فهرست مطالب

مجله مهندسی آبیاری و آب ایران
پیاپی 29 (پاییز 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/09/30
  • تعداد عناوین: 15
|
  • ابوالفضل ارزنلو، یوسف حسن زاده، نازیلا کاردان *، مهران حسن زاده صفحه 1
    شکست سدها در اثر وقوع زلزله، بمباران، پدیده رگاب، روگذری جریان و یا وجود اشتباه در طراحی و اجرای پروژه محتمل بوده و میتواند خسارات جانی و مالی فراوانی در پاییندست آنها ایجاد نماید. بدین منظور در ابتدا با استفاده از مدل Breach هیدروگراف خروجی از ساختگاه سد شهرچای تحت سناریوی شکست فرضی روگذری جریان بهدست آمده و سپس با شبیه سازی داده های یک مدل تجربی، میزان دقت مدل عددی دوبعدی CCHE2D با تعداد و شکل معینی از سلولهای میدان محاسباتی و نیز روش upwind در گسستهسازی معادلات حاکم بر مساله سنجیده شده است. متعاقب آن پهنهبندی سیلاب ناشی از شکست سد در اثر پدیدهی روگذری با استفاده از امکانات و ابزار GIS استخراج و نقشه مناطق سیلگیر پایاب مشخص گردیده است. نتایج مطالعات حاکی از آن است که با شکست سد و ایجاد سیلاب با حجم بالا و بیش از ظرفیت رودخانه، سیلاب فرصت خروج از مسیل رودخانه را پیدا کرده و وارد زمینهای کشاورزی و مناطق مسکونی روستایی میشود. بعد از گذشت نزدیک به 19 ساعت از زمان سیلاب و رسیدن به نقطه پیک هیدروگراف، جریان سیلاب با شدت بیشتری مناطق مسکونی پاییندست و اراضی زراعی و کشاورزی را احاطه میکند. بحرانیترین وضعیت از 19 ساعت بعد از شکست سد که به نقطه پیک هیدروگراف میرسد شروع می شود و تقریبا تمامی مناطق روستایی موجود در معرض استغراق کامل قرار خواهند داشت.
    کلیدواژگان: شکست سد، پهنهبندی سیلاب، روگذری، شکاف، مدل دوبعدی CCHE2D
  • محمدرضا زایری، مهدی قمشی * صفحه 18
    مساله رسوب گذاری در مخزن سد مهمترین عامل محدودکننده عمر مفید آن است. یکی از عوامل بسیار مهم در رسوب گذاری مخازن و نحوه توزیع رسوبات، پدیده جریان غلیظ می باشد که به عنوان یکی از مشکلات عمده سدهای در حال بهره برداری است. یکی از روش های کنترل یا استهلاک جریان غلیظ در مخازن سدها ایجاد موانع در مخازن است. لذا در این تحقیق اثر استفاده از مانع صفحه ای مشبک با درصد تخلخل 3/0، 5/0 و 67/0 در فواصل مختلف با استفاده از نرم افزارFLOW3D بررسی شده است. برای شبیه سازی جریان غلیظ از مدل های آشفتگی ، RNG و بهره گرفته شد. نتایج حاصل از مدل سازی نشان میدهد مدل آشفتگی تطابق بیشتری نسبت به سایر مدل های موجود در شبیه سازی توزیع عمودی سرعت جریان غلیظ دارد. همچنین نتایج نشان می دهد که امواج شکل گرفته در بالادست مانع متخلل از نوع B می باشد. استفاده از مانع صفحه با تخلخل 67/0 میتواند موجب کاهش 5/64 درصدی در دبی عبوری جریان غلیظ شود و با کاهش تخلخل صفحه به 3/0 درصد مقدار کاهش دبی عبوری جریان غلیظ 30 درصد کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: تخلخل، جریان غلیظ، موانع صفحه ای، نرم افزار FLOW3D
  • بابک شاهی نژاد *، رضا دهقانی صفحه 30
    همواره پدیده انتقال رسوب، بسیاری از سازه های رودخانه ای و سازه های عمرانی را تحت تاثیر قرار داده و عدم اطلاع از میزان دقیق آن خسارات بسیاری را موجب می شود .از این جهت دستیابی به روشی با دقت مناسب برای تخمین میزان بار رسوبی معلق رودخانه ها بسیار حایز اهمیت است. در این پژوهش جهت تخمین رسوبات رودخانه کاکارضا واقع در استان لرستان، از مدل ماشین بردار پشتیبان استفاده گردید و نتایج آن با برنامه ریزی بیان ژن مقایسه شد. پارامترهای دبی جریان، میزان مواد جامد محلول در آب و بارش بعنوان ورودی و پارامتر دبی رسوب بعنوان خروجی مدل در مقیاس زمانی ماهانه، طی دوره آماری (1373-1393) انتخاب شد. معیارهای ضریب همبستگی، جذر میانگین مربعات خطا و میانگین قدر مطلق خطا برای ارزیابی و نیز مقایسه عملکرد مدل ها مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصله نشان داد که الگوهای ترکیبی توانسته با استفاده از دو مدل هوشمند مورد بررسی، در تخمین میزان رسوب نتایج قابل قبولی ارائه نماید. لیکن از لحاظ دقت، مدل ماشین بردار پشتیبان با بیشترین ضریب همبستگی (867/0)، کمترین جذر میانگین مربعات خطا(ton/day024/0) و نیز میانگین قدر مطلق خطا (ton/day 017/0) در مرحله صحت سنجی در اولویت قرار گرفت. در مجموع نتایج حاصله نشان داد که مدل ماشین بردار پشتیبان توانایی بالایی در تخمین مقادیر حداقل و حداکثراز خود نشان داده است.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی بیان ژن، دبی رسوبی معلق، رودخانه کاکارضا، ماشین بردار پشتیبان
  • جعفر مامی زاده *، ستاره حیدری، اسرین بهرامی صفحه 43
    الگوی تخصیص تقاضا یکی از فاکتورهای مهم در شبکه توزیع آب است. با توجه به رشد جمعیت و نیاز بیشتر به آب، الگوی تخصیص منابع آب نیاز به توجه بیشتری دارد. با توجه به مروری بر مطالعات گذشته، متاسفانه مطالعات اندکی در این زمینه در ایران انجام گرفته است. در این مطالعه به منظور تخصیص تقاضا در نقاط مصرف در محدوده دانشگاه ایلام از نرم افزارهای WaterGems و ArcGIS استفاده شده است. لایه های مربوط به مرز محدوده مورد مطالعه، مرز مکانهای موجود در این محدوده، ارتفاع نقاط موجود و تراکم جمعیت در بخشهای مختلف دانشگاه به کمک نرم افزار ArcGIS تهیه شد. این مطالعه با استفاده از سه روش تراکم جمعیت، اطلاعات مصارف به صورت نقطهای و اطلاعات مصارف به صورت مساحت انجام گرفت. نتایج نشاد داد که حداکثر نیاز شبکه توزیع آب در روش تراکم جمعیت 30.48 لیتر در ثانیه می باشد. همچنین نیاز شبکه در روش های اطلاعات مصارف به صورت نقطهای و اطلاعات مصارف به صورت مساحت 27.23 لیتر در ثانیه محاسبه گردید. خط انتقال آب توانایی پمپاژ حداکثر 17.61 لیتر بر ثانیه را داشته در حالی که نیاز شبکه توزیع بیش از این مقدار بوده و نشان دهنده طراحی نامناسب خط انتقال می باشد.
    کلیدواژگان: تخصیص تقاضا، شبکه توزیع آب، WaterGEMS، ArcGIS
  • جواد شهرکی *، احمد اکبری، سروش کیانی قلعه سرد صفحه 56
    افزایش بیرویه در مصرف و همچنین هدررفت آب در بخش کشاورزی مساله مدیریت منابع آب را بیش از پیش حائز اهمیت ساخته است. یکی از مهمترین بخشهای مصرف آب بخش کشاورزی که بسیار کمتر به آن توجه شده، مساله آب مجازی است که از طریق آن سالانه حجم بسیار بالایی از منابع آبی کشور خارج میگردد. در این مطالعه به بررسی یکی از عوامل موثر بر صادرات آب مجازی یعنی نااطمینانی حاصل از نرخ ارز پرداخته شده است. از این رو در این مطالعه با استفاده از روش EGARCH ابتدا نااطمینانی نرخ ارز تخمین زده شده و سپس با استفاده از روش علیت هشیائو رابطه میان نااطمینانی نرخ ارز و صادرات آب مجازی مورد بررسی قرار گرفته است. یافته های این تحقیق نشان میدهد شاخص FPE(i) در دو حالت علی مورد بررسی (46/14 و 43/3) از شاخص FPE(i،j) (82/13 و 47/1) بزرگتر بوده و در نتیجه وجود یک رابطه علی دو طرفه میان نااطمینانی نرخ ارز و صادرات آب مجازی در ایران تایید میگردد و از این رو میتوان این دو عامل را متاثر از یکدیگر معرفی کرد. دستیابی به این نتایج از یکسو لزوم ایجاد ثبات در بخش ارزی کشور و از سوی دیگر مدیریت بخش تولید و صادرات را ضروری میداند.
    کلیدواژگان: منابع آب، علیت هشیائو، EGARCH، کشاورزی
  • علی رحمتی پور، صفر معروفی * صفحه 71
    در سالهای اخیر، کمبود ریزشهای جوی، رشد بیتدبیرانه تولید محصولات کشاورزی و عدم برنامه مناسب جهت کاهش اثرات نامطلوب ناشی از بحران آب، موجب افت شدید آبخوانهای کشور گردیده است. در این پژوهش به منظور استخراج راهبردهای مدیریتی جهت توسعه پایدار منابع آب دشت سنقر، از مدل SWOT استفاده گردید. این مدل با بررسی عوامل داخلی و خارجی (نقاط قوت، ضعف، فرصت و تهدید) موثر بر منابع آب منطقه، راهبردهای موثر جهت بهبود وضعیت فعلی این منابع را معرفی مینماید. بر اساس نتایج بدست آمده، از بین عوامل داخلی، مهمترین نقاط قوت و ضعف منطقهی مورد بررسی، به ترتیب میزان بارش زیاد (بیش از 2 برابر متوسط کشوری) و صادرات چشمگیر آب مجازی میباشد. همچنین از بین عوامل خارجی، مهمترین نقاط فرصت و تهدید نیز، به ترتیب بهره گیری از رسانه ها، جهت فرهنگ سازی در مصرف آب و عدم تولید کافی محصولات زراعی استراتژیک در منطقه میباشد. با بررسی ماتریس ارزیابی عوامل داخلی و خارجی، مشخص گردید که ضعفها و تهدیدهای منطقه بر قوتها و فرصتهای آن غلبه خیلی زیادی داشته و وضعیت منابع آب منطقه در حالت فوقالعاده بحرانی قرار دارد و برای رفع این وضعیت، میبایست هر چه سریعتر از ادامهی روند کنونی، از طریق اعمال راهبردهای تدافعی جلوگیری نمود.
    کلیدواژگان: بحران آب، توسعه پایدار، دشت سنقر، SWOT
  • حسن ترابی پوده *، حجت الله یونسی، دانیال میرشاهی صفحه 83
    به علت محدودیت کمی و کیفی منابع آب، خشکسالی های درازمدت و افزایش جمعیت، احداث مخازن چندمنظوره ذخیره ی آب و بهینه سازی بهره برداری از این مخازن از اهمیت فراوانی برخوردار می باشد. در این تحقیق بهره برداری بهینه از سد دز با اهداف چندگانه ی تامین تقاضای کشاورزی، شرب، محیط زیست، کنترل سیلاب و تولید انرژی برق آبی بررسی می شود. بدین منظور با ایجاد تغییراتی در الگوریتم فراکاوشی بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) الگوریتم جدید ازدحام ذرات جهش یافته (DMPSO) توسعه داده شده است و بهره برداری بهینه از سد دز با استفاده از این الگوریتم پیشنهادی موردبررسی قرارگرفته است. نتایج به دست آمده از این الگوریتم جدید با نتایج الگوریتم ازدحام ذرات و الگوریتم سیاست بهره برداری استاندارد (SOP) مقایسه شده است. نتایج نشان داد که الگوریتم پیشنهادی DMPSO علاوه بر کنترل حجم مخزن برای جلوگیری از سیلاب، رهاسازی را در ماه های هرسال به طور مناسب توزیع کرده و کمترین آسیب پذیری را نسبت به الگوریتم PSO و SOP داشته است. درصد انحراف معیار کمبود ماهانه با استفاده از الگوریتم PSO ، DMPSO و SOP به ترتیب معادل 28، 25 و 47 بوده که بیانگر توانایی بالای الگوریتم DMPSO در بهره برداری بهینه از مخازن می باشد.
    کلیدواژگان: بهینهسازی ازد ام ذرات، DMPSO، مخازن، چند منظوره
  • حسین نزارتیان، جواد ظهیری *، سید محمد کاشفی پور صفحه 95
    مدلسازی پیشروی آلاینده ها در آبراهه های طبیعی یکی از مهم ترین مسائل محیط زیست است. ضریب پخشیدگی طولی یکی از پارامترهای اساسی در مدلسازی انتشار آلودگی ها به حساب می آید. طی پژوهش های صورت گرفته توسط محققان مختلف روابط متعددی جهت برآورد این ضریب ارائه شده است که اغلب این روابط به صورت تجربی و یا نیمه تجربی بهدست آمدهاند. با این وجود، نیاز به روش های دقیقتر تخمین ضریب پخشیدگی طولی همچنان احساس میشود. در این تحقیق جهت تخمین این ضریب، مدلهای داده کاوی با توجه به اطلاعات هیدرولیکی و هندسی رودخانه ها توسعه یافته است. بر این اساس الگوریتمهای درختی M5، CART و برنامه ریزی ژنتیک (GP)مورد استفاده قرار گرفت. جهت مقایسه کارایی مدلها با معادلات موجود از پارامترهای آماری جذر میانگین مربعات خطا، میانگین خطای مطلق و نسبت اختلاف استفاده گردید. نتایج تحلیلهای آماری نشان داد که مدلهای داده کاوی میتوانند ضریب پخشیدگی طولی را با دقت بهتر برآورد نمایند. مدل CART با وجود دقت زیاد در مرحله آموزش، در مرحله صحت سنجی از دقت کمتری برخوردار بوده است. مدل هایM5 و GP به ترتیب دارای جذر میانگین مربعات خطای 41/0 و 44/0 و معیار دقت 61% و 62% بوده و در مقایسه با روابط تجربی موجود از دقت بیشتری برخوردار می باشند. با توجه به اختلاف ناچیز میان این دو مدل و سادگی مدل ارائه شده توسطM5 ، از این مدل میتوان جهت برآورد ضریب پراکندگی طولی در رودخانه ها استفاده کرد.
    کلیدواژگان: پیشروی آلاینده ها، ضریب پراکندگی طولی، CART، M5، GP
  • یوسف رزندی، بهنوش فرخ زاده، معصومه یوسف زاده چابک، تیمور تیموریان صفحه 110
    با توجه به محدودیت منابع آب زیرزمینی و تشدید نیاز بخشهای مختلف، تامین آب برای مصارف مختلف یکی از عمدهترین چالشها برای دست یافتن به توسعه پایدار محسوب میگردد. تعیین پتانسیل یک حوضه از نظر منابع آب زیرزمینی میتواند راهبردی مناسب در ارتقای شیوه های سنتی و مدیریت این منابع باشد، چرا که روش های سنتی و دستی که در جهت شناخت پتانسیل آبهای زیرزمینی به کار گرفته میشوند، غالبا نیازمند صرف وقت و هزینه و نیروی انسانی زیادی میباشد. در این مطالعه از الگوریتم حداکثر آنتروپی و با بهرهگیری از نرم افزار MaxEnt جهت پتانسیلیابی آب زیرزمینی در دشت همدان بهار استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد 2/27 درصد سطح دشت دارای پتانسیل آب زیرزمینی میباشد. همچنین بر اساس نمودار Jacnaif متغیرهای Dem، ضخامت آبخوان و زمینشناسی مهمترین عوامل اثرگذار بر پیشبینی نواحی دارای پتانسیل بودند و مدل بیشترین حساسیت را نسبت به این پارامترها نشان داد. نتایج نشان داد که مدل دقت قابل قبولی در شناسایی پتانسیل آب زیرزمینی دارد به طوری که دقت مدل 83/0 برآورد گردید. نتایج حاصل از پتانسیلیابی آب زیرزمینی با استفاده از این مدل میتواند برای سیاستگزاران مدیریت منابع آب زیرزمینی و همچنین در بررسی جامع برای توسعه برداشت از آب زیرزمینی در طرحهای آینده مفید واقع شود.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، الگوریتم حداکثر آنتروپی، MaxEnt، دشت همدان بهار
  • امیر ناصرین *، سید محمد سعید موسوی صفحه 124
    امنیت غذایی به تولید محصولات اساسی کشاورزی از جمله گندم بستگی دارد. در کشت گندم به صورت دیم، پارامترهای اقلیمی همچون دما و بارش تاثیر زیادی بر میزان تولید دارند. در این پژوهش به منظور تعیین توابع اقلیمی در شمال خوزستان از آمار چندساله پارامترهای هواشناسی و نیز عملکرد گندم دیم در شهرستان های دزفول، شوشتر، اندیمشک و مسجدسلیمان استفاده شد. برای تعیین میزان تاثیر پارامترهای مختلف هواشناسی بر عملکرد گندم از روش رگرسیون خطی در مقیاس محلی و منطقه ای استفاده شد. نتایج نشان داد که برای تخمین میزان محصول گندم دیم در شمال خوزستان، مدل های محلی نسبت به مدل منطقه ای به داده های کمتری نیاز دارند. اما، مدل های منطقه ای نسبت به مدل های محلی شهرستان های مختلف دقت کمتری داشتند. همچنین، تحلیل حساسیت انجام شده نشان داد که میانگین دمای حداکثر و بارش در ماه های فصل زمستان نسبت به سایر عوامل اقلیمی حساسیت بیشتری دارند. به علاوه، با افزایش بارش در منطقه میزان محصول افزایش داشت. اما، بهره وری بارش در منطقه در سال های مختلف نوسانات زیادی بین 07/0 تا 39/0 کیلوگرم بر متر مکعب بارش داشت. این موضوع لزوم توجه به سایر عوامل مانند عوامل زراعی برای افزایش بهره وری را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: بهره وری بارش، تحلیل حساسیت، دما، رگرسیون چند متغیره، ساعات آفتابی
  • زینب علیمیرزایی، رفعت زارع بیدکی*، افشین هنربخش، رسول زمانی احمد محمودی صفحه 138
    بررسی علمی پدیده ی خشک سالی برای، مدیریت منابع آب و تخفیف اثرات ضروری است؛ اما اطلاعات موجود به صورت نقطه ای در دسترس هستند درحالی که این پدیده گستره ای از زمین را در برمی گیرد. هدف از این مطالعه تحلیل مکانی شدت خشک سالی هواشناسی در حوزه آبخیز کارون شمالی با استفاده از روش زمین آمار کریجینگ است. بدین منظور با استفاده از نرم افزار DIC شاخص بارش استاندارد (SPI) برای 24 ایستگاه باران سنجی منطقه محاسبه شد. سپس توزیع مکانی شاخص SPI با استفاده از روش زمین آمار کریجینگ در زیر مدل های کروی، نمایی، خطی، خطی با آستانه و گوسی برای سه سال (ترسال، خشک و نرمال) انجام شد. نتایج حاصل از آنالیز واریوگرام ها و معیارهای خطا، نشان می دهد روش زمین آماری کریجینگ با مدل نمایی به دلیل پایین تر بودن مقادیر خطا از توانایی بالاتری در پهنه بندی شاخص SPI برخوردار است. در نهایت نقشه های حاصل از پهنه بندی شاخص SPI در حوزه آبخیز کارون شمالی نشان می دهد در خشک سالی سال آبی 87-1386 شدت خشک سالی در بخش شرقی حوزه به خصوص ایستگاه بروجن بیشتر است و قسمت های شمالی حوزه مثل ایستگاه های دشتک، هیرگان و شهرکرد در ترسالی 85-1384 بارش بیشتری نسبت به بخش های دیگر حوزه داشته اند. پراکندگی شدت های مشاهده شده می تواند متاثر از جهت ورود سیستم های باران زا و جهت گسترش ارتفاعات باشد.
    کلیدواژگان: شاخص بارندگی استاندارد، کریجینگ، DIC، GS Plus
  • ابوالفتح مرادی * صفحه 149
    به علت کمبود اطلاعات اندازه گیری شده آب مصرفی گیاهان در استان هرمزگان، در اکثر پروژه های آبیاری از داده های آب مصرفی برآورد شده از روش FAO بدون ارزیابی تطابق و همخوانی آنها برای منطقه استفاده می شود که می تواند منجر به هدرفت آب و یا بروز تنش کمبود آب در گیاه گردد. بنابراین، تحقیق حاضر با هدف ارزیابی دقت روش FAO برای برآورد آب مصرفی کلزا در استان هرمزگان انجام گرفت. بدین منظور ابتدا اقدام به نصب یک دستگاه لایسیمتر در مرکز قطعه زمینی به مساحت 4 هکتار نموده، سپس در داخل و اطراف آن، گیاه کلزا رقم Hyula-401 کشت و آب مصرفی آن بطور هفتگی به روش بیلان آبی اندازه گیری شد. پارامترهای اقلیمی از قبیل دما و رطوبت نسبی هوا، سرعت باد، ساعات آفتابی و بارندگی درایستگاه هواشناسی موجود در محل آزمایش اندازه گیری و با استفاده از آنها، تبخیر-تعرق گیاه مرجع به روش پنمن-مانتیث FAO محاسبه و از حاصلضرب آن در ضریب گیاهی(Kc) تعیین شده بر اساس دستورالعمل FAO ، آب مصرفی کلزا در دوره های هفتگی محاسبه و با مقادیر بدست آمده از لایسیمتر مقایسه شد. نتایج نشان داد روش FAOاز دقت خوبی در برآورد آب مصرفی فصلی گیاه کلزا در منطقه مورد آزمایش برخوردار می باشد، اما چنانچه هدف برنامه ریزی آبیاری در سطح مزرعه باشد، این روش آب مصرفی هفتگی را به میزان 06/0 تا 5/1 میلی متر در روز بیش از واقع برآورد می کند. لذا بهتر است مقدار آب مصرفی برآورد شده از روش FAO با استفاده از معادله رگرسیونی ارائه شده در این تحقیق تعدیل گردد.
    کلیدواژگان: آب مصرفی، روش، FAO، ضریب گیاهی، کلزا، لایسیمتر
  • فرزانه زارعی، ناصر گنجی خرمدل * صفحه 164
    آب منبعی محدود و در عین حال ضروری برای جوامع بشری و سیستم های اکولوژی وابسته به آن میباشد. با رشد جمعیت و توسعه اقتصادی در بسیاری از کشورها و مناطق جهان، این منبع باارزش به شکلی فزاینده روبه کاهش است. در چنین شرایطی، نیاز به افزایش بهرهوری آب محصول است.جهت بهینه سازی عملیات مدیریتی در محیط های متغیر از مدلهای گیاهی استفاده میشود. مدل بعنوان ابزاری تحلیلگر برای مطالعه اثر مدیریت سیتمهای کشت روی حاصلخیزی محصول و محیط عمل میکند. مدل رشد گیاهی CropSyst نمونهای جامع از یک مدل شبیه سازی میباشد که تاکنون در بسیاری از مناطق دنیا مورد استفاده قرار گرفته است. استفاده از مدلهای رشد گیاهی با توجه به کاهش نیاز به بازدیدها و اندازهگیری های مستقیم مزرعهای میتواند در بهینهیابی مدیریت آب آبیاری و کوددهی موثر واقع گردد. این پژوهش در قالب طرح آزمایشی اسپلیت پلات بر پایه بلوکهای کامل تصادفی با دو فاکتور اصلی رقم با 3 سطح و رژیم آبیاری با 4 سطح در 3 تکرار به اجرا در آمد. ارقام بکار برده شده ارقام تجاری با اسامی فلات، شیراز و چمران بودند. رژیمهای آبیاری براساس فاصله تا لوله لاترال تنظیم شدند. در این تحقیق فواصل سه متری جهت اعمال رژیمهای آبیاری در نظر گرفته شد. بر این اساس رژیمهای رطوبتی شامل فواصل 5، 8، 11، 14 متر فاصله از لوله لاترال بودند. آزمایش در طول سالهای زراعی 91، 92و 93 انجام شده است. داده های مربوط به سالهای 1391 و 1392 بهمنظور واسنجی و داده های سال 1393 بهمنظور اعتبارسنجی مدل استفاده شدند. مقادیر آماره های nRMSE و Crm برای سالهای واسنجی در خصوص عملکرد دانه به ترتیب معادل 3/9 درصد و 06/0 و برای سال اعتبارسنجی نیز بهترتیب 7/9 درصد و 11/0 حاصل شدند. مدل گیاهی CropSyst کارایی رده عالی را در شبیه سازی عملکرد دانه براساس آماره nRMSE دارا میباشد.
    کلیدواژگان: مدل رشد گیاهی CropSyst، گندم، سناریوهای مدیریا، شبیه سازی، عملکرد محصول
  • مهدی نقی زاده، محمود غلامی، روح الله مرادی * صفحه 175
    به منظور ارزیابی و طبقه بندی پساب خروجی از تصفیه خانه شهر یزد و تعیین مصارف آن در بخش کشاورزی، بر اساس یک روش علمی، نمونه برداری از پساب به صورت هفتگی و به مدت یکسال انجام شده و تعداد کلیفورم مدفوعی(FC) و تخم نماتد (NE)، مقدارPO4، NO2، NO3، NH3، SO4، pH، EC، SAR، Na، Ca، Mg، K، HCO3، CO3، B، Fe، Zn، Cu وMn در شرایط استاندارد، اندازه گیری شد. نتایج آزمایشات نشان داد که با توجه به معیارهای ارائه شده توسط سازمان بهداشت جهانی، پساب مذکور در کلاس B قرار گرفته و برای آبیاری غلات، گیاهان صنعتی، علوفه ای، مراتع، چمنزارها و درختان غیرمثمر، قابل استفاده است. مهمترین عامل محدودکننده این پساب برای استفاده در بخش کشاورزی، غلظت بالای بی کربنات است که از طریق ترسیب یون هایی مانند کلسیم و منیزیم محلول باعث افزایش SAR خاک و کاهش نفوذ پذیری آن در درازمدت خواهد شد. براساس برآوردهای انجام شده، مقدار گچ مورد نیاز به منظور کاهش اثرات سوء سدیم اضافی پساب 62/8 تن در هکتار می باشد. پساب موجود از نظر عناصر غذایی وضع مطلوبی دارد و استفاده از آن در تولید گیاهان صنعتی و علوفه ای از جمله پنبه، جو و هالوفیت ها بلامانع است. از نظر عنصر سمی بر (B) هیچگونه محدودیتی ندارد. آستانه تحمل غالب گیاهان زراعی بیش از غلظت عناصر کلر و سدیم در پساب است. غلظت فلزات آهن، مس، روی و منگنز نیز در طول دوره اندازه گیری کمتر ازحدود بحرانی سمیت ارائه شده بوده و عناصر فوق الذکر هیچگونه سمیت یونی برای گیاهان توصیه شده ایجاد نخواهند کرد. در مجموع، پنبه، آفتابگردان، ذرت، سورگوم، گلرنگ و کنجد جزء گیاهانی هستند که کشت و آبیاری آنها با پساب خروجی از تصفیه خانه فاضلاب شهر یزد بر اساس استانداردهای جهانی بلامانع است.
    کلیدواژگان: بهداشت، ریزمغذی، سمیت، کلیفورم، کیفیت، گچ، نماتد
  • سید اشکان هاشمی، علی شاه نظری، فردین صادق زاده، کاوه خانلری صفحه 191
    نیترات موجود در پساب از مهمترین آلاینده هاست که در اثر استفاده از کودهای ازته بهوجود میآید. افزایش غلظت نیترات می تواند منجربه بیماری های مختلفی در انسان و حیوانات شود. روش های مختلفی برای حذف نیترات از آب وجود دارد که هرکدام ازاین روش ها هزینه بالایی دارند. ازاین رو در این تحقیق سعی شده تا کارایی حذف نیترات به وسیله ضایعات کشاورزی ارزان قیمت مورد بررسی قرار گیرد. این پژوهش در آزمایشگاه آبیاری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری انجام شد. در این آزمایشات عواملی همچون زمان تعادل، pH، مقدار جاذب و مدلهای جذب لانگمویر و فرندلیچ مورد مطالعه قرار گرفت. زمان تعادل برای پوسته برنج، خاک اره و کاه گندم به ترتیب برابر با 60، 30و 60 دقیقه بدست آمد و برای هر سه جاذب کاهش pH منجربه افزایش کارایی حذف نیترات شد و pH بهینه برابر 3 بهدست آمد. همچنین با افزایش مقدار جاذب، مقدار جذب ابتدا افزایش و سپس کاهش یافته و مقدار جاذب بهینه برابر 5/2 گرم بر لیتر محاسبه شد. همچنین بررسی ها نشان داد برای هر 3 جاذب پوسته برنج، خاک اره و کاه گندم، مدل لانگمویر داده ها را بهتر از مدل فرندلیچ برازش میدهد و حداکثر مقدار جذب به ترتیب 43/7 ،73/10 و 52/6 میلیگرم بر گرم محاسبه شده است.
    کلیدواژگان: ایزوترم جذب، پساب، پوسته برنج، خاک اره، کاه گندم
|
  • A. Arzanlou, Y. Hassanzadeh, N. Kardan *, M. Hassanzadeh Page 1
    Dam break due to an earthquake, bombing, piping, overtopping, or some lacks in design and construction process is unavoidable, which could lead to loss of life and property downstream of the dam. In this paper, numerical modelling of Sharchay dambreak, located in Urmiyyah city, is of interesting and the outflow hydrograph of Shahrchay dam site has obtained using Breach model under the scenario that considers the dam break due to overtopping. To numerical modelling of dam break in two dimensional conditions, it has been used CCHE2D software, which utilizes finite element method to solve the shallow-water equations. To verification of the model, the measured data of an experimental model has been used and then the needed number and structure of the cells in computational domain as well as suitable method for discretization of the governing equations has been determined. In addition, using the Graphical Information System (GIS) the information about flood extent obtained and the mapping of flooded zone in downstream prepared. The results revealed that due to dam break and flood spreading that exceeds from the capacity of the river, the flood extends to the surrounding agricultural lands and rural residential areas. Thereafter, with reaching flood to the peak point of hydrograph during 19 hours, the downstream agricultural lands and residential areas is influenced by a great flood. 19 hours after the beginning of dam break, at moment that the flooding reaches to the peak of hydrograph, the critical condition will occur and almost all rural areas will subject in danger of complete submergence.
    Keywords: Dam failur, Flood mapping, Overtopping, Breach, 2D model of CCHE2D
  • M.Zayeri, M.Ghomeshi * Page 18
    Reservoir sedimentation can result in loss of much needed reservoir storage capacity, and
    therefore reducing the useful life of dams. The turbidity current is one of the most important factors that affects sediment distribution in reservoirs and represent a major problems of manmade reservoirs. One of the methods to control or depreciation turbidity currents in reservoirs is create solid obstacle in the reservoir. In this study, the effect of the porous plate on turbidity current with different porosity 0.3, 0.5 and 0.67 percent are studied using FLOW3D software. The turbulence models used for simulation are k ω, RNG and kε. The results showed that k ω turbulence model is more consistent than other models in thesimulation of vertical distribution of the turbidity current. The results show that the waves formed on the upstream of the porous plate are the B type. The use of plate with porosity of 0.67 percent can decrease the flow discharge of turbidity current equal to 64.5% and reduce the porosity to the 0.3 percent case the reduction of discharge of turbidity current to 30%.
    Keywords: Grid plate, Turbidity current, porosity, FLOW3D software
  • Babak Shahi Nejad *, Reza Dehghani Page 30
    Sediment transport has been constantly influenced the river and civil structures and the lack of information about its exact amount causes high damages. Achieving to proper procedure is important to estimate the sediment load in rivers. This study used the support vector machine model to estimate the sediments of the Kakareza river placing on Lorestan Province and their results were compared with results obtained by gene expression programming. Parameters including river discharge, rate of dissolved solids and precipitation for time period (1993-2013) were monthly selected. Criteria including correlation coefficient, root mean square error and mean absolute error were used to evaluate and also compare the performance of models. The achieved results showed that combinational patterns using two intelligence models could be investigated and acceptable results were presented for sediment rats. With regards to accuracy, the support vector machine model showed the highest correlation coefficient (0.867), minimum root mean square error (0.024 ton/day) and the mean absolute error (0.017 ton/day) which was initiated at verification stage. Finally, the results showed that the support vector machine has been shown great capability to estimate the minimum and maximum values for sediment discharge.
    Keywords: Gene Expression Programming, Suspended Sediment, Kakareza River, Support Vector Machine
  • J. Mamizadeh *, S. Heydari, A. Bahrami Page 43
    Demand allocation pattern is one of the key factors in water distribution networks. Due to population growth and more demand need for water, water resource allocation pattern requires more attention. According to the studies available, unfortunately few studies have been conducted on these issues in the context of Iran. Therefore demand allocation pattern to consumption nodes in water distribution networks seems to be neglected to some extent. Taking this existing gap, this study was an attempt to survey Hydraulic simulation of water allocation to each consumption nodes in WaterGEMS software. In this study WaterGems and ArcGIS are used in order to allocate of demand to the consumption nodes in the Ilam University (IRAN). For this, the shape files of studied area border, elevation points, population density in different locations of the university provided using ArcGIS software. This study was done by utilizing there
    Methods
    population density, point load data and area load data. The results are presented via the tables and diagrams. Results showed that the maximum required for water distribution network using population density was obtained as 30.48 liters per second. Also, maximum need for the network using point load data and area load data were calculated as 27.23 liters per second. The water transmission line has the ability to pump approximate 17.61 liter per second while the needed for distribution network is more than this amount of water. As a result, transmission line design is not appropriate.
  • Javad Shahraki *, Ahmad Akbari Soroush Kiani Ghalehsard Page 56
    The uncontrolled use and wasting of water in the agriculture sector gives greater importance than ever before to the question of water resources management. One of the most important uses of water in the agriculture sector, which has received much less attention than the others, is virtual water e port through which a very large volume of Iran’s water resources leaves the country every year. This research studies the exchange rate uncertainty, which is one of the influential factors in virtual water export. Therefore, in this study first we use EGARCH method to estimated exchange rate uncertainty and then we use Hsiao causality method to show relationship between exchange rate uncertainty and the export of virtual water. The findings show that the FPE(i) index values in the two studied causal states, (14.46 and 3.43) are respectively larger than that of the FPE (i, j) index value (13.82 and 1.47). This fact confirms that there is a mutual causal relationship between exchange rate uncertainty and virtual water export of Iran. Therefore, we can say these two factors influence on each other. These results point to the need for stability in the foreign currency of the country on the one hand and management of the production and export sectors on the other hand.
    Keywords: Water Resources, Hsiao's Causality, EGARCH, Agricultural, Iran
  • Ali Rahmatipour, Safar Marofi * Page 71
    In the recent years, not only drought effect, but also a missed agricultural performance management system, as well as a strategic programming resulted the water crisis in more plaint of Iran. In this study, SWOT model was used, in order to develop a managing strategy for sustainable water resources development in the Songor plain. To this aim, the external and internal water resources effective factors (strengths, weaknesses, opportunities and threats) were introduced the effective strategies to improve the actual resource situation. The results showed from the internal factors: high rainfall amount (which is more than two times of the country record) and virtual water export are the strengths and weaknesses points of the study area, respectively. Based on the external factors, the opportunity and threat points are water efficiency and weak strategic crops produced, respectively. The internal and external factors investigation also showed weaknesses and threats points overcome on the strengths and opportunities points. Therefore, based on these results, water resource of the region is on the critical condition. Hence a rapid decision (with using defensive strategies) is necessary to resolve the conflicts of water crisis of the region.
    Keywords: Sustainable development, water crisis, SWOT, Songor plain
  • Hasan Torabi *, Hojjat Allah Yonesi, Danial Mirshahi Page 83
    Due to the limitation of quantity and quality of water resources, the occurrence of long droughts and increasing of populations, construction of multi-objective reservoirs and optimal operation of these reservoirs is very important.In this research, the optimal operation of the Dez dam with multi-objective of supply agricultural and potable water, environment, flood control and electrical power generation is investigated. For this purpose, the particle swarm optimization (PSO) algorithm is modified and the new mutated algorithm (DMPSO) is developed. Then the proposed method (DMPSO) is applied for optimal operation of the multiple Dez reservoir. The results of this research are compared with PSO and standard operation Procedure (SOP). The results show that DMPSO algorithm has the best distribution of monthly release to have less shortage in comparison with PSO and SOP. The annual shortage ratio for PSO, DMPSO and SOP are 28%, 25%, 47% respectively, which represent the high-capability of DMPSO in optimal operation of reservoirs.
    Keywords: particle swarm optimization, DMPSO, reservoirs, multi-objective
  • Hosein Nezaratian, Javad Zahiri *, Seyed Mahmood Kashefipour Page 95
    Modeling pollution transmission in rivers is an important subject in environmental studies. Longitudinal dispersion coefficient is one of the key factors in the modelling of lateral dispersion of pollutants. Several researchers have attempted to estimate this coefficient using empirical and semi-empirical methods. However, robust models that can accurately estimate longitudinal dispersion coefficient in river streams are still required. In this study, data driven models were developed using the hydraulic and geometric parameters of rivers. The classification and regression tree (CART), M5 and genetic programming (GP) were used for this purpose. The models performances were then compared quantitatively with those of existing ones using accuracy parameters such as root mean square error (RMSE), mean absolute error (MAE) and discrepancy ratio (DR). The results illustrated that data driven models outperform the existing formulae in term of accuracy. CART model outperform other models in training step, but its performance decrease for testing data. M5 and GP models have RMSE of 0.41 and 0.44 and accuracy of 61% and 62%, respectively. According to small difference between M5 and GP performances, and simple structure of M5 algorithm, this model can be used for estimating longitudinal dispersion coefficient in streams.
    Keywords: Pollution Transmission, Longitudinal Dispersion Coefficient, CART, GP, M5
  • Yousef Razandi, Behnoush Farokhzadeh, Masoumeh Yousefzadeh Chabok, Teimur Teimurian Page 110
    Considering the limited amount of underground water resources beside the increasingly need for water in different areas, to provide sufficient amount of water, seems to be a must for permanent development. It is estimated that one way to enhance the traditional methods and their management is determining the areas with potential underground water resources. As the traditional and manual methods are extremely time-consuming and needs excessive human efforts, in this study maximum antropy algorithm done by MaxEnt is used to find the potential underground resources of water in Bahar plain - Hamedan provenance. It has been illustrated by this paper that 27.2 all areas there are capable of having underground water resources, in addition based on jacnaif graph , Dem variables, water search thickness and geological considerations are the most important factors in the process of estimating the potential areas and the model has its maximum sensitivity toward them .It is illustrated by the research results that this model has a satisfactory accuracy in the process of finding the underground water resources with 0.83 accuracy rate . It is believed by the researcher that this paper could help planners and be a great aid for future development in the way underground water resources could efficiently be used.
    Keywords: Well, Maximum entropy algorithm, MAXENT, Hamedan-Bahar plain
  • Amir Naserin *, Seyed Mohammad Saeed Mousavi Page 124
    Food security depends on production of basic agricultural crops such as wheat. In rain-fed wheat cultivation, climatic parameters such as temperature and rainfall have much effect on the wheat production. In this research, multi-year meteorological parameters and rain-fed wheat production data of Dezful, Shooshtar, Andimeshk and Masjed-Soleiman counties were used to determine the climatic model production at north of Khouzestan province. To estimate the amount of the effect of different meteorological factors on wheat yield, the linear regression methods at the local and regional scales were used. The findings showed that for estimation of wheat yield, local models need less data model than the regional ones. However, in comparison the local models had more accuracy than the regional model. Also, sensitivity analysis showed that, the mean of maximum temperature and that of precipitation of winter months were most sensitive parameters on wheat yield. In addition, wheat yield increases by the increase in the rain fall. But, rainwater productivity has had wide fluctuation between 0.07 to 0.39 kg/m3 in various years in the region. This shows that more attention should be paid to other factors such as farming factors for increasing rainwater productivity.
    Keywords: Analysis Sensitivity, Multivariate Regression, Rain Water Productivity, Sunshine-Duration, Temperature
  • Zeynabalimirzaei, Rafat Zare Bidaki *, Afshin Honarbakhsh, Rasool Zamani-Ahmadmahmoodi Page 138
    Scientific investigation of drought is essential for water resources management, and reduction it's consequences. But point data of rain is available, where drought affect a range of land. The purpose of this study is spatial analysis of meteorological drought intensity, using geostatistical Kriging in Northern Karun Basin. For this purpose, the standardized precipitation index (SPI) was calculated for 24 rain stations in the area using DIC software.Then, spatial distribution of SPI was determined with ordinary Kriging (OK) submodels: spherical, exponential, linear, Gussian, and linear-to-sill for three years (normal, extremely dry and moderately wet). The results of varigram analysis and error criteria indicated that the geostatistical method Kriging with exponential model due to have lower error rates, has the higher ability in SPI zoning. Finally, the zoning maps if SPI in North Karoun Basin show that in 2007 (extremely dry), drought intensity is higher in eastern parts of basin specially in Broojen station and northern parts of basin like Dashtak, Hiregan and Shahrekord Stations have received more precipitation in 2005 (moderately wet) compared to the rest of the basin. Distribution of drought intensities could be due to rein production fronts and mountainous range direction.
    Keywords: DIC, GS Plus, Kriging, Standardized precipitation index
  • Abolfath Moradi * Page 149
    Due to lack of accurately measured data on crop water consumption in Hormozgan province, the FAO- estimated crop water requirement data are used in most irrigation projects, without their prior assessment in terms of compliance and consistency with the region, which in turn, it may cause water loss or water stress to the plant. Thus, the present research was carried out to evaluate the FAO method precision in estimating canola water consumption in Hormozgan province. Accordingly, first, a lysimeter was installed in the center of a 4-ha ground area. Next, in and around the test site, the canola cultivar (Hyula-401) was cultivated and its water consumption was measured weekly by water balance equation. Climatic parameters such as air temperature, relative humidity, wind speed, sunshine, and rainfall were measured at the meteorological station located on the site and using them, reference crop evapotranspiration was calculated by FAO-56 Penman-Monteith Equation. Then, via multiplying it by the crop coefficient (Kc) identified according to the FAO guidelines, canola water consumption was calculated in weekly periods and compared with values obtained from lysimeter. Finally, the results showed that although the FAO method has a good accuracy in estimating the seasonal water use of the plant in the test area, if the purpose of the planning is irrigation at the farm level, this method could overestimate weekly water consumption from 0.06 to 1.5 mm day-1. Therefore, it is recommended to modify the estimated water consumption by the FAO method using the regression equation proposed in this research.
    Keywords: Canola, Crop coefficient, FAO method, Lysimeter, Water use
  • Farzaneh Zarei, Naser Ganji Khorramdel * Page 164
    Water is a limited and also essential source for the human societies and ecological systems which depend on it. This valuable source is decreasing rapidly because of population growth and economic development in many countries and regions of the world. In such situation, it is needed to increase water productivity. Plant models are used for optimization of management operations in variable environment. The model acts as an analyst tool on the fertility of the product and the environment. Crop growth model CropSyst is a comprehensive sample of a simulated model which is used in many region of the world so far. Due to the need reduction of visits and direct measurements in field, crop growth models can become effective in optimisation of water irrigation management and fertilization. This study is performed in the form of split plot plan based on RCB with two main factors, cultivar with 1levels and irrigation regimes with 8levels and 1repetitions. Cultivars are commercial cultivars named Falat, Shiraz and Chamran. Irrigation regimes were set based on the distance to the lateral pipe. In this study 1meter distances are considered for Irrigation regimes. Accordingly, moisture regimes were 5, 8, 11, 14 meter distances from lateral pipe. The experiment was done in the crop years 2013, 2014 and 2015. The data of the year 2013 and 2014 was used for calibration and 2015 for the validation of the model. nRMSE and Crm for the grain performance in calibration years was obtained 9.3 and 0.06 percent respectively and for the validation year 9.7 and 0.11 percent respectively. According to nRMSE statistic for simulation of grain performance, Crop growth model CropSyst works in the best performance.
    Keywords: Crop Growth Model, CropSyst, Wheat, Management, Scenario, Simulation, Crop Yeild
  • Mehdi Naghizadeh, Mahmood Gholami, Rooholla Moradi * Page 175
    In order to evaluate and classify the quality of wastewater treatment plant effluent of Yazd, and assessing its potential for agricultural sector usage, wastewater samples were weekly collected, and microbial tests, the traits of fecal coli forms (FC), nematode egg (NE) number per each sample, the concentrations of PO4, NO2, NO3, NH3, SO4, Na, Ca, Mg, K, HCO3, CO3, B, Fe, Zn, Cu and Mn ions, and the amounts of pH, EC, SAR, were measured using standard methods. The results showed that wastewater is classified as class B, using WHO guidelines. So, it is suitable for irrigation of cereals, industrial and fodder crops, pastures and ornamental plants. The most limiting factor for applying this wastewater in agriculture is high concentration of HCO3 which will increases SAR through sequestration of calcium and magnesium ions and consequently decreasing the infiltration rate of soil in long period of time. According to the estimates, the Gypsum Requirement (GR) for alleviating harmful effects of high SARadj level in wastewater is equal to 8.62 ton ha-1. High concentration of macronutrients in the wastewater made it feasible for cultivating industrial and fodder crops such as cotton, barley and halophytes. Boron toxicity in the wastewater is not a limiting factor. The concentration of Na and Cl in wastewater was less than the toxicity threshold of these ions for cotton, sunflower, corn, sorghum, safflower, sesame, etc. The concentration of Fe, Cu, Zn and Mn in the wastewater is under toxicity levels that are recommended by FAO, so these elements do not cause any ionic toxicity for plants.
    Keywords: Coli forms, Gypsum, Health, Microelement, Nematode, Quality, Toxicity
  • S.Ashkan Hashemi, Ali Shahnazari, Fardin Sadeghzadeh, Kaveh Khanlari Page 191
    Agricultural waste water are one of the most significant environmental pollutant sources. Nitrate ion in the wastewater is the most important pollutants that arise from using of nitrogen fertilizers. Increasing concentration of Nitrate can lead to various diseases in humans and animals. Lots of methods use for removing nitrate from water that are expensive. Hence, this study aimed at evaluating of nitrate removal by using low-cost agricultural waste. Also this survey is done with a discontinuing system in irrigation laboratory at Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University. In this experiment some factors, such as balance time, optimum pH, optimum mass of adsorbent and Langmuier and Freundlich models were investigated. The results showed that the equilibrium time for rice husk, sawdust and wheat straw are 60, 30 and 60 minutes respectively and for each 3 absorbents decreasing PH lead to increase of nitrate removal efficiency and optimum value for pH occurred at 3. Also, by increasing mass of adsorbent, initial adsorption increased and then decreased and for two optimized absorbents calculated 2.5mg/lit. Finally investigations showed that for each three absorbents include; rice husk, sawdust and wheat straw, adsorption amount is matched with Langmuir model rather than Freundlich model and maximum absorption calculated 7.43, 10.73 and 6.52mg/lit respectively.
    Keywords: Adsorption isotherms, Waste water, Rice husk, Sawdust, Wheat straw