به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

سید سعید اسلامیان

  • وحید رضایی، سید سعید اسلامیان*، جهانگیر عابدی کوپایی، سید علیرضا گوهری

    روابط شدت - مدت - فراوانی بارندگی یکی از ابزارهای مهم در برآورد دبی سیلاب است. امروزه به دلیل پیشرفت فناوری و باتوجه به اینکه ایستگاه های باران سنجی به صورت پراکنده در دسترس هستند، استفاده از داده های بارش ماهواره ای با تفکیک زمانی و مکانی مختلف امکان پذیر شده است. در این پژوهش از داده های بارشی PERSIANN با تفکیک زمانی 1 و 6 ساعت استفاده شده است. همچنین تفکیک مکانی این داده ها 0/04×0/04 درجه است. داده های بارندگی ایستگاه های سینوپتیک اطراف حوضه کن نیز مورد استفاده قرار گرفت. برای محاسبه و بررسی منحنی IDF، سه توزیع احتمالی پیوسته متداول گمبل، پیرسون نوع 3 و لوگ پیرسون نوع 3 با دوره های بازگشت 2، 5، 10، 25، 50 و 100ساله مورد بررسی قرار گرفتند. به طور کلی شدت بارش در روش گمبل بیشتر از روش ییرسون به دست آمد. توزیع لوگ پیرسون نوع 3 نیز نتایج قابل قبولی در این پژوهش ارائه نداد. برای تعمیم منحنی های شدت - مدت - فراوانی به کل حوضه کن از دو روش درون یابی وزن دهی معکوس فاصله و کریجینگ بیزین تجربی استفاده شد. نتایج نشان داد بین این دو روش، به غیر از توزیع احتمالی پیرسون نوع 3، تفاوت اندکی وجود ندارد.

    کلید واژگان: سنجش ازدور, توزیع گمبل, توزیع پیرسون, سیلاب, حوضه کن
    V. Rezaei, S. S. Eslamian*, J. Abedi Koupai, A. R. Gohari

    The relationship between intensity-duration-frequency of rainfall is a significant tool for estimating flood discharge. According to the sparsely available rain gauge stations and the development of technology, it is possible to use satellite rainfall data with different temporal and spatial resolutions. PERSIANN rainfall data with a time resolution of 1 and 6 hours were used in this research. Also, the spatial resolution of these data is 0.04 x 0.04 degrees. Rainfall data from synoptic stations around the Kan basin were also used. Three common continuous probability distributions of Gamble, Pearson type 3, and Log Pearson type 3 with return periods of 2, 5, 10, 25, 50, and 100 years were investigated to calculate and check the IDF curve. In general, the precipitation intensity obtained from Gumble's method was more than Pearson Type 3's method. Log Pearson type 3 distribution did not provide acceptable results in this research. The two interpolation methods of inverse distance weighting and empirical Bayesian kriging were used to generalize the frequency intensity curves to the entire Kan basin. The results showed little difference between these two methods, except for Pearson type 3 probability distribution.

    Keywords: Remote Sensing, Gumble Distribution, Pearson Distribution, Flood, Kan Basin
  • علیرضا گوهری*، جهانگیر عابدی کوپایی، سید سعید اسلامیان، آرمیتا معتمدی
    این پژوهش با هدف استفاده از پوزولان تولیدشده از برگ نخل خرما در مقیاس نانو اجرا گردید و برخی خصوصیات مکانیکی بتن ساخته شده از جمله مقاومت فشاری، مقاومت کششی، الاستیسیته و دوام بتن حاوی پوزالان برگ نخل خرما در محیط سولفاته، مورد بحث و بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که در بتن ساخته شده با پوزولان در سنین کم میزان مقاومت فشاری بتن کم تر از بتن شاهد می باشد. در سنین بیش تر با گذر زمان، میزان مقاومت فشاری و کششی افزایش یافتند، به طوربه طوری که این پارامترها در سن 128 روزه نسبت به هفت روزه به ترتیب حدودا 35/12 و 8/5 برابر افزایش داشت. مقادیر مدول الاستیسیته در تیمارهای حاوی پوزولان کاهش چشم گیر حدود 18 درصدی نسبت به بتن شاهد داشت. عملکرد تیمارهای حاوی نانوذرات برگ نخل در محیط های سولفاته مناسب تر از بتن شاهد بود. در نهایت با توجه به موارد بررسی شده می توان نتیجه گیری نمود که استفاده از پوزولان 20 درصد نانوذرات نخل با داشتن نسبت کرنش 318 نسبت به بتن  شاهد، دارای مقادیر قابلیت تغییر شکل قابل ملاحظه ای می باشد، لذا استفاده از این مواد را به عنوان ماده پرکننده برای درزهای انبساط و انقباض امکان پذیر می سازد.
    کلید واژگان: الاستیسیته, بتن, پوزولان, مقاومت فشاری, مقاومت کششی
    Alireza Gohari *, Jahangir Abedi Koupai, Saeid Eslamian, Armita Motamedi
    This research was conducted using pozzolans produced from date palm leaves at the nanoscale and some mechanical properties of concrete were investigated. The studied properties are compressive strength, tensile strength, elasticity, and durability of concrete containing date palm leaf pozzolans in a sulfated environment. The results of this study showed that in concrete made with pozzolan at low ages, the amount of compressive strength of concrete is less than control concrete, and at older ages over time, the amount of compressive and tensile strength increased; to the point that at 128 days these parameters were approximately 12.35 and 5.8 times higher than that of seven days. The modulus of elasticity values in the treatments containing pozzolan were significantly reduced by nearly 18 percent compared to the control concrete. The performance of treatments containing palm leaf nanoparticles in a sulfated environment was better than control concrete. Finally, according to the cases studied, it can be concluded that the use of 20 percent pozzolanic palm nanoparticles with a strain ratio of 318 compared to control concrete, has significant deformation values. Hence, the use of this makes the material as a filler possible for expansion and contraction joints.
    Keywords: Elasticity, Concrete, Pozzolan, Pushing resistance, Tensile Strength
  • عبدالله رنجبر*، منوچهر حیدرپور، سید سعید اسلامیان، مهران شیروانی

    به دلیل ایجاد آلودگی در طبیعت توسط فلز سرب، برای حذف این فلز سنگین از محلول های آلوده شبیه سازی شده در آزمایشگاه، از جاذب خام تهیه شده از ساقه کلزا و جاذب بیوچار فعال سازی شده با بخار آب استفاده شد؛ به اینصورت که جاذب بیوچار فعال سازی شده با بخار آب، در دمای کربن سازی 500 درجه سلسیوس و دمای فعال سازی 700 درجه سلسیوس تهیه شد و آزمایش های ایزوترم جذب سرب در دمای 25 درجه سلسیوس، صورت گرفت. سپس آزمایش های انتخاب بهترین pH جاذب و بهترین مقدار جاذب انجام گرفت. در ادامه، هر دو جاذب خام و بیوچار با نانوذرات اکسید آهن مغناطیسی (Fe3O4) در سطح 5% اصلاح شدند و آزمایش های ایزوترم جذب سرب با استفاده از جاذب های جدید نیز انجام گردید. نتایج نشان داد که جاذب بیوچار فعال سازی شده با بخار آب اصلاح شده با نانوذرات اکسید آهن مغناطیسی (BC-5%) به عنوان بهترین جاذب برای از حذف آلاینده سرب، می باشد. در جاذب مذکور، حداکثر میزان آلاینده جذب شده روی جاذب برابر 62/63 میلی گرم بر گرم، پارامتر ثابت جذب لانگمویر برابر 06790/0 لیتر بر میلی گرم، ضریب تبیین برابر 9798/0 و خطای استاندارد  برابر 219/3 به دست آمد.

    کلید واژگان: بیوچار, جاذب, سرب, نانوذرات, همدمای جذب
    Abdullah Ranjbar *, Manouchehr Heidarpour, Saeid Eslamian, Mehran Shirvani

    Due to pollution in nature by lead (Pb), the canola stalk (CS) and water vapor-activated biochar (BC) adsorbents were utilized to remove lead from polluted solutions in the lab. The water vapor-activated biochar adsorbent was prepared in 500-degree Celsius carbonization temperature and 700-degree Celsius activation temperature. Lead adsorption isotherm experiments were carried out in 25 degrees Celsius. Experiments were performed to determine the best adsorbent pH level and the best adsorbent dosage level. Both CS and BC adsorbents were amended with magnetic iron oxide nanoparticles (Fe3O4) at 5% (w/w), and the lead adsorption isotherm experiments were carried out using the new adsorbents. The results indicated that the water vapor-activated biochar adsorbent modified with Fe3O4 (BC-5%) is the best adsorbent for the lead pollutants removal. In this adsorbent, the maximum of adsorbed quantity was found equal to 63.62 mg g-1, the Langmuir constant was obtained equal to 0.06790 L mg-1, coefficient of determination was computed equal to 0.9798 and standard error of the estimate acquired equal to 3.219.

    Keywords: Adsorbent, Adsorption isotherm, Biochar, Lead, Nanoparticles
  • مهدی درخشان نیا*، مهدی قمشی، سید سعید اسلامیان، سید محمود کاشفی پور
    مقدمه

     جریان چگال یکی از عوامل موثر بر انتقال رسوبات به مخازن سدها می باشد. در این راستا یکی از روش های عملی برای کنترل رسوبات، ایجاد مانع در مسیر این جریان ها می باشد.

    روش

     در این تحقیق آزمایشگاهی، رفتار جریان چگالی تحت تاثیر موانع استوانه ای ساخته شده از چوب با قطر 1.5 سانتی متر و ارتفاع 30 سانتی متر (بیش از ارتفاع بدنه جریان چگالی) مورد ارزیابی قرار گرفت. بنابراین با در نظر گرفتن متغیرهایی مانند شیب کف، غلظت و دبی، مقادیر هد جریان غلیظ تعیین شد. همچنین در این مقاله از الگوریتم های یادگیری ماشین مانند سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی و شبکه عصبی مصنوعی برای مدل سازی نتایج استفاده شد.

    یافته ها

     بر اساس نتایج، هد جریان نمک چگال با استفاده از الگوریتم های یادگیری ماشینی مانند سیستم استنتاج عصبی فازی تطبیقی و شبکه عصبی مصنوعی مدل سازی انجام شد و عملکرد این دو روش مقایسه شد. نتایج نشان داد که الگوریتم های یادگیری ماشین در مدل سازی هد جریان نمک چگالی مفید هستند و مقادیر رگرسیون سیستم استنتاج فازی عصبی تطبیقی برای داده های آموزش و آزمون 0.99 و رگرسیون شبکه عصبی مصنوعی به ترتیب 0.94 و 0.91 به دست آمد.

    نتیجه گیری

    با مقایسه این دو روش مشخص شد که سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی در مدل سازی درصد کاهش جریان سر چگالی نسبت به روش شبکه عصبی مصنوعی پیش خور موثرتر بوده است.

    کلید واژگان: جریان غلیظ, درصد کاهش هد, رسوب گذاری, سیستم استنتاج عصبی, فازی تطبیقی, شبکه عصبی مصنوعی پیش خور
    Mehdi Derakhshannia *, Mehdi Ghomeshi, Seyed Saeid Eslamian, Seyed Mahmood Kashefipour
    Introduction

    Density current is one of the factors influencing the transfer of sediments to reservoirs of dams. One of the practical methods to control sediments is to build an obstacle in the path of these currents.

    Methods

    In this laboratory research, the behavior of the Density current under the effect of cylindrical obstacles made of wood with a diameter of 1.5 cm and a height of 30 cm (more than the height of the body of the Density current) was evaluated. Therefore, by considering variables such as floor slope, concentration and discharge, the values of the density current head were determined. Machine learning algorithms such as adaptive neural fuzzy inference system and artificial neural network were used to model the results.

    Findings

    Based on the results, the density salt flow head was modeled using machine learning algorithms such as adaptive fuzzy neural inference system and artificial neural network and the performance of these two methods were compared. The results showed that machine learning algorithms are useful in modeling the density salt flow head. And the regression of the adaptive neural fuzzy inference system for the training and test data was 0.99 and the regression of the artificial neural network was 0.94 and 0.91, respectively.

    Conclusion

    By comparing the two methods, it was found that the adaptive neural-fuzzy inference system is more effective in modeling the percent reduction of the head of Density current than the feed-forward artificial neural network method.

    Keywords: density current, Head reduction percentage, sedimentation, Adaptive Neural-Fuzzy Inference System, feed-forward artificial neural network
  • مهدی درخشان نیا، مهدی قمشی، سید سعید اسلامیان*، سید محمود کاشفی پور
    مقدمه

    جریان غلیظ یکی از مهمترین عوامل در فرآیند رسوب گذاری سدها می باشد. افزایش رسوب در نزدیک دیواره سد، ظرفیت ذخیره سازی آن را کاهش داده و چالش های قابل ت وجهی را برای مهندسین مربوطه ایجاد می کند. بنابراین درک پویایی سیالات غلیظ و الگوهای رسوبی مرتبط جهت مدیریت مخزن سدها بسیار کارآمد است.

    روش

    هدف از این تحقیق ایجاد یک مدل هوشمند با تطابق مناسب با داده های آزمایشگاهی بوده تا بتوان از آن در طرح های آتی با متغیرهای متفاوت نیز استفاده نمود. براین اساس در این تحقیق درصد کاهش هد جریان غلیظ نمکی تحت تاثیر موانع نفوذپذیر ذوزنقه ای شکل (سنگ دانه ها با قطر 1 سانتیمتر)، با در نظر گرفتن متغیرهایی همچون دبی، شیب، غلظت و ارتفاع موانع به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت، سپس براساس نتایج حاصله اقدام به مدل سازی هد جریان غلیظ نمکی با روش شبکه عصبی مصنوعی پیش خور و روش کلاسیک رگرسیون چند متغیره شد و کارکرد این دو روش مورد مقایسه قرار گرفت.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که روش هوشمند شبکه عصبی مصنوعی پیش خور در مدل سازی درصد کاهش هد جریان غلیظ نمکی نسبت به روش رگسیون چند متغیره برتری قابل توجهی دارد به گونه ای که مقادیر رگسیون آموزش، واسنجی و تست به ترتیب 99/0، 0.98 و 98/0 برای شبکه عصبی و 92/0، 0.91 و 91/0 برای رگسیون چند متغیره بدست آمد.

    نتیجه گیری

    عملکرد شبکه عصبی مصنوعی نسبت به روش رگسیون چند متغیره کارایی بسیار بهتری دارد.

    کلید واژگان: جریان غلیظ, رسوب گذاری, درصد کاهش هد, شبکه عصبی پیش خور, رگرسیون چند متغیره
    Mehdi Derakhshannia, Mehdi Ghomeshi, Saied Saeid Eslamian *, Seyed Mahmood Kashefipour
    Introduction

    Density current is one of the most important factors in the sedimentation process of dams. Increased sediment will reduce dam storage capacity and makes significant challenges for relevant engineers. Therefore, understanding the dynamics of density fluids and related sediment patterns is very efficient for dam reservoir management.

    Methods

    The purpose of this study was to create an intelligent model with appropriate adaptation to laboratory data so that, it can be used in future designs with different variables. Therefore, in this study, the percentage of reduction of density salt current head under the influence of trapezoidal permeable obstacles (aggregates with a diameter of 1 cm), taking into account variables such as discharge, slope, concentration and height of obstacles in laboratory.

    Findings

    Based on the results, the density salt current head was modeled using the artificial neural network feed-forward method and the classical multivariate regression method, and the performance of these two methods was compared. The results showed that the intelligent feed neural network intelligent method in modeling the percentage reduction of density salt current head is significantly superior to the multivariate regression method so that the training, calibration and test regression values ​​ are 0.99, 0.98 and 0.98 were obtained for neural network and 0.92, 0.91 and 0.91 for multivariate regression, respectively.

    Conclusion

    The performance of the artificial neural network is much better than the multivariate regression method.

    Keywords: density current, sedimentation, Head reduction percentage, Feed Forward neural network, Multivariate regression
  • جهانگیر عابدی کوپایی*، سمیه رحیمی خشویی، سید سعید اسلامیان

    تغییر تاریخ وقوع اولین یخبندان پاییزه و آخرین یخبندان بهاره که به لحاظ کشاورزی بسیار حایز اهمیت است، می تواند یکی از پیامدهای ناشی از پدیده گرمایش جهانی باشد. یکی از روش های مطالعه اقلیم آینده، استفاده از خروجی مدل های گردش عمومی جو است. با استفاده از روش وزن دهی میانگین مشاهداتی دما و بارندگی (MOTP) که طی آن مدل های گردش عمومی جو بر اساس مقدار انحراف میانگین دما یا بارندگی شبیه سازی شده در دوره پایه از میانگین داده های مشاهداتی وزن دهی می شوند، مدلی که وزن بیشتری در مدل سازی در مورد داده دمای گذشته منطقه دارد، به عنوان مدل بهینه انتخاب می شود. اما این مدل ها به دلیل قدرت تفکیک مکانی پایین، گویای تغییر اقلیم ایستگاهی نیستند. لذا در این تحقیق برای ریزمقیاس نمایی نتایج مدل های GCM تحت سه سناریوی انتشار A2 و B1 و A1B در ایستگاه اصفهان از مدل LARS-WG استفاده شد. نتایج استخراج شده با نرم افزار SPSS مورد تحلیل آماری قرار گرفت و بررسی ها در سطح آماری 5 درصد (05/0<p) انجام پذیرفت. نتایج این بررسی ها برای چشم انداز 2049-2020 نشان داد که میانگین شماره روز وقوع اولین یخبندان پاییزه مبتنی بر هر سه سناریو در مقایسه با اقلیم گذشته، در ایستگاه اصفهان 2 تا 5 روز افزایش خواهد یافت. همچنین در این ایستگاه برای میانگین شماره روز وقوع آخرین یخبندان بهاره مبتنی بر هر سه سناریو در مقایسه با اقلیم گذشته، بین 2 تا 4 روز کاهش مشاهده می شود. درنهایت برای داده های به دست آمده با استفاده از نرم افزار Easy Fit بهترین توابع توزیع برای تعیین احتمال وقوع اولین یخبندان پاییزه و آخرین یخبندان بهاره در دوره پایه و در شرایط تغییر اقلیم تحت سه سناریوی انتشار انتخاب شد و مورد مقایسه قرار گرفت.

    کلید واژگان: تغییر اقلیم, اولین یخبندان پاییزه, آخرین یخبندان بهاره, مدل LARS-WG, GCMs
    J. Abedi Koupai*, S. Rahimi, S. Eslamian

    Changing the date of the first fall frost and the last spring frost is an important phenomenon in agriculture that can be one of the consequences of global warming. Using general circulation models (GCMs) is a way to study future climate. In this study, observations of temperature and precipitation were weighted by using Mean Observed Temperature-Precipitation (MOTP) method. This method considers the ability of each model in simulating the difference between the mean simulated temperature and mean precipitation in each month in the baseline period and the corresponding observed values. The model that had more weight, selected as the optimum model because it is expected that the model will be valid for the future. But, these models are not indicative of stationary climate change due to their low spatial resolution. Therefore, in this research, the outputs of GCM models are based on the three emission scenarios A2 and B1 and A1B, downscaled by LARS-WG for Isfahan station. The data were analyzed by SPSS software at a 95% confidence level (P<0.05). The results indicated that in the Isfahan in the future period 2020-2049 based on the three scenarios, as compared with baseline period 1971-2000, the first fall frost will occur later and the last spring frost will occur earlier. The first fall frost will occur later for 2 days (based on the A1B emission scenario) to 5 days (based on the A2 emission scenario) and the last spring frost will occur earlier for 2 days (based on the and B1 emission scenario) to 4 days (based on the A2 emission scenario). Finally, the best distribution functions for the first fall frost and the last spring frost for the baseline period and under climate change were selected and compared using the EasyFit software.

    Keywords: Climate change, First fall frost, Last spring frost, LARS-WG model, GCMs
  • مهدی درخشان نیا*، مهدی قمشی، سید سعید اسلامیان، سید محمود کاشفی پور

    جریان های غلیظ اغلب عامل اصلی انتقال رسوب در آب های عمیق و مخازن می باشند. برای جلوگیری از رسوب در مکان های بحرانی سدها، روش های مختلفی از جمله قرار دادن موانع در مسیر این جریان ها ارایه شده است. براین اساس در این مطالعه اثر دبی، غلظت ورودی، شیب و ارتفاع موانع نفوذپذیر ذوزنقه ای شکل بر رفتار جریان های غلیظ نمکی به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. 72 آزمایش با دبی متغیر 1، 5/1 و 2 لیتر برثانیه و غلظت متغیر 10 و 15 گرم بر لیتر، شیب 5/0، 1 و 5/1 درصد و ارتفاع مانع 1، 5/1 و 2 برابر بدنه جریان غلیظ انجام شد و براساس شار هد جریان مقادیر درصدکاهش هد تعیین و اثر سایر پارامترها مورد ارزیابی قرار گرفت که نتایج نشان داد که سه پارامتر شیب، غلظت و دبی ورودی عوامل موثر بر مومنتم جریان بوده و با افزایش هر یک از این پارامترها، میزان کارایی موانع با نسبت بی بعد ارتفاع 1 و 5/1 کاهش پیدا می کند اما در مانع با نسبت بی بعد ارتفاع 2 عملکرد مانع بهتر بوده و هنگام برخورد جریان با مانع اغتشاش زیاد ایجاد شده که سبب کاهش چشمگیر هد جریان غلیظ می گردد، به این صورت که نرخ متوسط کاهش شار هد برای نسبت بی بعد ارتفاع 1 در حدود 38 درصد و برای نسبت بی بعد ارتفاع 5/1 در حدود 52 درصد و برای نسبت بی بعد ارتفاع 2 در حدود 86 درصد می باشد. در انتها به برازش خطی و غیرخطی داده های درصد کاهش هد جریان غلیظ پرداخته شد

    کلید واژگان: جریان های غلیظ, موانع نفوذپذیر, شار هد, مومنتم
    Mehdi Derakhshannia *, Mehdi Ghomeshi, Saied Saeid Eslamian, Seyed Mahmood Kashefipour

    Density currents are often the main cause of sediment transport in deep water and reservoirs. To prevent sedimentation in critical locations of dams, various methods have been proposed, including placing obstacles in the path of these currents. in this study, the effect of discharge, inlet concentration, slope and height of trapezoidal permeable obstacle on the behavior of density current has been investigated . 72 experiments were performed with variable discharge of 1, 1.5, and 2 liters per second and variable concentrations of 10 and 15 g/l, slope of 0.5%, 1% and 1.5% and obstacle height of 1,1.5 and 2 times the body of density current. The percentage of flux reduction was determined and the effect of other parameters was evaluated. The results showed that slope, concentration and inlet discharge are the factors affecting the momentum and by increasing each of these parameters, the efficiency of obstacle with heights of 1 and 1.5 times body density current decreases. In case of obstacle with a height of 2 times the body, when the current collides with the obstacle, there is a lot of turbulence, which decreases the momentum of the current, and complete control is performed. Thus, the average percentage of flux reduction for the dimensionless ratio of height 1 is about 38%, for the dimensionless ratio of height 1.5 is about 52% and for the dimensionless ratio of height 2 is about 86%. Finally, linear and nonlinear regression of the average percentage of flux reduction data was obtained.

    Keywords: Density currents, Permeable obstacle, Head flux, Momentum
  • سیده مریم بنی هاشمی ترشیزی*، سید سعید اسلامیان، بیژن نظری

    تغییرات اقلیمی آشکار پیش رو، تبدیل به دغدغه ای جدی برای جامعه بشری شده است. این پژوهش برای بررسی اثرات تغییر اقلیم بر متغیرهای دما و بارندگی در دشت قزوین در قالب 5 مدل اقلیمی بزرگ مقیاس Hadcm3، CSIRO-MK3، GFDL، CGCM3 و MICROC3.2 و 3 سناریوی انتشار گازهای گلخانه ای A1B، A2 و B1 و ترکیب سناریوهای مختلف در دو دوره زمانی 30 ساله آینده نزدیک (2050-2021) و آینده دور (2051-2080) انجام شد. نتایج این پژوهش نشان داد که به طور میانگین در 4 ایستگاه مورد بررسی تا پایان سال 2050 بارندگی بین دو نسبت  0/5 و 1/4 برابر مقدار بارش دوره مشاهداتی تغییر کرده و میانگین دما به اندازه 0/1- تا 1/6 درجه سانتی گراد نسبت به دوره مشاهداتی تغییر خواهد داشت و تا پایان سال 2080 بارندگی بین دو نسبت 0/5 و 1/7 برابر مقدار بارش دوره مشاهداتی در نوسان بوده و میانگین دما افزایشی بین 0/6 تا 2/6 درجه سانتی گراد را تجربه خواهد کرد. هر دو شاخص خشکسالی SPI و SPEI در آینده نزدیک و دور، افزایش تعداد دوره های خشک را در همه ایستگاه ها نشان می دهد. اما مقدار مجموع توالی های منفی با توجه به بازه های 3، 12 و 24 ماهه در سطح ایستگاه ها متفاوت بود. از دیدگاه شاخص SPEI نسبت به دوره پایه، مجموع توالی های منفی خشکسالی و تعداد دوره های خشک در آینده 3 ایستگاه آوج، باغ کوثر و نیروگاه افزایش و در ایستگاه قزوین کاهش خواهد داشت اما از دیدگاه شاخص SPI ایستگاه باغ کوثر از نظر مجموع توالی های منفی و تعداد دوره های خشک در آینده نسبت به دوره پایه، افزایش و 3 ایستگاه دیگر بیشتر از نظر تعداد دوره های خشکسالی با افزایش روبه رو هستند و مجموع توالی های منفی کاهش نشان می دهد. نتایج نشان داد در آینده رخدادهای خشکسالی به سمت شدید شدن و همچنین رخدادهای ترسالی به سمت فرین شدن پیش می روند.

    کلید واژگان: تغییر اقلیم, دشت قزوین, دما, بارندگی, خشکسالی, شاخص بارش استاندارد شده (SPI), شاخص بارش و تبخیر و تعرق استاندارد شده (SPEI)
    S. Banihashemi*, S. S. Eslamian, B. Nazari

    The upcoming climate change has become a serious concern for the human society. These changes, caused and aggravated by the industrial activities of the international community and the increase in the concentration of greenhouse gases in the atmosphere, are seen as a threat to the food security and environment. Temperature change and precipitation are studied in the form of different probabilistic scenarios in order to have an outlook for the future. The present study was conducted to address the effects of climate changes on temperature and precipitation in Qazvin plain in the form of five AOGCMs including Hadcm3, CSIRO-MK3, GFDL, CGCM3 and MICROC3.2, and 3 greenhouse gas emission scenarios of A1B, A2 and B1, based on different possible scenario combinations in the next 30 years, 2021-2050 and 2051-2080 (near and far future). On basis of the study results, all 4 target stations, on average, will have experienced a change between two ratios of 0.5 and 1.4 of  the observed precipitation period  by the end of 2050, and the mean temperature will have had a change  between -0.1 to 1.6 °C, relative to the observed period.  By the end of 2080,  the  precipitation will also have fluctuated between the two proportions of 0.5 and 1.7 times of the observed precipitation period and the mean temperature will touch an increase between 0.6 and 2.6 °C. Both SPI and SPEI indices suggest the increment in the number of dry periods in the near and far future. However, the total number of negative sequences differed considering the 3, 12 and 24-month intervals at the stations level. Given the SPEI index, as compared to the base period, the total negative sequences of drought and number of dry periods will increase at 3 stations of Avaj, Bagh-Kowsar and Shahid-rajaei-powerhouse and decrease at Qazvin station in the future; however, SPI gives different results, such that  for Bagh-Kowsar, there will be an increase in both total negative sequences of drought and number of dry periods, as  compared to the baseline period; three other stations will have more dry periods, specifically, but less total negative sequences. The results reported that the drought events would become severe, and the wet events would become extreme in the future.

    Keywords: Climate Change, Qazvin Plain, Temperature, Precipitation, drought, Standardized Precipitation Index (SPI), Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI)
  • کامران کوزه گر، یوسف حسن زاده*، سید سعید اسلامیان

    تعیین فراسنج های شکافت و آب نمود حاصله به دلیل خسارت های جبران ناپذیر و آلودگی های محیط زیستی ناشی از شکست سد خاکی در اثر روگذری جریان و رگاب از اهمیت فراوانی برخوردار است. در این تحقیق با مطالعه بر روی ساختار فرسایش، فرآیندهای تاثیرگذار بر شکست سد خاکی بررسی شده و روابط تجربی برای تعیین میزان دبی اوج، ویژگی های شکافت و زمان در حالت روگذری جریان و رگاب ارایه می گردد. به منظور بررسی فرآیندهای گسترش شکافت از مدل های فیزیکی با ارتفاع و مشخصه های فنی مختلف تحت روگذری جریان در داخل مجرای آزمایشگاهی استفاده شده است. در بخش دیگر مطالعه حاضر، رابطه های تجربی جدیدی برای پیش بینی حجم فرسایش یافته (Ver) براساس ویژگی های شکافت و مشارکت منابع مختلف شامل داده های تاریخی، آزمایشگاهی و سدهای واقعی توسعه یافته است. در به دست آوردن داده های مربوط به شکافت فرضی سدهای مذکور از مدل ریاضی BREACH استفاده شده است. نتیجه های این تحقیق نشان می دهد زمان خرابی (tf) در سدهای خاکی وابستگی زیادی به ویژگی های هیدرولیکی و شکافت داشته و براین اساس، در روابط توسعه یافته جدید، tf به عنوان تابعی از ویژگی های مذکور در نظر گرفته می شود. بر اساس شاخص های کارآیی، مقدارهای ضریب تبیین (R^2) برای رابطه های پیشنهادی برای تعیین Qp در حالت های روگذری جریان و رگاب به ترتیب برابر با 0.94 و 0.91 می باشند. ضریب یادشده جهت تعیین رابطه Ver برابر با 0.98 و در تعیین رابطه های tf به ترتیب معادل با 0.85 و 0.87 محاسبه شده است. از آنجایی که آب نمود ناشی از شکست سد به هندسه و زمان تشکیل شکافت بستگی دارد، به کمک داده های آزمایشگاهی و تلفیقی از تحلیل های رگرسیونی و الگوریتم های تکاملی، آب نمود سدهای واقعی به عنوان مطالعه موردی شبیه سازی شده اند.

    کلید واژگان: مدل های آزمایشگاهی, دبی اوج, زمان تشکیل شکافت, حجم فرسایش یافته, شبیه سازی آب نمود
    Kamran Kouzehgar, Yousef Hassanzadeh *, Saeid Eslamian

    Determination of the breach parameters and resulting hydrograph of the embankment dam failure due to overtopping and piping erosion has great importance because of the significant injuries and environmental impacts. In this research, by investigations on the erosion mechanisms, the affecting processes on the embankment dam failure are examined, and empirical relationships are presented to determine the peak outflow discharge (Qp), time, and breach characteristics in the overtopping and piping failure cases. Physical models with different heights and technical specifications were constructed and failed in the experimental flume to study the breach expansion rates. In the other part of the research, new empirical relations have been developed to predict the eroded volume (Ver) based on the breach characteristics and the contribution of various resources including historical, experimental, and hypothetical failures of the real embankments. The BREACH mathematical model has been used to obtain the failure parameters related to the hypothetical breach of the recent dams. According to observations, the failure time (tf) is highly dependent on hydraulic and breach characteristics. Therefore, the tf is considered as a function of these characteristics in the proposed formulas. Based on the performance indices, the values of the determination coefficient (R^2) for the newly proposed Qp relations are equal to 0.94 and 0.91, respectively, in the overtopping and piping failures. This coefficient for the development of the Ver relationship is equal to 0.98, and for the development of tf equations are equal to 0.85 and 0.87, respectively. Since the outflow hydrograph of a breached embankment dam is largely depended on the geometry and evolution time of the breach, the failure hydrographs of real embankments are simulated using a combination of regression analysis and evolutionary algorithms as a case study.

    Keywords: Experimental models, Peak outflow discharge, Failure time, Eroded volume, Hydrograph simulation
  • مهدی درخشان نیا، مهدی قمشی، سید سعید اسلامیان*، سید محمود کاشفی پور
    جریان غلیظ یکی از مهمترین عوامل در فرآیند رسوب گذاری سدها می باشد. چون این جریان از عوامل موثر بر کاهش کارایی عمر سدهای بزرگ بوده، بنابراین درک الگوهای رسوب گذاری جهت مدیریت مخزن سدها بسیار کارآمد می باشد. براین اساس در این تحقیق درصد کاهش هد جریان غلیظ نمکی تحت تاثیر موانع نفوذپذیر ذوزنقه ای شکل (پر شده با دانه-های شن با قطر 0.5 سانتی متر)، با در نظر گرفتن متغیرهایی همچون دبی، شیب، غلظت و ارتفاع موانع به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت، براساس نتایج حاصله اقدام به مدل سازی هد جریان غلیظ نمکی با روش شبکه عصبی مصنوعی پیش خور و روش کلاسیک رگرسیون چند متغیره شد و کارکرد این دو روش مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که روش هوشمند شبکه عصبی مصنوعی پیش خور در مدل سازی درصد کاهش هد جریان غلیظ نمکی نسبت به روش رگسیون چند متغیره برتری قابل توجهی دارد.
    کلید واژگان: جریان غلیظ, درصد کاهش هد, رگرسیون چندمتغیره, شبکه عصبی پیش خور
    Mehdi Derakhshannia, Mehdi Ghomeshi, Seyed Saeid Eslamian *, Seyed Mahmood Kashefipour
    Density current is one of the most important factors in the sedimentation process of dams. Because this current is one of the important factors affecting the reduction of life efficiency of large dams, so understanding sedimentation patterns to manage the reservoir of dams is very effective. Accordingly, in this study, the reduction percentage of the density current head flux under the influence of trapezoidal permeable barriers (filled with sand grains with a diameter of 0.5 cm) is investigated also variable parameters effect such as discharge, slope, concentration and height of obstacles on density current control is examined experimentally, based on the results, the reduction percentage of the density current head flux was modeled using the artificial neural network feed-forward method and the classical multivariable regression method, and the performance of these two methods was compared. The results showed that the intelligent method of feed-forward artificial neural network has a significant advantage over the multivariable regression method in modeling the reduction percentage of the density current head flux.
    Keywords: Density current, Feed-forward artificial neural network, Head reduction percentage, Multivariable regression
  • مهدی درخشان نیا، مهدی قمشی*، سید سعید اسلامیان، سید محمود کاشفی پور

    با توجه به هزینه بسیار زیاد ساخت سد، افزایش طول عمر این سازه عمرانی همواره مورد نظر مهندسین آب بوده است. رسوبات ته نشین شده در اطراف دیواره سد سبب کاهش عمر مفید این سازه می شود. ساخت مانع در مسیر جریان-های غلیظ و در میانه مخزن می تواند از نزدیک شدن جریانهای غلیظ رسوبی به بدنه سد جلوگیری نموده و جریان را وادار به رسوبگذاری در میانه مخزن نماید و به این ترتیب می توان نواحی نزدیک دیواره سد را از مشکل رسوب گذاری تا حدی مصون نمود. در این تحقیق اثر موانع نفوذپذیر بر شار هد جریان غلیظ به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. طراحی مانع به صورت متخلخل به شکل ذوزنقه ای بوده و با ذرات شن با قطر یک سانتی متر پر شد و از نمک برای تهیه سیال غلیظ استفاده شد. در این آزمایش ها تاثیر دبی ورودی، شیب فلوم و ارتفاع موانع بر رفتار جریان غلیظ مورد بررسی قرار گرفت. با بررسی متغیرهای این تحقیق مشخص شد که درصد کاهش شار هد جریان غلیظ برای نسبت بی بعد ارتفاع 1 بین 33 تا 61 درصد، برای نسبت بی بعد ارتفاع 1.5 بین 43 تا 63 درصد و برای نسبت بی بعد ارتفاع 2 بین 68 تا 100 درصد می باشد، همچنین افزایش دبی و شیب ورودی باعث افزایش مومنتم راس جریان شده و در نتیجه سبب کاهش کارایی موانع می گردد. علاوه بر این در انتها به مدل سازی راس جریان غلیظ به صورت برازش خطی و غیرخطی پرداخته شد.

    کلید واژگان: انتقال رسوب, جریان غلیظ, رسوب گذاری, موانع نفوذپذیر
    Mehdi Derakhshannia, Mehdi Ghomeshi *, Seyed Saeid Eslamian, Seyed Mahmood Kashefipour

    Due to the high cost of construction of the dams, increasing the lifespan of this construction structure has been considered by water engineers. Sediments near the dam wall reduce the useful life of this structure. Constructing obstacles in the path of density currents be is one of the most widely used methods in controlling these sediments. In this study, the effect of permeable obstacles on density current head flux has been studied experimentally. The obstacles were made in the shape of trapezoid and were filled with sand particles with a diameter of one centimeter also salt were used to prepare the density current. In these experiments, the effect of inlet flow, flume slope and obstacle height on density current was investigated. Examining the variables of this study, it has been found that the reduction percentage of the density current head flux for the dimensionless ratio of height 1 is between 33.1 to 61%, for the dimensionless ratio of height 1.5 is between 43.2 to 63.3% and for the dimensionless ratio of height 2 is between 68.2 to It is 100%, also increasing the inlet flow ratio and flume slope increases the momentum of the current and thus reduces the efficiency of the obstacles. In addition, at the end, the density current head was modeled as linear and nonlinear regression.

    Keywords: Density currents, Permeable obstacles, sedimentation, sediment transfer
  • سینا حقیقی نائینی، میثم بیات، سید سعید اسلامیان

    سد خاکی همواره مناسب‌ترین و در دسترس‌ترین سازه در بحث سازه‌های مربوط به آب بوده است و هم‌چنین مناسب جهت تغذیه سفره آب زیرزمینی می‌باشد. در مقابل مزایای سدهای خاکی، مشکل اساسی در کاربرد این نوع سدها، نشت آب در بدنه سد و پی آن می‌باشد. یکی از راه‌های کنترل نشت از پی، استفاده از دیوار آب بند است. در این پژوهش بدون استفاده از روش‌های محاسباتی رایج مانند شبکه جریان و یا طراحی با استفاده از عرض سد و ارتفاع آب پشت سد، محاسبه جریان نشت به روش اجزاء محدود با استفاده از نرم افزار GeoStudio صورت گرفته است. نمونه‌ای از سد خاکی با سطح آبگیر مشخص مورد مطالعه قرار گرفته و پارامترهای مختلف سد مانند ضرایب نفوذپذیری اجزای مختلف و ارتفاع دیوار آب بند و محل احداث دیوار آببند نسبت به هسته سد به عنوان متغیر در نظر گرفته شده است و نتایجی برای میزان نشت از پی سد در حالت‌های مختلف به دست آمده است. هم‌چنین با استفاده از نرم افزار Genexprotolls.5 بر اساس دیتاهای به دست آمده و رگرسیون سازی تحت برنامه‌سازی ژنتیک رابطه‌ای جهت محاسبه میزان نشت از پی سد بر اساس متغیرهای معرفی شده به دست آمده است. نتایج نشان داد که استفاده از دیوار آب بند در سد خاکی، میزان ترواش از پی سد را کاهش داده است. به گونه‌ای که با جابجایی محل دیواره آب بند به سمت پایین دست و همچنین با افزایش ضریب نفوذپذیری پوسته سد، میزان نشت از پی سد کاهش می-یابد. نتایج نشان می دهد که تغییرات ضریب نفودپذیری هسته سد تاثیر ناچیزی در میزان نشت از پی سد دارد. از طرف دیگر افزایش ضریب نفوذپذیری پی سد میزان دبی نشت از پی را به میزان قابل توجهی افزایش داد.

    کلید واژگان: سد خاکی, دیوار آب بند, روش المان محدود, الگوریتم ژنتیک, نشت

    Embankment dam is always the most suitable and most available (considering the type of materials) of the structure in the water-related structures and is also suitable for feeding the groundwater table. In contrast to the advantages of embankment dams, the main problem in the use of these types of dams is the water seepage in the dam body. One of the ways to control the seepage at the foundation of the embankment dams is the use of a cut-off-wall. In the current study, the calculation of seepage current through finite element method using GeoStudio software was performed without the use of common computational methods such as grid flow or design using dam width and water heights behind the dam. A sample of embankment dam with a specific surface of the reservoir has been studied. Different parameters of the dam such as the permeability coefficient of different components and the height of the cut-off-wall and the location of the cut-off-wall are compared to the core of the dam as a variable, and an outline for the seepage rate from the dam various states are obtained. Also, using Genexprotolls.5 software based on the obtained data and regression analysis, a genetic programming interface has been developed to calculate the seepage rate from the dam foundation according to the variables introduced. The level of leakage from the dam is reduced by displacing the cut-of-wall toward downstream as well as increasing the coefficient of permeability of the dam shell. The results show that the variations of coefficient of permeability of the core dam have a small effect on the leakage rate of the dam foundation. On the other hand, increasing the permeability coefficient of the dam foundation increases significantly the leakage from the dam foundation.

    Keywords: Embankment Dam, Cut-off-wall, Finite Element Method, Genetic algorithm, leakage
  • سید سعید اخروی*، سید سعید اسلامیان

    یکی از راه‎کارهای مدیریت پایدار منابع آب، استفاده مجدد از رواناب/پساب شهری و روستایی است که با توجه به طیف وسیع آلاینده های محیط‎زیستی موجود در آن، نیازمند تصفیه اضافی و استانداردسازی براساس نوع مصرف است. بازگردانی پساب ها علاوه ‎بر کاهش فشار بر منابع آبی، از نظر اقتصادی نیز در مقایسه با هزینه های زیاد پروژه های انتقال آب به‎ ویژه به ‎صورت بین حوضه ای و تبعات محیط‎زیستی، اجتماعی و اقتصادی آن مقرون به‎صرفه است. امروزه با توجه به هزینه های بالای راه‎کارهای متداول تصفیه، استفاده از روش های زیستی چون تالاب های مصنوعی افزایش چشمگیری یافته است. تالاب های مصنوعی بسته به دورنمای مورد انتظار (تصفیه پساب یا رواناب)، دارای روش طراحی متفاوتی هستند. این سامانه براساس الگوی جریان به سه دسته جریان آزاد سطحی، زیرسطحی افقی و عمودی تقسیم بندی می شود. انتخاب نوع طراحی سامانه علاوه‎بر توجه به توصیف جنبشی واکنش های بیولوژیکی تصفیه، به آگاهی از کارکرد الگوی جریان نیز وابسته است. در این مقاله، با بیان مطالعات انجام شده و الزام به تصفیه اضافی پساب های تصفیه خانه ، عملکرد انواع سامانه های تالاب مصنوعی در حذف آلاینده ها بررسی شده است. سپس، اصول طراحی سامانه تالاب مصنوعی با هدف جمع آوری و تصفیه رواناب و تصفیه پساب توضیح داده شده است. سرانجام با ارایه معیارهای طراحی و بررسی موانع موجود در مسیر ایجاد این تحول در عرصه بازیافت آب، امکان سنجی استفاده از این سامانه به‎ ویژه در نواحی خشک و نیمه خشک مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت با بیان طرح توجیهی بهره گیری از این سامانه، اقدامات موردنیاز برای جانمایی آن ها بیان شده است.

    کلید واژگان: الگوی جریان, تالاب مصنوعی, تصفیه, گیاهان, عملکرد, فرآیند حذف آلاینده ها
    Saeid Okhravi *, Saeid Eslamian

    Wastewater/runoff reuse is one of the strategies for sustainable water resource management which, based on the consumption type, requires supplementary treatment and standardization due to a wide range of environmental contaminations. Wastewater recycling not only reduces the pressure on fresh water resources but also is so frugal in comparison to the huge costs and the environmental and socioeconomic impacts of water transfer projects, especially between the basins. Nowadays, the application of bio-methods such as constructed wetlands has increased significantly due to the high cost of conventional wastewater treatment approaches. Constructed wetland systems have different design methods depending on the desired outlook (wastewater or runoff treatment). With regards to the flow patern, the system classifies into free water surface flow, and horizontal and vertical subsurface flow. Design configurations of the constructed wetlands depend on the kinematic description of biological reaction as well as the designer’s knowledge of the flow pattern. In this paper, the related literature is reviewed and the required supplementary treatment of secondary effluent of the treatment plant is presented. Then the performance of different types of constructed wetlands in removal of pollutants is investigated. Finally the principles of constructed wetlands design with the aim of harvesting and treating runoff and wastewater have been thoroughly described. The design criteria are presented based on the observed obstacles for such evolution in the field of water recycling. The feasibility of constructed wetlands is then investigated, especially in arid and semi-arid regions. By presenting the justified plan for the system application, the required measures for site selection of such constructed wetland systems are expressed.

    Keywords: Constructed Wetland, Flow Pattern, performance, plants, Pollutant Removal, treatment
  • پریا شجاعی، مهدی قیصری*، حمیده نوری، هادی اسماعیلی، سید سعید اسلامیان

    ایجاد و حفاظت از فضاهای سبز شهری در محیط های خشکی که با مشکلات کمبود آب، آلودگی هوا و کمبود فضاهای سبز طبیعی مواجه است، ضروری بوده و نیاز به تمهیدات ویژه ای دارد. کمبود آب در اصفهان بزرگ ترین چالش مدیران آب شهر است. تخمین، دقیق نیاز آبی فضاهای سبز شهری در مناطقی با آب و هوای خشک به منظور مدیریت بهینه آبیاری بسیار ضروری است. در این پژوهش نیاز آبی گیاهان باغ گل ها، بیش از 200 نوع گونه گیاهی، با استفاده از دو روش WUCOLS و LIMP در طول سال های 2011 تا 2013 تخمین زده شد و حجم آب به کار رفته با نیاز آبیاری تخمین زده، مقایسه شد. به طور متوسط، نیاز ناخالص آبیاری سالانه با روش WUCOLS برابر 1164 میلی متر بود که 15 درصد کمتر از مقدار 1366 میلی متر آبیاری انجام شده است. در حالی که نیاز ناخالص آبیاری سالانه با روش LIMP برابر 1239 میلی متر بود که 9 درصد کمتر از حجم آب به کار رفته سالانه است. بر اساس تخمین های LIMP، امکان کاهش 9 درصدی در مصرف آب سالانه باغ وجود دارد. نتایج این مطالعه لزوم اصلاح مداوم مقادیر آبیاری فضای سبز با درنظر گرفتن شرایط آب و هوایی (به ویژه بارش) را نشان داد.

    کلید واژگان: فضای سبز شهری, ضرایب فضای سبز, مدیریت آبیاری پارک های شهری, نیاز آبی فضای سبز شهری
    P. Shojaei, M. Gheysari*, H. Nouri, H. Esmaeili, S. Eslamian

    Creation and conservation of urban parks is challenging in arid environments where daily thermal extremes, water scarcity, air pollution and shortage of natural green spaces are more conspicuous. Water scarcity in the arid regions of Iran is major challenge for water managers. Accurate estimation of urban landscape evapotranspiration is therefore critically important for cities located in naturally dry environments, to appropriately manage irrigation practices. This study investigated two factor-based approaches, Water Use Classifications of Landscape Species (WUCOLS) and Landscape Irrigation Management Program (LIMP), to measure the water demand in a botanic garden. The irrigation water volume applied was compared with the gross water demand for the period from 2011 to 2013. On average, WUCOLS estimated an average annual irrigation need of 1164 mm which is 15% less than the applied value of 1366 mm while the LIMP estimate of 1239 mm was 9% less than the applied value. Comparison of estimated and applied irrigation showed that a water saving of 9% can be made by the LIMP method. The outcomes of this research stressed the need to modify the irrigation requirements based on effective rainfall throughout the year, rather relying on long-term average data.

    Keywords: Urban parks, Landscape coefficient, Urban irrigation management, Water requirement of urban parks
  • ابراهیم شریفی گرمدره، مهدی وفاخواه*، سیدسعید اسلامیان
    تخمین دبی سیلاب با دوره بازگشت مختلف، یکی از مهم ترین عوامل لازم برای طراحی و اجرای سازه های آبی است. از طرفی بسیاری از رودخانه های موجود در حوضه های آبخیز ایران فاقد آمار و اطلاعات آب سنجی کامل و دقیق هستند. در چنین مواردی یکی از راه حل های مناسب برای برآورد دبی های سیلابی با دوره بازگشت مختلف، انجام تحلیل منطقه ای سیلاب است. در پژوهش حاضر 55 ایستگاه آب سنجی مورد استفاده قرار گرفتند. برای این منظور ابتدا دبی های حداکثر لحظه ای ایستگاه های منتخب در دوره بازگشت های مختلف با استفاده از نرم افزار Easy Fit برآورد شد. سپس متغیرهای موثر بر دبی های سیلابی جمع آوری و متغیرهای ورودی مدل با استفاده از آزمون گاما و به کمک نرم افزار WinGamma تعیین شدند. درنهایت مدل سازی داده ها با استفاده از ماشین بردار پشتیبان، شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون چند متغیره غیرخطی انجام پذیرفت. ارزیابی کمی و کیفی نتایج با استفاده از آماره های گوناگون از جمله آماره ناش- ساتکلیف نشان داد که روش مدل سازی ماشین بردار پشتیبان، از بیشترین دقت نسبت به دو روش مدل سازی دیگر به منظور پیش بینی دبی های حداکثر لحظه ای در حوضه آبخیز دریاچه نمک برخوردار است.
    کلید واژگان: ایستگاه آب سنجی, دوره بازگشت, آزمون گاما, ماشین بردار پشتیبان, حوضه آبخیز دریاچه نمک
    E. Shrifi Garmdareh, M. Vafakhah*, S. Eslamian
    Flood discharge estimation with different return periods is one of important factors for water structures design and installation. On the other hand, a lot of rivers existing in Iran watersheds have no complete and accurate hydrometric data. In these cases, one of the suitable solutions to estimate peak discharges with different return periods is the regional flood analysis. In this research, 55 hydrometric stations were used. For this purpose, at first, peak discharges in different return periods were estimated using the EasyFit software. Then, the effective variables on the peak discharges were collected and the input variables of the models were selected by using gamma test with the help of the WinGamma software. Finally, data modeling was performed using the support vector machine, artificial neural networks and nonlinear multivariate regression techniques. Quantitative and qualitative assessment of the results using various indices including Nash-Sutcliffe Efficiency Coefficient (NSC) showed that SVM modeling method had the most accuracy in comparison to the other two modeling methods to predict the peak discharges in the Namak Lake Watershed.
    Keywords: Hydrometric Stations, Return Period, Gamma Test, Support Vector Machine, Namak Lake Watershed
  • محمد امین امینی*، غزاله ترکان، سید سعید اسلامیان، محمد جواد زارعیان، علی اصغر بسالت پور
    در پژوهش حاضر، از داده های میانگین بارش ماهانه 27 ایستگاه سینوپتیک، کلیماتولوژی، باران سنجی و تبخیر سنجی واقع در حوضه زاینده رود و اطراف آن برای دوره آماری 2014-1970 استفاده شد. پیش از درون یابی، داده های مفقود در هر ایستگاه توسط روش نسبت نرمال بازسازی شد. همچنین برای کنترل کیفی از آزمون های دیکی- فولر و شاپیرو- ویلک به ترتیب برای بررسی مانایی و نرمال بودن استفاده شد. در ادامه این داده ها با شش روش درون یابی مکانی شامل روش های معکوس وزنی فاصله، همسایگی طبیعی، اسپلاین منظم، اسپلاین کششی، کریگیدن معمولی و کریگیدن عام پهنه بندی شدند و هر یک از روش ها توسط تکنیک اعتبار متقابل با شاخص های MAE، MBE و RMSE ارزیابی شدند. نتایج نشان داد از میان روش های درون یابی مکانی، روش همسایگی طبیعی با مقدار MAE برابر 24/0 بهترین عملکرد را برای درون یابی بارش در میان تمامی روش ها در این منطقه داشته است. همچنین در بین روش های کریگیدن معمولی، کریگیدن عام، اسپلاین و معکوس وزنی فاصله به ترتیب کریگیدن نمایی با مقدار MAE برابر 54/0، کریگیدن عام با روند درجه دوم با مقدار MAE  برابر 50/0، اسپلاین کششی با مقدار MAE  برابر 54/0 و معکوس وزنی فاصله با توان4 با مقدار MAE برابر 57/0 از کمترین خطا نسبت به سایر روش های هم خانواده خود برخوردار بودند.
    کلید واژگان: آزمون دیکی- فولر, آزمون شاپیرو- ویلک, بارش ماهانه, حوضه آبریز زاینده رود, روش های درون یابی مکانی
    M. A. Amini*, G. Torkan, S. S. Eslamian, M. J. Zareian, A. A. Besalatpour
    In the present study, we used 27 precipitation average monthly data from synoptic, climatologic, rain-guage and evaporative stations located in Zayandeh-Rud river basin for the period of 1970-2014. Before interpolating, the missing data in the time series of each station was reconstructed by the normal ratio method. Also, for the data quality control, the Dickey-Fuller and Shapiro-Wilk tests were used to check the data stationarity and normality. Then, these data were interpolated by six interpolation methods including   Inverse Distance Weighting, Natural Neighbor, Tension Spline, Regularized Spline, Ordinary Kriging and Universal Kriging; then each method was evaluated using the cross-validation technique with MAE, MBE and RMSE indices. The results showed that among the spatial interpolation methods, Natural Neighbor method with MAE of 0.24 had the best performance for interpolating precipitation among all of the methods. Also, among Ordinary Kriging, Universal Kriging, Spline and Inverse Distance Weighting methods, respectively, Exponential Kriging with MAE 0.54, Quadratic Drift Kriging with MAE of 0.5, Tension Spline with the MAE of 0.54 and Inverse Distance Weighting with the power of 4 with MAE of 0.57 had the least error compared to other IDW methods.
    Keywords: Dickey-Fuller test, Shapiro–Wilk test, Monthly precipitation, Zayandeh-Rud River Basin, Spatial Interpolation methods
  • سید سعید اخروی *، سید سعید اسلامیان، نادر فتحیان پور
    بررسی رفتار هیدرولیکی داخلی سامانه تالاب مصنوعی زیرسطحی افقی در جهت بهینه سازی طراحی امری ضروری است. بدین منظور، این پژوهش اثرات نحوه توزیع جریان ورودی را در سه آرایش متفاوت شامل: (A) حالت ورودی وسط، (B) ورودی گوشه و (C) ورودی یکنواخت به صورت آزمایشی و عددی بررسی نمود. در تمامی حالات، خروجی در وسط سامانه ثابت بوده است. شبیه سازی عددی بر پایه معادله جریان زیر سطحی در محیط های متخلخل (دارسی) با نرم افزار کامسول انجام و سپس توسط داده های آزمایشی واسنجی شد. تحلیل منحنی زمان ماند حاصل از مطالعه آزمایشی نشان داد که توزیع یکنواخت جریان با افزایش پخشیدگی جریان و کاهش مسیرهای میان بر سبب افزایش زمان ماند میانگین و در نتیجه راندمان هیدولیکی سامانه می شود. شبیه سازی جریان داخلی این آرایش نیز حاکی از توزیع همگون فشار و خطوط جریان در طول سامانه می باشد. دامنه تغییرات فشار درون سامانه در سه آرایش به ترتیب 14، 12 و 10 سانتی متر آب است. اختلاف زیاد فشار در نواحی پرفشار و کم فشار در آرایش ورودی گوشه ناشی از توزیع ناهمگون جریان ورودی بوده که با ایجاد مسیرهای میان بر متعدد سبب کاهش زمان ماند میانگین و حجم موثر در سامانه می شود. حجم موثر در این آرایش 1/62 درصد می باشد در حالی که در دو آرایش دیگر 5/87 درصد است. با توجه به تعریف جریان ایده آل در تالاب مصنوعی می توان نتیجه گرفت که ورودی یکنواخت به جهت پخشیدگی جریان بالاتر، حجم مرده و میزان مسیرهای میان بر کمتر به عنوان بهترین آرایش ورودی جریان شناخته می شود و سپس آرایش ورودی وسط دارای عملکرد مناسبی می باشد.
    کلید واژگان: آرایش ورودی جریان, تغییرات فشار, زمان ماند هیدرولیکی, شبیه سازی, مسیرهای میان بر
    Saeid Okhravi *, Saeid Eslamian, Nader Fathianpour
    Introduction
    Horizontal subsurface flow constructed wetlands have long been applied to improve water or wastewater quality. Previous studies on wetland systems have focused on trying to comprehend the processes leading to the removal of pollutants. Comparatively, there have been fewer studies dedicated to the assessment of flow distribution on hydraulic behavior through the wetland. Researchers declared the aspect ratio (length to width ratio), inlet-outlet configuration, the size of the porous media and the loading rate of constructed wetland could influence hydraulic retention time (HRT). Su et al. (2009) have stated that in free water surface constructed wetlands, when the aspect ratio is greater than 5, the hydraulic efficiency will reach 0.9, or even higher. If the project site or field area cannot meet the theoretical standard, the recommended aspect ratio is higher than 1.88 to ensure some hydraulic efficiency greater than 0.7. The present study was an attempt to analyse, with the aid of 3D numerical simulation and tracer study, how flow distribution affected hydraulic behavior by using 3 different input flow layouts.
    Materials and Methods
    The treatment system consisted of a horizontal subsurface flow in a constructed wetland having an aspect ratio of 6.5 and the bed slope of one percent. The geometry of this system, which was 4 m wide × 26 m long × 1 m deep, was planted with Phragmites australis. Inlet configurations were selected as a variable parameter. Three different inlet flow configurations including midpoint-midpoint (A), corner- midpoint (B) and uniform-midpoint (C), with the same fixed outlet configurations, were studied. The average flow discharge in each configuration was 6.58, 6.52 and 6.4 m3/day, respectively. Dye tracer was used to draw retention time distribution curves in each configuration for assessing the internal dispersion, short-circuiting and hydraulic parameters such as effective volume rate which is derived by division of mean retention time per nominal retention time. The 3D model presented, which was built on the Comsol Multiphysics platform, was implemented for fluid flow to show internal hydraulic patterns in the system. Hence, the hydraulic model used the Darcy equation to simulate a stationary water flow through the bed. The simulations were verified by using real data obtained from the existing constructed wetland. It was mostly used to show pressure throughout the system for each configuration of the inlet and the outlet.
    Results and Discussion
    The mean retention time for each configuration was found to be 4.53, 3.24 and 4.65 days, respectively. A marked reduction of the mean hydraulic retention time signified leaving tracer concentration from the outlet rapidly, high short-circuiting and dead volume and finally defective treatment process influenced by changing the inlet to the corner. According to tracer breakthrough curve, the effective volumes for configurations A and C were 87.5%, as compared to 62.1% for the configuration B. The two-day difference of tpeak between configurations 2 and 1, and 3 was probably due to the establishment of preferential streamlines resulting in short-circuiting and areas of dead volume in the system. The value of tpeakis related to dispersion, in the sense that a retention time distribution curve with a small peak time generally contains low dispersion. Simulation results showed the pressure difference from the inlet to the outlet ranged from 12-14, 14-15 and 10-13 cm H2O for A, B and C layouts, respectively. It was shown that the maximum pressure gradient occurred at the outset of the influent wastewater at the inlet, and it was gradually reduced to the lowest values at the outlet ports. Consequence of surface pressure demonstrated uniform pressure from inlet toward outlet at configuration C. Simulated streamlines approved this result, while range of high and low pressure area at configuration B was the most. There was a strong association between tracer experiments and simulation works. One of the major findings of this study was the significant shorter hydraulic mean retention time of the corner inlet setup. There are many that may cause these effects, although short-circuiting may be the primary one. A large low-pressure zone appeared at the opposite corner that was neither inlet nor outlet in this configuration.
    Conclusions
    This paper investigated the hydraulic performance and short-circuiting effects on water flow due to three different inlet patterns (i.e. midpoint, corner, and uniform) in horizontal subsurface flow wetlands based on dye tracer measurements and numerical modeling. The results showed that the uniform inlet could provide the highest hydraulic efficiency (i.e. longest hydraulic retention time, HRT), in comparison to other two setups. The performance of the three different layouts was also investigated in terms of hydraulic parameters. Short-circuiting was influenced by lower hydraulic retention time, leading to inadequate treatment. Uniform-midpoint and midpoint-midpoint yielded the best effective volume as compared to the corner-midpoint. It was demonstrated that these two cases increased dispersion and used the whole capacity of the constructed wetland for the treatment process. The most important result of this paper was the evaluation of internal hydraulic pattern thorough the wetland, something not investigated in previous research works. Based on the simulation results, the spatial pressure distribution in wetland cells was depicted. Finally, it can be concluded that the best configuration of inlet-outlet layout based on both numerical simulations and physical experiments is uniform-midpoint. Meanwhile, midpoint-midpoint is preferable to corner-corner by all performance criteria.
    Keywords: Hydraulic retention time, Inlet flow configurations, Pressure alteration, Short-circuiting, Simulations
  • زهره دهقان*، سید سعید اسلامیان، رضا مدرس
    ناحیه بندی یکی از ابزارهای مفید برای انجام تحلیل های موثر در مناطق فاقد داده، یا دارای داده های ناقص است. یکی از روش های ناحیه بندی که در مطالعات هیدرولوژیک بسیار مورد استفاده قرار می گیرد، خوشه بندی است. یکی از عوامل تاثیرگذار بر خوشه بندی، درجه اهمیت و میزان مشارکتی است که هر یک از این ویژگی ها می توانند داشته باشند. در این پژوهش، سعی شد از یک مجموعه گسترده ای از ویژگی ها برای مقایسه عملکرد آنها در ناحیه بندی استفاده شود. سپس، با توجه به درجه اهمیت و نقشی که هر ویژگی در ناحیه بندی دارد، وزن مناسب برای هر یک از گروه ویژگی ها با استفاده از خروجی روش تحلیل مولفه های اصلی تعیین و تاثیر وزن دهی در تشکیل ناحیه های همگن با استفاده از روش خوشه بندی وارد بررسی شد. بدین منظور، در این پژوهش از داده های حداکثر بارش 24 ساعته 63 ایستگاه باران سنجی واقع در حوضه دریاچه ارومیه که دارای طول دوره آماری 30 سال (1387-1358) هستند، استفاده شد. علاوه بر این، هفت دسته ویژگی به منظور ناحیه بندی بارش تعریف شدند. نتایج نشان داد که با درنظر گرفتن ویژگی های مختلف و ترکیب آنها با یکدیگر، ناحیه بندی متفاوتی در تعداد نواحی تشکیل شده است و نیز تعداد ایستگاه های متفاوتی در هر ناحیه وجود خواهد داشت. از میان هفت گروه ویژگی مشخص شد که دسته ویژگی های جغرافیایی و اقلیمی- جغرافیایی خوشه بندی مناسب تری را در سطح حوضه نشان داده اند. همچنین، وزن دادن به ویژگی ها در بیشتر موارد می تواند تاثیر مثبتی در بهبود اندازه همگنی و تشکیل نواحی مستقل از لحاظ پراکندگی ایستگاه ها و چگونگی قرارگیری آنها در سطح حوضه داشته باشد.
    کلید واژگان: تتحلیل مولفه های اصلی, حوضه دریاچه ارومیه, روش خوشه بندی وارد, وزن دهی ویژگی ها
    Z. Dehghan *, S. S. Eslamian, R. Modarres
    Regionalization is one of the useful tools for carrying out effective analyses in regions lacking data or with having only incomplete data. One of the regionalization methods widely used in the hydrological studies is the clustering approach. Moreover, another effective factor on clustering is the degree of importance and participation level for each of these attributes. In this study, it was tried to use a broad range of attributes to compare their performance in regionalization. Then, according to the importance and role of each attribute in regionalization, the appropriate weight for each of the attributes in each category was determined using the principal component analysis (PCA) method, and the effect of this weighting in forming the homogenous regions was investigated by the Ward's clustering method. In this regard, the maximum 24-hour rainfall data of 63 meteorological stations located in Urmia Lake Basin (ULB) was used in this study during a time period of 30 years (1979-2008). Furthermore, seven categories of attributes were defined in order to regionalize the rainfall. The results showed that by considering different attributes and combining them with each other, a different clustering is obtained in each category in terms of the number of clusters and stations. Among seven categories of attributes, it was found that the geographical and climatic-geographical categories of attributes showed a more appropriate clustering over the ULB. Additionally, the weighting of attributes could have more effect on improving homogeneity and forming the independent clusters in most cases in terms of the scattering of station and how to locate over the basin.
    Keywords: Principle component analysis, Urmia Lake basin, Ward’s clustering method, Attributes’ weighting
  • محمد امین امینی، غزاله ترکان، سیدسعید اسلامیان، محمد جواد زارعیان، علی اصغر بسالت پور
    شبیه سازی و برآورد مولفه های بیلان آب از جمله اقدامات مورد نیاز جهت برنامه ریزی و مدیریت پایدار منابع آب در سطح حوضه های آبریز می باشد. مدل SWAT یکی از مدل های نیمه توزیعی برای شبیه سازی حوضه آبریز است که به نحو مطلوبی از ویژگی های فیزیکی حوضه برای محاسبه بیلان آب استفاده می کند. در پژوهش حاضر از این مدل جهت شبیه سازی بیلان آب درحوضه آبریز زاینده رود استفاده شده است. با وجود این که در زمینه استفاده از این مدل در بررسی های مربوط به حوضه های آبریز مطالعات گسترده ای انجام گرفته است ولی به دلیل ناکافی بودن و دقت پایین اطلاعات مکانی از جمله نوع خاک، نوع کاربری اراضی، همچنین پراکندگی و تعداد ایستگاه های هواشناسی و هیدرومتری مورد استفاده جهت واسنجی و اجرای مدل، لزوم مطالعات دقیق تر در این زمینه به نظر می رسد. از این رو، از اطلاعات 27 کلاس کاربری اراضی، 57 کلاس بافت خاک و 27 ایستگاه هواشناسی شامل داده های روزانه بارش و دمای حداقل و حداکثر استفاده گردید. همچنین تحلیل حساسیت، واسنجی (2000- 2006) و صحت سنجی (2007- 2009) مدل با استفاده از الگوریتم SUFI2 در برنامه SWAT-CUP و با بکارگیری از داده های 6 ایستگاه هیدرومتری به صورت ماهانه انجام شد. نتایج حاصل از بکارگیری از این مدل واسنجی شده در حوضه آبریز زاینده رود نشان داد که از کل بارش سالانه ورودی به حوضه 98/65 درصد به صورت تبخیر و تعرق از حوضه خارج می گردد که دارای بیش ترین سهم در میان اجزای بیلان آب می باشد. همچنین رواناب سطحی با 15 درصد، جریان آب زیرزمینی با 7/13 درصد، جریان جانبی با 5/1 درصد و تغذیه آبخوان عمیق با 8/0 درصد به ترتیب سایر بخش های بیلان آب را در این حوضه تشکیل می دهند.
    کلید واژگان: الگوریتم SUFI2, تحلیل حساسیت, صحتسنجی, واسنجی, SWAT-CUP
    MohammadAmin Amini, Ghazaleh Torkan, Sayed Saeid Eslamian, Mohammad Javad Zareian, Ali Asghar Besalatpour
    Introduction
    Understanding the concept of water balance is one of the most important prerequisites for sustainable management of water resources in the watersheds. Therefore, the components of water resources in a catchment system should be compared at different time periods, and also the effect of each of them should be identified on varied hydraulic components of the hydrological systems. The SWAT model is an example of a physically based hydrologic model which can be used for large-scale simulating and monitoring of water cycle processes based on the characteristics of the catchment area and its climatic conditions. The main object of this study is the hydrologic simulation and water balance estimation for the period 2000-2009 in the Zayandeh-Rud River Basin.
    Materials and Methods
    The Zayandeh-Rud River Basin is located in the arid and semi-arid central region of Iran. This area is very variable in terms of rainfall. As well as the state of water resources and water consumption is very complicated in this catchment. In the present study, the soil and water assessment tool (SWAT) used to simulate water balance in the Zayandeh-Rud River Basin. The input required data included digital elevation model, land use map, soil texture map and meteorological information including daily rainfall data and minimum and maximum temperature data were introduced to the model and the model was implemented with these data. The sensitivity of the flow-effective parameters was determined using the p-value and t-state criteria by the SUFI2 algorithm in the SWAT-CUP program. The model was calibrated monthly and validated with the selected parameters in the sensitivity analysis using the Nash-Sutcliff criteria and the coefficient of determination by the application of the data of six stations including. Calibration of the model was conducted for 2000-2006 and validation of the model for the years 2007-2009.
    Results and Discussion
    The results of sensitivity analysis showed that considering the characteristics of the study area, the SWAT model is more sensitive to the 17 effective parameters on runoff. The selected parameters also confirm the results of previous research carried out in the region. The sensitive parameters selected in the sensitivity analysis step were used to calibrate the model. In the next step, the parameters of SWAT-CUP software were entered. After that, these parameters were repeated 1000 times with the SUFI2 algorithm, and the optimal value for each parameter was determined. The Nash-Sutcliff coefficient and the coefficient of determination in the six hydrometric stations are greater than 0.56 and 0.69 in calibration and verification periods respectively, which indicates that the model has a satisfactory ability to run in runoff simulation. The contribution of the components of the water balance including evapotranspiration, surface runoff, lateral flow, groundwater flow, and deep aquifer recharge was calculated from annual basin precipitation. The amount of extracted water from the hydrological components indicated that the largest share of the water balance was related to actual evapotranspiration, the range of variations in the type of precipitation in the study area ranged from 60.1% (2000) to 92.7 % (2007). After evapotranspiration, surface runoff with a change of 22.2% (2005) to 8.6% (2009) and groundwater flow with a change of 14.2% (2000) to 20.5% (the year 2007) had relatively high fluctuations and a large share in the basin balance. These results indicate that the lateral flow with a range of 3.1 to 1.9% had no significant change in these years. Also, the deep aquifer recharge with the range of 1.2 to1.5% was the lowest in 2003 and 2009, respectively.
    Conclusion
    The results showed that the calibrated model for the Zayandeh-Rud River Basin had a desirable performance for both calibration and validation periods. Therefore, the SWAT model has acceptable performance for simulating the water balance of the area. In addition, the results of this study showed that 65.98% of the total annual precipitation in the basin is in form of evapotranspiration, which compares to the other water balance components has the highest part. As well as surface runoff with 15%, groundwater flow with 13.7%, lateral flow with 1.5%, and deep aquifer recharge with 0.8% have other parts of the water balance components in Zayandeh-Rud River Basin. The results also indicate that the highest water losses in the soil and groundwater resources of the basin are due to evapotranspiration. Therefore, serious measures to prevent the loss of water through evapotranspiration in the region to be necessary. The results of this research can be used to predict the effects of climate change and the applicable management practices in the region, which are presented in scenarios to the model.
    Keywords: Calibration, Sensitivity analysis, SUFI2 Algorithm, SWAT-CUP, Validation
  • سید سعید اخروی، سید سعید اسلامیان، نادر فتحیان پور
    درک رفتار هیدرولیکی داخلی سامانه تالاب مصنوعی به منظور افزایش راندمان تصفیه سامانه از به روزترین مباحث در میان محققین مربوطه می باشد. در این پژوهش به مدل سازی نحوه توزیع جریان بر رفتار هیدرولیکی داخلی سامانه تالاب مصنوعی زیرسطحی افقی در سه آرایش ورودی جریان پرداخته شد. این آرایش های تحت مطالعه عبارت بودند از: ورودی وسط (1) ، ورودی گوشه (2) و ورودی یکنواخت (3). در تمامی حالات، خروجی در وسط ثابت بوده است. مدل سازی بر پایه معادله دیفرانسیلی جریان زیرسطحی در محیط های متخلخل (دارسی) در نرم افزار کامسول انجام شد. پهنه بندی بار هیدرولیکی در سامانه حاکی از توزیع همگون جریان به صورت خطوط موازی از ورودی به سمت خروجی در آرایش 3 می باشد؛ در حالی که میزان اختلاف مناطق پرفشار و کم فشار و مسیرهای میان بر در آرایش 1 و به خصوص در آرایش 2 بیشتر بوده است. مسیرهای جریان ترسیمی و خطوط هم فشار در طول سامانه نیز گواه این ادعاست. دامنه تغییرات بار هیدرولیکی در هر آرایش به ترتیب برابر با 35/14، 25/15و 05/13 سانتی متر بود. تغییرات فشار در مقاطع طولی و عرضی سامانه به منظور تحلیل پخشیدگی جریان ترسیم شد و معادلاتی برای محاسبه بار هیدرولیکی در هر نقطه از سامانه مذکور و در آرایش های مختلف ورودی جریان برازش داده شد. نتایج مدل سازی حاکی از عملکرد هیدرولیکی مناسب آرایش ورودی یکنواخت به منظور استفاده از کل فضای محیط برای فرایند تصفیه می باشد. آرایش ورودی وسط نیز با رعایت نکاتی به منظور کاهش حجم مرده و میزان مسیرهای میان بر دارای عملکرد مناسبی است.
    کلید واژگان: آرایش ورودی جریان, تالاب مصنوعی, مدلسازی جریان, مسیرهای میان بر
    Saeid Okhravi, Saeid Eslamian, Nader Fathianpour
    Treatment capability of a constructed wetland is heavily dependent on the uniformity of flow moving inside the wetland. This modeling study was performed to evaluate the effect of flow distribution on internal hydraulic behavior of horizontal subsurface flow constructed wetland. To accomplish this objective of the study, three different inlet flow configurations including (1) midpoint, (2) corner and (3) uniform while keeping a fixed midpoint outlet flow for all configurations. The model used in this study was based on COMSOL Multiphysics platform for subsurface flow differential equation in porous mediums (Darcy law). Hydraulic head zoning indicated uniform flow distribution in form of parallel streamlines from inlet to outlet in configuration 3 while substantial number of shortcuts and a noticiable difference between high and low pressure areas were observed in configuration 1 and 2. Results obtained from the simulated streamlines and pressure contours throughout the wetland confirmed the field observation results. Hydraulic head range at each configuration is 14.35, 15.25 and 13.05 cm, respectively. Results indicated an appropriate hydraulic performance of the uniform inflow configuration to use the whole capacity of constructed wetland for treatment process. Meanwhile, midpoint inlet configuration had a proper performance by considering some criteria to reduce dead volume and shortcuts.
    Keywords: Inlet Flow Configuration, Constructed Wetland, Flow Modeling, Short-circuiting
  • نسترن زمانی، محسن جواهری طهرانی، سید سعید اسلامیان، سید فرهاد موسوی
    دشت مهیار در اصفهان از جمله دشت هایی است که با بحران آب مواجه شده است. در چنین وضعیتی توجه به ظرفیت منابع و مدیریت صحیح، ابزاری مورد نیاز برای عبور از این شرایط می باشد. در این راستا، با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی، آمار سطح آب زیرزمینی و الگوی کشت دشت، سه سناریوی کاربری اراضی تشکیل شد که بر اساس آنها سطح سفره آب زیرزمینی برای سال آبی 1387 با شبکه تک لایه و الگوریتم آموزش لونبرگ-مرکوات و سه تابع عملگر در برنامه متلب شبیه سازی گردید. پهنه بندی سطح سفره شبیه سازی شده با کمک سیستم اطلاعات جغرافیایی و هزینه استحصال آب انجام شد. نتایج نشان داد 61 تا 86 درصد از منطقه در هر سه سناریو دارای محدودیت متوسط است. همچنین، اعمال روش های مختلف مدیریت آب در مزرعه نظیر آیش گذاری و کشت گیاهان کم مصرف به ترتیب باعث افزایش سه و پنج درصدی در اراضی بدون محدودیت شد.
    کلید واژگان: پهنه بندی, الگوی کشت, سطح سفره, مدیریت آب در مزرعه
    Nastaran Zamani
    North Mahyar plain in Isfahan, is one of the plains which has confront water crisis. In these circumstances, attention to the capacity of the resources and proper management is an important issue to pass this condition. Chitsazan et al. (2013) noted that artificial neural network is able to figure out the relation of hydrologic parameter. Also, this tool can be used in water resources management (Coppola et al., 2005). Therefore, by applying artificial neural network, water-table data and cropping pattern in plain, three land-use scenarios were designed. Water table was simulated for water year of 2008 with one-layer network, Levenberg–Marquardt algorithm, and three functions in MATLAB­­_R2012a. Water table map was prepared by using simulated water table in ArcGIS 10.2, and zoning was performed according to the costs of water pumping. Results showed that 61-86 percent of the plain in all three scenarios had medium limitation. Also, using different management in field like fallowing and planting low-water use crops caused 3 and 5 percent increase in acreage of "without limitation" lands, respectively.
    Keywords: mapping, cropping pattern, Water Table, field water management
  • محمد سالاریان*، معصومه نجفی، شمیم لاریجانی، سید سعید اسلامیان
    تبخیر و تعرق یکی از مهم ترین اجزاء چرخه هیدرولوژیکی برای برنامه ریزی سامانه های آبیاری و مدل های هیدرولوژیکی بیلان آب است. در این مطالعه تبخیر و تعرق با استفاده از روش فائو پنمن- مانتیث (FAO Penman-Monteith)برای ایستگاه های هواشناسی سینوپتیک شهرستان های رشت و اصفهان واقع در بخش های مرکزی و شمالی ایران در دوره آماری 1390-1349 و برخی از مهم ترین متغیرهای هواشناسی موثر بر آن در دو مقیاس فصلی و سالانه محاسبه شد. افزون بر این، روند تغییرات آن ها تجزیه و تحلیل و مورد مقایسه قرار گرفت. برای این کار از آزمون ناپارامتری من کندال و آزمون پارامتری تحلیل رگرسیون استفاده شد. نتایج نشان دادکه در مقیاس سالانه تغییرات تبخیرتعرق در شهرستان رشت روند معنی دار افزایشی و در شهرستان اصفهان روند معنی دار کاهشی (در سطح معنی داری 5 درصد) داشته اند. در این ایستگاه ها روند تغییرات دما افزایشی و حداقل رطوبت نسبی کاهشی و البته شدیدتر از سایر متغیرها بود. در مقیاس فصلی ترکیبی از روندهای مثبت و منفی در ایستگاه های مورد بررسی مشاهده شد. در اصفهان روند تغییرات تبخیر و تعرق به جز در فصل زمستان در سایر فصول سال منفی (در سطح معنی داری 5 درصد) بود. در رشت روند تغییرات تبخیر و تعرق به جز در فصل بهار در سایر فصول سال مثبت (در سطح معنی داری 5 درصد) بوده است. در بین متغیرهای مورد بررسی، تعداد ساعات آفتابی در دو مقیاس فصلی و سالانه روندی افزایشی (در سطح معنی داری 5 درصد) داشته است. حداقل و حداکثر درجه حرارت هوا در مقیاس سالانه در هر دو ایستگاه روند صعودی (در سطح معنی داری یک درصد) داشته است. مقایسه نتایج حاصل از بررسی روند تغییرات تبخیر و تعرق پتانسیل و دما توسط هر دو آزمون بیان گر وجود پدیده تناقض در روند پارامتر تبخیر در اصفهان بوده است.
    کلید واژگان: رگرسیون, سری زمانی, ایستگاه, SAS
    M. Salarian*, M. Najafi, Sh. Larijani, S. S. Eslamian
    Evapotranspiration is one of the most important components of the hydrological cycle and hydrological models for planning irrigation system water. In this study, the amount of evapotranspiration using the FAO Penman-Monteith for synoptic weather stations of Isfahan and Rasht that located in parts of central and northern Iran in the period 1970-2011. Some of the most important meteorological variables affecting it in the scales of seasonal and annual was calculated. In addition, changes were also analyzed and compared. For this purpose, non-parametric test of Mann-kendall and parametric test of regression was used. The results showed that the annual scale evapotranspiration changes in Rasht, and Isfahan stations had the significant increasing trend (5% level). At these station, the temperature increased and the minimum relative humidity decreased but of course was greater than other variables. In the seasonal scale both positive and negative trends have been observed. Isfahan Station evapotranspiration trends in other seasons except in winter is negative (5% level). Rasht Station evapotranspiration trends in other seasons except in spring was positive (5% level). Among the studied variables, seasonal and annual of number of sunshine hours was increased (level 5%). Maximum and minimum air temperature trend at both stations in the annual scale was increased (5% level). Comparing the results of the review process, potential evapotranspiration and temperature changes by both tests showed contradictory phenomena in the process of evaporation variables in Isfahan Station.
    Keywords: Regression, Time Series, Station, SAS
  • راضیه ملایی، جهانگیر عابدی کوپایی، سید سعید اسلامیان
    کمبود آب سبب شده که کشاورزان از پساب ها به عنوان منبع آب در دسترس، بدون توجه به اثرات آن بر محیط زیست و آلودگی خاک و گیاه و به ویژه آلودگی فلزات سنگین استفاده کنند. هدف از این مطالعه، بررسی اثر کاربرد زئولیت به عنوان اصلاح کننده خاک بر جذب کادمیم در گیاه اسفناج تحت آبیاری با پساب (حاوی ppm 10کادمیم) می باشد. مقادیر مختلف زئولیت (0، 1 و 5 درصد وزنی) به خاک اضافه و آزمایش به صورت طرح کاملا تصادفی با سه تکرار درگلخانه انجام شد. نتایج نشان داد که کاربرد زئولیت در مقدار 1% سبب کاهش غلظت کادمیم در گیاه شد. این تیمار سبب کاهش درصد کادمیم قابل عصاره گیری با DTPA در خاک نیز شد. اما افزودن 5% از این نوع زئولیت به دلیل افزایش شوری خاک، سبب افزایش غلظت کادمیم گیاه شد که این افزایش نسبت به شاهد، معنی دار نبود. آبیاری با پساب باعث تغییر معنی دار زیست توده اسفناج نشد ولی حضور کادمیم در پساب به شدت محصول را کاهش داد.
    کلید واژگان: اسفناج, پساب, کادمیم, زئولیت
    R. Mollaei, J. Abedi Koupai, S. S. Eslamian
    Water scarcity forced farmers to use wastewater as water source, without considering its effects on environment and resultant contamination of soils and plants especially with heavy metals. The objectives of this study are to evaluate the application effects of zeolite as soil amendments on the uptake of Cd by spinach (Spinach Oleares L.) irrigated with wastewater (containing 10 ppm Cd). Different levels amounts of zeoilte (0, 1% and 5% w/w) were added to the soil and the experiment was conducted as a completely randomized design in a green house with 3 replications. The results indicated that, the addition of zeolite 1% (w/w) in soil treated with wastewater reduced cadmium concentration in plant, and consequently the percentage of extractable Cd using DTPA was decreased. However, application of zeolite 5% (w/w) increased the soil salinity, and as a result increased Cd concentration in the plant but this increase was not statistically significant, comparing with control. Spinach biomass did not differ significantly under irrigation with wastewater, but the Cd available in wastewater caused a decrease in Spinach biomass yield.
    Keywords: Cadmium, Spinach, Wastewater, Zeolite
  • محمد جواد زارعیان، سیدسعید اسلامیان، حمیدرضا صفوی
    این مطالعه به منظور بررسی اثرات تغییر اقلیم بر تبخیر و تعرق و تعادل آن با منابع آب حوضه زاینده رود انجام گرفته است. دو ایستگاه شاخص هواشناسی در حوضه زاینده رود شامل ایستگاه های اصفهان و چلگرد که به ترتیب در شرق و غرب حوضه واقع شده اند، به عنوان ایستگاه های مورد بررسی انتخاب شدند. براساس روش وزن دهی، ترکیبی از 15 مدل GCM ایجاد گردید و الگوهای تغییر اقلیم شامل ایده آل، متوسط و بحرانی تعریف گردیدند. با استفاده از الگوهای ارائه شده پیشنهادی، اثرات تغییر اقلیم روی دما و تبخیر و تعرق ایستگاه اصفهان و بارندگی ایستگاه چلگرد تحت دو سناریوی انتشار 2A و 1 B مورد بررسی قرار گرفت. دو شاخص برای مشخص نمودن وضعیت تعادل آب کشاورزی حوضه درنظر گرفته شد. نسبت تبخیر و تعرق شرق حوضه به بارندگی غرب حوضه به عنوان شاخص EPR ( تعادل در آب موجود و مصرف آب کشاورزی) و نسبت کمبود حداکثر کمبود آب به نیاز آبی کشاورزی به عنوان شاخص کمبود حداکثر (MD) درنظر گرفته شد. نتایج نشان داد که دمای سالانه شرق حوضه بین 63/0 تا 13/1 درجه سلسیوس افزایش پیدا خواهد کرد. کاهش بارندگی غرب حوضه نیز بین 5/6 تا 30 درصد در الگوهای خوش بینانه تا بحرانی تغییر می نماید. فصل تابستان بیشترین مقدار افزایش دما و فصل زمستان بیشترین مقدار کاهش بارندگی را نشان دادند. سناریوی انتشار 2 A افزایش دما و کاهش بارندگی را بیش از سناریوی انتشار 1 B نشان داد. همچنین نتایج نشان دهنده افزایش 1/3 تا 8/4 درصدی تبخیر و تعرق پتانسیل در حوضه زاینده رود بود. مقدار شاخص EPR حوضه زاینده رود در الگوهای تغییر اقلیم مختلف، بین 13 تا 52 درصد و شاخص MD بین 9 تا 35 درصد افزایش می یابد. نتایج نشان دهنده بر هم خوردن تعادل مصرف آب کشاورزی در شرق حوضه با بارندگی در غرب حوضه است. به عبارت دیگر در این شرایط بایستی برنامه ریزی و مدیریت ویژه ای برای ایجاد پایداری منابع آب در حوضه آبریز زاینده رود اتخاذ نمود.
    کلید واژگان: تبخیر و تعرق, تعادل منابع آب, تغییر اقلیم, حوضه زاینده رود, روش وزن دهی
    M. J. Zareian, S. S. Eslamian, H. R. Safavi
    This study investigated the effects of climate change on the evapotranspiration amount and water balance in the Zayandeh-Rud river basin. Two important weather stations; Isfahan and Chelgerd stations, located in the East and West of the basin respectively, were selected for investigation in this study. The combination of 15 GCM models were created based on the weighting method and three patterns of climate change including the ideal, medium and critical were defined. Using the proposed patterns, the effects of climate change on temperature and evapotranspiration in Isfahan station and precipitation in Chelgerd station were estimated under the A2 and B1 emissions scenarios. Two indices were considered to determine the sustainability of agricultural water consumption in the study area. Ratio of evapotranspiration in the East part of the basin to precipitation in the West part was defined as EPR index (Evapotranspiration-Precipitation Ratio), and the ratio of maximum agricultural water deficit to the amount of agriculture water need, was considered as maximum deficit index (MD). Results showed that the annual temperature would increase between 0.63-1.13°C in the eastern part of the basin. The west precipitation in the basin would reduce between 6.5-30% in the ideal to critical patterns. Summer season, showed the most amount of increase in the temperature, and winter season, showed the most amount of decrease in precipitation. The A2 emission scenario showed more temperature increase and more precipitation decrease in comparison with the B1 emission scenario and also indicated that the potential evapotranspiration would increase by 3.1 to 4.8% in the basin. The EPR index will increase between 13-52% and MD index will increase between 9-35% in Zayandeh-Rud river basin under different climate change patterns. The results revealed the imbalance between agricultural water use in eastern part and the precipitation in the western part of the basin. In other words, in these conditions, appropriate management strategies and planning should be implemented to ensure the sustainability of water resources in Zayandeh-Rud River Basin.
    Keywords: Evapotranspiration, Balance of water resources, Climate change, Zayandeh, Rud river basin, Weighting method
نمایش عناوین بیشتر...
بدانید!
  • 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.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال