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

mohsen masoudian

  • سمیرا سلامتی، محسن مسعودیان*، مهدی مفتاح هلقی، محمدابراهیم یخکشی
    سابقه و هدف

    سد وشمگیر با ارتفاع 21 متر یکی از سدهای قدیمی کشور است که در استان گلستان واقع شده است. سد وشمگیر با یک مخزن اصلی و سه مخزن فرعی مجموعا با حجم اولیه 96 میلیون متر مکعب احداث شده است. اما در شرایط فعلی با پایان یافتن عمر مفید سد و پر شدن مخزن سد در اثر ورود رسوبات سیل های متعدد، به 45 میلیون متر مکعب تنزل یافته است. نقشه های توپوگرافی موجود نشان می دهد که امکان افزایش ارتفاع بدنه اصلی سد و دیواره های جانبی آن وجود ندارد و از تمامی پتانسیل منطقه برای احداث سد استفاده شده است. بنابراین تنها راه حل موجود برای افزایش ظرفیت مخزن، افزایش ارتفاع سرریز است. در همین راستا با توجه به محاسبات انجام شده افزایش یک متری ارتفاع سرریز مناسب بوده است. هدف از انجام این پژوهش، بررسی هیدرولیک جریان بر روی سرریز سد وشمگیر با دریچه لاستیکی و مقایسه آن با سرریز لبه تیز، لبه پهن و استوانه ای با استفاده از مدلسازی فیزیکی است.

    مواد و روش ها

    در این تحقیق، ابتدا مدل ریاضی انور که مدلسازی قسمت بالادست سدهای لاستیکی است، بر روی جسم انعطاف بذیر آزمایش شد. سپس سد لاستیکی با 4 فشار درونی مختلف که نسبت های فشار داخلی به ارتفاع سد لاستیکی () 5/0، 7/0، 1 و 3/1 می باشد با جسم صلب ساخته و بر روی مدل سرریز اصلی سد نصب گردید. آزمایش ها در 7 دبی مختلف بین بازه 12.69 تا 30.45 لیتر بر ثانیه در یک کانال بتنی به عرض یک متر و طول 6 متر در شرایط غیرمستغرق و آب زلال در آزمایشگاه آب و رسوب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان صورت گرفت. در نهایت جهت بهره گیری از این مطالعات در طراحی سدهای لاستیکی معادلات خطی و غیرخطی مختلفی جهت تخمین ضریب دبی با استفاده از نرم افزار SPSS استخراج و ارائه گردید.

    یافته ها

    نتایج نشان داد رفتار هیدرولیکی سد لاستیکی به سرریز لبه پهن نسبت به سرریزهای لبه تیز و استوانه ای شباهت بیشتری دارد. در تمامی مدل ها با افزایش نسبت hs/P، ضریب دبی افزایش می یابد. همچنین در یک hs/p ثابت، با افزایش فشار درونی سد از 0.5 به 1.3، ضریب دبی به طور متوسط 19 درصد افزایش می یابد. همچنین محقق گردید در یک فرود ثابت با افزایش نسبت فشار داخلی به ارتفاع دریچه لاستیکی، ضریب دبی نیز با افزایش 13.7 درصدی تغییر می یابد.

    نتیجه گیری

    بر اساس نتایج به دست آمده، مدل ریاضی انور، می تواند هندسه سدهای لاستیکی را به خوبی مدلسازی نماید. هندسه دریچه لاستیکی تابعی از فشار درونی آن بوده و با تغییر هندسه میزان دبی عبوری تغییر می کند. همچنین می توان نتیجه گرفت میزان دبی، ارتفاع دریچه لاستیکی و فشار درونی آن، ارتفاع جریان نسبت به تاج سد و ارتفاع آب بالادست از جمله عوامل موثر بر هیدرولیک جریان از جمله ضریب دبی می باشند.

    کلید واژگان: سد لاستیکی, ضریب دبی, افزایش ارتفاع سد, سد وشمگیر
    Samira Salamati, Mohsen Masoudian *, Mehdi Meftah Halaghi, Mohammadebrahim Yakhkeshi
    Background and Objectives

    The Voshmgir dam with a height of 21 meters, is one of the oldest dams in the country and is located in Golestan Province. The Voshmgir Dam is built with one main reservoir and three sub-reservoirs with a total initial volume of 96 MCM. But in the current situation, with the end of the useful life of the dam and the filling of the dam reservoir due to the influx of sediments from numerous floods, it has decreased to 45 MCM. The available topographic maps show that it is not possible to increase the height of the main body of the dam and its side walls, and all the potential of the area has been used for the construction of the dam. Therefore, the only available solution to increase the volume is to increase the overflow’s height. In order to increase the dam height, according to the calculations, one- meter increase in height of the dam’s spillway, dam has been done. The purpose of this research is to investigate the hydraulics of the flow on the Voshmgir dam spillway with a rubber valve and compare it with sharp-edged, wide-edged and cylindrical spillways using physical modeling.

    Materials and Methods

    In this research, Anwar's mathematical model, which is the modeling of the upstream part of rubber dams, was tested on a flexible object. Then, the rubber dam with 4 different internal pressures (the ratio of internal pressure to the height of the rubber dam) was made with a rigid body and installed on the main spillway model of the dam. Experiments were conducted in 7 different flow rates between 12.69 and 30.45 liters per second in a concrete channel with a width of one meter and a length of 6 meters in non-submerged and clear water conditions in the water and sediment laboratory of Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources. Finally, to take advantage of these studies in the design of rubber dams, various linear and non-linear equations were extracted and presented to estimate the discharge coefficient using SPSS software.

    Results

    The results showed that the hydraulic behavior of the rubber dam is more similar to the broad-crested weir than to the sharp-crested and cylindrical weirs. In all models, the flow coefficient increases with the increase of the hs/P ratio. Additionally, when the internal pressure of the dam increases from 0.5 to 1.3 at a constant hs/p, the discharge coefficient shows an average increase of 19%. Moreover, it has been observed that at a constant Froud number, the discharge coefficient experiences a 13.7% increase as the ratio of internal pressure to the height of the rubber valve increases.

    Conclusion

    Based on the obtained results, Anwar's mathematical model can model the geometry of rubber dams well. The geometry of the rubber valve is a function of its internal pressure and the flow rate changes with the change of the geometry. It can also be concluded that the flow rate, the height of the rubber valve and its internal pressure, the height of the flow relative to the crest of the dam and the height of the upstream water are among the factors affecting the flow hydraulics, including the flow coefficient.

    Keywords: Rubber Dam, Discharge Coefficient, Dam Heightening, Voshmgir Dam
  • فرشته نیک زاد، محسن مسعودیان*، داود کلانتری

    پساب تولیدشده در اغلب مزارع پرورش ماهی قزل آلا در استان مازندران بدون تصفیه به آب های سطحی تخلیه می شود. برای آنالیز کیفی پساب، هفت مزرعه پرورش ماهی قزل آلا واقع شده در منطقه ی دشت شهرستان آمل به تصادف انتخاب شدند. نمونه برداری از آب ورودی و خروجی مزارع پرورشی انجام گرفت. از 13 پارامتر فیزیکوشیمیایی اندازه گیری شده، پارامترهای اکسیژن محلول (DO)، هدایت الکتریکی (EC)، نیترات (N-NO3-)، کلراید (CL-)، آهن (Fe)، سولفات (SO4-2)، فسفات (PO4-3)، آمونیوم (N-NH4+) و pH نمونه ها در محدوده تخلیه مجاز خروجی فاضلاب سازمان محیط زیست ایران قرارداشتند و شاخص WQI، کیفیت بالای پساب همه مزارع پرورشی را برای ورود به آب های سطحی نشان داد. با توجه به تحلیل مولفه های اصلی، سختی کل،Fe ،  TSS و DO  پارامترهای اصلی کیفیت در مولفه ی اول و SO4-2 در مولفه ی دوم، در سنجش تغییرات کیفیت پساب اهمیتی بیشتردارند. به دلیل عدم وجود فرآیندهای تصفیه پساب و تراکم بالا، افزایش معنی داری از ورودی به خروجی استخرهای پرورش ماهی برای (pH)، کل جامدات معلق (TSS)، کل جامدات محلول (TDS)، فسفات (PO4-3) و سختی کل (TH) مشاهده شد که نیاز به سیستم تصفیه حذف ذرات جامد معلق، کنترل pH، کاهش سختی کل و میزان ذرات محلول در آب در مزارع پرورشی ماهی قزل آلا مشهود است.

    کلید واژگان: آبزی پروری, آنالیز مولفه های اصلی, کیفیت آب, زیست محیطی, WQI
    Freshteh Nikzad, Mohsen Masoudian*, Davood Kalantari

    Untreated effluent in most trout culture farms in Mazandaran province is discharged into the environment. Characteristics of effluents from seven flow-through trout farms in the plain of Amol city are investigated. Water samples were taken from both inlet and outlet of fish farms. Thirteen physical and chemical parameters of effluent that were analyzed indicated that the concentrations of Dissolved Oxygen (DO), Electrical Conductivity (EC), Nitrate (NO3-), Chloride (CL-), Iron (Fe), sulfate (SO4-2), phosphate (PO4-3), Ammonium (NH₄⁺) and (pH) satisfied the wastewater standard of Environment Organization of Iran and effluent discharging to surface waters was characterized by high quality on the Water Quality Index (WQI). As the result of the principal component analysis, TH, Fe, TSS, and DO, were the most influential parameters in the first component and SO4-2 in the second component, in measuring the wastewater quality variation. A significant increase from inlets to outlets was observed for (pH), total suspended solids (TSS), total dissolved solids (TDS), phosphate (PO4-3), and total hardness (TH) (p<0.05) due to no effluent treatment processes and intense culture at the fish farms and implies a Wastewater treatment system for removing suspended solids, pH control, and reducing TH and TDS.

    Keywords: Aquaculture, PCA, Water Quality, Environmental, WQI
  • محسن برزعلی، محسن مسعودیان*، رامین فضل اولی، امیراحمد دهقانی
    مقدمه و هدف

    رودخانه ها سیستم های پیچیده ای هستند که انواع فرآیندهای شیمیائی، بیولوژیکی و فیزیکی در آن ها اتفاق افتاده و تحت تاثیر عوامل و متغیرهای مختلف از نظر ابعاد، شکل، راستا و الگو در تغییر هستند. تغییراتی که در شرایط رودخانه ها رخ می دهد، تاثیرات فراوانی در اکوسیستم رودخانه بوجود می آورد. انجام هرگونه فعالیت در رودخانه ها مستلزم شناخت قواعد حاکم بر رودخانه و پیش بینی عکس العمل رودخانه نسبت به آن است تا از پیامدهای زیان بار مربوطه جلوگیری شود. شناخت فرآیندهای رودخانه ها با اندازه گیری پارامترهای هیدرولیکی در مقیاس واقعی معمولا دشوار می باشد. از سوی دیگر مدل سازی انتقال رسوب نیز امری کاملا پیچیده و مشکل می باشد، بدلیل اینکه اطلاعاتی که جهت پیش بینی تغییرات بستر به کار می رود، اساسا دارای عدم قطعیت بوده و تئوری های به کار رفته نیز تجربی بوده و حساسیت شدیدی نسبت به دامنه وسیعی از متغیرهای فیزیکی از خود نشان می دهند. بالا بودن هزینه های مربوط به تجهیزات آزمایشگاهی و محدودیت استفاده از دستگاه های اندازه گیری، از جمله دلایلی دیگر است که استفاده از روش های فیزیکی را محدود ساخته و باعث سوق یافتن متخصصان به سمت مدل سازی ریاضی و عددی برای شبیه سازی جریان داخل مجاری آبی شده است. تغییر مستمر جزو اصول حاکم بر هر رودخانه است، تغییر در شرایط جریان ، تغییر و جابه جایی در سایر مشخصات هندسی رودخانه را نیز سبب می شود. با توجه به اینکه غالبا رودخانه ها در بسترهای آبرفتی خود درحال حرکت هستند، در اثر وجود تنش برشی درکف بستر، انواع مختلفی از شکل های بستر درکف رودخانه ها شکل گرفته است. اشکال شکل گرفته باعث می شود، قسمتی از جریان آب سطحی در رودخانه به محیط متخلخل زیرآن وارد شده و پس از اکسیژن رسانی و تغذیه جانداران کفزی دوباره به جریان آب سطحی باز می گردد. به این نوع از جریان ها که از اختلاط جریان سطحی و جریان زیرسطحی در محیط متخلخل زیر و اطراف رودخانه بوجود می آیند، جریان هایپریک گفته می شود. سیستم آب های سطحی، زیرسطحی، زیرزمینی و تبادلات بین آنها در سه سطح نقطه ای، بازه و حوزه آبریز می باشد. تنه های درخت افتاده در مسیر رودخانه ها از ساختارهای متداول در رودخانه ها هستند. یکی از عوامل ایجاد تبادل هایپریک، وجود گرادیان فشار در مرز جریان سطحی و محیط متخلخل است. گرادیان فشار در اثر عوامل مختلفی مانند موانع موجود در سر راه جریان و یا فرم های بستر بوجود می آید. بسته به بزرگی این عوامل، بر روی مقدار تبادل و عمق گستردگی هایپریک تاثیر خواهد گذاشت.اولین گام در شناخت پدیده هایپریک و کاربرد آن، بررسی تغییرات خصوصیات این منطقه شامل مقدار تبادل جریان، عمق و زمان ماندگاری است. بنابراین اهداف تحقیق حاضر عبارتند از: بررسی اثر وجود موانع طبیعی ایجاد شده توسط تنه درختان بر مشخصه های هایپریک و تاثیر چیدمان موانع طبیعی ایجاد شده توسط تنه های درختان بر مشخصات هایپریک می باشد.

    مواد و روش ها

    تحقیق میدانی حاضر در فصل های تابستان و زمستان سال 1400 در رودخانه گرمابدشت گرگان جهت بررسی اثر تنه های درختان افتاده در مسیر رودخانه به عنوان مانع طبیعی جریان درحالت های مختلف ضخامت تنه درخت (ضخامت 30-60-90 سانتی متر) مورد بررسی قرار گرفت. رودخانه گرمابدشت بعنوان یکی از مهم ترین منابع تامین کننده اب شرب شهر گرگان از دامنه های کوه بلند یزدکی در نقطه ای به فاصله 27 کیلومتری جنوب شرقی گرگان سرچشمه گرفته و در ادامه درجهت شمال جاری می شود. سپس از میان ارتفاعات بلند و به هم پیچیده می گذرد و وارد دشت های شرقی گرگان می شود. جهت انجام تحقیق حاضر، پیزومترهایی در بالادست و پایین دست تنه درختان تعبیه شده سپس با استفاده از مدل عددی در محیط نرم افزار کامسول، نسبت به شبیه سازی جریان هایپریک جهت برآورد میزان دبی تبادلی مورد ارزیابی قرار گرفت.

    یافته ها

    این مطالعه یافته های قانع کننده ای در مورد همبستگی بین داده های مشاهده ای پیزومتر و نتایج حاصل از شبیه سازی عددی را به دست آورد. بررسی ها نشان داد، بین داده های مشاهداتی پیزومتر و نتایج شبیه سازی 91 درصد همبستگی وجود دارد. بر این اساس، دبی های تبادلی محاسباتی از مدل عددی مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها نشان داد، میزان جریان مبادله شده در شرایط انسداد، بیشتر از شرایط بدون انسداد است. این مسئله نشان می دهدکه تنه درختان می تواند تاثیر قابل توجهی بردینامیک جریان هایپریک داشته باشند، پیامد مهم آن، تاثیر مستقیم بر اکوسیستم های رودخانه ای به ویژه در رابطه با حفظ پوشش گیاهی ساحلی و زیستگاه های آبی است. همچنین بررسی زمان ماندگاری خطوط جریان در سه حالت مانع دار نشان می دهد، افزایش مانع در مسیر جریان، افزایش زمان ماندگاری را به همراه داشته است، زیرا با افزایش ارتفاع مانع، خطوط جریان عمیق تر شده و طول آن افزایش پیدا کرده است، از این رو زمان ماندگاری نیز افزایش پیدا کرده است.

    نتیجه گیری

    نتایج حاکی ازآن بود بیشترین مقدار دبی تعادلی در حالتی که ضخامت تنه درخت30 سانتی متر در زمستان می باشد، اتفاق می افتد. همچنین مقدار دبی تبادلی با ایجاد مانع، بیشتر از مقدار دبی تبادلی درحالت بدون مانع می باشد. مقدار دبی تعادلی در زمستان بیشتر از مقدار دبی تبادلی درتابستان می باشد. همچنین بررسی نفوذ خطوط جریان نشان می دهد، با افزایش ضخامت مانع، میزان نفوذ خطوط جریان افزایش یافته است. با توجه به گستردگی زمینه تحقیق، شایسته است تحقیقات بیشتری برای کشف فهم بیشتر از مکانیسم آن انجام گیرد.

    کلید واژگان: تبادلات سطحی و زیر سطحی, جریان هایپریک, کامسول
    Mohsen Barzali, Mohsen Masoudian*, Ramin Fazloula, Amirahmad Dehghani
    Background

    Rivers are complex systems in which all kinds of chemical, biological, and physical processes take place and change under the influence of various factors and variables in terms of dimensions, shape, direction, and pattern. The changes that occur in the conditions of rivers have many effects on the river ecosystem. Carrying out any activity in rivers requires knowing the rules governing the river and predicting the river's reaction to it to avoid the related harmful consequences. It is usually difficult to understand the processes of rivers by measuring hydraulic parameters on a real scale. On the other hand, sediment transport modeling is also a very complex and difficult matter because the information that is used to predict bed changes is basically uncertain and the theories used are experimental and highly sensitive to a wide range of physical variables. The high costs of laboratory equipment and the limitation of using measuring devices are among the other reasons that limit the use of physical methods and lead experts to mathematical and numerical modeling to simulate the flow inside water channels. Continuous change is one of the governing principles of every river, and a change in flow conditions also causes changes and displacement in other geometric characteristics of the river. Because rivers are often moving in their alluvial beds, different types of bed forms have been formed in the river bed due to the shear stress in the bed. The formed shapes cause a part of the surface water flow in the river to enter the porous environment below it and return to the surface water flow after oxygenating and feeding benthic organisms. This type of currents that arise from the mixing of surface current and subsurface current in the porous environment under and around the river is called hyperic current. The surface, subsurface, and underground water systems and exchanges between them are in three levels: point, interval, and watershed. Fallen tree trunks are common structures in rivers. One of the factors in creating hyperic exchange is the presence of a pressure gradient at the border of surface flow and the porous medium. The pressure gradient is caused by various factors such as obstacles in the flow path or bed forms. Depending on the magnitude of these factors, they will affect the amount of exchange and the depth of the hyperic expansion. The first step in understanding the hyperic phenomenon and its application is to examine changes in the characteristics of this area, including the amount of current exchange, depth, and retention time. Therefore, the objectives of this research are to investigate the effect of natural obstacles created by tree trunks on hyperic characteristics and the effect of the arrangement of natural obstacles created by tree trunks on hyperic characteristics.

    Methods

    The current field research was carried out in the Garambadesht River of Gorgan in the summer and winter of 2021 to investigate the effect of fallen tree trunks on the river path as a natural flow barrier in different tree trunk thicknesses (30, 60, and 90 cm). As one of the most important sources of drinking water for the city of Gorgan, the Garmabadesht River, originates from the slopes of Yazdaki Mountain at a point 27 km southeast of Gorgan and continues to flow northward. Then, it passes through the high and complex heights and enters the eastern plains of Gorgan. To carry out the present research, piezometers were installed in the upstream and downstream of the tree trunks and then evaluated using a numerical model in the Comsol software environment, compared to the simulation of the hyperic flow to estimate the amount of exchange flow.

    Results

    This study obtained convincing findings regarding the correlation between piezometer observational data and numerical simulation results. A 91% correlation was obtained between piezometer observation data and simulation results, which was used as a basis to investigate the computational exchange flows from the numerical model. The findings showed that the amount of exchanged flow in blocked conditions was higher than in non-blocked conditions. This issue shows that tree trunks can have a significant impact on the dynamics of hyperic flow, an important consequence of which is the direct impact on river ecosystems, especially in relation to the preservation of coastal vegetation and aquatic habitats. The investigation of the retention time of the flow lines in three obstacle states shows that the increase of the obstacle in the flow path has increased the retention time because the flow lines have become deeper and their length has increased with the increase in the height of the obstacle, thereby increasing the retention time.

    Conclusion

    The results indicate that the maximum amount of equilibrium discharge occurs in the case where the thickness of the tree trunk is 30 cm in winter. The amount of exchange flow with obstruction is higher than that without obstruction. The equilibrium flow rate in winter is higher than the exchange flow rate in summer. The investigation of the penetration of flow lines shows that the penetration rate of flow lines has increased with the increase in the thickness of the barrier. Considering the vastness of the research field, it is appropriate to conduct more research to discover more understanding of its mechanism.

    Keywords: Comsol, Hyporheic Flow, Surface, Subsurface Exchanges
  • اعظم احمدی قادیکلائی، محسن مسعودیان*، داوود کلانتری، ام البنی محمدرضاپور

    هیدروسیکلون دستگاهی است که با استفاده از نیروی گریز از مرکز به جداسازی فاز جامد از فاز مایع پرداخته و به علت سهولت بهره برداری و ارزان بودن، در صنایع مختلف کاربرد دارد. اخیرا استفاده از هیدروسیکلون ها جهت تصفیه پساب کارخانه های سنگبری که اکثرا در مناطق خشک و کویری کشور واقع اند، رو به افزایش است. لذا شناخت عوامل موثر بر افزایش بازده تصفیه (جداسازی ذرات جامد پودر سنگ از پساب کارخانه سنگبری) از اهمیت بالایی برخوردار است. در مطالعه حاضر تاثیر پارامترهای هیدرولیکی نظیر نسبت تقسیم جریان (دبی ته ریز به دبی ورودی)، غلظت وزنی پساب و فشار ورودی، بر عملکرد هیدروسیکلونی به قطر140میلی متر در جداسازی پودر سنگ های گرانیت و مرمریت با چگالی 2750 و3020 کیلوگرم بر مترمکعب مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها توسط نرم افزار Design Expert نسخه 10 با روش سطح پاسخ طراحی شدند، بازده جداسازی ذرات پودرسنگ از پساب به عنوان پاسخ و پارامترهای فشار ورودی، غلظت وزنی پساب و نسبت تقسیم جریان، به عنوان متغیر انتخاب شدند. سپس تحت شرایط آزمایشگاهی فشار 3 تا 6/4 بار، غلظت وزنی پساب 64/0 تا 36/7 درصد و نسبت تقسیم جریان 5 تا 3/58 درصد، آزمایش های طراحی شده مورد بررسی قرار گرفتند. در نهایت نتایج آزمایشگاهی تحت روش طراحی مرکب مرکزی مورد تحلیل آماری قرار گرفتند. نتایج نشان داد بازده جداسازی با نسبت تقسیم جریان، فشار ورودی و غلظت وزنی پساب نسبت عکس دارد. بیشترین بازده جداسازی ذرات، برای پساب پودر سنگ گرانیت 86 درصد و برای پساب پودر سنگ مرمریت، 88 درصد، به دست آمد.

    کلید واژگان: بازده جداسازی, تصفیه پساب, نسبت تقسیم جریان, هیدروسیکلون
    Azam Ahmadi Ghadicolaei, Mohsen Masoudian *, Davood Kalantari, Omolbani Mohammadrezapour
    Introduction

    The use of modern methods of recycling effluent with high treatment efficiency in compare to the traditional methods (the use of sedimentation ponds) is of great importance. One of the modern methods of treating these effluents is the use of filtering presses. A newer method is using hydro cyclones as a result of centrifugal hydrodynamic forces for separating solid particles from the effluent, e.g., stone powder in the current research, (Naderi et al.2019). In this regards, many researches have been done in the field of separation of two different phases of fluid using hydro cyclone in different hydraulic conditions and geometric parameters.

    Materials and methods

    Materials used in research
    The materials used in this research were solid particles in the wastewater of the stone cutting factory of Mahmoudabad industrial town of Isfahan. The resulting slurry was collected in the factory and after drying and separation was used for the experiments. In this study, Granite and Marble stone powder with a density of 2750 and 3020 kgm-3 and a particle diameter distribution less than 600µm was used. Also, the effect of hydraulic parameters such as flow division ratio (under flow discharge to inlet flow discharge), wastewater weight concentration and inlet pressure on hydro cyclone performance with a cyclone diameter of 140 mm in the separation of Granite and Marble powder stone from wastewater was investigated.Design of experiments Experiments were designed by Design Expert.10 software with response level method (RSM). In conducting experiments, first, a solution of Granite and Marble powder stone with the desired concentrations (0.64 to 7.36% by weight) in a volume of 20 liters was prepared in a tank, and then this solution was circulated to the hydro cyclone by pressure with a centrifugal pump.In each experiment, inlet perssure and overflow pressure were recorded using pressure guages and the volumetric flow rate from overflow and underflow was measured. Samples of overflow and underflow were taken with a specified volume and then stored and dried in an oven at 105ºC for 24 hours. The residual dry mattter mass was measured from the overflow and underflow samples, and the solid particle separation efficiency was computed from Eq. (1):E=M_u/M×100 (1) In this Equation, Mu is mass per unit volume of Granite and Marble stone powder inside the underflow (grl-1); M is total mass per unit volume of examined Granite and Marble stone powder in hydro cyclone inlet (total overflow and underflow; grl-1) and E is the efficiency of separation of solid particles from the feed.

    Results and discussion

    Influence of operating parameters of weight concentration of the feed (Cw), inlet pressure of the hydro cyclone (Pi), and the Ratio of outlet flow) under flow) from the discharge to inlet flow to the hydro cyclone (Rf) on the efficiency of the examined hydro cyclone is given in the form of Eq. (2) for Granite powder stone and Eq. (3) for Marble powder stone.(2) Efficiency=93.16-1.01R_f-4.36C_w+10.01P_i+0.04R_f C_w-0.04R_f P_i+0.96 C_w P_i+8.12E-003*〖R^2〗_f -0.08*〖C^2〗_w-2.41* P_i ²(3) Efficiency=116.26-2.11R_f-9.13C_w+6.22 P_i+0.11R_f C_w+0.17R_f P_i+1.22 C_w P_i+5.54E-003*〖R^2〗_f+0.12*〖C^2〗_w-2.55* P_i ²In order to validate the obtained model, two normal probability diagram comparing the predicted data of the model with the real values were used. The results showed that with decreasing flow distribution ratio, particle separation efficiency increases, also separation efficiency decreased with increasing inlet pressure, and with increasing effluent concentration.

    Conclusion

    In this study, the effect of hydraulic parameters including flow separation ratio, inlet pressure and feed concentration was investigated on the performance of a semi industrial hydro cyclone. The analysis of the results using Response Surface Methodology (RSM) showed the effectiveness of the statistical method for obtain the optimum operational condition of the examined hydro cyclone. Based on the RSM method, the highest separation efficiency was obtained 86 and 88%, for Granite and Marble powder stone respectively.

    Keywords: Flow Ratio, Hydro Cyclone, Wastewater Treatment, Separation Efficiency
  • محسن برزعلی*، محسن مسعودیان، رامین فضل اولی، امیراحمد دهقانی

    جریان هایپریک در رودخانه ها زمانی شکل می گیرد که اختلاط جریان سطحی و جریان زیر سطحی در محیط متخلخل زیر و اطراف رودخانه رخ دهد. برای محاسبه میزان تبادل آب سطحی و زیرسطحی، نیاز به تخمین هدایت هیدرولیکی بین دو منبع آب سطحی و زیرسطحی است. در این تحقیق برای برآورد شیب هیدرولیکی و هدایت هیدرولیکی رسوب های کف رودخانه، از مینی پیزومتر و مانومتر استفاده شد. سپس آزمایش های فیزیکی در سال 1401 در رودخانه توسکستان گرگان جهت بررسی اثر تنه درختان در مسیر رودخانه به عنوان مانع طبیعی جریان در حالت های مختلف ارتفاع تنه درخت (ارتفاع 30-60-90 سانتی متر) مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور پیزومترهایی در بالادست و پایین دست تنه درخت تعبیه شد و سپس با استفاده از مدل عددی در محیط نرم افزار کامسول جهت شبیه سازی جریان هایپریک، اختلاف هد هیدرولیکی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد بین داده های مشاهداتی پیزومتر و نتایج شبیه سازی 91 درصد همبستگی وجود دارد. بر این اساس، دبی های تبادلی محاسباتی از مدل عددی نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن بود بیشترین مقدار دبی تعادلی در حالتی که ارتفاع تنه درخت 30 سانتی متر(دبی تبادلی، 3/96برابر بدون تنه درخت می باشد)، اتفاق می افتد.

    کلید واژگان: تبادلات سطحی و زیر سطحی, جریان هایپریک, کامسول
    Mohsen Barzali *, Mohsen Masoudian, Ramin Fazloula, Amir Ahmad Dehghani

    In rivers, the combination of surface flow and subsurface flow generates Hyporheic flow in the porous environment beneath and surrounding the river. To quantify exchange rate between surface and subsurface water, it is crucial to estimate hydraulic conductivity between the two sources of water. In this study, hydraulic slope and hydraulic conductivity of river bottom sediments were estimated using a mini-piezometer and manometer. Physical experiments were conducted to investigate the impact of natural obstacles on the river path, specifically tree trunks at varying heights (30-60-90 cm), in the year 2022 and Tuskestan River in Gorgan. Piezometers were placed upstream and downstream of the tree trunks, and the resulting hydraulic head difference was assessed through numerical modeling using COMSOL software to simulate hyporheic flow. The study found a 91% correlation between piezometer observation data and numerical solution results, which facilitated further investigation into computational exchange flows. Based on this, the computational exchange flows from the numerical model were also investigated. The results indicated that the highest amount of equilibrium flow occurs in the case where the height of the tree trunk is 30 cm (the exchange flow is 3.96 times without the tree trunk).

    Keywords: COMSOL, hyporheic flow, Surface, Subsurface Exchanges
  • محمدحسین طهماسبی، محسن مسعودیان*، فرشته نیکزاد

    دشت مازندران از لحاظ منابع آبی جایگاه قابل قبولی داراست. با وجود مراکز متعدد پرورش ماهی با مصرف قابل توجهی از آب های زیرزمینی،  پایش بهینه و مستمر کیفیت آب مصرفی در این صنعت یک ضرورت به حساب می آید. در مطالعه حاضر داده های کیفی pH، سختی کل، هدایت الکتریکی، کل جامدات محلول و نیترات نمونه برداری شده در سال 1399 از آب 150 چاه مشاهده ای دشت مازندران که نزدیک ترین چاه به مزارع پرورش ماهی سردآبی بودند، بررسی شده و نمونه ها با استانداردهای کیفی آب ماهیان سردآبی ملی ایران مقایسه شد همچنین میزان دبی مصرفی با توجه به میزان تولید در مراکز پرورش ماهی منطقه بررسی شد. pH، هدایت الکتریکی در محدوده استاندارد ملی ایران بودند اما نیترات و جامدات محلول و سختی کل در قسمت های شرقی منطقه در محدوده استاندارد ملی قرار نداشتند. با مقایسه میزان جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) در روش های کریجینگ، گرادیان خطی و روش وزنی عکس فاصله مشخص نمود که روش وزنی عکس فاصله برای ارزیابی آماری کیفی آب زیرزمینی دشت مازندران بهتر از روش های دیگر است که نقشه های پهنه بندی کیفی پارامترها با همین روش با نرم افزار GIS ترسیم شد. از مقایسه مقادیر ثبت شده پارامترها با استانداردها دریافت شد که کیفیت پارامترها به ترتیب از سمت غرب به شرق دشت مازندران دارای روند کاهشی و از شمال به جنوب روندی افزایشی بود. در مجموع کیفیت آب دشت مازندران برای توسعه مراکز پرورش ماهی در مناطق مرکزی و غربی مناسب تر شناخته شد.

    کلید واژگان: آبزی پروری, آب زیرزمینی, ارزیابی کیفی, استانداردهای کیفی آب, مازندران
    Mohammadhossein Tahmasbi, Mohsen Masoudian*, Freshteh Nikzad

    Mazandaran Plain has an acceptable position in terms of water resources. The existence of numerous fish breeding centers with significant consumption of groundwater in this industry, optimal and continuous monitoring of the quality of water used in this industry is considered a necessity. In this study, in 2019, water samples were taken from 150 observation wells in the Mazandaran plain, which were the closest wells to the cold water fish farms, and the samples were compared with the national cold water fish water quality standards of Iran and some foreign countries. Also, the amount of discharge consumed in the fish breeding centers of the region was checked. Total hardness, electrical conductivity and pH were within the national standard range, but nitrate and dissolved solids were outside the appropriate national standard range. Comparison of the RMSE of kriging, multidimensional linear gradient and IDW methods revealed that the IDW method is better than other methods for the quality of groundwater in the Mazandaran Plain. From the comparison of the recorded values ​​of the parameters with the standards, it was found that the quality of the parameters had an increasing trend from the west to the east of the Mazandaran plain, and a decreasing trend from the north to the south. In general, the water quality of Mazandaran plain is more suitable for the development of fish breeding centers in the central and western regions.

    Keywords: Aquaculture, Mazandaran, Quality Assessment, Quality Standards, Groundwater
  • افشین نادری، محسن مسعودیان*، محمود حبیبیان
    در حال حاضر تصفیه و بازیافت پساب صنعت سنگ بری به روش سنتی حوضچه ته ‎نشینی و روش قیلترپرس انجام می شود که به دلیل مصرف زیاد آب و هدر رفت آن در این پژوهش روش جدید جداسازی ذره های جامد سنگ به روش هیدرولیکی نیروی گریز از مرکز با استفاده از هیدروسیکلون مورد بررسی قرار گرفت. تاثیر پارامتر های عملیاتی نظیر فشار، غلظت و نوع نمونه ذره ها بر روی عملکرد هیدروسیکلونی به قطر mm 24 بررسی شد. آزمایش ها توسط نرم افزار Design Expert و به روش سطح پاسخ (RSM) طراحی شد. تجزیه و تحلیل آماری داده های تجربی به روش طراحی مرکزی مرکب (CCD) انجام گرفت. آزمایش ها در 22 سری  با شرایط گوناگون بررسی شد. مواد مورد استفاده در این پژوهش ذره های پودر سنگ جمع آوری شده از پساب کارخانه های سنگ بری در دو نمونه پودر سنگ های گرانیت و تراورتن با چگالی به ترتیب 2720 و kg/m3 2550 با اندازه ذره های کم تر از 200 میکرو متر استفاده شد. که اندازه ذره ها از آنالیز اندازه ذره های اندازه گیری و شکل ذره ها با دستگاه تصویر برداری الکترونی (SEM) مشخص شد. نتیجه ها نشان داد بازده جداسازی در هر دو نوع پودر پساب با افزایش فشار رابطه مستقیم دارد و با افزایش فشار ورودی، بازده جداسازی افزایش می یابد. در حالی که افزایش غلظت باعث کاهش بازده جداسازی می شود. با توجه به نتیجه ها، شدت جریان با افزایش فشار به طور مستقیم افزایش می یابد ولی غلظت در بازه بررسی شده تاثیر معنی داری بر شدت جریان ندارد. بهترین بازده جداسازی در فشار63/2 بار و غلظت 6/1 درصد وزنی برای نمونه سنگ تراورتن 31/90 درصد جداسازی به دست آمد و برای نمونه گرانیت در فشار 3 بار و غلظت 3 درصد وزنی 45/91 درصد بازده جداسازی به دست آمد.
    کلید واژگان: سنگ بری, پساب, پودر سنگ, جداسازی, هیدروسیکلون
    Afshin Naderi, Mohsen Masoudian *, Mahmoud Habibian
    At the present, treatment and recycling of stone cutting industry wastewater is performed by old settling basin method and filter press method which need so much water, therefor, in this method a new method is proposed and investigated based on hydraulic centrifugal force by using a hydrocyclone. The effect of operational parameters such as pressure, concentration and type of particle samples have been studied on a hydrocyclone efficiency with a diameter of 24 mm. The experiments were designed by using Design Expert 7 software based on response surface method (RSM). Analysis of experimental data was conducted based on composite central design method (CCD). Experiments were conducted in 22 series with different conditions. In this study, stone powder particles were collected from wastewater of stone cutting plants. Two stone powders samples were achieved from Granite and Travertine stones with densities of 2720 and 2550 kg/m3 with particle sizes of less than 200 μm. Particles sizes were measured by Particles Size Analysis method and particles shape were determined by using (SEM). The results demonstrated that the separation efficiency for both of samples is proportional with pressure so that the more the input pressure, the more the separation efficiency. On the other hand, increasing the concentration causes a decrease in separation efficiency. Based on the results, the more the input pressure, the more the flow rate, however concentration in the investigated range has no significant effect on flow rate. The best separation efficiency was achieved in the pressure 2.63 bar and concentration 1.6 weight percent for Travertine sample with a value of 90.31 percent and for Granite sample in the pressure 3 bar and concentration 3 weight percent with a value of 91.45 percent.
    Keywords: Cutting-stone, Wastewater, Stone powder, Separation, Hydrocyclone
  • سیده نعیمه سیدی، رامین فضل اولی*، محسن مسعودیان، عیسی کیا
    تبخیر به عنوان یکی از موثرترین و حجیم ترین عوامل تلفات در منابع آبی بوده و با محاسبه دقیق آن می توان راهکارهای موثری را در جهت کاهش اثرات خشک سالی و به منظور حفاظت و مدیریت کارآمد منابع آبی اجرا نمود. در این تحقیق روابط تجربی رایج در برآورد میزان تبخیر روزانه و ماهانه برای چهار ایستگاه سلیمان تنگه، محوطه اداره ساری، فریم صحرا و تلمادره بر مبنای داده های مشاهده شده تشت تبخیر مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت و بهترین روابط تجربی برای تخمین مقادیر روزانه و ماهانه تبخیر معرفی شد. برای این منظور آمار 10 ساله مقادیر اندازه گیری شده تبخیر از تشت با مقادیر محاسبه شده از روش های تجربی مایر، مارسیانو، شاهتین، هفنر، ایوانف و دفتر عمران آمریکا، با دو مقیاس زمانی روزانه و ماهانه با هدف تخمین تلفات ناشی از تبخیر از سطح دریاچه سد شهید رجایی ساری، مورد مقایسه قرار گرفت. سپس عملکرد روابط تجربی بر اساس آماره های MSE، R2 و EF مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج ارزیابی روابط تجربی محاسبه تبخیر نشان داد که روش مایر در ایستگاه های مورد مطالعه بهترین رابطه برای برآورد تبخیر روزانه است. بعد از رابطه تجربی مایر، رابطه ایوانف به عنوان بهترین رابطه معرفی شد. مقادیر آماره های MSE، R2 و EF در برآورد تبخیر ماهانه با استفاده از رابطه مایر در ایستگاه سلیمان تنگه که نزدیک ترین ایستگاه به سد شهید رجایی بوده به ترتیب برابر با 9/436، 97/0 و 3/0 به دست آمد. همچنین از بین روش های تجربی مورد استفاده در این مطالعه، روش دفتر عمران آمریکا به عنوان ضعیف ترین معادله جهت برآورد تبخیر ماهانه در ایستگاه سلیمان تنگه تعیین شد.
    کلید واژگان: تبخیر روزانه, تبخیر ماهانه, تشت تبخیر, روابط تجربی
    Seyedeh Naeime Seyedi, Ramin Fazloula *, Mohsen Masoudian, Eassa Kia
    Evaporation is one of the most effective and massive loss factors in water resources, and with its accurate calculation, effective solutions can be implemented to reduce the effects of drought and to protect and efficiently manage water resources. In this research, the common experimental relationships in estimating the daily and monthly evaporation rate for four stations of Suleiman Tange, Mohavvateh Edareh Sari, Farim Sahra and Telmadarreh were investigated and evaluated based on the observed data of the evaporation pan, and the best experimental relationships for estimating the daily and monthly evaporation values was introduced. For this purpose, the 10-year statistics of the measured values of evaporation from the pan with the values calculated from the experimental methods of Meyer, Marciano, Shahtin, Hefner, Ivanov, and the American civil engineering office, with two-time scales, daily and monthly, with the aim of estimating losses due to evaporation it was compared from the lake level of Shahid Rajaei Sari Dam. Then, the performance of empirical relationships was evaluated based on MSE, R2 and EF statistics. The results of the evaluation of the experimental relationships of evaporation calculation showed that Meyer's method is the best relationship for estimating daily evaporation in the studied stations. After Meyer's empirical relation, Ivanov's relation was introduced as the best relation. The values of MSE, R2 and EF statistics in the estimation of monthly evaporation using Meyer's relation at Suleiman Tangeh station, which is the closest station to Shahid Rajaei dam, were obtained as 436.9, 0.97, and 0.3, respectively. Also, among the experimental methods used in this study, the American Civil Engineering Bureau method was determined as the weakest equation for estimating monthly evaporation at Suleiman Tangeh station.
    Keywords: Daily Evaporation, Monthly Evaporation, Evaporation pan, experimental equations
  • پریسا جزائری، رامین فضل اولی*، محسن مسعودیان، نصرالله جواهری

    توسعه ی شهرنشینی در سراسر جهان، ازجمله در ایران، موجب افزایش مناطق غیرقابل نفوذ و به دنبال آن وقایع شدید سیل شده است. هدف اصلی مطالعه حاضر، شبیه سازی شبکه ی جمع آوری رواناب سطحی موجود در منطقه دو شهرداری تهران (ایوانک) بوده که به کمک مدل کامپیوتری SWMM مورد بررسی قرار گرفت. پس از بررسی وضع موجود شبکه، با استفاده از روش های توسعه ی کم اثر بشکه باران، ترانشه نفوذ و ترکیب این دو روش، آبگرفتگی معابر و نحوه ی تاثیر آن بر رواناب و حجم ذخیره آب بررسی شد. نتایج نشان داد که دبی اوج سیلاب نسبت به شرایط موجود و در دوره ی بازگشت 10 سال، در روش بشکه باران (سناریوی اول) 22 درصد، در روش بشکه باران (سناریوی دوم) 31 درصد، در روش ترانشه نفوذ 29 درصد و در روش ترکیبی 50 درصد کاهش داشته است لذا به کارگیری هم زمان دو روش بشکه باران و ترانشه نفوذ در به حداقل رساندن خسارات پس از سیل با کاهش دبی اوج سیلاب، در مقایسه با به کارگیری جداگانه هر یک از روش ها، موثر و قابل توجه بوده است. همچنین جهت بررسی اقتصادی، هزینه ی هر روش با توجه به حجم ذخیره ی آب سنجیده شد. بر اساس نتایج، با در نظر گرفتن دوره ی بازگشت طراحی 10 سال، نیاز است به ازای ذخیره ی هر یک میلیون لیتر، در روش بشکه باران 20/20 میلیارد ریال، در روش ترانشه نفوذ 68/11 میلیارد ریال و در روش ترکیبی (ترانشه نفوذ و بشکه باران) 69/14 میلیارد ریال هزینه شود. با توجه به نتایج، روش ترانشه نفوذ به عنوان اقتصادی ترین روش مورد مطالعه در منطقه شناسایی شد.

    کلید واژگان: بشکه باران, ترانشه نفوذ, رواناب شهری, روش های توسعه ی کم اثر, منطقه دو شهرداری تهران
    Parisa Jazaeri, Ramin Fazloula *, Mohsen Masoudian, Nasrollah Javaheri

    Around the world, including in Iran, urban development has led to an increase in impenetrable areas and severe flood events. The purpose of this study was to simulate the surface runoff collection network in District 2 of Tehran Municipality (Ivanak) using the computer model SWMM. Considering the current state of the urban water network, low-impact development methods have been used to reduce peak flood discharge. In this research, rain barrels, infiltration trenches, and a combination of them were used as low-impact development methods. By implementing several low-impact development (LID) techniques, peak flood discharge in the return period of 10 years for the rain barrel method (first scenario), rain barrel method (second scenario), infiltration trench method, and combined method was reduced by 22, 31, 29, and 50 percent, respectively. Accordingly, each method's cost was estimated by its volume of water storage. Considering the 10-year return period, for storage of one million liters, the costs are 20.20 billion Rials in the rain barrel method, 11.68 billion Rials in the infiltration trench method, and 14.696 billion Rials in the combined method (infiltration trench and rain barrel). According to the results, the infiltration trench method was identified as the most economical method studied in the region.

    Keywords: Rain Barrel, Infiltration Trench, Urban Runoff, Low-Impact Development Methods, District 2 of Tehran Municipality
  • سیده نعیمه سیدی، رامین فضل اولی*، محسن مسعودیان، عیسی کیاء
    تبخیر یکی از مولفه های اصلی چرخه ی آب در طبیعت است که نقشی اساسی در مطالعات کشاورزی، هیدرولوژی، هواشناسی، بهره برداری از مخازن، طراحی سیستم های آبیاری و زهکشی، زمان بندی آبیاری و مدیریت منابع آب ایفا می کند. در این پژوهش ترکیب‏های متنوعی از هشت متغیر هواشناسی به‏عنوان ورودی مدل شبکه عصبی مصنوعی برای چهار ایستگاه هواشناسی اطراف سد شهید رجایی شهرستان ساری طی یک دوره 10ساله مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از شاخص های آماری مدل ها، دیاگرام پراکنش و میزان تبخیر روزانه برآورد شده و مشاهداتی نشان داد که در مجموع روش شبکه عصبی توانسته است تبخیر روزانه در چهار ایستگاه مورد مطالعه را با دقت خوبی برآورد کند. با این حال بهترین ساختار مدل های شبکه عصبی برای چهار ایستگاه سلیمان تنگه، محوطه اداره ساری، فریم صحرا و تلمادره با هفت متغیر ورودی، یک لایه پنهان و به ترتیب 12، 8، 10 و 12 نرون برحسب معیارهای MSE و R2 انتخاب شدند. ضریب همبستگی در ایستگاه های سلیمان تنگه، محوطه اداره ساری، فریم صحرا و تلمادره به ترتیب برابر با 88/0، 91/0، 92/0 و 89/0 برای داده های روزانه به‏دست آمد. همچنین نتایج حاصل از شبیه سازی تبخیر ماهانه نشان داد که روش شبکه عصبی مصنوعی توانسته است با دقت خوبی تبخیر ماهانه را با ضریب همبستگی به ترتیب 98/0، 98/0، 99/0 و 99/0 با سطح اعتماد 95 درصد به ترتیب برای ایستگاه های سلیمان‏تنگه، محوطه اداره ساری، فریم صحرا و تلمادره برآورد نماید.
    کلید واژگان: تبخیر روزانه, تبخیر ماهانه, تشت تبخیر, ساختار مدل, سلیمان‏تنگه
    Seyedeh Naeime Seyedi, Ramin Fazloula *, Mohsen Masoudian, Isa Kia
    Evaporation is one of the main components of the water cycle in nature, which plays a key role in agricultural studies, hydrology, meteorology, reservoir operation, irrigation and drainage systems design, irrigation scheduling and water resources management. In this study, eight types of meteorological parameters as inputs for estimating evaporation from the pan by artificial neural network for four meteorological stations around Shahid Rajaei Dam were investigated. Meteorological data were collected for ten years from 4 stations around Shahid Rajaei Dam. The results of statistical criteria of the models, distribution diagram and daily evaporation rate were estimated and observations showed that the neural network method was able to estimate the daily evaporation in the four stations with good accuracy. However, the best structure of neural network models for stations of Soleiman Tangeh, Sari Office, Frime Sahra and Telamadreh with seven input variables, one hidden layer and 12, 8, 10 and 12 neurons, respectively, were selected according to MSE and R2 criteria. MSE and R2 criteria were selected. The correlation coefficients for daily data in Soleiman tangeh, Sari, Sahra and Telmadreh stations were extracted 0.88, 0.91, 0.92 and 0.89, respectively. Also, the results of monthly evaporation simulation showed that the artificial neural network method was able to calculate the monthly evaporation with correlation coefficients of 0.98, 0.98, 0.99 and 0.99 with 95% confidence level for Soleiman Tangeh, Sari office, Frime Sahra and Telamadreh stations, respectively.
    Keywords: Daily Evaporation, Monthly Evaporation, Evaporation pan, Model Structure, Soleiman tangeh
  • نیایش فندرسکی، محسن مسعودیان*، کلاوس راتچر
    مقدمه و هدف

    در سراسر جهان، آب های سطحی به طور چشم گیر در مقابل اثرات فعالیت های مختلف انسانی آسیب پذیر بوده، به طوری که سیستم پایدار رودخانه ها و زیستگاه جانوری و گیاهی به خطر افتاده و مواردی چون کاربری اراضی و وضعیت کیفی آب تغییر کرده است. خصوصیات ساختاری-هیدرومورفولوژی از اهمیت فراوانی در وضعیت اکولوژیکی رودخانه ها برخوردار بوده، به طوری که بررسی وضعیت آن ها به عنوان یکی از مولفه های اساسی در مدیریت پایدار حوزه رودخانه و باز زنده سازی شرایط رودخانه به شمار می رود. در اروپا هم زمان با معرفی دستورالعمل چارچوب آب، وضعیت آب های سطحی بسیار مورد توجه قرار گرفته و نیاز ضروری به یک سیستم پایش دقیق، به عنوان گام اولیه در جهت رسیدن به حداقل وضعیت اکولوژیکی خوب، مطرح گردید. مرور پژوهش ها نشان دهنده تمرکز مطالعات روی وضعیت مورفولوژی رودخانه ها در ایران بوده، لیکن ارزیابی وضعیت هیدرومورفولوژی رودخانه ها چندان مورد بررسی قرار نگرفته است. از این رو، در مقاله حاضر به بررسی وضعیت ساختار- هیدرومورفولوژی 12 کیلومتر از رودخانه تجن با استفاده از روش طبقه بندی کیفیت ساختاری رودخانه آلمان پرداخته شد.

    مواد و روش ها

    تمرکز اصلی روش طبقه بندی کیفیت ساختاری رودخانه، شناسایی فشارهای مورفولوژی ناشی از مداخلات انسانی، به منظور تعیین اقدامات مناسب برای برقراری مجدد شرایط طبیعی و تقریبا طبیعی در چارچوب سیستم ارزیابی و نظارت است. این روش به طبقه بندی شرایط کنونی ساختار- هیدرومورفولوژی رودخانه مبتنی بر یک سیستم امتیازدهی در چهار مرحله جمع آوری داده، تعیین بازه و سنجش از راه دور، بازدید میدانی و ارزیابی شرایط بر اساس امتیازدهی به 25 پارامتر منفرد می پردازد. لذا، رودخانه به بازه های 100 متری تقسیم و در دو مرحله سنجش از راه دور با استفاده از نقشه های توپوگرافی، خاک، پوشش گیاهی و کاربری اراضی حوزه، مدل رقومی ارتفاعی منطقه، تصویر ماهواره ای سال 1398 متعلق به لندست 8 و بازدید میدانی از فروردین تا خرداد ماه 1398 با توجه به پارامترهای منفرد روش فوق ارزیابی شد.

    یافته ها

    نتایج ارزیابی نشان داد که 44 درصد بازه ها، در طبقه کیفی 4-آشکارا تغییر یافته قرار داشته است. درحالی که، بازه ای بدون تغییرات (کاملا طبیعی) مشاهده نشده، اما 4 درصد از بازه ها کاملا تغییر یافته ارزیابی شد. به علاوه، درصد توزیع هر طبقه کیفیت ساختاری پارامترهای منفرد و اصلی محاسبه و نتایج نشان داد که پوشش کناره رودخانه در محدوده مورد مطالعه در مقایسه با دیگر پارامترها وضعیت مناسبی ندارد. به منظور بررسی دقیق تر، درصد فراوانی طبقه های کیفیت ساختاری برای به طور مجزا در سه زیر منطقه قبل از شهر ساری (BS)، محدوده شهر ساری (SS) و بعد از شهر ساری (AS) نیز بررسی و نشان داد که وضعیت بخش شهری رودخانه تجن به وضوح تا کاملا تغییریافته که در اثر ایجاد تغییراتی مانند تغییر بستر و عرض کانال منجر به تغییر مواد بستر، ایجاد حفاظت از کناره بتنی در بیش از دو کیلومتر از رودخانه و احداث سازه هایی مانند سد لاستیکی و کف بند بدون درنظر گرفتن پلکان ماهی به خصوص در محدوده پارک ملل می باشد.

    نتیجه گیری

    در روش طبقه بندی کیفیت ساختاری رودخانه آلمان، شرایط جغرافیایی بر روی واحدهای چشم انداز و تیپ رودخانه های تعریف شده، فرم دره رودخانه، مواد بستر و پوشش گیاهی تاثیرگذار بوده که تاحدود زیادی با شرایط جغرافیایی شمال ایران و به خصوص رودخانه تجن (دارای سه واحد چشم انداز کوهستانی، دشت و ساحلی) مطابقت دارد. هم چنین، درصد توزیع هر طبقه کیفیت ساختاری دو پارامتر منفرد 5-2 پوشش کناره رودخانه با 49% و 5-3 پوشش کناره ویژه با 67%، سهم بالایی از طبقه 7-کاملا تغییر یافته را به خود اختصاص داده که نقش پارامترهای تنزل دهنده برای رودخانه تجن در بازه مورد مطالعه را داشته که به عنوان هدف اولیه در برنامه ریزی اقدامات باز زنده سازی رودخانه تجن شناسایی گردید.

    کلید واژگان: باز زنده سازی, طبقه بندی ساختار, هیدرومورفولوژی, مهندسی رودخانه, WFD
    Niayesh Fendereski, Mohsen Masoudian*, Klaus Roettcher
    Introduction and Objective

    All around the world, surface waters are dramatically vulnerable to the Impacts of various human activities, as sustainable river systems and animal and plant habitats are widely endangered, and the land use and the quality of water has been changed. Structural-hydromorphological characteristics are of great importance in the ecological status of rivers, so that the study of their status as one of the basic components in the sustainable management of the river basin and the revitalization of river conditions Is going. In Europe, simultaneous with the introduction of the Water Framework Directive, the status of surface water has received much attention and the urgent need for an accurate monitoring system, as a first step towards achieving a minimum good ecological status, was introduced. The Literature review shows that, the focus of studies in Iran are mostly on the morphological status of rivers, but so far, the assessment of the hydromorphological status of rivers has not been studied. Hence, the present paper studies the structural-hydromorphological status of 12 km of Tajan River using the German river structural quality mapping method.

    Material and Methods

     The main focus of the German river structural quality mapping method is to identify the morphological pressures caused by human interventions, in order to determine appropriate measures for re-establishing natural and semi natural condition within the assessment and monitoring system. This method classifies the current condition of the structural-hydromorphological of the river based on a scoring system in four phase including, data collection, definition of river sections and remote sensing, field survey and status assessment based on scoring of 25 single parameters. The study area is divided into 100-meters reaches and each reach was evaluated in two phases of remote sensing using the catchment topographic, soil, vegetation, and land use maps, digital elevation model of the region, the Landsat 8 satellite image of 2019, and the field survey from April to June 2019.

    Results

     The results showed that 44% of reaches evaluated as structural quality class 4-Distinctly changed. While no Unchanged (completely natural) reaches were observed, but 4% strongly changed. In addition, the distribution percentage of each structural quality class of the single and main parameters were investigated, and the results showed that the riverbank protection of the study area has not a suitable condition in comparison to the other parameters. In order to have a more detailed investigation, Structural quality classes percentage of three subarea including, before city of Sari (BS), city of Sari (SS) and after city of Sari (AS) was examined. The results showed that the situation of Tajan River along Urban area, due to interventions such as change in bed structure, more than two km concrete bank protection and construction transverse structures like robber dam, Ramp structure, without fishway consideration, especially at Mellal park area, led to completely change of river bed and channel width.

    Conclusion

    In the German river structural quality mapping method, geographical condition has a strong relation to the landscape units and defined river types, the form of the river valley, bed structure and vegetation. Which is to a large extent compatible with the geographical condition of northern Iran, especially with Tajan River that has three mountain, plain and coastal landscape units. Besides, Structural quality classes percentage of two single parameters, 2-5 bank protection with 49% and  3-5 special bank features with 67%, are in completely changed situation (class 7), and plays the role of status decreasing parameters for Tajan river at the studied area, which is identified as the priority in restoration measurements of Tajan River.

    Keywords: Hydromorphology, Restoration, River engineering, Structural classification, WFD
  • نیایش فندرسکی، محسن مسعودیان*، کلاوس راتچر
    طی دو دهه گذشته، نیاز به بازگرداندن رودخانه ها به شرایط طبیعی و نیمه طبیعی مورد توجه قرار گرفته است. یکی از مهمترین ابزار در راستای دستیابی به این هدف، ارزیابی تغییرات هیدرومورفولوژیکی رودخانه در اثر مداخلات انسانی است. در پژوهش حاضر، به منظور ارزیابی شرایط هیدرومورفولوژیکی رودخانه تجن در قسمت میانه تا پایین دست (در محدوده شهر ساری) با استفاده از شاخص کیفیت مورفولوژیک (MQI) و هیدرومورفولوژیکی (HMQI)، هفت بازه در طول رودخانه در حریم 50 متری، انتخاب و سه مولفه کیفیت عملکرد ژیومورفولوژیکی، مصنوعی سازی و تعدیل کانال با استفاده از تصاویر ماهواره ای سال 1353 لندست 4 و سال 1398 لندست 8، عکس های هوایی سال های 1340 و 1385، داده های هیدرولوژیکی و بازدید میدانی بررسی شد. نتایج ارزیابی شاخص کیفی مورفولوژیک نشان داد که رودخانه تجن در بازه های مورد مطالعه عمدتا در طبقه کیفی متوسط قرار گرفته، در حالی که از نظر شرایط هیدرومورفولوژیک در طبقه ضعیف گزارش شده که دلیل اصلی آن وجود سد در حوضه بالادست در محدوده 30 کیلومتری (تمامی بازه ها به جز 1 و 7) و تغییرات دبی و رسوب، دخالت انسانی و تغییر کاربری اراضی است. همچنین، نتایج نشان داد که روش فوق در ارزیابی کلی مبتنی بر شاخص، تشخیص مشکلات هیدرومورفولوژیکی و درک صحیح و جامع پاسخ به فشارها موثر است.
    کلید واژگان: باززنده سازی, طبقه بندی رودخانه, مورفولوژی, مهندسی رودخانه, WFD
    Niayesh Fendereski, Mohsen Masoudian *, Klaus R&Ouml, Ttcher
    Over the last two decades, the need to restore rivers to the natural and near-natural state has become noticeable. One of the most important tools to achieve this goal, is to assess the hydromorphological changes of the river due to human intervention. In the present study, in order to evaluate the hydromorphological conditions of the Tajan River along the middle to lower parts (city of Sari) the Morphological Quality Index (MQI) and Hydromorphological Quality Index (HMQI) has been used. Seven reaches in 50 m riparian buffer width were selected and three quality main indicators including geomorphological, artificial, and channel adjustment were studied using satellite images of Landsat 4 in 1975 and Landsat 8 in 2019, aerial photos in 1960 and 2006, hydrological data, and data collected during the field surveys. The results showed that the studied reaches of Tajan River mainly classified as the moderate-quality class for the MQI, while it is classified as one quality class lower for HMQI, mainly as the poor-quality class. The main reason is that all the studied reaches (except reaches 1 and 7), located downstream of the Shahid Rajaee Dam, within the 30 km, which change considerably the river discharge and sediment transfer, also the extreme human impact and anthropogenic stresses in the catchment, such as land-use change. The results also showed that the method, which was used in this study, is effective, in general, index-based assessment, diagnosis of the hydromorphological problems, and an exact comprehensive realization of the response to the mentioned stresses.
    Keywords: Morphology, restoration, River classification, river engineering, WFD
  • سلیم آتابای، محسن مسعودیان*، رامین فضل اولی

     سابقه و هدف:

     شهر آق قلا به صورت مداوم در گذشته در معرض سیلاب های رودخانه گرگانرود بوده است، این امر با بررسی مشخصات عمومی سازه های آبی مخصوصا پل تاریخی مرکز شهر مشخص می گردد. سیلاب اواخر اسفند 1397 که غرقاب و آبگرفتگی ناشی از آن تا اردیبهشت 1398 تداوم یافت یکی از مخربترین سیلاب های این منطقه بوده که خاطرات بسیار تلخی برای هموطنان به جا گذاشته است. درمدیریت این سیل مجموعه ای از مطالعات قبلی با استفاده از مدل های مختلف شبیه سازی جریان، تجربیات گذشته جهت مقابله با سیلاب و استفاده از تجربیات سیلاب های پیشین می توانست موجب افزایش دقت و سرعت مهار سیلاب و نیز کاهش خسارات مالی شود. در زمان وقوع و ورود سیلاب به داخل شهر آق قلا، دست اندرکاران جاده کمربندی و خط ریل راه آهن را که در مسیر عبور سیلاب قرار گرفته بود و دلیل عمده آبگرفتگی وسیع قسمت شمالی شهر آق قلا و ماندگاری جریان سیلاب در داخل شهر پنداشته شده بود در چند نقطه تخریب کردند لذا در این پژوهش، تاثیر جاده کمربندی و خط ریل راه آهن بر میزان و وسعت آبگرفتگی شهر آق قلا مورد بررسی قرار گرفت.

    مواد و روش ها

    این پژوهش با استفاده از نرم افزارهای HEC-RAS، GIS و نیز الحاقیه HEC-GeoRAS انجام شد. جهت بررسی تاثیر جاده کمربندی و خط ریلراه آهن بر میزان آبگرفتگی شهر آق قلا، این تاثیر گذاری در سه سناریو (عدم وجود جاده کمربندی و خط ریل راه آهن، وجود جاده کمربندی و خط ریل راه آهن به همراه کالورت های تعبیه شده در مسیر و وجود جاده کمربندی و خط ریل راه آهن به همراه کالورت های تعبیه شده و شکاف های ایجاد شده در مسیر در زمان وقوع سیلاب) مورد بحث و بررسی قرار گرفت.

    یافته ها

    با بررسی سه سناریوی مورد بحث در این پژوهش مشخص شد که در سناریوی اول نیز شاهد آبگرفتگی سطح وسیعی از شهر آق قلا هستیم، به گونه ای که 1/38 کیلومترمربع از سطح این شهر دچار آبگرفتگی گردیده است. سناریوی دوم نشان دهنده افزایش آبگرفتگی و تشدید سیلاب در سطح شهر در مقایسه با سناریوی اول بوده که موجب زیر آب رفتن 2/53 کیلومترمربع از اراضی مسکونی شده و سناریوی سوم حاکی از تاثیر مثبت شکاف های ایجاد شده در زمان وقوع سیلاب بر کاهش میزان آبگرفتگی سطح شهر است که میزان آبگرفتگی را به 1/98 کیلومترمربع تقلیل داده است.

    نتیجه گیری

    اگرچه پایین بودن تراز سطح زمین در برخی محلات شهر آق قلا همچون عیدگاه، معلم آباد و حکیم آباد، آبگرفتگی این نواحی را بدیهی ساخته است، مقایسه دو سناریوی اول و دوم نشان داد که قرارگیری جاده کمربندی و خط ریل راه آهن در مسیر حرکت سیلاب بر افزایش وسعت آبگرفتگی و زیر آب رفتن برخی دیگر از نواحی و محلات و ماندگاری جریان سیلاب در سطح شهر آق قلا تاثیرگذار بوده است. از سوی دیگر، با مقایسه سناریوی دوم و سوم می توان اینگونه نتیجه گیری نمود که عدم تعلل و تصمیم گیری سریع در خصوص ایجاد شکاف برروی جاده کمربندی و خط ریل راه آهن، می توانسته باعث کاهش نسبی آبگرفتگی سطح شهر و ماندگاری جریان سیلاب شده و از زیر آب رفتن برخی از نواحی جلوگیری کند.

    کلید واژگان: آق قلا, جاده کمربندی, سیلاب, GIS, HEC-RAS
    Salim Atabay, Mohsen Masoudian *, Ramin Fazloula
    Background and Objectives

    The city of AqQala has been constantly exposed to floods in the Gorganrood River in the past, which is determined by examining the general characteristics of water structures, especially the historic bridge in the city center. The flood of March 2019 was one of the most destructive floods in this region, which left very bitter memories for our compatriots. In the management of this flood, a series of previous studies using different flow simulation models, past experiences to deal with floods and using the experiences of previous floods should increase accuracy, speed and reduce costs. At the time of the flood and the entry into the city of AqQala, in order to drain the water, those involved in the ring road and the railway line that was located in the flood route were considered to be the main reason for the large flood in the northern part of AqQala and the persistence of floods in the city. Destroyed in several places. Therefore, in this study, the effect of the ring road and railway line on the flooding rate of AqQala city has been investigated.

    Materials and Methods

    This research was conducted using HEC-RAS, GIS software and HEC-GeoRAS add-on. In order to investigate the effect of the ring road and railway line on the flood rate of AqQala city, this effect in three scenarios (absence of ring road and railway line, existence of ring road and railway line with coils installed in the route and existence of ring road and railway line It was discussed along with the embedded culverts and the cracks created in the path during the flood) was discussed.

    Results

    Examining the three scenarios discussed in this study, it was found that in the first scenario, we see flooding of a large area of the city of AqQala, so that 1.38 square kilometers of the city has been flooded. The second scenario shows an increase in flooding and intensification of floods in the city compared to the first scenario, which causes flooding of 2.53 square kilometers of residential land, and the third scenario shows the positive effect of cracks created during floods to reduce flooding in the city Which has reduced the amount of flooding to 1.98 square kilometers.

    Conclusion

    Although the low level of ground level in some areas of AqQala city such as Eidgah, Moallemabad and Hakimabad, the flooding of these areas is obvious, a comparison of the first and second scenarios showed that the location of the ring road and rail line Railway in the direction of flood movement has increased the extent of flooding and submergence of some other areas and neighborhoods and the persistence of flood flow in the city of AqQala. On the other hand, by comparing the second and third scenarios, it can be concluded that the lack of procrastination and rapid decision-making regarding the gap on the ring road and railway line, could have reduced the relative flooding of the city and the persistence of floods and submerged some Avoid areas.

    Keywords: AqQala, Ring Road, flood, HEC-RAS, GIS
  • الهام رجبی شهبندی، محسن مسعودیان*، رامین فضل اولی

    استفاده از مخازن تعدیل یکی از روش های سازه ای مدیریت سیلاب شهری برای کاهش حجم یا شدت طغیان ها و همچنین دفع جریانات سیلابی می باشد. در این تحقیق، تاثیر مخازن تعدیل درون شهری بر دبی اوج سیلاب و ابعاد مجاری آبرو در یکی از زیرحوضه های شهر ساری (گذرخان) بررسی شد. برای این منظور ابتدا باران طرح با دوره بازگشت 5ساله براساس روش SCS تیپ 2 تعیین شد و زمان تمرکز حوضه ها نیز با استفاده از روش های تجربی کربای و کرپیچ محاسبه شد. سپس شبیه سازی شبکه با نرم افزار SWMM انجام شد و دبی اوج سیلاب و ابعاد تیپ مجاری آبرو تعیین و سپس با وجود مخازن تعدیل سیلاب، شبیه سازی مجدد انجام و تاثیر مخازن بر دبی اوج خروجی و ابعاد مجاری آبرو تعیین شد. برای تعیین حجم مخازن تعدیل سیلاب ابتدا با در نظرگرفتن چند مقدار متفاوت برای حجم مخازن و ترسیم نمودارهای تغییرات دبی خروجی و تغییرات  در برابر حجم مخزن، برای هر مخزن مقدار حجمی که کمترین نرخ تغییرات دبی را دارا بود به عنوان مقدار بهینه در نظر گرفته شد. نتایج نشان می دهد وجود مخازن تعدیل میزان سیلاب را در گره خروجی 3266، به میزان 86درصد و در گره خروجی 4004، به میزان 89 درصد و همچنین ابعاد مجاری آبرو (متوسط سطح مقطع کانال) را نیز در منطقه مورد مطالعه به میزان 57 درصدکاهش داده است.

    کلید واژگان: حوضه آبریز شهری, ساری, کنترل سیلاب, مخازن تعدیل سیلاب, مدل SWMM
    Elham Rajabi Shahbandi, Mohsen Masoudian*, Ramin Fazloula

    The use of retarding reservoirs is one of the methods of urban flood management structures to reduce the volume or intensity of floods as well as repulsed of flooding flows. In this research, the effect of intercity retarding reservoirs on flood peak discharge and the dimensions of conduits was analyzed in one of the subcatchment of Sari (Gozarkhan) for this purpose, after determine the designing rainfall with 5 years return period based on SCSIIchr('39')s method and the concentration time of subcatchments was calculated by using the experimental methods of Kerby and Kirpich, the simulation of the network without reservoirs was performed by using SWMM software and the flood peak discharge and the dimensions of conduits were determined then, with flood retarding reservoirs, re-simulation and the effect of reservoirs on peak of output discharge and the dimensions of conduits were determined. In order to determine the volume of flood retarding reservoirs, first by considering several quantity for volume and drawing output discharge and  variations graphs in relation to the volume of the reservoir, for each reservoir, the volume with the lowest rate of variation of the discharge was considered as the optimal amount. The results show that the retarding reservoirs reduce the flood rate in output node 3266, 86% and in output node 4004, 89%, as well as the dimensions of the conduits (average cross-section of conduits) reduce 57% in study area.

    Keywords: Flood Control, Flood Retarding Reservoirs, Sari, SWMM model, Urban Basin
  • افشین نادری، محسن مسعودیان*، محمود حبیبیان
    از مشکلات مهم صنعت سنگ بری، مصرف زیاد آب، تصفیه و بازیافت پساب این صنعت است. در این پژوهش، امکان بازیافت و استفاده مجدد از پساب صنعت سنگ بری با استفاده از روش جداسازی ذرات جامد از مایع در هیدروسیکلون در شرایط عملیاتی مختلف بررسی شد. تاثیر پارامتر های عملیاتی نظیر افت فشار و غلظت سوسپانسیون بر عملکرد جداسازی، توسط دو نوع هیدروسیکلون با هندسه های متفاوت در شرایط آزمایشگاهی بررسی شد. آزمایش ها به روش سطح پاسخ RSM، مدل CCD با استفاده از نرم افزار Design Expert طراحی شد. قطر ذرات با استفاده از دستگاه Particles size analysis اندازه گیری شد و شکل ذرات با دستگاه SEM تصویربرداری شد. با افزایش فشار ورودی، شدت جریان عبوری از هیدروسیکلون افزایش یافت که برای هیدروسیکلون نوع اول بیشترین دبی، 203 میلی لیتر در ثانیه و هیدروسیکیون نوع دوم، 268 میلی لیتر در ثانیه به دست آمد. نتایج نشان داد که با افزایش فشار ورودی، بازده جداسازی افزایش می یابد. با تحلیل نتایج، بهترین بازده جداسازی برای هیدروسیکلون نوع اول 90 درصد و برای هیدروسیکلون نوع دوم 4/90 درصد به دست آمد. با توجه به مقایسه روش هیدروسیکلون نسبت به روش های موجود می توان به این نتیجه رسید که روش هیدروسیکلون، یک روش کاملا اقتصادی و بهینه برای بازیافت پساب و استفاده مجدد آب برای صنعت سنگبری است.
    کلید واژگان: بازیافت, پساب, جداسازی, هیدروسیکلون, سنگبری
    Afshin Naderi, Mohsen Masoudian *, Mahmod Habibian
    Some problems exist regarding this industry such as high water consumption, wastewater treatment and recycling. In this study, stone-cutting industry recycling and reuse by using hydrocyclone in different operational conditions have been investigated. The effect of operational parameters such as pressure drop and suspension concentration on separation efficiency of two kinds of hydrocyclone with different geometries in experimental conditions has been investigated. Experiments were designed with response surface methodology (RSM), CCD model using Design Expert software. Travertine powder particles with particle size less than 200 μm were used and particles size was measured by Particle Size Analysis machine, and particle shapes were imaged by SEM analysis. By increasing input pressure, the passing flow rate of hydrocyclone increased and the maximum flow rate for hydrocyclones type 1 and 2 were 203 and 268 ml/s, respectively. The results showed that the separation efficiency increases by increasing of input pressure. Analysis of results demonstrated that the best separation efficiency for hydrocyclones type 1 and type 2 were 90% and 90.4%, respectively. According to a comparison between hydrocyclone method and the traditional method of water recycling, it is concluded that hydrocyclone method reduces the water and energy consumption in stone cutting industries and is an economical and optimum method for wastewater recycling and water reuse in stone cutting industry.
    Keywords: Recycle, Wastewater, Separation, Hydrocyclone, Stone-cutting
  • محسن مسعودیان*، علی اکبر تاج مزینانی، محمدتقی کرمی قهی

    در شهروندی اجتماعی رویکرد آرمانی، توامانی میان حق اجتماعی و تکلیف اجتماعی است. موضوعی که میان مکاتب مختلف فکری، مناقشات زیادی به راه انداخته و هنوز طریق مطلوب حاصل نشده است. در این مقاله، از طریق روش تحلیل محتوای کیفی استقرایی، در صدد شناخت نسبت آموزه های قرآنی با شهروندی اجتماعی به مثابه ی یک مفهوم مستحدث، برآمده تا تکالیف اجتماعی به دست آمده از آن را مورد شناسایی و بررسی قرار دهیم. واحد تحلیل در این پژوهش، آیه است و تمامی آیات قرآن به طور جامع در چندین دور بررسی شده است. حساسیت های نظری پژوهشگران از آراء و اندیشه های دو گروه از اندیشمندان غربی و مسلمان پیرامون مفهوم شهروندی اجتماعی و مفاهیم و مولفه های وابسته به آن وام گرفته شده است. از همین رو، از طریق مراحل کدگذاری، آیات قرآن مورد کنکاش قرار گرفته و مفاهیم و مضامین مرتبط را استخراج نموده و پس از مقوله بندی های مختلف، به دو مقوله ی اصلی و چندین مقوله ی فرعی و جزیی دست یافته که نشان دهنده ی برنامه های جامع قرآن پیرامون تامین نیازهای اساسی و اجتماعی انسان ها از طریق انجام تکالیف اجتماعی حاکمیت و مشارکت اجتماعی افراد جامعه است. تکالیف اجتماعی به دست آمده، از آیات تربیتی قرآن است که جایگاه امر به تکالیف اجتماعی در ساختار تربیتی قرآن را نشان می دهد.

    کلید واژگان: رهیافتهای تربیتی قرآن, شهروندی اجتماعی, تکلیف اجتماعی, حقوق اجتماعی
    Mohsen Masoudian *, AliAkbar Taj Mazinani, MohammadTaghi Karami Qahi

    In social citizenship, the ideal approach is a combination of social right and social duty. A subject that has caused much controversy among various schools of thought and has not yet reached the desired path. In this paper, through the method of inductive qualitative content analysis, we attempt to understand the relation of Quranic teachings to social citizenship as a conceptual concept in order to identify and examine the social tasks derived from it. The unit of analysis in this study is the verse and all the verses of Quran have been comprehensively studied in several rounds. The theoretical sensitivities of the researchers are borrowed from the views of two groups of Western and Muslim scholars on the concept of social citizenship and its related concepts and components. Thus, through the coding process, the Qur'anic verses have been explored and extracted related concepts and themes, and after different categories, have been divided into two main categories and several minor and sub-categories that represent comprehensive Qur'anic programs on basic needs and Human societies are governed by the social duties and social duties of individuals in society. The social assignments obtained are from the educational verses of Qur'an which illustrate the place of social duties in the educational structure of Qur'an.

    Keywords: Quranic educational approaches, social citizenship, social duties, social rights
  • میرمجید عمادی، محسن مسعودیان*، کلاوس راتچر

    احداث سدهای لاستیکی در شمال کشور رو به گسترش است. از آن‎جایی‎که عمر زیادی از این سازه‏ها نگذشته عملکرد آن‏ها در شرایط بحرانی و به‎ویژه سیلاب‏های بزرگ نامشخص است. با توجه به‎این موضوع در این مقاله عملکرد سد لاستیکی احداث شده روی رودخانه تجن در محدوده شهر ساری در سیلاب 27 اسفند 1397 مورد بررسی قرار می‏گیرد. سیلاب اسفند 1397 با دبی اوج 880 مترمکعب بر ثانیه در 100 سال اخیر بی‏سابقه بوده و عملکرد سد لاستیکی به‎ عنوان سازه ‏های نوین در این‏گونه سیلاب ‏ها حایز اهمیت است. بر این اساس بررسی‏ های میدانی به ‏عمل آمده در بخش های مختلف سد از طراحی تا بهره‎برداری دارای نقطه ضعف ‏هایی بوده است ازجمله: عمل نکردن سیستم تخلیه خودکار سد لاستیکی، عدم وجود برنامه بهره ‏برداری سد در مواقع سیلابی نزد اپراتور، عدم آب‏ بندی مناسب تاسیسات که منجر به نفوذ آب به داخل اتاق کنترل شده می‏توان اشاره کرد. در این مقاله ضمن تشریح موارد ذکر شده، پیشنهادهای لازم در خصوص طراحی و بهره‏ برداری سدهای لاستیکی ارایه شده است.

    کلید واژگان: سد لاستیکی, رودخانه تجن, بهره ‏برداری, سیلاب 1397
    MirMajid Emadi, Mohsen Masoudian *, Klaus Rottcher

    Building rubber dams in the northern provinces of Iran are emerging, though the function of such dams in the critical situations especially in great floods is still not given much investigations. In this paper, the function of the rubber dam constructed in Sari (the center of Mazandaran Province) is studied in the flood event of March 2019 with the peak of 880 m3/s which was exceptional in the past 100 years. As a recent structure, investigating the function of the rubber dam in this floods is very important. Investigating different parts of the dam showed some deficiencies such as failing of the automatic discharge system, lack of operating plans for flood events, lack of suitable sealing for installations which resulted in the intrusion of water into the control room. In this paper suggestions are presented for design and using the rubber dams.

    Keywords: Rubber Dam, Tajan River, exploitation, 2019 Flood
  • شبنم قایناتی، رامین فضل اولی*، محسن مسعودیان، مهدی نادی
    خشکسالی یک رخداد طبیعی تکرارشونده و موقتی است که ناشی از کاهش بارندگی نسبت به میانگین بلندمدت آن می‏باشد که می‏تواند در هر اقلیمی رخ دهد و از وقایع مخرب طبیعی است که بیشترین صدمات را به منابع آبی وارد می‏نماید. در پژوهش حاضر، از شاخص های اصلاح شده بارندگی استاندارد (SPImod) و خشکسالی جریانات رودخانه‏ای (SDImod) جهت ارزیابی و تحلیل زمانی وقوع خشکسالی ها استفاده شده است. برای این منظور از آمار 15 ایستگاه باران‏سنجی و 4 ایستگاه هیدرومتری در حوضه آبریز تجن استفاده شد و شاخص‏ها در شش بازه زمانی کوتاه‏مدت (یک‏ و سه‏ماهه)، میان‏مدت (شش‏ و نه‏ماهه) و بلندمدت (12 و 24ماهه) در نرم‏افزار MATLAB محاسبه شد. در بخشی از تحقیق برای آگاهی از تاخیر جریان‏ها نسبت به بارش‏ها در حالت واقعی، ضریب همبستگی پیرسون بین بارش و دبی جریان با تاخیرهای زمانی مختلف محاسبه شد. سپس مقادیر شاخص اصلاح شده خشکسالی جریانات رودخانه ای (SDImod) با سری های زمانی شاخص اصلاح شده بارندگی استاندارد (SPImod) در بازه های زمانی مختلف به روش همبستگی پیرسون در کل حوضه و همچنین به تفکیک زیر حوضه ها بررسی شد. نتایج همبستگی بالا در سطح 99 درصد معنی‏دار را در رابطه زمانی وقوع خشکسالی هواشناسی و هیدرلوژیکی با یکدیگر نشان داد و این همبستگی در حوضه آبریز تجن در گام زمانی 9 ماهه حداکثر است. همچنین وقوع خشکسالی هواشناسی در منطقه مورد مطالعه، اثر خود را در همان ماه و با تاخیرهای 1تا 7 ماهه روی منابع آب سطحی نشان داد.
    کلید واژگان: حوضه آبریز تجن, شاخص اصلاح‏ شده بارندگی استاندارد, شاخص خشکسالی جریانات رودخانه‏ ای, همبستگی پیرسون
    Shabnam Ghayenati, Ramin Fazloula *, Mohsen Masoudian, Mehdi Nadi
    Drought is a natural, repeatedly and temporary event, that is caused by decreasing in rainfall amount than in long term average whether it can happen in every climate, and is one of the disturbing events in nature that causes the most damage to water resources. In this study was used modified Indexes Standardized Precipitation (SPImod) and streamflow drought index (SDImod) for purposes of temporal assessment and analysis of droughts occurrence, monthly data of 15 rain gauge and 4 hydrometric stations in Tajan basin were used and indices in six timeframes short-term (one-month and three-month) intermediate term (six -month and nine -month periods) and long-term (12 months and 24 months were calculated in MATLAB software. In part of the research, Pearson correlation coefficient between precipitation and flow with different time delays was calculated to determine the delay of currents' delay to precipitation in real mode. Then the modified Streamflow drought index (SDImod) with modified Standardized Precipitation Indexe (SPImod) time series at various temporal interval using Pearson correlation was studied in the whole of basin and sub basins also compared separately. The results showed that temporal relationship between hydrological and meteorological drought occurrence is significant at 99 % level with together and this correlation is maximum in the 9 months' time step in Tajan basin. Also Drought occurrence in case study area showed its effect with a delay of 1 to 7 months on surface water resources.
    Keywords: Tajan Basin, Modified Standardized Precipitation Index, Modified Streamflow Drought Index, Pearson Correlation
  • اسحاق انصاری*، محسن مسعودیان، محمد صدقی اصل
    در این مقاله نیمرخ های جریان های زیرسطحی در محیط های متخلخل درشت دانه در دو حالت تغذیه و بدون تغذیه با استفاده از یک مدل عددی سه بعدی شبیه سازی و سپس با داده های آزمایشگاهی و مدل های تحلیلی مورد مقایسه قرار گرفت. با استفاده از مدل عددی SEEP/3D که مبتنی بر روش اجزای محدود می باشد، شبیه سازی عددی جریان صورت گرفته است. مدل آزمایشگاهی شامل یک محیط متخلخل درشت دانه به طول 4/6 متر، عرض 8/0 متر و ارتفاع 1متر بوده که برای شرایط مرزی مختلف و دو شیب، 4 و 3/20 درصد اجرا و نیمرخ های جریان اندازه گیری شدند.  نتایج اندازه گیری شده با نتایج حاصل از مدل های عددی  و تحلیلی مقایسه گردید. در حالت بدون تغذیه برای مقایسه مدل عددی از داده های مدل آزمایشگاهی و نتایج روش های تحلیلی استفاده گردید که در این حالت پروفیل خط فریاتیک مدل عددی نسبت به آزمایشگاهی در حالت شیب 4 درصد کمبرآورد و در شیب 3/20 درصد، نتایج عددی به مراتب بهتر مدل سازی شده است. برای مقایسه داده های مدل عددی در شرایط تغذیه تنها از مدل تحلیلی Bear (1972)  استفاده گردید و نتایج حاصل از قیاس، کم برآوردی مدل عددی را نشان داده است.
    کلید واژگان: محیط متخلخل, مدل SEEP, 3D, نیمرخ جریان, مدل آزمایشگاهی و مدل تحلیلی
    Eshagh Ansari *, Mohsen Masoudian, Mohammad Sedghiasl
    In this paper, subsurface flow profiles through coarse porous media have been simulated using a 3-D numerical model with and without surface discharge and their results have been compared with experimental data as well as with analytical solutions. SEEP/3D model, which is based on the finite element method, was used to simulate subsurface flow. The experimental model was consisted of coarse porous media with 6.4 m in length, 0.8 m in width and 1 m in height. The experiments were performed for different boundary conditions with two bed slopes of 4 and 20.3 %. The simulated data of watertableprofiles and seepage discharges were compared with those corresponding experimental data. In no recharge conditions with 4% slope, the numerical data were compared with both experimental and analytical dataindicating that the numerical results underestimated the watertable profilesas compared to the experimental ones. The results was better for the 20.3%-slope. In surface recharge condition, the numerical results only compared with analytical solution of Bear (1972), and the results indicated underestimation as compared to the experimental data.
    Keywords: porous media, SEEP, 3D, water profiles, experimental model, and analytical model
  • میثم رجبی*، حسین سالاری راد، محسن مسعودیان سعدآباد

    از جمله مسایل چالشی در حوزه مهندسی نفت، اطمینان از یکپارچگی پوش سنگ است. به طوری که با استحصال یا ذخیره سازی مواد هیدروکربوری، فشار حفره ای داخل مخزن تغییر کرده و ضمن باز توزیع تنش ها، باعث ایجاد زون های آسیب دیده در پوش سنگ و نشت از آن می گردد. بنابراین، هدف اصلی در این مقاله، توسعه مدلی از پوش سنگ بوده تا از یک طرف بتواند المان های آسیب دیده به واسطه ایجاد ترک را شناسایی نموده و از طرف دیگر تاثیر فشار سیال داخل ترک بر توسعه ترک خوردگی را لحاظ نماید. بدین منظور از رویکرد ترک گسترده استفاده شده است. مطالعه تاثیر نفوذ سیال بر چگونگی رشد و توسعه ترک، همواره به عنوان چالشی جدی در مطالعه ترک مطرح بوده است؛ زیرا مدل سازی چنین فرایندی مستلزم انجام برنامه نویسی حرفه ای و پیچیده برای ترک گسترده و یا جایگزین کردن ترک منفصل در نرم افزارهای تجاری است. از این رو در این مقاله تاثیر فشار سیال در رشد ترک گسترده بر اساس تحلیل غیرخطی دینامیکی و کدنویسی در محیط برنامه نویسی فرترن مورد مطالعه قرار گرفته و بر اساس نرم افزار تجاری آباکوس اعتبارسنجی گردیده است. نتایج نشان داد که نه تنها جواب های حل مسئله از هر دو روش، تطابق خوبی داشته بلکه با ورود سیال به داخل ترک، بازشدگی ترک نیز به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. چنان که با افزایش میزان بار، ناحیه ترک خورده، گسترده تر شده به نحوی که برای بار 240 کیلونیوتن، ترک ها در فاصله 1 متری و برای بار 300 کیلو نیوتنی ترک ها در فاصله 5/2 متری از تکیه گاه، تیر یک سر گیردار ایجاد شد. همچنین با افزایش فشار سیال از صفر به 05/0 و 1/0 مگاپاسکال، میزان بازشدگی ترک (که همان افزایش کرنش سازه پس از ایجاد ترک می باشد)، از 15 تا 25 درصد، در مقایسه با حالت بدون اعمال فشار سیال در ترک افزایش می یابد؛ که این نتیجه با واقعیت موجود منطبق است. از طرفی براساس نتایج حاصله، در گام های محاسباتی یکسان، با افزایش فشار سیال، مقدار باربرداری در کرنش های بزرگ تری حادث شده، که این مهم نیز به دلیل افزایش بازشدگی دهانه ترک می باشد. نتایج مربوط به تاریخچه ی مقادیر تنش در نقطه گوسی از یک طرف نشان می دهند که در کدام گام محاسباتی، نقاط مورد نظر درگیر بارگذاری، باربرداری، کشش یا فشار می باشند و از طرفی دیگر گویای این واقعیت هستند که با افزایش فشار سیال داخل ترک، میزان تنش موثر کاهش می یابد.

    کلید واژگان: مدل سازی عددی, یکپارچگی پوش سنگ, الگوی ترک گسترده, فشار سیال در ترک
    Maysam Rajabi *, Hossein Salari Rad, Mohsen Masoudian

    The injection or extraction of gas can change the pore pressure within the reservoir, which in turn results in redistribution of the stress field. Consequently, the induced deformations within the reservoir and the sealing caprock can potentially prompt a damage zone in the caprock.The main objective of this paper is to develop a model to estimate the growth and extension of cracks in the caprock. In order to achieve this aim, the smeared crack approach is used to model the process of cracking in the caprock. To do this, we will employ smeared crack approach to study the initiation and propagation of cracks in caprock of subsurface reservoir. There are generally three approaches in solid mechanics when modelling cracks: discrete crack, interface elements and smeared crack. Although, discrete crack approach reflects the fracture development phenomenon most closely, it does not fit the nature of numerical methods and it can computationally expensive with development of cracks, each node is replaced by more nodes, which entails re-definition of finite element mesh and hence more computational resources are needed. On the other hand, smeared crack approach assumes that the cracked solid is a continuum and permits the description of the medium in terms of conventional stress-strain equations. Within the smeared crack framework, small cracks are formed in the band are gradually connected to each other and one or more cracks may be defined for each gauss point of each element. As one of the important innovations of this paper, the study of the effect of fluid pressure on the smeared crack propagation, has been done, which is based on coding in FORTRAN programming environment. Due to the results obtained by the flow of fluid into the crack, the crack opening increased significantly.

    Keywords: Numerical Model, caprock integrity, underground gas storage, Smeared Crack, Fluid pressure
  • سمیرا ضیایی فر، مهدی مفتاح هلقی*، محسن مسعودیان، امیراحمد دهقانی
    سازه های کنترل و اندازه گیری جریان نظیر دریچه ها و سرریزها از اجزای مهم در شبکه های آبیاری و زهکشی می باشند. با توجه به مشکل رسوب گذاری در سرریزها و تجمع مواد شناور پشت دریچه ها، مدل سازه ترکیبی سرریز- دریچه پیشنهاد گردید تا مواد قابل ته نشین به راحتی از دریچه خارج و مواد معلق به شکل بهتری از روی سرریز تخلیه شوند. یکی از انواع آن، سرریز- دریچه نیم استوانه ای است که به علت انحنای خطوط جریان و چسبیدن جریان به بدنه ی سازه دارای مزایایی از جمله سهولت عبور اجسام شناور، سهولت طراحی، ضریب دبی عبوری بالا نسبت به سایر سازه های ترکیبی (لبه تیز و لبه پهن و…) می باشد. در این پژوهش، هیدرولیک جریان عبوری از مدل فیزیکی سرریز- دریچه نیم استوانه ای با چرخش حول مرکز و لبه نیم استوانه از صفر تا 180 درجه با ارتفاع بازشدگی دریچه ثابت، بررسی شد. آزمایش ها در کانالی مستطیلی و افقی به طول 11 متر و عرض 30 سانتی متر، تحت سه مدل سرریز- دریچه نیم استوانه ای با قطرهای 70، 120 و160 میلی متر انجام شد. کم ترین ضریب دبی در زاویه90 درجه و بیش ترین آن به ترتیب در زوایای 45 و30 درجه اتفاق افتاد. برای قطرهای 70، 120 و 160 میلی متر، کم ترین پس زدگی آب به ترتیب در زاویه ی صفر، 45 و 30 درجه مشاهده شد و بیش ترین آن برای هر سه قطر، در90 درجه حاصل گردید. همچنین، در نسبت عمق آب بالادست به میزان بازشدگی دریچه ی ثابت، برای زوایای مورد بررسی، با افزایش قطر، ضریب دبی سازه ترکیبی کاهش یافت. نتایج نشان داد که علاوه بر زاویه ی قرارگیری انحنای نیم استوانه نسبت به افق، قطر سازه بر ضریب دبی و پس زدگی سازه ترکیبی موثر می باشد.
    کلید واژگان: پس زدگی آب, سازه ترکیبی, ضریب دبی, محور چرخش
    samira ziaeifar, Mehdi Meftahhalaghi *, Mohsen Masoudian, Amir Ahmad Dehghani
    Flow control and measurement structures such as gates and weirs are important components in irrigation and drainage networks. With regard to the problem of sedimentation in weirs and the accumulation of floating materials behind the gates, a combined weir- gate structure to facilitate draining of materials through the gate and suspended materials through weir. One of its types is half-cylindrical weir–gate which, due to the curvature of the flow lines and adhesion on body of the structure, it has advantages including ease of passage of floating objects, ease of design, higher flow discharge coefficient compared with other combined structures (sharp-crested and broad-crested, etc.). This research was aimed to analyze the hydraulic of passing flow from half-cylindrical weir–gate structure by rotating around the center and edges half-cylindrical from 0° to 180° with fixed gate opening height. Experiments were done in a rectangular and horizontal flume with 11 meter length and 30cm width under three models of half-cylindrical weir–gate with 70, 120 and 160 mm diameters. The minimum discharge coefficient occurred at 90° and its maximum happened at 45° and 30° angles, respectively. For diameters of 70, 120 and 160 mm, the minimum back water was observed at 0°, 45° and 30°, respectively, and the largest one was observed at 90° for all three diameters. Moreover, in relation to the depth of upstream water to the opening of the fixed valve, for the angles, by increasing diameter, the discharge coefficient of the combined structure decreased. The results showed that, in addition to the angle of the half-cylindrical curvature relative to horizon line, the diameter of the structure is effective on the discharge coefficient and back water of the combined structure.
    Keywords: Back water, Combined structure, Discharge coefficient, Rotation axis
  • محمد قره گزلو *، محسن مسعودیان، بشیر شاهین، اسماعیل کردی
    سابقه و هدف
    ترکیب سرریز و دریچه سازه جدیدی به وجود می آورد که می تواند برخی از نواقص استفاده جداگانه آن ها را برطرف کند به طوری که مواد معلق از رو و مواد قابل ته نشین شدن از زیر عبور نموده و همچنین با حرکت در راستای قائم و ایجاد بازشدگی های متفاوت و متناسب با تغییرات جریان ورودی، سطح آب را به شیوه بهتر و دقیق تری کنترل و هد آب ثابتی را برای کانال جانبی تنظیم نماید. یکی از انواع سرریز- دریچه نوع استوانه ای آن است که دارای مزایایی چون ضریب دبی بالا و افت کمتر نسبت به موارد جایگزین است. تحقیقات انجام گرفته توسط محققین قبلی روی سازه مذکور که همگی از جنبه هیدرولیکی بوده است اشاره دارد در مدل ترکیبی سرریز – دریچه استوانه ای، ضریب دبی در هریک از بخش های سرریز و دریچه ( ضریب دبی مهم ترین پارامتر هیدرولیکی در طراحی سرریز- دریچه می باشد) نسبت به کاربرد جداگانه آن ها کاهش می یابد. از طرفی علاوه بر پارامترهای هیدرولیکی موثر بر ضریب دبی که قبلا توسط محققین پیشین به طور گسترده مورد بررسی قرار گرفته است، پدیده های هیدرودینامیکی مانند جدایش جریان، ریزش گردابه، محل همگرایی لایه برشی عبوری از دو طرف سازه و... که به دنبال هیدرواستاتیک نبودن فشار روی بدنه سازه هنگام عبور جریان به وجود می آیند، می توانند نقش بسزا و تعیین کننده ای بر ضریب دبی، آبگذری و سایر خصوصیات جریان عبوری داشته باشند. لذا به منظور بررسی تغییرات نقطه جدایش در روی سازه و زیر سازه، محل وقوع همگرایی لایه مرزی جداشده از دو طرف، پروفیل سرعت در رو و پایین دست سازه و همچنین اندازه دنباله با تغییرات میزان بازشدگی، آزمایشاتی با استفاده از تکنیک سرعت سنجی ذرات به روش تصویر برداری(PIV) انجام، نتایج بررسی و تحلیل شد.
    مواد روش ها
    آزمایش ها در آزمایشگاه هیدرودینامیک دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه چکوروا ترکیه، با استفاده از تکنیکPIV روی استوانه ای با قطر 50 میلی متر و پنج بازشدگی متفاوت 1/0- 5/0 قطر انجام شد.. برای کلیه آزمایش ها، عمق آب بالادست و سرعت ورودی ثابت و برابر با 150 میلی متر و 58/0 متر بر ثانیه بود.
    یافته ها و
    نتیجه گیری
    نتایج نشان داد برای تمام نسبت های باز شدگی دریچه به قطر سازه، محل وقوع جدایش جریان از بدنه سازه در قسمت دریچه و سرریز متفاوت بوده و در حالت دریچه جدایش زودتر رخ می دهد به طوری که در محدوده آزمایش ها بیشترین و کمترین اختلاف زاویه انحراف جدایش سرریز و دریچه از همدیگر 40، 3 درجه می باشد. با افزایش بازشدگی از 1/0 قطر به 4/0 فاصله افقی نقطه وقوع همگرایی دو لایه مرزی جداشده نسبت به سازه کمتر می شود و همچنین افزایش بازشدگی سبب نوسانات در راستای عمودی محل وقوع نقطه همگرایی شده که در محدوده بازشدگی های این تحقیق محل وقوع نقطه ، بین 1/0 تا 15/0 قطر نسبت به محور افقی عبوری ازمرکز استوانه انحراف قائم داشته و در تمام حالت ها زیر محور مذکور قرار می گیرد. برای تمام بازشدگی ها تا فاصله ای به اندازه قطر سازه از پشت سرریز- دریچه، پروفیل سرعت در راستای محور ( ) و ( ) شدیدا تحت تاثیر عوامل هیدرو دینامیکی است. در روی سرریز- دریچه با افزایش زاویه از صفر تا 90 درجه( با حرکت به سمت تاج) نسبت سرعت ماکزیمم به سرعت ورودی افزایش یافته به طوری که در تاج حدود 27 درصد نسبت به نقطه صفر افزایش مشاهده می گردد ولی بعد از تاج دچار نوسانات افزایش و کاهش می-گردد و این نوسانات در بازشدگی برابر با نصف قطر سبب می شود تا مقدار بی بعد سرعت ماکزیمم به سرعت ورودی در نزدیکی نقطه جدایش، حدود 17 درصد نسبت به تاج کاهش یابد.
    کلید واژگان: سرریز, دریچه استوانه ای, جدایش جریان, دنباله, توزیع سرعت, بازشدگی
    Mohammad Gharahgezlou *, Mohsen Masoudian, Besir Sahin, Esmaeil Kordi
    Background And Objectives
    The combination of weir and gate creates a new structure, resolve some the defects of using them separately, such as the simultaneous flow pass of deposits under gate and suspended material over the weir, also benefits the ability of vertically movement and making different gate openings according to the changes of the discharge, control the water level more accurate and adjust constant head of water for the side channel. Likewise, the cylindrical weir-gate, as one the weir-gate’s type, has various advantages like higher discharge coefficient and lower energy loss. Researchers have been conducted on the hydraulic aspects of this structure state that the discharge coefficient of combined model of cylindrical weir-gate (discharge coefficient is the most important hydraulic parameter of designing the weir-gates), decreases in each parts of weir and gate, regarding to their separated function. On the other hand, in addition to effective hydraulic parameters on discharge coefficient, extensively have been studied by previous researchers, hydrodynamic phenomena such as flow separation, vortex shedding, the convergence point of shear layer passing through the both sides of the structure and etc., resulting from the assumption of hydrostatic pressure on the structure body, play a crucial role in discharge coefficient, discharge rate and other flow characteristics. Therefore, in order to investigate the changes of separation points under and above the structure, the convergence point of boundary layer of the both sides, velocity distribution above and at the downstream of the structure, as well as the size of the wake with gate opening, a series of runs using the technique of particle imaging velocimeter (PIV) were carried out, and the results were analyzed.
    Materials And Methods
    The experiments were conducted at the hydrodynamics laboratory of mechanical engineering department of Çukurova University using the PIV technique on a cylinder with a diameter of 50 mm for five different relative gate opening between 0.1-0.5 (ratios of the gate opening to the cylinder diameter). Besides, for all the tests, the upstream water depth and entrance velocity were constant:150 (mm) and 0.58 (m/s) respectively.
    Results and
    Conclusion
    The results show for all ratios of the diameter to gate opening, the separation point of flow from the body of the structure was different in function as gate and weir parts and the separation occurs earlier as gate, so that, at the test range, the maximum and minimum of the separation angle’s deviation of the weir and gate were40 and 3 degrees. As the gate opening increases from 0.1D to 0.4D, The horizontal distance between the convergence point of two separated boundary layer to structure would be less. As well, the gate opening increasing cause fluctuations in vertical direction of the convergence point, the convergence point (S), in the opening range of the current study, had the vertical deviation between 0.1 to 0.15 D to horizontal axis crossing the cylinder center and locates under the axel in all cases. The velocity profile along the X-axis (u/Uo) and (v/U0) Y for all the gate openings to a distance equal to the diameter of the structure behind of it, is strongly affected by hydrodynamic factors. Above the weir-gate while the angel increase from 0 to 90 degrees, the ratio of maximum velocity to the entrance velocity rises, so that, at the crest level and increasing about 27 percent compared to the zero point could be observed, but in the higher levels, exhibits fluctuation and this fluctuations in the gate opening equal to 0.5D causes the dimensionless value of maximum velocity to entrance velocity near the separation point is about 17 percent compared to values obtained the crest level.
    Keywords: Cylindrical weir, gate, separation point, wake, velocity distribution, gate opening
  • بابک مومنی*، محسن مسعودیان، محمد علی غلامی سفیدکوهی، علیرضا عمادی
    سابقه و هدف
    اجرای طرح تجهیز و نوسازی در اراضی شالی زاری، با تحول در زیرساخت های مدیریت مزرعه، سیستم سنتی آبیاری کرت به کرت را به مدیریت تحویل آب مبتنی بر استفاده از کانال های آبیاری و زهکشی برای هر کرت شالی زاری تغییر می دهد. با گذشت سال های متمادی از آغاز عملیات اجرایی این طرح، اغلب مطالعات قبلی مبنای کیفی داشته و علی رغم اشاره به وجود مشکلات اساسی در سیستم آبیاری آن، عمدتا تحلیل ها بر پایه میزان رضایت مندی کشاورزان و یا قضاوت های تجربی کارشناسان بخش های مختلف این پروژه بوده است و کمتر تحلیلی کمی مبتنی بر شاخص های کلیدی عملکرد، نظیر پایداری سیستم، انجام شده است تا اطمینان از تحویل آب زراعی در موعد مقرر، به مقدار مورد نیاز و برای مدت زمان مورد نیاز را نشان دهد و معیارهایی نظیر اعتمادپذیری، یکنواختی، به هنگام بودن و قابل پیش بینی بودن تحویل آب که از سوی پژوهشگران مختلف برای ارزیابی آن ارائه شده، در این طرح تاکنون محاسبه نشده است تا بتوان به این وسیله اثربخشی سیستم را محاسبه کرد و امکان برنامه ریزی، بازطراحی و اجرای اقدامات اصلاحی را مهیا نمود.
    مواد و روش ها
    در این پژوهش، شاخص های مرتبط با پایداری تحویل آب شامل انواع معیارهای تغییرپذیری و قابلیت پیش بینی جریان تحویلی، در دو کانال آبیاری بتنی و خاکی و کرت های شالی زاری تحت پوشش آنها در پروژه تجهیز و نوسازی اراضی روستای اسماعیل کلای شهرستان جویبار استان مازندران محاسبه و مقایسه شد.
    یافته ها
    نتایج بررسی شاخص های کمی ارزیابی شده نشان می دهد؛ هرچند پوشش بتنی کانا ل ها موجب ارتقای معیار های تغییرپذیری تحویل آب نسبت به کانال خاکی شد، چنانکه شاخص های کفایت واعتمادپذیری در کانال بتنی به ترتیب 18 و 5 درصد، اعتمادپذیری در دامنه اطمینان پنجاه درصد به مقدار 0.14، شاخص به هنگام بودن تحویل آب به اندازه 4 روز و شاخص یکنواختی تحویل 0.27 بهتر از نتایج به دست آمده در کانال خاکی بود، اما ضعف ساختاری و مدیریتی در سیستم آبگیری و کنترل، با توجه به ضریب تغییرات 0.33 کفایت و 0.46 اعتمادپذیری، موجب شده توزیع آب بین کرت ها کافی و عادلانه نباشد و تغییرات زمانی تحویل آب در کرت های انتهایی کانال با یکنواختی کمتر از 0.5، شاخص به هنگام بودن عمدتا بیش از 10 روز و قابلیت اطمینان پایین، حتی در سطح 50 درصد، اختلاف زیادی با استانداردهای ارائه شده را نشان دهد. در هر دو کانال خاکی و بتنی رابطه همبستگی خطی بین جریان تحویلی و مورد نیاز عمدتا معکوس بود که نشان دهنده ضعف در مدیریت تحویل آب بر اساس تقاضا است. همبستگی معکوس بین متغیرهای تحویل آب در کانال بتنی به 0.97- می رسد، لذا مدیریت نامناسب تحویل آب در دهه های انتهایی را به درستی پیش بینی می نماید و در کانال خاکی هم مقدار متوسط 0.30 نشان از عدم همبستگی جریان تحویلی با نیاز آبی و به تبع آن پیش بینی پذیری کم سیستم دارد.
    نتیجه گیری
    به طور کلی شاخص های پایداری تحویل آب در مقایسه با استانداردهای تعریف شده حتی با پوشش بتنی کانال های آبیاری نیز با چالش های اساسی مواجه اند. از یک سو ساختار سنتی، تجربی و غیرتخصصی مدیریت حاکم بر تحویل آب به اراضی تجهیز و نوسازی شده، زمان بندی مناسبی برای استفاده از آب تامین شده در طول فصل کشت ندارد و از سوی دیگر ارتقای ساختار سازه ای سیستم موجود تحویل آب، نیازمند اصلاح وضعیت آبگیری، استفاده از سازه های کنترل جریان در کانال و تعریف برنامه تحویل آب بر اساس نیاز آبیاری کرت ها است.
    کلید واژگان: ارزیابی, برنج, پیش بینی پذیری, تغییرپذیری, توزیع آب
    Babak Moumeni *, Mohsen Masoudian, Mohammad Ali Gholami Sefidkohi, Alireza Emadi
    Background And Objectives
    Paddy Fields Development and Renovation Project changes infrastructures of the rice farm management and converts traditional plot the plot irrigation system to water delivery management, which provides access to irrigation canals and drainage for each paddy plot. Even though many years have passed from the start of implementation of the project in northern provinces and several researchers have pointed fundamental problems out in the water distribution system of the project, but most previous studies have qualitative basis and the analysis is mainly based on the satisfaction of farmers or empirical judgments of experts in different parts of the project and until now less quantitative analysis has been provided on the basis of key performance indicators such as reliability indicating that ensure the delivery of agricultural water on time, to the extent necessary and for the time required and criteria such as dependability, steadiness, timeliness and predictability of the delivery of water provided by the researchers for its evaluation. Such indicators can measure the effectiveness of the system and finally it possible to provide planning, redesign and implementation of the corrective operation.
    Materials And Methods
    In this study, reliability indices including the variability and predictability of water delivery system were calculated and compared for two concrete and earthen irrigation canals and the plots that are covered by them in renovated paddy fields of Esmaelkola village in Joybar city of Mazandaran province.
    Results
    The results of the quantitative indicators evaluation shows that although concrete lining of canal has made noticeable effect on the promotion of variability indicators in earthen channel, as Concrete channels have shown better results than earthen channel in the values of these parameters: Adequacy and dependability indices, respectively, 18 and 5 percent, fifty percent level of delivery reliability as 0.14, timeliness of water delivery as much as 4 days and delivery steadiness index as 0.27, but structural and managerial problems in intake and control system leading to inadequate and inequitable distribution of water between plots of lined channel according to the coefficient of variation 0.33 for adequacy and 0.46 for reliability and timely variations of water delivery to downstream plots show a major difference with defined standards considering steadiness lower than 0.5, timeliness index that was mostly more than 10 days and low amount of fifty percent level of delivery reliability. Both earthen and concrete channels linear correlation was mostly reversed between the delivered and required volume of water that indicates the lack of water delivery management based on demand. The inverse correlation coefficient between the variables of water delivery is -0.97 for concrete lined channel, so, it is correctly predicted improper management of water delivery in the final decades, and in the earthen channel, the value of 0.30 shows there is no correlation between the volume of delivered and required water and consequently low predictability of the system.
    Conclusion
    Generally, even with the concrete canal lining, indicators of reliable water delivery are not favorable in comparison with standards of these criteria. On the one hand, traditional, experience-oriented, and non-technical management system that governs water delivery in renovated farms has no appropriate scheduling for the use of supplied water during the planting season and on the other hand improving the existing system need to reform plot's intakes and flow control methods in the canal and complimentary water delivery schedule based on the irrigation demand.
    Keywords: Evaluation, Predictability, Rice, Variability, Water Distribution
  • بابک مومنی*، محسن مسعودیان، محمد علی غلامی، علیرضا عمادی
    روند اجرایی طرح تجهیز و نوسازی اراضی شالی زاری بعنوان مهم ترین پروژه اصلاح زیرساخت های تولید پایدار برنج در شمال کشور به دلایل مختلف کند بوده، طوریکه تاکنون این طرح در کمتر از60 هزار هکتار از اراضی شالی زاری استان مازندران اجرا شده است. لذا برای تغییر در شرایط موجود، شناسایی مسایل و اولویت بندی مشکلات طراحی، اجرا و نظام بهره برداری ضرورتی مهم و اساسی است. در این پژوهش ابتدا از طریق مقایسه تطبیقی نقشه های طراحی و چون ساخت، بازدید میدانی از مشکلات دوران بهره برداری، و بحث و تبادل نظر با کارشناسان مجرب مسائل اساسی شناسایی شد و پس از نهایی شدن فهرست مشکلات، پرسشنامه ای با 7 سوال مبتنی بر فرآیند تحلیل سلسله مراتبی در چهار موضوع تمهیدات پایه، طراحی، اجرا، بهره برداری و نگه داری تدوین شده و در اختیار 35 نفر از متخصصین سازمان جهاد کشاورزی، مهندسین مشاور و شرکت های مجری طرح قرار گرفت. نتایج نشان داد؛ محدودیت های اساسی طرح به ترتیب اولویت عبارتند از: نارسایی در تامین به موقع اعتبارات مورد نیاز، عدم توجه به ضرورت همه جانبه نگری و یکپارچه گی در مطالعات جامع آبیاری و زهکشی، فقدان نظام بهره برداری در قالب تشکل های کشاورزی، ضعف آموزش بهره برداری و نگه داری صحیح و مشکلات قانونی موجود بویژه هنگام تعارض مالکیت خصوصی با منافع عمومی طرح. لذا تغییر در روش تامین مالی طرح نظیر استفاده از اعتبارات اسنادی بلندمدت داخلی و خارجی، اجرای کامل همه مولفه های طرح و استفاده از سایر روش های اجرایی نظیر طرح و ساخت توام از پیشنهادات این پژوهش است.
    کلید واژگان: بررسی میدانی, تحلیل سلسله مراتبی, تمهیدات کارفرمایی, طراحی, اجرا, بهره برداری و نگه داری
    Babak Moumeni *, Mohsen Masoudian, Mohammad Ali Gholami, Alireza Emadi
    Paddy fields development and renovation as the most important project to improve infrastructures of the rice sustainable production in North of Iran have had very slow Implementation pace due to various reasons and so that the project has been executed in less than 60000 hectares out of total paddy fields in Mazandaran province. Therefore, identification and prioritization of design, execution and operational problems is the basic requirements to change the existing situation. this research consider comparative comparison method between the design and as-built drawings, field monitoring of operating difficulties as well discussion and interview with experts. Then finalized list of problems, which used to develop a questionnaire with seven inquiries based on the Analytic Hierarchy Process (AHP). It contains four main indicators employers’ arrangements, design, execution and finally, operation and maintenance. So, 35 experts of paddy fields Development and Renovation were selected (from Jihad-e-Agriculture Organization, consulting engineers and the contractors) to fill out the questionnaire. The results indicate the fundamental limitations in order of priority are: failure to provide the timely required credits, the lack of integrated viewpoint on irrigation and drainage studies, the lack of f operational organizations same as agricultural NGOs, deficiencies in farmers training which needs for proper operation and maintenance of the projects and legal problems especially when private property is incompatible with the public profits. Therefore, serious offers of this research are change in the financing method of the projects, for example e use of combination of native and foreign countries finance, build of all layout components of project and use of other constructing project procedures such as EPC (Engineering Procurement Construction).
    Keywords: Analytic Hierarchy Process, Employer's Arrangements, Designing, Execution, Operation, Maintenance, Field Monitoring
  • فروغ علی زاده صنمی*، محسن مسعودیان، مجتبی صانعی
    پژوهش حاضر به بررسی آزمایشگاهی افت انرژی جریان عبوری از سرریز- دریچه نیم استوانه ای متمرکز شده است. پارامترهای تاثیرگذار بر سیستم مورد مطالعه در قالب شناسه های بدون بعد با استفاده از تئوری پای پکینگهام به دست آمده است. آزمایش ها در یک کانال آزمایشگاهی مستطیلی به طول 8 متر، عرض 282/0 متر و عمق 3/0 متر بر بستر صاف در آزمایشگاه پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، با استفاده از مدل های فیزیکی با قطرهای 70، 120 و 160 میلی متر در ارتفاع بازشدگی-های مختلف بین صفر تا شعاع سازه و در دبی های متفاوت انجام شده اند. نسبت ارتفاع سازه به عرض کانال محدوده 57/0 > D/B > 25/0 و جریان ورودی در محدوده 55/0 > > 08/0 می-باشد. نتایج پژوهش نشان می دهند در تمام زوایای قرارگیری سازه پارامتر بی بعد در هر دو حالت انحناء بالادست و پایین دست با افزایش عدد فرود و پارامتر بی بعد به صورت خطی کاهش می یابد. در یک ( ) و عدد فرود ثابت، پارامتر بی بعد در حالتی که انحنا سرریز- دریچه نیم استوانه ای به سمت بالادست می باشد به علت جمع شدگی تدریجی خطوط جریان و در نتیجه کاهش افت ورودی کمتر از حالتی است که انحنا سرریز- دریچه نیم استوانه ای به سمت پایین دست است. همچین نتایج نشان دادند که علاوه بر زاویه قرارگیری انحنای نیم استوانه نسبت به افق، قطر سازه نیز بر میزان افت انرژی عبوری از سازه ترکیبی نیم-استوانه ای موثر می باشد.
    کلید واژگان: افت, سازه نیم استوانه, هیدرولیک جریان, سرریز, دریچه
    Forough Alizadeh Sanami *, Mohsen Masoudian, Mojtaba Saneie
    Abstract: The present research investigate experimental the head loss of flow energy throw the semi cylindrical wire-gates. The effective parameters on the studied system in forms of dimensionless parameters obtained by using Buckingham’s theory. The experiments were conducted in a rectangular flume with the length of 8m, width of 0.282m and height of 0.3m in Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, using physical models with diameters 70, 120 and 160 mm in height of the opening between 0 until radius and differently discharging. The ratio of cylindrical structure diameter to channel width (D/B) was in the range of 0.25 to 0.57 and the Froude number was in range of 0.08 to 0.55. The results shows that in all angles which structure sets, dimension less parameter Hf/H cases curvature upstream and downstream with increasing Froude number and dimensionless parameter H/P increases, so that coefficient in both cases curvature upstream and downstream with increasing water depth upstream and dimension less parameter H/P Linearly decreases. Constant a (H/P) and Froude number, a dimensionless parameter Hf / H when the curvature is upstream semi cylindrical wire-gate due to the gradual contraction of flow lines and thus decrease the input is less than the curvature is downstream structure. Moreover, the result shows that in addition to the angle of semi cylindrical curvature to horizon line, structure diameter was affected on head loss amount.
    Keywords: less, semi cylindrical structures, hydraulics flow, wire, gate
نمایش عناوین بیشتر...
سامانه نویسندگان
  • دکتر محسن مسعودیان
    مسعودیان، محسن
اطلاعات نویسنده(گان) توسط ایشان ثبت و تکمیل شده‌است. برای مشاهده مشخصات و فهرست همه مطالب، صفحه رزومه ایشان را ببینید.
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