جواد مظفری
-
مجله پژوهش آب ایران، پیاپی 52 (بهار 1403)، صص 103 -111
سرریزهای کنگره ای طول موثر بیشتری نسبت به سرریزهای خطی دارند و می توانند دبی بیشتری در مقایسه با سرریزهای خطی را از خود عبور دهند. در این پژوهش به بررسی عددی و مقایسه راندمان سرریزهای کنگره ای مثلثی و قوسی با استفاده از نرم افزار FLOW 3D با استفاده از مدل RNG k-ε پرداخته شد. برای انجام این کار سرریزهای کنگره ای مثلثی و قوسی با نسبت بزرگنمایی 2، 3 و 4 شبیه سازی شد. بررسی ها نشان داد که با افزایش نسبت هد آب (H_T⁄P) و نسبت بزرگنمایی (L/W)، تداخل تیغه های ریزشی و استغراق موضعی افزایش یافته و سبب کاهش ضریب دبی می شود. به طوریکه به ترتیب در سرریز کنگره ای مثلثی و قوسی، با افزایش نسبت هد آب از 1/0 به 1 حداکثر تا 38% و 39% و با افزایش نسبت بزرگنمایی از 2 به 4 حداکثر تا 29% و 37% کاهش ضریب دبی بوجود می آید. از طرفی سرریزهای کنگره ای قوسی در نسبت بزرگنمایی ثابت، ضریب دبی کمتری تا حداکثر 14% نسبت به سرریز کنگره ای مثلثی دارند. دلیل این مساله زاویه کمتر سرریز کنگره ای قوسی با جدار کانال نسبت به سرریز کنگره ای مثلثی می باشد که سبب برخورد تیغه های ریزشی به جدار کانال و همچنین ایجاد استغراق موضعی بیشتر در سرریز قوسی می شود. همچنین زاویه برخورد جت های جریان در راس سرریز قوسی بیشتر از سرریز مثلثی می باشد که سبب آشفتگی بیشتر جریان و کاهش ضریب دبی خواهد شد.
کلید واژگان: ضریب دبی, سرریز کنگره ای مثلثی, سرریز کنگره ای قوسی, نرم افزار FLOW 3DWeirs are among the structures used in water transfer channels, hydraulic structures, irrigation and drainage channels, and they are used to regulate the water level and control the flow. Weirs are flow diversion tools that are widely used in irrigation and drainage systems and urban sewage systems. Increasing the capacity of each weirs in a certain width is one of the important issues. These changes cannot be implemented in all structures because limiting factors such as topographical conditions and construction materials may not allow. The use of weirs with non-linear crests is one of the ways to increase the capacity of each weir. During the construction of dam structures, due to the high cost, they are looking for a solution to optimize costs, and one of the best ways to build a dam is to use a weir with a non-linear crest. One of the advantages of non-linear weir is to increase the flow rate capacity. Simulation using various software including Flow3d to investigate the flow pattern has become very popular in recent years. The most important reason for using simulation software, in addition to cost reduction, is the possibility of creating different forms of labyrinth weirs in the software. Meanwhile, in the laboratory, it is not possible to investigate the labyrinth weirs of different shapes and dimensions.In this research, the hydraulic model was tested inside a glass flume with a length of 10 meters, a height of 80 cm and a width of 80 cm. This flume has a pump with a maximum flow rate of 90 lit/s. The flow rate is measured using an ultrasonic flow meter. To measure the water level, several rail gauges points that can move along the flume are used. The labyrinth weir is triangular with 4 mm thick and height of 15 cm. The length of the model is 126 cm and the L/W ratio is 1.58. At first, the laboratory model was compared with the simulated model with the same magnification ratio. For this purpose, 9 discharges with a head ratio of 0.2 to 0.7 were investigated in the laboratory. The purpose was to check the accuracy of the model used in the simulation compared to the laboratory model. Then, three triangular and three arched labyrinth weirs models were simulated with 2, 3 and 4 magnifications. K-Ɛ RNG turbulence model was used to solve the turbulence flow. This model has an additional term compared to other turbulence equations, which will give us a more accurate solution for solving and discretizing the turbulence equations. In the current research, the flow depth boundary conditions were used in the flow entry, the exit flow boundary conditions were used in the exit sections, the wall boundary conditions were used in the walls and the floor, and the symmetry boundary conditions were used in the water surface.In order to validate the model, comparison of numerical and laboratory of discharge coefficient (Cd) was used. The results showed that RMSE is equal to 3.9% and MSE is equal to 0.16%. Therefore, the error is acceptable and the model will be used in the simulation of triangular and arched labyrinth weirs. The results showed that the discharge coefficient increased at first and then decreased. At first, gradually increasing the flow over the weirs, the amount of air trapped under the nappe decreases. This has caused a decrease in the amount of momentum introduced by the rotating air under the nappe, as well as a decrease in the negative pressure in that area, and as a result, it has resulted in an increase in the discharge coefficient. Investigations showed that with the increase of the water head ratio (HT⁄P) and magnification ratio (L/W), the nappe interference and local submergence increased and caused a decrease in the discharge coefficient. Thus, in the triangular and arched labyrinth weir, the discharge coefficient decreases up to 38% and 39% with the increase of the water head ratio from 0.1 to 1 and up to 29% and 37% with the increase of the magnification ratio from 2 to 4. On the other hand, arched labyrinth weirs have a lower discharge coefficient of up to 14% at a same magnification ratio than triangular labyrinth weirs. The reason for this problem is the smaller angle of the arched labyrinth weir with the channel wall compared to the triangular labyrinth weir, which causes the nappe interference to hit the channel wall and also cause more local submergence in the arched weir. Also, the impact angle of the flow jets at the top of the arched weir is higher than that of the triangular weir, which will cause more disturbance of the flow and decrease the flow coefficient.
Keywords: Discharge Coefficient, Triangular Labyrinth Weir, Arched Labyrinth Weir, FLOW 3D Software -
خطای پزشکی رویداد زیانبار و ناخواستهای است که به صورت بالقوه میتواند باعث ایجاد عوارض و وقوع مرگو میر بیماران شود. این مسیله با پایبندی به استانداردهای پزشکی سختگیرانه، میتواند قابل پیشگیری باشد. جمعآوریداده ها از سطح آگاهی کارکنان درمانی میتواند پنجرهای به افزایش سطح استاندارد خدمات و محدود کردن وقوع خطاهایپزشکی باشد.روش بررسی مطالعه حاضر از نوع اپیدمیولوژیک توصیفی - تحلیلی و مقطعی بود که با هدف تعیین دیدگاه 300 نفر ازکارورزان و دستیاران تخصصی سال اول نسبت به علل و اظهار خطاهای پزشکی در بیمارستانهای آموزشی دانشگاه علومپزشکی اهواز در سال 1398 - 1397 انجام شد و داده ها تجزیه و تحلیل شدند.یافته ها میانگین نمره خطای پزشکی در کارورزان به تفکیک حیطه های مورد بررسی در حد متوسط بود. بین دستیاران باکارورزان بر اساس شیوع خطای پزشکی به علت ویژگیهای خاص هر بیمار و بیماری رابطه معنادار وجود داشت) 008 / 0 =p (. نگرش کارورزان و دستیاران نسبت به علل ارتکاب خطای پزشکی در حد متوسط بود. بین دستیاران با کارورزان بر اساسنگرش کلی به دلایل خطاهای پزشکی رابطه معنادار وجود نداشت) 05 / 0 < p .)نتیجه گیری بر اساس نتایج به دست آمده از این مطالعه شایعترین علت بروز خطاهای تشخیصی پزشکی مربوط بهویژگیهای خاص هر بیمار و بیماری است که پیشنهاد میشود با ایجاد زیرساختارهای الکترونیکی جهت ثبت سیستمیداده های حاصل از شرح حال و معاینات و ایجاد فرایندی برای در دسترس بودن سابقه پرونده پزشکی گذشته بیمار، میزانبروز خطاها کاهش یابد. همچنین افزایش تعداد نفرات کارکنان پزشکی در کشیکها باید مد نظر قرار گیرد.کلید واژگان: دیدگاه کارورزان و دستیاران, علل خطاهای پزشکیBackground and Objectives Medical errors are harmful and unintended events that lead to complications, morbidity, and potential consequences. This can be potentially prevented by adhesion to strict medical standards. Descriptive data collection for awareness of involved medical staff can enhance the standards of care and restriction for medical error occurrence. Subjects and Methods The present survey was established as a descriptive-analytical cross-sectional epidemiological study. It aimed to determine the viewpoints of 300 interns and new residents regarding the causes and disclosure of medical errors in teaching hospitals of Ahvaz Jundishapur University of Medical Sciences in 2018-2019. The obtained data were analyzed. Results The mean prevalence of medical errors in interns in the investigated areas was moderate. There was a significant relationship between assistants and interns based on the prevalence of medical errors due to the specific characteristics of each patient and disease (P=0.008) The attitude of interns and assistants towards the causes of medical errors was moderate. There was no significant relationship between residents and interns based on their general attitudes toward the causes of medical errors (P> 0.05). Conclusion As evidenced by the results of this study, the most common cause of medical errors for missed diagnosis is related to the specific characteristics of each patient and the disease. It is suggested to reduce the occurrence of medical errors by creating electronic infrastructures for the systematic recording of data from the history and examinations and creating a process for the availability of the patient's past medical records. Furthermore, increasing the number of medical staff per shift should be noted.Keywords: Causes of medical errors, Interns, residents' viewpoints
-
فرسایش و به تبع آن تولید رسوب باعث هدر رفت هر ساله هزاران تن از اراضی حاصلخیز کشور است. لذا لازم است که حوزه های تولید رسوب با شدت و میزان آن شناسایی شوند تا بتوان اقدام به طرح های آبخیزداری در این مناطق نمود. هدف از این تحقیق مقایسه دو مدل EPM و MPSIAC در برآورد فرسایش و رسوب حوزه آدینه مسجد از زیر حوزه های حوزه آبخیز کمال صالح واقع در جنوب غربی استان مرکزی با مساحت 15/11374 هکتار می باشد. بخشی از اطلاعات اولیه مورد نیاز مانند ویژگی های طبیعی و مورفولوژی حوزه از طریق مطالعات آبخیزداری و سایر اطلاعات از طریق پردازش تصاویر رقومی و مشاهدات و تهیه نقشه های مورد نیاز با استفاده از امکانات GIS برای تهیه فاکتورهای مورد نیاز مدل های EPM و MPSIAC به دست آمد. در مدل MPSIAC، میزان رسوب ویژه 713/112 (M3/Km2/year) و فرسایش ویژه 71/375 (M3/Km2/year) محاسبه شد، در مدل EPM میزان رسوب ویژه 95/213 (M3/Km2/year) و فرسایش ویژه 86/395 (M3/Km2/year) محاسبه شد. نتایج حاکی از این است که اگرچه دو مدل برای برآورد فرسایش و رسوب انطباق نسبی با هم دارند لکن نتایج حاصل از مدل MPSIAC با توجه به اینکه گستره ی بیشتری از عوامل دخیل را مورد ارزیابی قرار می دهد دارای کارایی بهتری نسبت به مدل EPM می باشد. بهرحال با توجه به فاصله نه چندان زیاد فرسایش برآوردی دو مدل، در صورتی که داده های مدل MPSIAC موجود نباشد، می توان از مدل EPM با داده های با سهولت دستیابی بیشتر استفاده کرد.
کلید واژگان: حوزه آبخیز, فرسایش و رسوب, مدل سازیIntroductionSoil erosion is the process by which soil particles and components are separated from their main bed by an erosive agent and transported to another location. In the soil erosion process, there are three distinct phases: 1- separation of soil particles, 2- particle transfer and 3- sedimentation of transported materials. In water erosion, the erosive factors are rainfall and runoff. Erosion and the consequent reduction of soil fertility are among the issues that make it difficult to achieve sustainable agricultural development and environmental protection. It is important to study the quantity and quality of erosion in the country's watersheds and to prevent the loss of one of the richest and most valuable natural resources of the country, namely soil, and to fight against this process. (Tabatabai, 1392). Therefore, to calculate the rate of erosion and sediment production in most watersheds of the country that lack statistics or lack of statistics, the use of experimental models to estimate erosion and sediment is required. According to what has been said, the present study was conducted based on the following two main objectives 1- Estimation of erosion and sediment in Adineh Masjed watershed, which is one of the main sub-basins of Kamal Saleh Dam, using EPM and MPSIAC experimental models and 2- Investigation and comparing two models and choosing a better model for similar regions and climates.
Materials and methodsAdineh Masjid watershed is one of the sub-basins of Dez and the main sub-basin of Kamal Saleh dam. Temperature, isotherm, geology of the area, slope and available information were performed and finally, by interpreting the photos, types, land units, current land use were determined and updated with field control. For a more detailed study, first, according to the condition of the main waterway and changes in the appearance of the land and vegetation and new land material, the ridges separating the basin were divided into 15 sub-basins. In EPM model, four watershed erosion coefficient (Ψ), land use coefficient (Xa), rock and soil susceptibility coefficient to erosion (Y) and average basin slope (I) and in MPSIAC model, nine geological, soil, climate factor (Climate), runoff, slope, vegetation, land use, current erosion status and waterway erosion are examined. Each model was scored according to data analysis and digital images and then placed in the relevant formula. Finally, the amount of erosion and sediment in the basin was estimated and the sedimentation class of the area was determined.
ResultsTo determine the score of nine factors affecting soil erosion using MPSIAC method and the four factors of EPM model, each of the factors affecting erosion in units were analyzed. Finally, by weighting, the points of each factor in the models were calculated. The degree of R deposition from the sum of the nine factors of MPSIAC model and the degree of Z erosion was obtained by combining the four EPM factors. Then, the amount of sediment production and erosion in the field of relationships related to each model was calculated and compared and analyzed. In MPSIAC model, the amount of specific sediment (M3 / Km2 / year) was calculated as 112.713 and the specific erosion (M3 / Km2 / year) was calculated as 375.71. In the EPM model, the amount of specific sediment (M3 / Km2 / year) was calculated as 213.95 and Specific erosion (M3 / Km2 / year) was calculated to be 395.86.
Discussion and conclusionThe results of sediment and erosion estimation were estimated separately for each sub-area using two models and it was found that the two models are somewhat relatively compatible with each other. The results of MPSIAC model, have more accuracy and reliability, and therefore the results of the MPSIAC model can be used to estimate the amount of sediment entering the Kamal Saleh Dam. However, due to the small distance between the results of the two models, if we do not have access to MPSIAC model data in similar areas, the EPM model can be used with less data and more easily accessible. It was also observed that in the upper and entrance parts of the basin, where the slope is higher and the vegetation is less, the amount of sediment production and erosion is higher in these areas. So that the upper parts of the basin are in the medium erosion class and the rest of the basin is in the low erosion class.
Keywords: watershed, erosion, sediment, modeling -
ورود فلزات سنگین به تالاب می تواند آسیب زیادی را به محیط زیست آن وارد کند. در این پژوهش به بررسی آزمایشگاهی کاهش میزان فلزات سنگین با استفاده از مواد ارزان قیمت و در دسترس پرداخته شد. بدین منظور سه فلز سرب، کروم و نیکل مورد بررسی قرار گرفتند. برای بررسی کاهش فلزات سنگین از سه تیمار خاک اره، کاه و کلش و زیولیت کلینوپتیلولیت در ستون های آزمایشگاهی استفاده شد. ستون های آزمایشی به طول یک متر و قطر 160 میلی متر تهیه گردید و پساب شبیه سازی شده از آن ها عبور کرد. نتایج نشان داد، بیشینه جذب فلز سرب در کاه و کلش (6/37 درصد) بهتر از خاک اره (33 درصد) و زیولیت (2/12 درصد) و بیشینه جذب فلز کروم در زیولیت (4/44 درصد) بیشتر از خاک اره (2/40 درصد) و کاه و کلش (6/37 درصد) می باشد. در نهایت برای جذب نیکل، خاک اره (4/39 درصد) نتایج بهتری را نسبت به کاه و کلش (9/35 درصد) و زیولیت (3/33) ارایه داده است. نتایج آزمون آنالیز واریانس یک طرفه نشان داد که میزان جذب هر سه فلز سنگین در تیمارها، در سطح 1 درصد معنی دار می باشد و هر سه جاذب توانایی جذب فلزات سنگین مورد بررسی را داشته اند. همچنین با توجه به آزمون LSD به جز در جذب سرب توسط زیولیت، تفاوت معنی داری بین جاذب های مورد استفاده وجود نداشته است.کلید واژگان: جذب, خاک اره, زئولیت, کاه و کلشThe accumulation of heavy metals in the wetlands may cause significant damage to the environment. In this study, an experimental study was performed to reduce the amount of heavy metals using inexpensive and available materials. For this purpose, three metal ions of lead, chromium, and nickel, which had high values in the wetland were studied. Three treatments of sawdust, straw and zeolite clinoptilolite (ZC) were used in laboratory columns to investigate the heavy metal removals. The laboratory columns with a length of 1 m and a diameter of 160 mm were prepared and the wastewater were passed through them. The results showed that the maximum adsorption of lead metal ions in straw (37.6%) was better than sawdust (33%) and zeolite (12.2%). Besides, the maximum chromium adsorption in zeolite (44.4%) was higher than sawdust (40.2%) and straw (37.6%). Finally, for nickel adsorption, sawdust (39.4%) gave better results than straw (35.9%) and zeolite (33.3%). However, it seems that all the treatments used are relatively effective in removing the studied heavy metals. However, for maximum Adsorption, it is better to use a mixture of the studied treatments. The results of the one-way analysis of variance showed that the absorption rate of all three heavy metals in the treatments was significant at the 1% level and all three adsorbents had the ability to absorb the investigated heavy metals. Also, according to the LSD test, except for lead absorption by zeolite, there was no significant difference between the adsorbents used.Keywords: Adsorption, Sawdust, Zeolite, Straw
-
سرریز کنگره ای با افزایش طول تاج، ضریب آبگذری را افزایش می دهد و ارتفاع سیل را نسبت به سرریز خطی کاهش خواهد داد. هدف از این پژوهش بررسی سرریزهای کنگره ای نیم دایره ای و مثلثی همسان می باشد. بدین معنی که سرریز کنگره ای مثلثی تک سیکل با سرریز کنگره ای نیم دایره ای تک سیکل و سرریزهای دو سیکل با یکدیگر مقایسه می شوند و تعداد سیکل در مقایسه تاثیر نخواهد داشت. همچنین، پارامترL/W ثابت خواهد ماند و بنابراین فقط تغییرات زاویه راس سرریز و زاویه با جداره کانال موثر خواهد بود. آزمایش ها در کانالی با عرض 8/0 متر و در دبی 6 تا 70 لیتر بر ثانیه انجام گردید. 10 مدل با ضخامت 4 میلیمتر ساخته شدند که پنج مدل آن سرریز مثلثی و 5 مدل آن سرریز نیم دایره ای می باشند. ارتفاع سرریزها 15 سانتیمتر و طول سرریزها 126 سانتی متر می باشد. مقایسه سرریزکنگرهای مثلثی با نیم دایره ای همسان، نشان داد که ضریب دبی سرریزهای کنگره ای مثلثی تا حدودی بالاتر می باشد. با افزایش تعداد سیکل، تداخل تیغه های ریزشی و استغراق موضعی افزایش یافته و ضریب دبی کاهش می یابد. زاویه راس سرریز کنگره ای نیم دایره ای رو به پایین (180 درجه) بیشتر از زاویه راس سرریزکنگره ای مثلثی (5/35 درجه) است که سبب برخورد جت های جریان در سرریز کنگره ای نیم دایره ای با زاویه بزرگتری شده و باعث ایجاد آشفتگی و کاهش راندمان بیشتر می شود. با قرارگیری راس سرریزکنگره ای به سمت بالادست، برخورد جت های جریان در راس حذف شده و زاویه سرریز با جدار کانال پایین دست نیز افزایش می یابد که نهایتا سبب افزایش راندمان سرریز می شود.
کلید واژگان: سرریز کنگره ای نیم دایره, سرریزکنگره ای مثلثی, تیغه های ریزشی, استغراق موضعیIntroductionLabyrinth weirs reduce the flood height compared to linear weirs. Labyrinth weirs have a longer length than linear weirs and therefore the flood will pass over it with a lower height. But different forms of Labyrinth weirs have different efficiency. Considering the many effective parameters in the discharge coefficient of Labyrinth weirs, in this research, semi-circular and triangular homologous labyrinth weirs are investigated. Therefore, only changes in the angle of the weir head and the angle with the channel wall will be compared and investigated.
MethodologyExperiments were performed in a channel with a width of 0.8 meters and a flow rate of up to 70 liters per second. 10 weir models with a thickness of 4 mm were made, five of which are triangular weirs and 5 of which are semi-circular weirs. The height of the weirs is 15 cm and the ratio of the length of the weirs to the width of the channel (L/W) is equal to 1.26. Each triangular labyrinth weir was compared with its homologous semi-circular weir. This means that the single-cycle semi-circular Labyrinth weir with the upward apex will be compared with the triangular single-cycle Labyrinth weir with the upward apex. Other Labyrinth weirs will also be compared with their corresponding triangular Labyrinth weirs. This causes the angle of the head of the weir as well as the angle of the weir with the wall of the downstream channel to be investigated and other parameters effective in the discharge coefficient are constant in this investigation. Finally, according to the measured data, a relation for the discharge coefficient will be presented.
Results and DiscussionThe comparison of the triangular labyrinth weir with the identical semi-circular weir showed that the discharge coefficient of the triangular weirs is generally higher. The maximum reduction of the discharge coefficient of the semi-circular labyrinth weir was 9%, which is for the single-cycle labyrinth weir with the with downward apex. With the increase of cycles and the placement of the weirs apex towards the upstream, the distance between the discharge coefficient of the identical semi-circular and triangular labyrinth weirs decreases and their efficiency becomes almost the same. The smaller angle of the semi-circular labyrinth weir with downward apex with channel wall causes more interference of Nappe with the channel wall and cause more local submergence and reduce its efficiency. Also, the angle of impact of the flow jets at the apex of the semi-circular labyrinth weir with downward apex is greater than that of the triangular labyrinth weir, which causes more turbulence and as a result reduces the efficiency more at the apex of the semi-circular labyrinth weir. By placing the apex of the labyrinth weir towards the upstream, the impact of the flow jets at the apex is eliminated and the angle of the weir with the wall of the downstream channel increases, which ultimately increases the efficiency of the weir. The increase in efficiency in a semi-circular weir with the apex towards the upstream is more than in a similar triangular weir, and as a result, the discharge coefficient of the two weirs is close to each other. For triangular labyrinth weir, the discharge coefficient is equal to -0.146Ln(HT/P)+0.4959 with a regression of 0.94 and for semicircular labyrinth weir, the discharge coefficient is equal to -0.158Ln(HT /P)+ 0.4731 with a regression of 0.9, which indicates that these relationships fit the data well.
ConclusionThe results showed that the labyrinth weirs with the upward apex have a better performance than the labyrinth weirs with the downward apex. Also, semi-circular labyrinth weirs had lower efficiency than triangular labyrinth weirs. Of course, with the placement of the apex of the labyrinth weirs upstream, the performance of the semi-circular labyrinth weirs increases and they approach the triangular labyrinth weirs. Therefore, in labyrinth weirs with upward apex, which have better performance, the use of each of semi-circular and triangular labyrinth weirs will not make much difference.
Keywords: Semi-circular labyrinth weir, Triangular Labyrinth weir, Nappe Interference, local submergence -
مجله پژوهش آب ایران، پیاپی 49 (تابستان 1402)، صص 111 -120
نانوجاذب ها به عنوان یک محصول نوظهور نقش مهمی در کنترل و حذف آلودگی های محیطی ایفا می کنند. از این رو، در این مطالعه جاذب زیولیت کلینوپتیلولایت و نانو کامپوزیت تهیه شده از نانو ذرات Fe3O4 A Zeolite به منظور حذف یون نیترات از پساب واقعی در سیستم صنعتی تهیه گردید. همچنین تیمار زیولیت و تیمار زیولیت-خاک رس برای مقایسه مورد آزمایش قرارگرفتند. ستون های آزمایشگاهی از جنس PVC به ارتفاع یک متر و قطر mm 100 استفاده گردید. ستون های مورد بررسی تا ارتفاع 60 سانتی متر از مواد مورد بررسی پر شد و بر روی ستون ها به اندازه 20 سانتی متر پساب به صورت مستمر قرار گرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح پایه کاملا تصادفی در سه تکرار اجرا گردید. نتایج نشان داد نانوکامپوزیت با پایه زیولیت و Fe3O4 توانایی جذب بیش از 70 % نیترات را در مقیاس آزمایشگاهی کوچک و جریان غیرمستمر را داراست. در جریان مستمر و در مقیاس بزرگ آزمایشگاهی که دارای کاربرد صنعتی می باشد، میزان جذب نانوکامپوزیت، پس از 8 ساعت جریان مستمر به 27% خواهد رسید. این میزان جذب برای زیولیت-خاک رس 17% و برای زیولیت 4/13% می باشد. کاهش زمان تماس و افزایش میزان پساب در جریان مستمر ، سبب کاهش تاثیر جاذب ها خواهد شد. نتایج آنالیز واریانس یک طرفه برای مقایسه اثر حذف پساب در مقیاس صنعتی بین های جاذب های مورد استفاده نشان داد که جاذب نانوکامپوزیت استفاده شده دارای کارایی بیشتری نسبت به جاذب زیولیت و زیولیت/خاک رس می باشد. بطور کلی نتایج این تحقیق نشان می دهد نانوکامپوزیت استفاده شده در این مطالعه توانایی نسبی در حذف نیترات از محیط آبی دارد و در صورت افزایش زمان تماس، می توان در مقیاس صنعتی با درصد جذب مناسبی از آن استفاده کرد.
کلید واژگان: پساب, مقیاس صنعتی, نانو کامپوزیت, نیتراتIntroductionAs a new product, nanoabsorbents play an important role in controlling and removing environmental pollution. Fe3O4 nanoparticles, due to their high absorption level, have a great ability to increase the efficiency of zeolite adsorbents in removing pollutants. Naeej et al. (2013) explained Zeolite modified with zero iron nanoparticles, due to having many absorption sites as a reducing agent, can have a great ability to remove nitrate from drinking water. Yaghmaian et al. (2015) investigated the removal of nitrate from aqueous solutions with zero-valent iron nanoparticles and stated that at a pH of 5.8 and a contact time of 55 minutes, more than 80% absorption is obtained. Qarlaqi et al. (2015) investigated the efficiency of iron oxide nanoparticles for urban sewage treatment. They stated that at pH equal to 3 and contact time of 15 minutes, the maximum amount of absorption is obtained. Therefore, in this study, clinoptilolite zeolite adsorbent and nano composite prepared from A Zeolite Fe3O4 nanoparticles were prepared in order to remove nitrate ions from real wastewater in industrial system. Also, zeolite treatment and zeolite- clay treatment were tested for comparison.
MethodsIn this research, Fe3O4 nanoparticles were used to increase the efficiency of zeolite in removing nitrate from aqueous solutions and real wastewater. Laboratory columns made of PVC material with a height of one meter and a 100 mm diameter were used. The investigated columns were filled up to a height of 60 cm with the investigated materials and 20 cm of wastewater was continuously placed on the columns. The investigated treatments include three adsorbent materials: a) six kilograms of zeolite (clinoptilolite), b) three kilograms of zeolite and three kilograms of clay, and c) six kilograms of nanocomposite prepared from zeolite and nanomagnetic with an optimal ratio (Ratio of Zeolite: 0.5 Fe3O4) was laboratory. Synthetic wastewater with a concentration of 40 ppm was prepared and used. The temperature of the wastewater used was 20 degrees Celsius and the pH of the treated wastewater was measured as 7.2. The experiment was carried out factorially and in the form of a completely random basic design in three replications.
ResultsThe results showed that the nano composite based on zeolite and Fe3O4 can absorb 70% of nitrate in a small laboratory scale and non-continuous flow. In continuous flow and on a large-scale laboratory that has industrial application, the absorption rate of nanocomposite will reach 27% after 8 hours of continuous flow. This absorption rate is 17% for zeolite-clay and 13.4% for zeolite. Decreasing the contact time and increasing the amount of wastewater in continuous flow will reduce the effect of absorbents. The results of the average comparison of the nitrate concentration in the wastewater from the columns with different absorbers show that the difference between the nitrate concentration in all measurement times between the nanocomposite absorber and the other two absorbers is statistically significant at the 1% level. Also, the results of one-way analysis of variance to compare the effect of wastewater removal on an industrial scale between the adsorbents used showed that the nanocomposite adsorbent used has more efficiency than zeolite and zeolite-clay adsorbents. Due to the fact that the composition of nanocomposite (zeolite modified with nano Fe3O4) has more surface area than zeolite and clay adsorbent due to having nano compounds, so the reactivity of this adsorbent is increased and nitrate absorption in this adsorbent is more than other adsorbents. In general, the results of this research show that the nanocomposite used in this study has a relative ability to remove nitrate from the water environment, and if the contact time is increased, it can be used on an industrial scale with a suitable absorption percentage. The current research was done with continuous flow and short contact time. This is despite the fact that in most of the investigated studies, the contact time was more than 50 minutes. Therefore, the amount of absorption is less than the laboratory scale and non-continuous flow. To solve this problem, the continuous flow system should be designed in such a way that the contact time reaches at least more than 50 minutes. In addition, with proper design, passing through the filter can be done in two stages so that maximum absorption takes place.
Keywords: Wastewater, Industrial scale, Nanocomposite, Nitrate -
در این پژوهش، بررسی وضعیت رسوب گذاری رودخانه قره چای واقع در استان مرکزی و امکان برداشت شن و ماسه در محدوده سیلاب دشت آن مطالعه شد. برای این کار با شبیه سازی جریان رودخانه، میزان فرسایش و رسوب گذاری در بازه ای به طول 8/29 کیلومتر در نزدیکی شهرستان خنداب محاسبه شد. پس از تهیه اطلاعات هیدرولیکی مورد نیاز و اطلاعات مربوط به مواد رسوبی و دانه بندی رسوبات، آورد رسوبی رودخانه و نحوه توزیع آن در طول مسیر رودخانه با استفاده از مدل HEC-RAS بررسی شد. پس از واسنجی مدل، رابطه انتقال رسوب ویلکاک با شش درصد اختلاف با مقادیر اندازه گیری شده در ایستگاه هیدرومتری به عنوان مناسب ترین رابطه برآورد دبی رسوب شناسایی شد. بر این اساس، میزان تغییرات در تراز کف هر یک از مقاطع رودخانه، میزان رسوب عبوری و تغییرات پروفیل طولی رودخانه طی دوره ده ساله شبیه سازی شد. نتایج نشان داد که در طول ده سال، به طور متوسط سیزده سانتی متر فرسایش در طول بازه مورد بررسی وجود داشت. متوسط فرسایش در بازه های شش کیلومتری از بالادست به پایین دست به ترتیب 18، 21، 14، 8 و 2/3 سانتی متر بود؛ بنابراین، امکان برداشت مصالح رودخانه ای در این بازه وجود نداشت. همچنین ایجاد گودال برداشت به طول شش کیلومتر، عرض پنجاه متر و عمق بیست و پنجاه سانتی متر، از عمیق ترین نقطه کف رودخانه در شش کیلومتر پایین دست نشان داد که این گودا ل ها پس از ده سال در شرایط خود باقی می ماند و به حالت اولیه قبل از برداشت برنمی گردد. بنابراین، تنها در صورت لزوم در شش کیلومتر انتهایی که میزان فرسایش به کمترین حد خود رسیده است امکان برداشت وجود خواهد داشت.
کلید واژگان: بستر رودخانه, برداشت شن و ماسه, مدل HEC-RAS, مصالح رودخانه ایIn this study, the sedimentation process in QareChai River (located in Markazi province) and the possibility of sand mining and construction activities in the margin and floodplain areas was evaluated. To do this, by simulating the river flow, the rate of erosion and sedimentation was simulated in a length of 29.8 km near the Khondab city. After preparing the required and basic information and data related to bed materials and sediment gradations, the river sediment flux and distributions along the river were investigated using the HEC-RAS model. After calibrating the model, Wilcock sediment transport formula was selected as the most appropriate equation for estimating sediment discharge with an error of 6% in comparison with the values measured at the hydrometric station. Accordingly, the amount of bed changes in the level of each river section, the amount of sediment and the changes in the longitudinal profile of the river over a 10-year period were simulated. The results showed that during 10 years, there was an average of 13 cm of erosion. The average erosion in the intervals of 6 km from upstream to downstream is 18, 21, 14.8 and 3.2 cm, respectively. Therefore, it is impossible to extract river bed materials in this period. In addition, the creation of a hole with a length of 6 km, a wide of 50 m, and depths of 20 and 50 cm from the deepest point of the river at a distance of 6 km downstream showed that these holes will remain constant after 10 years and will not return to their original conditions before mining. Therefore, when the erosion rate reached its minimum value, it will be possible to extract sediment at a distance of 6 km downstream.
Keywords: Riverbed, Sand Mining, HEC-RAS Model, River Material -
مجله پژوهش آب ایران، پیاپی 48 (بهار 1402)، صص 119 -128
برای مدیریت تخصیص منابع آب در سطح یک حوضه، مدل WEAP به دلیل سیستم مدیریت یکپارچه منابع آب و اولویت-بندی تخصیص آب، در سال های اخیر مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. در این پژوهش، سامانه های آبی حوضه مطالعاتی سد کلان ملایر واقع در استان همدان در دوره زمانی 1373 تا 1397 با هدف بررسی سناریوهای مدیریتی مدل-سازی گردید. شاخص R2، RMSE و ME برای دو متغیر حجم مخزن و دبی ماهانه رودخانه استفاده که نتایج به دست آمده نشاندهنده مطلوبیت در مدل سازی می باشد. سپس، سه سناریو محتمل علاوه بر شرایط موجود طرح ریزی شد. سناریوهای مورد بررسی عبارتند از: 1-سناریو غیرمحافظه کارانه (افزایش مصرف بدون توجه به منابع آبی)، 2- سناریو محافظه کارانه (تعدیل بخش کشاورزی متناسب با توان منابع آبی) و 3- سناریو توسعه ی کامل (سناریو بهبود ساختاری به علاوه نیاز زیست محیطی در سطح خوب). نتایج نشان داد که سناریو توسعه کامل با در برداشتن بهبود ساختار شبکه انتقال و توزیع آب و همچنین اصلاح سرانه مصرف و افزایش سهم 30 درصدی اراضی کشاورزی که با روش های مدرن آبیاری می شوند، بالاترین شاخص اعتمادپذیری (بیش از 90 درصد) برای هر یک از بخش های مصرف را به دست آورد. همچنین افزایش غیرمحافظه کارانه نیازهای آبی باعث کاهش معنادار اعتمادپذیری سیستم می شود به طوریکه باعث اتمام ذخیره آب زیرزمینی بعنوان ذخایر حیاتی منطقه طی 15 سال از اجرای این سناریو خواهد شد.
کلید واژگان: تخصیص منابع آب, WEAP, مصارف کشاورزی, سناریوIntroductionProper planning and providing management solutions for sustainable use of water resources is an inevitable necessity. To manage the allocation of water resources at a basin, the WEAP model has attracted the attention of many researchers in recent years due to its integrated water resources management system and prioritization of water allocation. In this research, the supply and demand situation of the basin located upstream of the Kalan Malayer dam in Hamedan province has been investigated using the WEAP model. The purpose of the research is to investigate the sources and uses in the medium term and to provide management solutions by defining different scenarios for the integrated management of surface water resources in the basin.
MethodsIn this research, the water systems of the study basin of the Kalan Malayer Dam located in Hamedan province were modeled in the period from 2013 to 2017 with the aim of investigating management scenarios. R2, RMSE and ME for the two variables of reservoir volume of Kalan Dam of Malayer and monthly river flow at Droodgaran hydrometric station are used, and the obtained results indicate the usefulness of modeling. Then, three possible scenarios were planned in addition to the existing conditions. The investigated scenarios are: 1-non-conservative scenario (increase in consumption regardless of the amount of available water resources), 2-conservative scenario (adjustment of the agricultural sector according to the capacity of water resources) and 3- complete development scenario (scenario of structural improvement plus environmental requirement at a good level). Existing condition includes agricultural needs of 15,000 hectares with the common cultivation pattern of the irrigation area with 56% efficiency, drinking needs of Malayer city with a population growth rate of 2.35%, industry needs of 0.73 million cubic meters per year and the minimum environmental needs of the river. The non-conservative includes the increase of the cultivated area of agricultural farms to 18000 hectares, the population growth rate of 3.6 for the region, the increase of 30% of industrial units and the minimum environmental requirement for the Kalan Malayer River. The Conservative Scenario is adjustment of the level of agricultural farms with the common cultivation pattern of the region, observing the permissible withdrawal limit from groundwater in normal and rainy years and providing the minimum environmental requirement (acceptable level) with the Montana method for the Kalan Malayer River. The Full Development Scenario includes agricultural needs of 15,000 hectares with the common cultivation pattern of the region, with an increase in the share of modern irrigated lands from 20% to 50%, the drinking needs of the city of Malayer, both rural and urban, with per capita improvement of water consumption, the needs of industry 0.73 million cubic meters per year and providing environmental needs (good level) for the river.
ResultsThe model validation indices for the two variables of reservoir volume and monthly river flow showed that the R2 coefficient is at the optimal level above 0.8. Also, the ME index is close to one and this indicates the desirability of modeling and the calibration of the model. The results showed that in the agricultural sector, which is the major consumer of water resources, there will be approximately 26% water shortage in the reference scenario, 43% in the non-conservative scenario, 13% in the conservative scenario, and 9% in the full development scenario. Also, the results showed that the complete development scenario, taking into account the improvement of the structure of the water transmission and distribution network, as well as the improvement of per capita consumption and the increase of 30% share of agricultural lands that are irrigated with modern methods, has the highest reliability index (more than 90%) for each of obtained consumption segments. Also, the non-conservative increase in water needs will significantly reduce the reliability of the system, so that the groundwater storage as a vital resource of the region will be depleted within 15 years of the implementation of this scenario. The comparison of the scenarios from the point of view of groundwater consumption shows high consumption in the existing scenario and the Non-Conservative Scenario. The results of the storage level of the aquifer for these two scenarios have been obtained, which shows the maximum withdrawal from the aquifer to supply most of the consumed points.
Keywords: Allocation of water resources, WEAP, Agricultural uses, Scenario -
بررسی روند تغییرات سطح آب زیرزمینی و پیش بینی آن در مدیریت منابع آبی اهمیت بسزایی دارد. در این پژوهش شبیه سازی تغییرات سطح آب زیرزمینی دشت نهاوند با استفاده از مدل ریاضی MODFLOW و با در نظر گرفتن پارامترهای موثر بر پدیده انجام شده است. ابتدا فرآیند واسنجی و صحت سنجی در یک دوره آماری 120 ماه انجام گرفت. سپس چهار سناریو (شرایط برداشت فعلی و 10، 30 و 50 درصد کاهش برداشت از چاه های کشاورزی) برای پیش بینی تغییرات سطح آب زیرزمینی در آینده بررسی گردید. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که مدل ریاضی استفاده شده جهت شبیه سازی آبخوان نهاوند دارای 21 درصد خطای نسبی NRMSE می باشد که موید مدل سازی مناسب پس از بررسی فرآیند پیش بینی است. همچنین مشخص گردید که سناریوی 0 و 10 درصد سبب کاهش تراز آب زیرزمینی در آینده خواهد شد. مقدار کاهش 30 درصدی بهره برداری منجر به ایجاد شرایط ثابت و کاهش بیش از آن تا مقدار 50 درصد قادر به جبران کسری مخزن در دوره ای بلند مدت است.کلید واژگان: MODFLOW, آبخوان, بیلان, چاه کشاورزیUnderstanding the trends of groundwater level changes and its prediction can be important in water resources management. In this study, the simulation of groundwater level changes in Nahavand plain was performed using MODFLOW mathematical model and considering the parameters affecting the phenomenon. First, the calibration and validation process was performed over a statistical period of 120 months. Then, four scenarios (current harvest conditions and 10, 30 and 50% reduction in agricultural wells harvesting) were investigated to predict future groundwater level changes. The results indicate that the mathematical model used to simulate the Nahavand aquifer has 21% relative error of NRMSE, which confirms the proper modeling after considering the prediction process. It was also found that 0 and 10% scenarios would decrease groundwater level in the future. A 30% reduction in operating capacity leads to constant conditions and a reduction of more than 50% creates a positive balance in the long term.Keywords: MODFLOW, aquifer, budget, Agriculture well
-
توزیع رطوبت در خاک تحت تاثیر عوامل مختلفی از جمله دبی و نوع سیستم های آبیاری می باشد. در این پژوهش سعی براین است که توزیع افقی و عمودی رطوبت، توزیع مجدد رطوبت در خاک و مساحت خیس شده در پایان آبیاری در دو سیستم آبیاری قطره ای سطحی و زیرسطحی مقایسه گردد. بدین منظور آزمایشی در قالب یک مدل فیزیکی شیشه با ابعاد 1 ×5/0×20/1 متر، دو عمق نصب (0 و 30 سانتی متری) و سه دبی(2=Q1، 4= Q2و 8=Q3 لیتر بر ساعت) به صورت فاکتوریل و در قالب طرح پایه کاملا تصادفی در طی شش ساعت آبیاری برای بافت خاک شنی انجام گردید. توزیع مجدد رطوبت آبیاری پس از 68 ساعت، بررسی شد. نتایج نشان داد در سیستم قطره ای زیرسطحی با دو برابر و چهار برابر شدن دبی، مساحت خیس شده به ترتیب به سه و پنج برابر افزایش یافته ولی درسیستم سطحی به ترتیب به دو و چهار برابر تغییر یافته است. همچنین تغییرات توزیع مجدد رطوبت در سیستم قطره ای زیرسطحی بیشتر از سطحی بوده است، زیرا در سیستم قطره ای سطحی آب به صورت آزادانه تری در خاک حرکت می کند و بیشترین تغییرات در جبهه رطوبتی در آن، پیش از توزیع مجدد انجام شده است. در نظرگیری تغییرات مجدد الگوی رطوبتی برای طراحی سیستم های آبیاری بسیار حایز اهمیت است چراکه باعث مدیریت بهتر توزیع رطوبت و جلوگیری از تلفات عمقی ناشی از آن می گردد.
کلید واژگان: مساحت خیس شده, توزیع مجدد رطوبت, توزیع افقی, توزیع عمودیSoil moisture distribution is affected by various factors such as discharge and the type of irrigation systems. In this study, it is tried to compare the horizontal and vertical distribution of moisture, redistribution of moisture in the soil and the wetting area at the end of irrigation in two surface and subsurface drip irrigation systems. For this purpose, an experiment in the form of a glass physical model with dimensions of 1 × 0.5×1.20 m, two installation depths (0 and 30 cm) and three discharges (Q1=2, Q2=4 and Q3=8 liters/hour) for sandy soil texture was performed during six hours of irrigation as factorial and in a completely randomized design. Irrigation moisture redistribution was investigated after 68 hr. The results showed that in the subsurface drip system with doubling and quadrupling the discharge, the wetting area increased to three and five times, but in the surface system it changed to two and four times, respectively. Also, changes in moisture redistribution in the subsurface drip system have been more than the surface drip system, because in the surface drip system, water moves more freely in the soil and most changes in the moisture front were made before redistribution. Considering the moisture redistribution is very important for the design of irrigation systems because it leads to better management of moisture distribution and prevention of deep losses.
Keywords: Wet Area, moisture redistribution, Horizontal distribution, vertical distribution -
تعیین مناطق مناسب پخش سیلاب برای تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی اهمیت زیادی دارد. دشت قالهر دلیجان طی 10 سال اخیر بیش از 11 متر افت سطح آب زیرزمینی داشته است و نیاز به ایجاد تعادل در آبخوان دارد. در این پژوهش برای مکان یابی نقاط پخش سیلاب در حوضه آبریز قالهر دلیجان (استان مرکزی) از فرایند تحلیل سلسله مراتبی و سامانه اطلاعات جغرافیایی استفاده شد. این بررسی در سه مرحله انجام شد. در مرحله اول مهم ترین معیارها و شاخص های موثر در مکان یابی تغذیه مصنوعی تعیین شد. در مرحله دوم برای ارزیابی و اولویت بندی این معیارها، از روش سلسله مراتبی استفاده شد. برای این منظور، از معیارهای خصوصیات سیل خیزی، شیب، نفوذپذیری، زمین شناسی، ضریب ذخیره، کاربری اراضی استفاده شد. از جدول تعیین ارزش، اهمیت و ارزش هریک از معیارها و شاخص ها تعیین شد. نتایج نشان داد در مورد تعیین مناطق مناسب برای تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی در حوضه آبریز قالهر، معیارهای سیل خیزی و شیب به ترتیب از وزن بیشتری برخوردارند. در این راستا ضریب ذخیره و کاربری اراضی دارای وزن نسبی کمتری هستند. در مرحله سوم بر اساس ماتریس اوزان، لایه های اطلاعاتی رستری، توسط اکستنشن AHP در ArcGis با یکدیگر تلفیق شدند و نقشه اولویت مکانی پخش سیلاب تهیه شد. نتایج نشان داد با لحاظ کردن مناطق دارای محدودیت کاربری، 3/29 درصد از کل حوضه آبریز به عنوان مناطق بسیار مناسب و مناسب برای پخش سیلاب است که مساحتی حدود 4280 هکتار را شامل می شود.
کلید واژگان: سیلاب, فرایند تحلیل سلسلهمراتبی, سامانه اطلاعات جغرافیایی, تغذیه مصنوعیDetermining suitable areas for flood spreading is essential for the artificial recharge of groundwater. Qalhar of Delijan plain has decreased by more than eleven meters in groundwater level during the last 10 years and needs to balance the aquifer. In this research, a hierarchical analysis process (AHP) and geographic information system (GIS) were used to select site for the flood spreading in the Qalhar of Delijan Basin (Markazi Province). The study was conducted in three stages. In the first stage, the most important criteria and effective indicators to select site for artificial recharge were determined. In the second stage, a hierarchical method was used to assess and prioritize these criteria. For this purpose, criteria for flood characteristics, slope, permeability, geology, storage factor, land use were used. The results showed that flood and gradient criteria are more important in determining suitable areas for groundwater artificial recharge in the Qalhar basin. In this regard, the storage coefficient and land use have less relative weight. In the third step, based on the weights matrix, the Rasterian information layers were combined with AHP extension in Arc GIS and flood spreading Spatial preference map was prepared. The results showed that considering the restricted areas and the areas susceptible to artificial recharge, 29.3% of the total catchment area is suitable for flood spreading, which covers an area of 4250 hectares.
Keywords: Flood, AHP, GIS, Artificial recharge -
با توجه به اهمیت کنترل و ذخیره منابع آب های سطحی و تاثیر رسوب گذاری مخازن سدها بر آن، در این پژوهش به بررسی عملکرد رسوب گذاری در رودخانه و سد کمال صالح با مدلGstars4.0 پرداخته شد. برای این کار، بیش از 35 کیلومتر از طول رودخانه بررسی شد. همچنین برای اجرای مدل و بررسی رسوب گذاری مخزن، دو حالت حدی در نظر گرفته شد: یکی بیشترین مقدار سطح آب در سد (مخزن پر) و دیگری مخزن نیمه پر. سپس نرم افزار برای پنجاه سال اجرا شد و نتایج نشان داد که در حالت مخزن پر و نیمه پر، رسوب گذاری در مکان های متفاوتی روی خواهد داد. در حالت مخزن پر نیز رسوب گذاری در فاصله دورتری از سد و در انتهای مخزن انجام شد که دلیل این امر، عمق بیشتر آب و در نتیجه سرعت کمتر آن در حرکت به سمت سد است. در این حالت، جلوی جبهه رسوب گذاری در حدود هفت هزار متر با سد فاصله دارد؛ این در حالی است که برای مخزن نیمه پر، فاصله جبهه جلویی رسوب گذاری با دیواره سد تقریبا 2500 متر است. طولی از رودخانه که رسوب گذاری در حالت مخزن پر و نیمه پر در آن انجام می شود، به ترتیب 3243 و 3220 متر و حداکثر عمق رسوب گذاری به ترتیب، 14.46 و 12.79 متر است. بنابراین، به نظر می رسد که در طول رسوب گذاری و ارتفاع آن تفاوت چندانی وجود ندارد و فقط مکان رسوب گذاری جا به جا شده است که در مخزن سد نیمه پر، رسوب گذاری به بدنه سد نزدیک تر است. در عمل، جبهه رسوب گذاری می تواند با توجه به وضعیت بهره برداری در بین این دو حالت قرار گیرد؛ بنابراین، عملکرد بهره برداری از مخزن می تواند بر میزان رسوب گذاری مخزن و عمر مفید آن تاثیر زیادی داشته باشد.
کلید واژگان: پروفیل طولی رودخانه, رسوب گذاری, سد کمال صالح, شبیه سازیIntroductionAccumulation of sediments in dam reservoirs is one of the most important problems in the operation and maintenance of reservoir dams and this phenomenon reduces the useful life of dams. Reservoir sediment changes depend on factors such as the amount of sediment, sediment transport rate, sediment type, reservoir performance, reservoir characteristics and river flow. With the entry of sediment and its accumulation in the reservoir of the dam, the effective water storage capacity decreases. This in turn will reduce water storage capacity and loss of reservoir flood capacity. If sediment accumulates near the dam body, it may cause the bottom drains of the intake valves to be buried and can also impede their operation. In addition, sediment can erode the turbines and the lower valves of the reservoirs. The load on the dam body also increases. In this study, the sedimentation situation in the reservoir of Kamal Saleh Dam during the next 50 years will be investigated.
MethodologyMore than 35 km of the river was considered for simulation. By entering the TIN map into Arc VIEW GIS software, information related to preparing the map for entering into Hec-Ras software was added with the help of Hec-Georas extension. This information included drawing lines related to the coasts, drawing lines related to the flood plain, drawing cross sections and drawing the central line. By entering the information into Hec-Ras software, REPORT output was taken in this software. In this output, the information is obtained as a text file. Therefore, they can be used to enter the text file of GSTARS4 software. In the next step, the required information was entered into GSTARS4 software. This information included 171 cross sections. Also information such as manning roughness, river flow and sediment, sediment model and stage-discharge were considered. To run the model and investigate sedimentation, two modes were considered for examining the water level inside the dam. One mode was the maximum water level in the dam (full dam) and the other was semi-full dam. Due to the water level inside the dam, sedimentation can change in these two cases. Finally, the software was run for 50 years of sedimentation. There are 14 models for sediment transport in GSTARS4 software among which the Acker and the Yang models had a suitable grain size diameter range to be used. The results showed that the use of two models will have similar results and the changes related to erosion, sedimentation and sedimentation front near the reservoir will give similar results for the two models. Therefore, the Yang model was used to continue the work.
ResultsThe results of model showed that for full and semi-full dam conditions, the sedimentation location will be different, so that in full sediment dam condition, it starts approximately from 10480 meters distance from dam and continues up to 7236 meters and then stops. But for the dam in the semi-full state, the sedimentation starts from 5766 meters and continues up to 2547 meters distance from dam. Therefore, sedimentation in the full dam reservoir starts about 4714 meters earlier and also ends earlier at about 4690 meters distance from the downstream. The distance that sedimentation is done in the case of full dam is 3243 meters and its maximum depth is 14.46 meters and for semi-full dam is 3220 meters and its maximum depth is 12.79 meters. Investigation of the cross sections showed that at a distance that sedimentation occurred in the case of a full dam (10.5 to 7 km), not only sedimentation did not occur for the semi-full dam, but also erosion is observed in the river. Of course, this erosion was obtained in a small width of the river (approximately 20 meters in width). On the other hand, if the Acker-White model was used to investigate sedimentation in the reservoir, erosion in this area was almost not observed in the case of a semi-full dam. Therefore, erosion in this area can be neglected for the semi-full dam and the cross section can be considered for the semi-full dam with the same initial bed. Also, due to the small width of erosion, it can be prevented by erosion control methods.
Discussion & ConclusionsIt seems that there is not much difference in the amount of sedimentation in terms of sedimentation distance and its height, and only the sedimentation location has been moved, which in the semi-full dam reservoir, sedimentation is closer to the dam. This shows that the level of water in the dam can have a great impact on sedimentation in its reservoir. Of course, it should be noted that the dam is usually not in full state, so to determine the deposition, two states of full and semi-full dams were considered. Therefore, the deposition front can be placed between these two modes according to the operating condition.
Keywords: Longitudinal river profile, Sedimentation, Kamal Saleh dam, Simulation -
سرریزها جهت تنظیم سطح آب استفاده می شوند. در حدود 33 درصد از شکست سدها به دلیل عدم ظرفیت کافی سرریزها رخ داده است. یکی از راهکارها، استفاده از سرریزهای با تاج غیرخطی است که از جمله این سرریزها می توان به سرریز کنگره ای اشاره نمود. در این پژوهش به بررسی تاثیر ایجاد دندانه و روزنه و همچنین حالتی ترکیبی از هر دو در سرریز و در سه نسبت بزرگنمایی 2، 3 و 4 پرداخته شد. آزمایش ها در یک کانال آزمایشگاهی مستطیلی به طول 15 متر، عرض 8/0 متر و ارتفاع 8/0 متر با محدوده دبی 10 تا 90 لیتر در ثانیه اجرا شدند. 9 مدل فیزیکی سرریز، در این پژوهش مورد استفاده قرار گرفت که ضخامت 3 میلی متر، ارتفاع 15 سانتی متر و طول 40،60 و 80 سانتی متر داشتند. همچنین ربع استوانه هایی با شعاع 5/1 سانتی متر به عنوان هواده روی بال مدل های ساده سرریز نصب شدند. نتایج پژوهش نشان داد که هواده ها حداکثر تا 13 درصد سبب افزایش ضریب دبی نسبت به سرریز کنگره ای ساده می شوند. اما با افزایش دبی و همچنین افزایش بزرگنمایی سرریز، این تاثیر بسیار ناچیز خواهد شد. بررسی ها نشان داد برای L/W = 2 و H/P = 0.2 ، ضریب دبی سرریز دندانه-روزنه دار و سرریز دندانه دار به ترتیب 6/75 و 5/17 درصد بیشتر از سرریز کنگره ای ساده است. با این حال ، دندانه و روزنه کارایی خود را در هدهای بالا از دست می دهند و ضریب دبی نزدیک به سرریز کنگره ای ساده خواهد شد. دلیل این تغییرات تداخل جریان در پایین دست سرریز می باشد که با ایجاد دندانه و روزنه بیشتر نیز خواهد شد. همچنین افزایش بزرگنمایی سرریز های کنگره ای سبب کاهش ضریب دبی می شود اما این کاهش در سرریز کنگره ای دندانه-روزنه دار بسیار بیشتر از دو نوع سرریز دیگر بوده و تا 40 درصد نیز می رسد. بنابراین عملکرد سرریز کنگره ای دندانه-روزنه دار در نسبت بزرگنمایی بالا مناسب بنظر نمی رسد.کلید واژگان: سرریز کنگره ای ترکیبی, ضریب دبی, نسبت بزرگنمایی, تداخل جریانDam Weirs are used to regulate the water level. About 33 percent of dam failures have occurred due to insufficient capacity of weirs. One way to prevent is to use weir with nonlinear crest, such as labyrinth weir. In this study, the effect of dentate and orifice as well as a combination of both in the weir and in three magnification ratios of 2, 3 and 4 were investigated. The experiments were performed in a rectangular laboratory channel 15 meters long, 0.8 meters wide and 1 meter high with a flow rate of 10 to 90 liters per second. Nine physical models of weirs were used in this study, which were 3 mm thick, 15 cm high and 40, 60 and 80 cm long. Also, quarter cylinders with a radius of 1.5 cm were installed as aerators on the simple weir models. The results showed that aerators increase the discharge coefficient up to 13% compared to simple labyrinth weir. But with the increase in flow as well as the magnification of the labyrinth weir, this effect will be very small. Studies showed for L/W= 2 and H/P= 0.2, the discharge coefficient of orifice-dentate weir and dentate weir are 75.6 and 17.5 percent, respectively, more than the simple labyrinth weir. However, dent and orifice may lose their efficiency in high heads and the discharge coefficient will be close to simple labyrinth weir. The reason for these changes is the flow interference in downstream of weir which will be more by creating dentate and orifices. Also, increasing the magnification of labyrinth weir reduces the discharge coefficient, but this reduction in orifice-dentate labyrinth weir is much greater than the other two types of weirs and reaches up to 40%. Therefore, the orifice-dentate labyrinth weir performance at high magnification ratios does not seem appropriate.Keywords: Combined labyrinth weir, Discharge coefficient, Magnification ratio, Flow interference
-
سابقه و هدف
سیستم آبیاری بارانی رین فلت یک سیستم نوین آبیاری بوده که کارآیی آن می تواند در عملکرد محصولات مورد بررسی قرار گیرد. با توجه به اینکه سطح قابل توجهی از اراضی استان مرکزی به کشت لوبیا اختصاص داده می شود و از طرفی تاثیر آبیاری روی لوبیا به روش قطره ای تیپ و بارانی رین فلت در این منطقه ناشناخته است، لذا هدف از این پژوهش، تعیین مناسب ترین سیستم آبیاری با هدف افزایش بهره وری و کاهش مصرف آب برای کشت لوبیا می باشد. همچنین در این پژوهش، آبیاری شیاری به عنوان تیمار شاهد در نظرگرفته می شود.
مواد و روش هابه منظور مقایسه بهره وری مصرف آب در کشت لوبیا تحت سیستم های آبیاری شیاری، بارانی رین فلت و قطره ای تیپ، آزمایشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. همچنین وضعیت توزیع کود ازته در عمق خاک، بین دو سیستم آبیاری بارانی رین فلت و قطره ای تیپ مورد مقایسه قرار گرفت. کود اوره در سه نوبت شامل مرحله ظهور سه برگچه سوم، شروع گلدهی و مرحله پرشدن دانه ها استفاده گردید. برای اندازه گیری رطوبت خاک از دستگاه TDR استفاده شد. عملکرد بیولوژیک محصول، عملکرد دانه، شاخص برداشت و کارآیی مصرف آب در تیمارهای آزمایشی تعیین گردید. نهایتا قبل از کشت و بعد از برداشت، از عمق های صفر تا 120 سانتی متری خاک نمونه برداری صورت پذیرفت و به وسیله دستگاه کجلدال اتوماتیک میزان ازت خاک تعیین گردید.
یافته هانتایج نشان داد که اثر روش های مختلف آبیاری بر تعداد غلاف در بوته و تعداد دانه در بوته در سطح احتمال 5 درصد و بر مقدار آب مصرفی در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. روش آبیاری رین فلت موجب افزایش در عملکرد دانه به میزان حداکثر 5/29 درصد و افزایش عملکرد بیولوژیک به میزان حداکثر 8/27 نسبت به روش آبیاری تیپ و شیاری گردید؛ اما این افزایش معنی دار نبود. اختلاف بهره وری آب در روش های رین فلت و تیپ اختلاف معنی داری نداشتند، اما اختلاف آن ها با سیستم شیاری معنی دار بود. بیشترین بهره وری فیزیکی آب با میانگین 360 گرم ماده خشک به ازای هر متر مکعب آب مصرفی به روش آبیاری تیپ تعلق داشت؛ اما این برتری نسبت به روش آبیاری رین فلت تنها 8/2 درصد بود. میزان آبشویی ازت در عمق صفر تا 30 سانتی متر و 30 تا 60 سانتی متر در روش آبیاری رین فلت بیشتر از روش آبیاری تیپ بود؛ اما آبشویی قابل توجهی از این عنصر در اعماق 60 سانتی متر و بیشتر خاک مشاهده نشد. با توجه به نسبت هزینه های اجرای هر یک از روش های آبیاری در مقایسه با محصول تولیدی، مشخص گردید که هزینه اجرای سیستم آبیاری تیپ نسبت به هر کیلوگرم لوبیای تولید شده، در حدود 7/2 برابر سیستم آبیاری رین فلت بود.
نتیجه گیریبهره وری فیزیکی آب در آبیاری رین فلت با آبیاری قطره ی تیپ اختلاف معنی داری ندارد، اما اختلاف آن با آبیاری شیاری معنی دار می باشد. با این حال، کشت لوبیا با استفاده از روش آبیاری بارانی رین فلت به دلیل بهره وری اقتصادی مناسب تر در مقایسه با سیستم های آبیاری قطره ای تیپ و آبیاری سطحی شیاری، توصیه می گردد.
کلید واژگان: بهره وری اقتصادی, کارآیی مصرف آب, روش های آبیاری, توزیع ازتBackground and objectivesRain flat sprinkler irrigation system is a new irrigation system that can be evaluated for its efficiency in crop yield. Due to the fact that a significant area of land in Markazi province is dedicated to bean cultivation and on the other hand, the effect of irrigation on beans by Tape drip and Rain flat sprinkler method in this area is unknown, so the purpose of this study is to determine the appropriate irrigation system with the aim of increasing productivity and reducing water consumption. Also in this study, furrow irrigation will be investigated as a control treatment.
Materials and methodsIn order to compare water use efficiency and nitrogen fertilizer distribution in dry bean cultivation under the furrow, Rain flat and drip irrigation systems, an experiment was conducted in a randomized complete block design with three replications in Arak. Urea fertilizer was used three times, including the appearance of the third three leaflets, the beginning of flowering and the stage of filling the seeds. The TDR device was used to measure soil moisture. Crop biological yield, grain yield, harvest index and water use efficiency were determined in experimental treatments. Finally, to investigate the amount of soil nitrogen changes before and after planting, soil sampling was done from zero to 120 cm depth and it was determined by automatic Kjeldahl machine.
ResultsThe results showed that the effect of different irrigation methods on the number of pods per plant and number of seeds per plant was significant at the level of 5% probability and on the amount of water consumed at the level of 1%. The Rain flat irrigation method increases the grain yield by a maximum of 29.5 and increases the biological yield to a maximum of 27.8 compared to the tape and furrow irrigation methods; however, this increase was not significant. Differences in water use in Rain flat and drip methods were not significant, but differences were significant in other cases with the furrow system. The highest physical water efficiency with an average of 360 grams of dry matter per cubic meter of water consumption belonged to the Tape irrigation method; but this advantage was only 2.8% compared to the Rain flat irrigation method. The rate of nitrogen leaching at the depths of 0 to 30 cm and 30 to 60 cm in the Rain flat irrigation method was higher than the drip Type irrigation method; However, no significant leaching of this element was observed at depths of more than 60 cm. Considering the ratio of the costs of implementing each irrigation method in comparison with the crop yield, it was found that the cost of implementing the drip Type irrigation system for each kilogram of beans produced was about 2.7 times more than the Rain flat irrigation system.
ConclusionPhysical efficiency of water in Rain flat irrigation is not significantly different from Tape drip irrigation, but it is significantly different from Furrow irrigation. However, bean cultivation using Rain flat sprinkler irrigation method is recommended due to better economic efficiency compared to Tape drip irrigation systems and Furrow surface irrigation.
Keywords: Economic productivity, Water use efficiency, irrigation methods, Nitrogen distribution -
تالاب میقان اراک یکی از زیستگاه های مهم پرندگان مهاجر می باشد که در سال های اخیر حیات آن با چالش های جدی مواجه بوده است. در این پژوهش به بررسی وضعیت فلزات سنگین آب ورودی به تالاب و راهکارهای کاهش آن ها پرداخته شد. در ابتدا آزمایش ICP برای تعیین وضعیت فلزات سنگین آب تالاب انجام گردید. سپس برای بررسی کاهش فلزات سنگین (سرب، نیکل و کروم) از سه تیمار رزین آنیونی، زیولیت کلینوپتیلولیت و پرلیت با دو تکرار استفاده شد. بدین منظور، از یک سری ستون هایی به ارتفاع یک متر و قطر 160 میلیمتر استفاده شد. لوله ها تا ارتفاع 70 سانتی متر از مواد جاذب پر شدند و از منبعی که پساب مصنوعی در آن ساخته شده، پساب وارد هر یک از ستون های آزمایش شد. سپس در زمان های پنج دقیقه، 30 دقیقه، یک ساعت، دو ساعت، چهار ساعت از ورودی و خروجی آب استوانه ها نمونه برداری صورت گرفت. نمونه ها به آزمایشگاه منتقل و با دستگاه جذب اتمی مقادیر فلزات سنگین ورودی و خروجی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که در اکثر ستون های آزمایشی، در ابتدای آزمایش روند جذب افزایشی و در آخر روند کند و حتی کاهشی داشته است. همچنین درصد جذب هر سه فلز سنگین در رزین به نسبت دو جاذب دیگر بیشتر و حدود 90 درصد می باشد. بیشترین درصد جذب برای زیولیت 44 درصد و برای پرلیت در حدود 30 درصد بوده است. به هرحال در جذب فلزات سنگین عملکرد تیمار ها متفاوت بوده است اما به نظر می رسد که تمام تیمارهای مورد استفاده کارآیی نسبی در جهت حذف فلزات سنگین را دارا هستند.کلید واژگان: فلزات سنگین, زئولیت, پرلیت, رزینThe Arak Meighan wetland, is one of the important habitats of migratory birds that has faced serious challenges in recent years due to its various reasons. In this study, the status of heavy metals entering the Meighan wetland and solutions to reduce them was investigated. At first, an ICP test was conducted to determine the status of heavy metals entering the wetland. Then, three treatments of anionic resin, Clinoptilolite zeolite and Perlite with two repetitions were used to investigate the reduction of heavy metals (Pb, Ni and Cr). For this purpose, a series of columns with a height of one meter and a diameter of 160 mm were used. On the pipes, absorbent material were filled up to a height of 70 cm and artificial wastewater was entered into each of the test columns. Then sampling were taken at five minutes, 30 minutes, one hour, two hours, and four hours from the inlet and outlet of pipes. The samples were transferred to the laboratory and the values of heavy metals were measured with the atomic absorption device. The results showed in most of the experimental columns, the adsorption process had an upward trend at the beginning and a slow and even decreasing trend at the end of experiment. Also, the absorption rate of all three heavy metals in the resin is higher than the other two adsorbents and is about 90%. The highest percentage of adsorption for zeolite was 44% and for Perlite was about 30%. However, in the absorption of heavy metals, the performance of the treatments was different, but it seems all treatments have a relative efficiency in removing heavy metals.Keywords: heavy metals, Zeolite, Perlite, resin
-
لوبیا، یکی از حبوبات غنی از پروتئین است که در اثر بیماری با قارچ خاک زاد Sclerotium rolfsii، دچار پوسیدگی طوقه و کاهش شدید عملکرد می شود. زراعت لوبیا در گیلان، عمدتا به کشت بهاره و تابستانه نوعی لوبیای محلی پاکوتاه با رگه های قرمز و سرمه ای بر روی دانه، اختصاص دارد. 30 لاین انتخابی لوبیا محلی گیلان، با بیماری زاترین جدایه S. rolfsii تحت آلوده سازی مصنوعی در گلخانه قرار گرفتند. در این بررسی شاخص شدت بیماری (DSI) و صفات مورفولوژیک مرتبط با واکنش به قارچ اندازه گیری شدند. از 8 نشانگر اختصاصی SCAR پیوسته با مقاومت به بیماری قارچی لوبیا نیز برای ارزیابی تکمیلی استفاده شد. تغییرات بیان سه ژن دفاعی کیتیناز (Chiti)، چالکون ایزومراز (ChI) و فنیل آلانین آمونیالیاز-3 (PAL-3) با کمک RT-PCR در لاین های منتخب از هر یک از گروه های مقاوم، متحمل و حساس ، با فواصل 2، 4 و 6 روز پس از آلوده سازی مصنوعی با قارچ S. rolfsii مورد ارزیابی قرار گرفت. غربالگری ژنوتیپ ها با استفاده از داده های گلخانه و نشانگرهای SCAR، منجر به تفکیک ژنوتیپ ها و شناسایی 1 مقاوم، 21 متحمل و نیمه حساس و 8 ژنوتیپ کاملا حساس گردید. نتایج نشان داد، ژن Chiti با افزایش تدریجی بیان در طی زمان در لاین های مقاوم و متحمل، روند مشابهی داشت، هرچند که میزان بیان در مقاوم ها بیش از متحمل ها بود. اگرچه بیان ژن های ChI و PAL-3 نیز در ژنوتیپ های مقاوم روند افزایشی داشت، ولی تغییرات بیان با گذشت زمان مانند روند ژن Chiti نبود. لذا ژن Chiti می تواند عامل اصلی مقاومت به قارچ S. rolfsii در لوبیا محلی گیلان باشد.
کلید واژگان: لوبیای محلی گیلان, اسکلروتیوم رولفسی, کیتیناز, چالکون ایزومراز, فنیل آلانین آمونیا لیازJournal of Genetics, Volume:15 Issue: 2, 2020, PP 149 -160Bean is one of the protein-rich legumes that can cause collar rot and severe loss of yield due to Sclerotium rolfsii. Bean cultivation in Guilan is mainly devoted to spring and summer cultivation date of some kind of dwarf local beans with red and red veins on the seeds. The 30 selected local beans in Guilan, with the most pathogenic strain of S. rolfsii, were subjected to artificial infection in the greenhouse. Disease Severity Index (DSI) and morphological traits associated with the reaction to the fungus were measured. Eight linked SCAR markers with resistance to bean fungal disease were also used for additional evaluation. Expression changes of the three defense genes including of chitinase (Chiti), chalcone isomeras (ChI), and phenylalanine ammonia lyase (PAL) were analyzed using Real -time PCR in selected lines from each of the resistant, tolerant and sensitive groups, with intervals. They were evaluated at 2, 4 and 6 days after artificial infection with S. rolfsii fungus. Statistical analysis and screening of genotypes using greenhouse data and SCAR markers led to the separation of genotypes and the identification of one resistant, 21 tolerant and semi-susceptible and 8 fully sensitive genotypes. The results showed that the Chiti gene had a similar trend with a gradual increase in expression over the time in resistant and tolerant lines, although the rate of expression in resistant was higher than tolerances. Although the expression of ChI and PAL genes was increasing in resistant genotypes, the expression changes over the time were not the same as the Chiti gene trend. Therefore, the Chiti gene may be a major factor in the resistance of S. rolfsii fungi to local beans in Guilan.
Keywords: Chalcone isomerase, Chitinase, Guilan local bean, Phenylalanine ammonia-lyase, Sclerotium rolfsii -
زمینه و هدف
طرح های پرورش ماهی یکی از فعالیت های انسانی است که می تواند بر کیفیت آب رودخانه ها اثر منفی بگذارد. بنابراین کاهش آلودگی آب خروجی مزارع پرورش ماهی از اهمیت فراوانی برخوردار می باشد. در این پژوهش به منظور کاهش آلودگی آب خروجی، فیلترهای گوناگونی از مواد طبیعی مورد بررسی قرار گرفت. یکی از مشکلاتی که این فیلترها ممکن است بوجود آورند، کاهش کیفیت آب بوسیله مواد استفاده شده در آن ها می باشد. هدف از این پژوهش بررسی تغییر کیفیت آب خروجی مزارع پرورش ماهی در هنگام عبور از مواد گوناگون جهت ساخت فیلتر بود.
روش بررسیبه همین منظور، از یک سری ستون هایی از جنس PVC به ارتفاع 70 سانتی متر برای بررسی تغییرات اسیدیته[1]، هدایت الکتریکی آب[2] و کل مواد جامد محلول[3] استفاده شد. بدین صورت که لوله های مورد نظر از وسط به دو نیم تقسیم شده و بین هر لوله یک لایه ژیوتکستایل[4] قرار داده شد. سپس مواد گوناگونی از جمله زیولیت، تفاله چغندر قند، سبوس گندم و ذرت علوفه ای به ارتفاع 10 سانتی متر درون لوله ها ریخته شد و آب به صورت مستمر و به مدت 15 دقیقه از ستون ها عبورداده شد. سپس از ورودی و خروجی ستون ها در مدت زمان های 2، 5، 10 و 15 دقیقه نمونه برداری به عمل آمد.
یافته ها:
با توجه به نتایج بدست آمده مقادیر هدایت الکتریکی آب و کل مواد جامد محلول خروجی آب در ابتدا روند افزایشی و با گذشت زمان روند کاهشی داشت، بطوریکه مقادیر مذکور در ابتدا به ترتیب26/275 و4/278 درصد افزایش پیدا کردند اما نهایتا به مقدار اولیه آب ورودی بازگشتند.
بحث و نتیجه گیری:
مقایسه کیفیت آب خروجی با مقادیر مجاز خروجی به رودخانه نشان داد که در تمامی زمان های مذکور، مقادیر مذکور در محدوده مجاز قرار دارد و مواد به کار رفته به عنوان فیلتر مشکلی بر کیفیت آب خروجی ایجاد نمی کنند.
کلید واژگان: کیفیت آب, فیلتر, زئولیت, مواد گیاهی, مزارع پرورش ماهیBackground and ObjectivePlans of fish farms is one of the human activities that can negatively affect water quality. So, reducing water pollution in output of fish farms is really important. In this study, in order to reduce water pollution output, a variety of filters made of natural materials are under investigation. One of the problems these filters can create is reducing of water quality by the materials used in them. So, the aim of this study was to investigate changes in water quality of fish farms in passing various materials for the production of filters.
MethodTo this purpose, a series of columns (PVC tube) with a height of 70 cm were used to investigate changes in pH-Ec and TDS. The tubes divided in half and in the middle of them was placed a geotextile layer. Then the variety of materials such as zeolites, beet pulp, wheat bran and maize to a height of 10 cm were poured into pipes and water continuously for 15 minutes from the column was passed directly. Then the inlet and outlet were taken samples at different times.
FindingsAccording to the results, Ec and TDS values of output water are first increased and then decreased over time, so that the amounts mentioned increased in the beginning by 275.26 and 278.4 percent but have eventually returned to the initial amount of input water. Also, the pH of all treatments are different and increased in some treatments and decreased in others.
Discussion and ConclusionThe comparison output water quality with the allowable output water quality in rivers showed in all the mentioned periods, the amounts are in normal limits and material used as a filter don’t create any problems on the quality of output water.
Keywords: Water quality, filters, Zeolite, plant material, fish farms -
سابقه و هدف
سرریزها به طور گسترده ای برای اندازه گیری جریان، انحراف آب و کنترل جریان در کانال های باز استفاده می شوند. تاکنون غالب سرریزهای استفاده شده در بندهای انحرافی به صورت خطی بودند. در این پژوهش سعی شده است تا با تغییر در بزرگنمایی سرریز، تاثیر این تغییرات بر روی خصوصیات رسوب انتقال یافته در کانال اصلی و کانال آبگیر مورد بررسی قرار گیرد.
مواد و روش هاآزمایش های تحقیق صورت گرفته در آزمایشگاه هیدرولیک گروه مهندسی آب دانشگاه بوعلی سینا انجام گردید. آزمایش ها در فلوم به طول 10 متر، عرض 83 سانتی متر و ارتفاع 50 سانتی متر انجام شد. سازه های سرریز، دریچه و کانال آبگیر با متعلقات و مخزن جمع آوری رسوبات نیز طراحی و به مجموعه اضافه شد. برای انجام آزمایش ها از ذرات رسوبی غیر چسبنده با دانه بندی تقریبا یکسان و با قطر متوسط 35/0 میلی متر استفاده گردید. آزمایش ها با لایه ای از رسوبات با ضخامت 4 سانتی متر و با شیب 002/0 و در دو دبی 40 و 60 لیتر بر ثانیه صورت گرفت. در ابتدا دریچه آبگیر و دریچه تخلیه رسوب بسته بودند و جریان با دبی کم وارد فلوم گردید تا از روی سرریز عبور کرد. سپس دبی تا 60 و یا 40 لیتر در ثانیه افزایش یافت. در ادامه دریچه ها به اندازه مطلوب باز شده و آزمایش ها برای مدت زمان معینی صورت گرفت. سپس رسوبات وارده به کانال آبگیر و همچنین رسوبات جمع شده در مش انتهای کانال اصلی جمع آوری، خشک و توزین شده و غلظت رسوبات ورودی به کانال آبگیر و همچنین پایین دست مجرای تخلیه رسوب محاسبه گردید.
یافته هانتایج نشان داد که با افزایش دبی از 40 لیتر به 60 لیتر غلظت رسوبات وارده به کانال آبگیر در آبگیری نسبی برابر افزایش می یابد. افزایش بزرگنمایی سرریز نیز باعث افزایش غلظت رسوبات وارده به کانال آبگیر در آبگیری نسبی برابر می-شود. افزایش آبگیری نسبی و همچنین افزایش دبی نسبی مجرای تخلیه رسوب نیز باعث افزایش غلظت رسوبات وارده به کانال آبگیر می شود. موارد گفته شده در خصوص مجرای تخلیه رسوب نیز صادق است. بدین مفهوم که افزایش بزرگنمایی، افزایش دبی، افزایش دبی نسبی آبگیری و همچنین افزایش دبی نسبی مجرای تخلیه رسوب، باعث افزایش غلظت رسوب ورودی به مجرای تخلیه رسوب می شود.
نتیجه گیریافزایش بزرگنمایی باعث کاهش هد جریان و همچنین کاهش عمق جریان در بالادست شده و در نتیجه سرعت برشی جریان افزایش می یابد که باعث انتقال بیشتر رسوبات به سمت پایین دست و در نتیجه به سمت کانال آبگیر می شود. افزایش بازشدگی دریچه آبگیر و به تبع افزایش دبی آبگیری نیز باعث افزایش غلظت رسوبات وارده به کانال آبگیر می شود. با این حال افزایش بزرگنمایی و همچنین افزایش دبی نسبی مجرای تخلیه رسوب در راندمان غلظت رسوبات ورودی به آبگیر (نسبت غلظت رسوب کانال آبگیر به غلظت رسوبات منتقل شده در کانال اصلی) تاثیر چشمگیری ندارد.
کلید واژگان: سرریز, بزرگنمایی, رسوب, آبگیر, بند انحرافیBackground and objectivesweirs are widely used to measure flow, water deviation and flow control in open channels. So far, most of the weirs used in the diversion dams were linear. In this study, the effect of sediment properties transmitted in the main channel and intake channel has been studied by changing the magnification of the weir.
Materials and MethodsThe research was carried out at the Hydraulic Laboratory of the Water Engineering Department of Bu-Ali Sina University. The experiments were carried out in flume lengths of 10 meters, width of 83 cm and height of 50 cm. weirs, gate and intake channels with accessories and reservoir of sediment collection were also designed and added to the collection. For testing, non-adherent sediment particles with a grain size of approximately the same size and with a diameter of 0.35 mm were used. Experiments were carried out with a layer of sediments of thickness of 4 cm and slope of 0.002 and in two discharges of 40 and 60 liters per second. At first, intake gate and sluice way was closed and a flow with a small discharge entranced until the flow passed on the weir. Then the discharge increased to 60 or 40 liters per second. Then the intake gate was opened to a certain amount and the experiments were carried out for a certain period of time. Then, the entered sediments into the intake channel and also the accumulated sediment in the mesh of the end of main channel were collected, dried and weighted, and the concentration of sediments entering the intake channel and also downstream of sluice way were calculated.
ResultsThe results showed that, in equivalent intake discharge ratio, with increasing discharge from 40 liters to 60 liters, the concentration of sediments in the intake channel increases. Also in equivalent intake discharge ratio, increasing the weir magnification increases the concentration in the intake channel. Also the increase in intake discharge ratio and the increase of the sluice gate discharge ratio, increase the concentration of sediments in the intake channel. The same applies to the sluice gate. This means that increasing the magnification, increasing discharge, intake discharge ratio and sluice gate discharge ratio will increase the concentration of sediment input to the intake channel.
ConclusionIncreasing the magnification reduces the flow head and also reduces the flow depth in the upstream, and as a result, the shear stress rate of the flow increases, which results in the transfer of more sediment to the downstream and, consequently, to the intake channel. Increasing the opening of the intake gate and, consequently, increasing the intake discharge rate, also increases the concentration of sediments deposited to the intake channel, However, increasing the weir magnitude and also increasing the sluice gate discharge ratio has no Significant influence on the sediment concentration ratio of the canal intake to the main channel.
Keywords: weir, magnification, intake, Diversion dam -
کاربرد شبکه های عصبی مصنوعی و تکنیک تحلیل مولفه های اصلی(PCA)در تخمین زمان پیشروی در آبیاری جویچه ای
در این مطالعه، از شبکه های عصبی مصنوعی به منظور تخمین زمان پیشروی آب با استفاده از داده های اندازه گیری شده دبی ورودی، ضریب زبری مانینگ، شیب، طول فارو، شماره منحنی نفوذ، وزن مخصوص ظاهری و رطوبت اولیه استفاده شده است. برای این منظور از یک سری آزمایش های صحرایی انجام شده به روش آبیاری جویچه ای در پنج مزرعه آزمایشی گلمکان مشهد، توتون ارومیه، مرکز تحقیقات کشاورزی صفی آباد دزفول، دانشگاه بیرجند و موسسه اصلاح بذر کرج در طی دورهی زمانی تابستان 1376 تا تابستان 1385 که دارای طیف گسترده ای از نظر بافت خاک (سبک، متوسط و سنگین) می باشند، استفاده شد. از مجموع 240 داده ی موجود، 60 درصد اولیه (144 داده) جهت آموزش شبکه، 20 درصد جهت صحت سنجی (48 داده) و 20 درصد باقیمانده (48 داده) برای آزمون شبکه ها انتخاب شدند. متغیرهای ورودی با استفاده از آنالیز حساسیت شبکه به متغیرهای ورودی و همچنین روش تحلیل مولفه های اصلی (PCA) تعیین شدند. نتایج نشان داد که شبکه های عصبی توانایی خوبی در پیش بینی زمان پیشروی داشته و با دقت بالایی زمان پیشروی را تخمین می زنند. بهترین نتایج (R2=0.995) مربوط به مدلی است که برای پیش بینی زمان پیشروی در جویچه، از مولفه های اصلی (PCA) در متغیرهای ورودی استفاده می کند. نتایج همچنین نشان می دهند مدلی که از پارامتر رطوبت اولیه برای تعیین زمان پیشروی استفاده می کند (R2=0.848)، در مقایسه با مدل هایی که از پارامترهای ضریب زبری مانینگ (R2=0.492) و شماره منحنی نفوذ (R2=0.417) استفاده می کنند، از عملکرد بالاتری برخوردار است.
کلید واژگان: زمان پیشروی, آبیاری جویچه ای, تحلی مولفه های اصلی, شبکه های عصبی مصنوعیIn this study, Neural Network Technique is used to predict advance time using inflow rate, n coefficient, slope, length of furrow, infiltration curve number, initial soil moisture and bulk density by ANN and PCA Technique. Field measurements on furrows of different length and slopes in Mashhad, Dezful, Orumia, Birjand and Karaj having various soil Textures were used in this study. In the Training phase 144 advance time measured data were initially used and then 96 other field measurements were used for cross validation (48) and evaluation (48) phase. The enter parameters determined by using the sensitivity analysis Network and Principle Component Analysis (PCA) technique The obtained results showed Neural Network Technique is well capable of estimating advance Time with high accuracy. The best results (R2= 0.995) obtained from models that used of Principle Component Analysis as enter parameters. The models that used of initial soils moisture content (R2= 0.848) have higher accuracy in comparison to models that used of infiltration curve number (R2= 0.417) and Coefficient of Manning formula (R2= 0.492).
Keywords: Advance time, ANN, Furrow Irrigation, PCA -
در این پژوهش، برای بررسی اثر تغذیه پساب بر روی آلودگی آبخوان، منطقه گاوخانه واقع در شمال شهر اراک انتخاب گردید. به همین منظور لایه های غیر اشباع خاک منطقه با استفاده از ستون های استوانه ای شکل از جنس PVC و با قطر 25 سانتی متر شبیه سازی گردید. سه ستون خاک به ترتیب به ارتفاع 2، 2 و 1 متر در نظر گرفته شد. همچنین جهت بررسی تاثیر فیلتر زئولیت ستون اول خاک در دو تیمار با زئولیت و بی زئولیت در نظر گرفته شد. برای اجرای تغذیه مصنوعی با پساب از دو راهبرد مدیریتی غرقاب دائم به مدت 20 روز و راهبرد غرقابی- خشکی به مدت 40 روز (یک شبانه روز غرقاب و یک شبانه روز خشکی) استفاده گردید. مقادیر فسفات در پساب ورودی و در نمونه های جمع آوری شده اندازه گیری گردید. نتایج به دست آمده نشان دهنده درصد بالای حذف فسفات در لایه های خاک تا 75 درصد می باشد. همچنین حذف فسفات در لایه دوم با بافت سنگین تر نسبت به دو لایه دیگر کمی بیشتر بوده است. کاربرد زئولیت نیز تاثیری را در کاهش میزان فسفات نشان نداده است. نهایتا بررسی ها نشان داد که راهبرد غرقابی - خشکی نسبت به غرقابی دائم در حذف فسفات موثرتر می باشد بطوریکه در لایه اول تا 15 درصد و در لایه سوم تا 16 درصد افزایش نسبت به راهبرد غرقابی دائم و در در مرحله جذب نهایی بوجود آمده است. اما در لایه دوم با بافت سنگین تر تغییری در جذب نهایی حاصل نشده است.کلید واژگان: پساب, تغذیه مصنوعی, فسفات, آب خوانIn this research, Gavkhaneh area located in the north of Arak was selected to investigate the effect of wastewater recharge on aquifer contamination. For this purpose, layers in the unsaturated zone of the region were simulated to the surface of the ground using cylindrical columns made of PVC with a diameter of 25 cm. Three columns of soil were considered at 2, 2 and 1 meters respectively.Also, to study the effect of zeolite filter, the first column of soil was considered in two treatments of without Zeolite and with Zeolite. For implementation of artificial recharge with wastewater, two strategies of permanent submerging for 20 days and submerging-dryness for 40 days (one day of submerging and one day of drying) were used. The amount of phosphate for the input and output of wastewater was measured. The results show a high percentage of removal of phosphate in soil layers up to 75%. Also, better removal of phosphate in the second layer with heavier soil was done than the other two layers. The application of zeolite also has no effect on the reduction of phosphate levels. Finally, studies have shown that the submerging-dryness strategy is more effective than permanent submerging to remove phosphate. So that final absorption increased in the first layer up to 15% and in the third layer up to 16% than to permanent submerging. But in the second layer with a heavier texture, no change in final absorption was achieved.Keywords: Wastewater, Artificial recharge, phosphate, aquifer
-
با استفاده از تکنیک cDNA-AFLP واکنش مولکولی رقم حساس (مارفونا) و رقم متحمل (الس) در گیاه سیب زمینی (Solanum tuberosum) و ژنوتیپ مقاوم (S. phureja) برای شناسایی ژن های دخیل در مکانیسم های دفاعی مورد بررسی قرار گرفت. بیان ژن های مرتبط با دفاع در چهار زمانهای 0، 2، 4 و 7 روز بعد از آلوده سازی ریشه گیاهان با باکتری R. solanacearum در شرایط درون شیشه ای بررسی گردید. حدود 2820 قطعه مشتق از رونوشت مشاهده شد که در این میان 206 قطعه الگوهای بیان متفاوتی نشان دادند. در مجموع 20 قطعه با بیشترین اختلاف، توالی یابی شدند و همولوژی آنها با ژن های شناخته شده قبلی در بانک ژن بررسی گردید. این ژن ها تشابه قابل توجهی با برخی ژن های درگیر در فرایند های فیزیولوژیکی واکنش به استرس ها، دفاع، ژن های ساختاری وژن های دخیل در نسخه برداری، سنتز و بسته بندی پروتئین داشتند. تغییر بیان این ژن ها در S. phureja نسبت به S. tuberosum پس از آلودگی با R. solanacearum بیشتر بود.کلید واژگان: پژمردگی باکتریایی, Solanum tuberosum, S, phureja, cDNA-AFLPMolecular responses of susceptible (Marfona) and tolerant (Els) cultivars of Solanum tuberosum, and a resistant genotype of S. phureja were comparatively studied using a cDNA-AFLP technique to identify candidate genes involved in defense mechanisms against Ralstonia solanacearum. Transcriptional changes were studied at 0, 2, 4 and 7 days post inoculation of the plants by R. solanacearum through root inoculation under in vitro conditions. Of the 2820 transcript derived fragments (TDFs) detected, 206 TDFs showed variable patterns. In total 20 TDFs with stronger differential induction were sequenced. These TDFs showed significant homologies with the genes involved in physiological processes, stress responses, cell structure, defense, transcription and protein synthesis/folding. Approximately 5% of the sequenced TDFs were identified with unknown function. Induction of a higher number of genes was altered in response to R. solanacearum in S. phureja compared to S. tuberosum.Keywords: bacterial wilt, Solanum tuberosum, S. phureja, cDNA-AFLP
-
حوضچه آرامش نقش مهمی در اتلاف انرژی جریان خروجی سازه های هیدرولیکی ایفا می کند. در این مطالعه 5 مدل پرش هیدرولیکی که در شرایط آزمایشگاهی مشخص نتایج مناسبی را داده اند، با یکدیگر مقایسه شده است. 32 آزمایش در محدوده اعداد فرود 02/1-19/9 با سه زبری بستر و تحت سه شیب و حداقل جریان یافتن سه دبی متفاوت انجام گردید. بسترهای انتخاب شده عبارت از بستر فلزی، بستر با زبری 6/1 میلیمتر و بستر با زبری 6/3 میلیمتر می باشد. نتایج نشان داد که مدل های بررسی شده، دارای خطا در تخمین طول پرش هیدرولیکی در رژیم های مختلف جریان می باشند. در جریان صاف هیدرولیکی کمترین خطا برای مدل پارسامهر و همکاران با 16 درصد خطا می باشد. در جریان انتقالی هیدرولیکی تمام مدل ها دارای خطای بالایی می باشد اما در صورت نیاز، می توان از مدل محسنی موحد و همکاران با خطای 7/53 درصد استفاده کرد. در شرایط زبر هیدرولیکی نیز هیچکدام از مدل ها خطای پایینی ندارد ولی به هرحال مدل موحد با خطای تقریبی 57 درصد قابل استفاده تر می باشد.کلید واژگان: پرش هیدرولیکی, حوضچه آرامش, زبری بسترStilling basin plays an important role in the energy dissipation of hydraulic structures. In this study, five hydraulic jump models that have shown good results in certain laboratory conditions, are compared. 32 tests in Froude numbers ranging from 1.02-9.19 with three roughness and three slopes and minimum three discharges are done. Selected beds include a smooth bed, a bed with 1.6 mm roughness and bed with a roughness of 3.6 mm. The results showed that reviewed models have errors in hydraulic jump length prediction at different flow regimes. In hydraulically smooth flow, minimum error is 16 percent for the Parsamehr et al model. All models have high error in hydraulically transitional flow but if needed, can be used the model of Mohseni movahhed et al. with an error 53.7 percent. In hydraulically rough flow rough, none of the models have low error but mohseni movahed model with 57 percent error is more usable.Keywords: Hydraulic jump, Stilling basin, Bed Roughness
-
به منظور بررسی اثر تنش خشکی آخر فصل بر صفات زراعی و کیفی ژنوتیپهای زمستانه کلزا در شرایط کاربرد سولفات آمونیوم، آزمایشی طی دو سال 95-1394 و 96-1395 به صورت فاکتوریل اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج به اجرا درآمد. عامل تنش در دو سطح (آبیاری معمول و قطع آبیاری از مرحله غلاف دهی به بعد) و سولفات آمونیوم نیز در دو سطح (عدم کاربرد و کاربرد 150 کیلوگرم در هکتار در مرحله غنچه دهی کامل) به صورت فاکتوریل در کرت های اصلی و عامل ژنوتیپ های کلزا در پنج سطح، شامل چهار لاین BAL111، BAL119، BAL121، BAL128 و رقم نیما (به عنوان شاهد) ، در کرت های فرعی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که از میان ژنوتیپ های مورد بررسی، لاین BAL128 بیشترین عملکرد دانه (3904 کیلوگرم در هکتار) را داشته است که در مقایسه با تیمار شاهد 28 درصد افزایش دارد. بیشترین میزان روغن دانه (5/45 درصد) در سال دوم آزمایش و در شرایط آبیاری معمول حاصل شد. کاربرد سولفات آمونیوم نسبت به شرایط عدم کاربرد آن به میزان 5/2 درصد بر مقدار روغن دانه افزود. لاین BAL128 بیشترین درصد روغن دانه (2/44 درصد) را به خود اختصاص داد. در شرایط آبیاری معمولی، کاربرد سولفات آمونیوم باعث کاهش 8/22 درصدی میزان گلوکوزینولات شد، ولی همین میزان سولفات آمونیوم در شرایط قطع آبیاری باعث کاهش 2/17 درصدی میزان گلوکوزینولات شد.کلید واژگان: اجزای عملکرد, تغذیه کلزا, تنش خشکی, کانولا, گلوکوزینولاتIn order to study the effect of terminal drought stress on agronomic and qualitative traits of canola genotypes in the application of ammonium sulfate condition, an experiment was performed during two years of 2015-2016 and 2016-2017. This study was conducted as a factorial split-plot design based on completely randomized block design with three replicates at the research farm of the Seed and Plant Improvement Institute (SPII). At the pod formation stage, irrigation factors were included two levels, normal and restricted, and at the elongation stage, ammonium sulfate was included two levels of 0 and 150 kg per hectare, as factorial was set in the main plots and cultivars including BAL111, BAL119, BAL121, BAL128, and Nima were set in subplots. The results showed that among the genotypes examined, line BAL128 had the highest grain yield (3904 kg/ha), which increased 28% compared with the control treatment. The highest amount of grain oil (45.53 percent) was obtained in the second year of experiment and under normal irrigation conditions. By application of ammonium sulfate, the amount of oil increased by 2.5 percent in comparison with normal condition. The BAL128 line had the highest percentage of grain oil (44.29%). in normal irrigation condition, the use of ammonium sulfate resulted in decreasing the amount of glucosinolate to 22.88%. However, in restricted irrigation condition, the amount of glucosinolate decreased to 17.25 percent. In the irrigation and fertilizer treatments of this experiment, among the lines studied, The BAL128 line is recommended for similar experimental conditions.Keywords: drought stress, Feeding rapeseed, Glucosinolate, Rapeseed, Yield components
-
پساب مزارع پرورش ماهی شامل مواد معلق و محلولی است که بر کیفیت آب رودخانه ها اثر منفی می گذارند. هدف از این پژوهش ساخت فیلتری، برای کاهش آلاینده های طرح های پرورش ماهی است. بدین منظور، دستگاه فیلتراسیون متحرک تصفیه آب به صورت اتوماتیک و دستی طراحی و ساخته شد، بدین صورت که آب خروجی مزارع پرورش ماهی پس از عبور از صافی چرخان دستگاه (فیلتر اولیه) ، وارد فیلتر ثابت (ثانویه) شده و از موادی همچون ژئوتکستایل، ضایعات کشاورزی و زئولیت عبور کرده تا مواد محلول در آب جذب این عناصر شوند. سپس به منظور بررسی قابلیت دستگاه نسبت به جذب مواد معلق و مواد محلول در آب، دستگاه مربوطه روی خروجی یکی از مزارع پرورش ماهی نصب شده و نمونه گیری کیفی آب از ورودی و خروجی دستگاه صورت پذیرفت. در تمامی پارامترهای اندازه گیری شده از ورودی و خروجی آب دستگاه فیلتراسیون، غلظت پارامترها در سطح احتمال 1 و 5 درصد از اختلاف معنی داری برخوردار بودند که نشان دهنده اثر مطلوب فیلتراسیون در تصفیه آب است. بررسی های انجام گرفته به منظور کاهش مواد معلق جامد آب خروجی مزارع نشان داد که با عبور دبی مورد نیاز دهانه خروجی به میزان 30 لیتر بر ثانیه، کاهش مواد آلاینده به میزان 48/97 درصد می باشد. همچنین به منظور کاهش پارامترهایی مانند نیترات و فسفات، بخش ثابت دستگاه به همراه چند ماده ترکیبی از جمله ژئوتکستایل یک لایه، ضایعات کشاورزی و زئولیت به کار برده شد که نتایج جذب نیترات و فسفات پس از گذشت 24 ساعت به ترتیب برابر 38/30 و 86/37 درصد گزارش شد.کلید واژگان: مزارع پرورش ماهی, دستگاه فیلتراسیون, مواد جامد معلق, نیترات, فسفاتThe waste water of fish farm contains suspended solids and soluble material that are discharged into the waters of downstream. This study evaluates the construction of a filter for reducing this pollutant. Therefore, the output water of farm after passing the rotatory filter (primary), enters to secondary filter (fixed); then passes from materials such as Geotextile, agricultural waste and zeolite. Soluble materials are also somewhat absorbed to these materials. In order to evaluate the capability of the device for absorbing suspended solids and soluble in water, the mentioned device has been installed on the output of the farms in the province and water quality sampling was conducted of input and output of devices. In all measured parameters from input and output of water in two stations of fish farm, concentration of parameters at 1 and 5 percent of probability level has significant difference, which is indicative of adverse effects of fish farms on the water quality. Moreover the results, in conducted investigation for reducing suspended solids (TSS) of output water of fish farms by filtration device, show that pollutants such as suspended solids are reduced by 97.48% with 30 L/S discharge which is desired amount and necessary for outlet of output .Also, filtration devices with several compounds, including monolayer Geotextile, agricultural waste and zeolite was used to reduce the parameters such as nitrate and phosphate from farms. The results were absorption of nitrate and phosphate after 24 hours that were reported, 38.3 and 37.86 respectively.Keywords: Fish farms, Filtration device, TSS, Nitrate, Phosphate
-
اجرای پروژه های عمرانی متعدد مانند طرح های سدسازی، راه سازی و ساختمان سازی باعث تشدید نیاز به مصالح کاربردی شن و ماسه در کشور شده است. در این بین، صرفه اقتصادی، سهل الوصول بودن و کیفیت بالای مصالح رودخانه ای موجب استفاده بیش از حد ظرفیت آورد رسوبی آنها جهت تامین مصالح در پروژه های عمرانی شده است. چنانچه برداشت شن و ماسه تحت اصول فنی مناسب از محل های مناسب و نیز تحت مدیریت صحیح صورت گیرد، نه تنها تبعات منفی آن به حداقل می رسد بلکه عملکرد رودخانه و پایداری آن نیز افزایش می یابد. در این مقاله ابتدا تعدادی سناریو برای برداشت شن و ماسه از بستر رودخانه سرباز طرح ریزی و اثرات آن بر روی سیستم جریان رودخانه با استفاده از مدل یک بعدی شبیه سازی جریان و رسوب ارزیابی و تحلیل شده است. سپس نسبت به ایجاد یک گودال مصنوعی در مسیر رودخانه و اندازه گیری مشخصات هندسی آن در مدت زمانی یک ماه اقدام شده است. هم زمان نیز شبیه سازی عددی پاسخ سیستم رودخانه با استفاده از مدل های یک بعدی و دو بعدی مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج این تحقیق در وهله اول نشان داد که تاثیر الگوی تعمیق در بالادست محل برداشت شن و ماسه بیشتر از تاثیر تعریض رودخانه می باشد. یعنی تعریض 80 متری تنها باعث گودافتادگی 5/108 سانتیمتری بستر می شود و درمقابل تعمیق یک متری آن موجب گودافتادگی 120 سانتیمتری بستر می شود. لذا برداشت مصالح از بستر رودخانه در اعماق زیاد، تغییر تراز بستر رودخانه را شدیدتر خواهد کرد. ثانیا نتایج شبیه سازی عددی نشان داد که مدل دو بعدی بکار رفته در شرایط یکسان از نظر خصوصیات جریان، مصالح و دانه بندی بستر، توابع انتقال رسوب و دیگر پارامترها، نتایج قابل اعتمادتری را بدست خواهد داد. نتایج این تحقیق نشان داد که می توان با مدلسازی عددی گودال های برداشت شن و ماسه، با دقت مناسبی پیامدهای آنرا تحلیل و نسبت به انتخاب الگوی مناسب برداشت مصالح اقدام نمود.کلید واژگان: برداشت مصالح, رودخانه سرباز, رسوب, مدل عددی, شبیه سازیSeveral construction projects such as dam construction, road construction and building, may increased the sand and gravel materials demand in the country. However, cost savings, convenience and high quality of fluvial materials, will lead to excessive use of the sediment capacity of river in construction projects. Non normative utilization of the fluvial materials destroy the lands overlooking the river, aquatic habitats, birds, and animals of the region, and interrupt the natural balance of the rivers, as well. In many cases, the economic value of the damage, which has been done, is much more than the interest earned by the sale of the materials. If we removed sand and gravel materials from good sites, under appropriate technical principles and proper management, not only the negative consequences are minimized, also the performance and stability of the river are increased.
In case the exploitation of rivers exceeds the legal limit, the river restores its balance in response to changes. Hence, the river could be considered as a living organism and must be treated totally carefully to reduce side effects. In other words, even small changes in the structure of river, will lead to a broader range of changes. Therefore, it is necessary to predict how river responds to changes before any action is taken (Hedayatipur et al., 2010). In this research, HEC-RAS one-dimensional and CCHE2D two-dimensional models have been used to evaluate and to compare the existing sediment transport functions. Furthermore, some scenarios have been designed to sand mining at beds and banks of Sarbaz river in Sistan and Balouchestan province and its effects on hydraulic and sediment characteristics of river flow have been investigated using HEC-RAS model. The main reason to choose Sarbaz river had been illegal and successive mining from the river in recent years. Improper and excessive instream mining activities during a seven-year time period (between 2002 and 2009) has caused more than 4 meters degradation on Sarbaz riverbed, riverbanks failure, destruction of agricultural lands near Rask Village and consequent problems. Riverbank excavation has caused water diversion to this part, and riverbank erosion. This poses hazards to bridges and structures on the river.MethodologySand and gravel mining in the studied area of the Sarbaz river has caused disruption of the flow pattern and as a result of the concentration of the river flow, especially in case of flood to the riverbanks. The concentration of flow at the toe of the riverbank caused their erosion and followed by bank failure. Consequently it caused destruction of gardens, agricultural lands and moving to residential buildings located on the riverbank. Considering that the hydrograph with a 2-year return period is usually used for dominant discharge and the hydrograph with a return period of 25 years is used in floodway and flood fringe studies, these two have been used as the main hydrographs. To investigate the effect of various sand and gravel mining patterns on the hydraulic properties of the Sarbaz River, nine hypothetical scenarios, including removal of materials from the bed and the riverbank, were simulated in a 10-kilometer interval by a one-dimensional model, HEC-RAS. The scenarios implemented were: 1- Sand and gravel mining from the bed of the river at depths of 1, 2 and 3 meters,
2- Sand and gravel mining from the banks of the river with a width of 20, 40 and 80 meters,
3- Sand and gravel mining with a depth of 1 m from the bed and a width of 20 m at the bank, a depth of 2 m from the bed and a width of 40 m at the bank and a depth of 3 m from the bed and a width of 80 meters at the bank.
According to the above scenarios, the model was implemented for floods with return periods of 2, 25 and 50 years.
To study how sand and gravel pits moving in Sarbaz river, and to compare the results of field measurements with those of simulation by one-dimensional HEC-RAS and two-dimensional CCHE2D models, an artificial pit with 32 m length, 20 m width and 3 m depth was dug in a reach of Sarbaz river. Dimensions of the pit was surveyed using surveying instruments (theodolite camera and levelling staff) at different times. Measurements done over a period of 31 days in May 2014. The root mean square error (RMSE) has been used to evaluate each function in the selected models. In calibration step, the longitudinal profile obtained from each sediment transport function was compared with observational data, and the function that showed the least difference (using the RMSE function) was considered as the appropriate sediment transport function.Results And DiscussionThe results of this study showed that the effect of degradation pattern in the upstream part of the mining site is more than that of river widening, e.g. the effect of 80 meters river widening is even less than the effect of 1 meter deepening. The maximum bed-level changes due to degradation was also 3 meters. The results of this study showed that sand and gravel removal, reduced the water level upstream of the excavation pits. In addition, due to the reduced groundwater level in the area, the results of previous studies (WCC, 1980; Majnonian, 1999; Femmer, 2003; IWRM, 2005) on the groundwater level decrease due to the decrease in the permeability of the river bed in gravel pits are confirmed. Besides reducing groundwater resources, it causes severe damage to agricultural lands. Moreover, based on the values obtained from the RMSE, two-dimensional CCHE2D model give more reliable results than HEC-RAS one-dimensional model in terms of flow characteristics, grain-size of bed material, sediment transport functions, and other parameters under the same conditions.ConclusionThe results of this study showed that the influence of degradation pattern in the upstream part of the sand and gravel mining, is more than the effect of river widening and if the material was removed from the river bed at high distances, the river bed level will be changed more severe. Finally, numerical simulation results show that in the same context of flow characteristics, grain-size of bed material, sediment transport functions and other parameters, the 2D model will obtain more reliable results.Keywords: Sand Gravel Mining, Sarbaz River, Sediment, Numerical Model, Simulation
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.