Keywords: Measurement of snow, Snow density, Snow water equivalent, Artificial neural network, Watershed West Azarbaijan
  • Pages 13-30
    Hydrological modeling is a major approach for prediction of hydrological responses of watersheds to different management scenarios. A GIS-based flood hydrograph modeling (GFHM) has been developed for simulation of event-based flood hydrographs using the PCRaster GIS and dynamic modeling language for The Jafarabad Watershed. The GFHM model is a spatio-temporally distributed hydrologic model. DEM، land use، and soil type maps as well as the precipitation hyetographs are the main input data required by this model. Regarding the temporal discretization of the model، a time interval of as small as seconds has been implemented. This minute time interval enables to the model، simulate the flood hydrograph of small watersheds with spatial discretization of a few meters. To this end، a conceptual model، including methods and relationships for simulation of different elements of the hydrologic processes، assumptions and limitations were defined. The GFHM uses the well-known method of curve number (NRCS) to calculate the rainfall excesses. The kinematic wave routing approach was used to route the generated excess rainfall of cells towards the outlet of the watershed. The one factor at a time (OAT) method has been used to carry out the sensitivity analysis. Based on the results of the sensitivity analysis، the CN and the Manning’s coefficient were chosen for the manual calibration of the model. Various assessment criteria were used to evaluate the model results. Results showed that the Nash-Sutcliffe efficiency criteria for the GFHM model were 0. 718 and 0. 777 for the calibration and validation datasets، respectively. Although the Nash-Sutcliffe criterion indicated the satisfactory of the model، resolving the time shift between the simulated and observed flood hydrographs through improvement in the model structure will enhance the performance of the model.
    Keywords: Hydrology, modeling, GFHM model, PCRaster, Jafarabad Watershed
  • Climate Change Scenarios in Qazvin Irrigation andDrainage Network
    Pages 31-54
    Climatologists have predicted that there will be decreased precipitation and increased temperature in many parts of the world. Therefore، achieving a sustainable agriculture requires a reliable knowledge of the local climate change. Means and standard deviations of the monthly mean values of the minimum and maximum temperature، relative humidity، wind speed، solar radiation and precipitation at five climatic stations were analyzed for the period 2040-2069relative to the base period (1980-1999) in the Qazvin Irrigation and Drainage Network. Five different groups of climate change scenarios were assessed. In the first group، all of the climate change scenarios were combined and analyzed together. Other four groups each consisted of one of the SRES scenarios، namely the A1B، A2، B1 and Commit. The magnitudes of variations were estimated using the inverse distance weighting (IDW) method at all selected stations. The results indicated an increase of 1. 61˚C in the minimum temperature، an increase of 1. 93˚C in the maximum temperature، a decrease of 2% in the relative humidity، a decrease of 1% in the wind speed، and a negligible change in the solar radiation. Furthermore، no significant trend was detectable through the year. It was concluded that the standard deviation of monthly average values of all of the variables increased، especially those of the maximum temperature and precipitation.
    Keywords: Climate change scenarios, Inverse distance weighting (IDW) method, the Qazvin Irrigation, Drainage Network
  • Pages 57-66
    Soil saturated hydraulic conductivity (ks) is one of the most important soil physical properties. Information on spatial and temporal variations of the property is necessary for improvement of soil and water management. The double ring infiltrometer (DR)، single ring infiltrometer (SR)، guelphpermeameter (GP) and tension infiltrometer (TI) methods were compared in a silty loam soil of a farm field on the Shahrekord University campus. The water level during the experiments was kept constant at 11 cmin both of the double and single ring methods. The successive constant pressure heads in the Guelph permameter method were 11 and 19 cm. The experiment with tension infiltrometerwas performed at the tensions of -15، -10، -6، -3 and -1 cm. The mean saturated hydraulic conductivity using the DR، SR، GP and TI methods were 0. 300، 0. 246، 0. 011 and 0. 295 cm min-1، respectively. Statistical analysis using the Duncan''s test showed that there was no significant difference between the measured ks values with the previously mentioned methods; however، hydraulic methods; except GP (P<0. 01). Conductivity as measured by the GP method was much low، than those obtained using the other methods. The main reason for the large difference in ks value between the GP and other methods was a hard layer with low infiltrability at a depth of 25- 30 cm.
    Keywords: Double, ring, Guelph permameter, Single, ring, Soil saturated hydraulic conductivity, Tension infiltrometer
  • Pages 69-75
    The purpose of this study was to identify the most important effective solutions in improving of management of the Qazvin Network water resourcesfrom the water users’ viewpoint. The sample size was determined using the Cochran formula. The samples were selected using the multi-stage sampling method (n=127). Questionnaires were used to collect the data. Validity of the questionnaire was assessed by panel of faculty members and experts. In order to measure the reliability of the questionnaire، the Cronbach Alpha coefficients were calculated for their main scales (0. 92). The results showed that the most important barrows in improving the management of water resources were: the lack of a strong law in water resources management and the needed power in the enforcement of the drilling regulations؛ i. e.، prevention of drilling wells without obtaining the legal permits. By using the exploratory factor analysis، effective solutions in improvement of management were summarized through 4 factors: reforms in pricing and training، development of a comprehensive partnership in agriculture، reduction of bureaucracy، and improvement in technology، extension، supervision. These factors explained 60% of the variations. The most important effective factor was the reform in the pricing system and training.
    Keywords: Optimization of management, Management of water resources, Irrigation systems, The Qazvin Plain
  • Pages 79-88
    Seepage under hydraulic structures built on permeable foundations may cause internal erosion، boiling and piping، and in the extreme cases، overturning of the structure due to the development of the uplift pressure. Therefore، predicting the location of the seepage line، the uplift pressure، and exit hydraulic gradient are vital in the safety of such structures. Installation of the cutoff walls underneath such structures is an approved method of seepage loss and hydraulic gradient reduction. The Seep/3D software، which employs finite differences، was used in this study to developed more than 1000 models to pinpoint the location of cutoff walls and their depth of installation that minimizes the uplift pressure and exit hydraulic gradient. It was revealed that a cutoff wall installed at the lower toe of the structure theoretically presents piping، and one located of the upper toe reduces the uplift pressure. These results are depilated in a series of curves، which allow a designer to anticipate solutions to the seepage problem without a computer code and، to obtain the flow characteristics and achieve an optimum design by spending less time for making a quick and correct decision.
    Keywords: Cutoff walls, seepage flow, hydraulic gradient, uplift pressure
  • Pages 91-103
    Soil is one of the most important natural resources and perhaps is the most fundamental factor in formation of civilization. In addition to food supply، the soil will also provide other human necessities such as clothing، residence، bury wastes، wild life، recreation and etc. Climate plays a very important influence on enhancing and processes of soil formation، and in addition the climatic factors play a considerable influence on plant growth، production and land use. In each region، topographic factor also influence soil characteristics. Its influence on soil development and plant growth depend on its direction and elevation. In other to study the effects of topography and depth of ground water on soil genesis، Dasht-E-Arjan plain with xeric and mesic soil moisture and temperature regimes، were selected. Based on aerial photographs and also topographic maps، the location map of the study area was drawn. Then on two transversal sections، six profiles were dug. Among them four representative profiles were selected for detailed studies. The results of field studies and also profile description showed that Entisols and Inceptisols orders were developed on alluvial-colluvial fans، while on piedmont plains and lowlands only Inceptisols were formed. The physico-chemical characteristics of studied soils showed that، among the studied profiles، there are remarkable differences in soil texture، organic matter، saturation percentage، pH، EC، and CEC. The most important soil forming processes were accumulation of surface soil organic matter and also formation of Cambic and Calcic horizons. Because of extensive cultivation، the color and thickness requirements do not satisfy for the formation of MollicEpipedon، which show great future hazards for all Mollisols of the country. The XRD results of clay minerals showed more smectite mineral with respect to kaolinite، illite and chlorite minerals. This could be due to its higher content in parent materials and also transformation of illite to smectite due to more wetness of low lying physiographies.
    Keywords: Topography, Ground water, Mineralogy, Dasht, E, Arjan
  • Pages 107-117
    Stepped spillways are used in flood control activities and designed to reduce energy dissipation and stilling basin dimensions at their downstream terminal. It’s compatibility with the roller-compacted concrete technology، gabion construction techniques and precast concrete، made this structure to be very popular. Hydraulic modeling is a form of physical modeling using a scale model to simulate the flow. The advantage of this model is its potential in complex flow simulations. In this study، using physical modeling in a flume، one model with downstream slope of 1:0. 7 (V: H) was constructed. The Spillway crest was selected from the WES standards and the spillway had 6 steps. Six models were tested and evaluated. The results showed that most of the energy loss occurred in the described model. The results were confirmed by using Flow3d-10 the software.
    Keywords: Stepped spillways, energy loss, WES ogee spillway, k, Ɛ model, FLOW, 3D