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

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « انتشار » در نشریات گروه « آب و خاک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «انتشار» در نشریات گروه «کشاورزی»
  • نیما روحانی*، طاهر رجایی، برات مجردی، احسان جباری، مهران حیدری بنی، سید احمد شفیعی دارابی

    سابقه و هدف:

     امروزه پدیده گردوغبار یکی از بزرگ ترین مشکلات زیست محیطی در جهان است و هر ساله خسارات بزرگی به بخش های مختلف از جمله صنعت، حمل ونقل، کشاورزی، گردشگری و بهداشت وارد می کند. طوفان گردوغبار که معمولا در مناطق خشک و نیمه خشک مانند مناطق مرکزی و جنوبی ایران رخ می دهد، ذرات معلق بسیاری را باخود حمل می کند و فعالیت های روزانه انسان و دید افقی را کاهش می دهد. طبق اعلام سازمان هواشناسی جهانی، هنگامی که سرعت باد از پانزده متر در ثانیه فراتر رود و مقدار زیادی گردوغبار وارد جو شود تا دید افقی به کم تر از 1000 متر برسد، طوفان گردوغبار گزارش می شود. گردوغبار ناشی از عوامل طبیعی و هم عوامل انسانی است که جزء انسانی آن عمدتا پاسخی به تغییر در پوشش خاک و کاربری اراضی است. یکی از اهداف پژوهش حاضر، بررسی موقعیت وقوع و منشا گردوغبار (مبدا و مقصد گردوغبار) و جریان ها/مسیرهای حرکت طوفان های گردوغبار است.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه داده های هواشناسی شامل دما، رطوبت نسبی، بارندگی، تبخیر، سرعت باد و تعداد روزهای گردوغبار مربوط به سه ایستگاه هواشناسی استان قم از سازمان هواشناسی اخذ شد و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. هم چنین در این مطالعه، برای تعیین منشاهای بالقوه گردوغبار از روش های طبقه بندی حداکثر احتمال و حداقل فاصله در تصاویر ماهواره لندست استفاده گردید تا کاربری اراضی و جنس خاک مناطق مختلف مشخص گردد. این فرآیند با استفاده از تصاویر سری زمانی ماهواره لندست استان قم طی 30 سال از 1989 تا 2019 با فواصل زمانی 5 ساله و پایش تغییرات این دوره در 11 کلاس مختلف انجام گرفت. در مرحله بعد، با توجه به داده های ثبت شده گردوغبار (دید افقی) در ایستگاه هواشناسی شکوهیه/قم که وقوع طوفان گردوغبار مطابق با تعریف سازمان هواشناسی جهانی را نشان می داد، مدل سازی پسگرد مسیرهای هوایی با استفاده از مدل هواشناسی HYSPLIT انجام پذیرفت. مسیرهای پس گرد، اگر نزدیک به سطح زمین باشد و منطقه به صورت بالقوه قادر به تولید و انتشار گردوغبار از سطح به هوا باشد، می تواند منشا پدیده گردوغبار در نظر گرفته شود.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که 30 منطقه با خاک و پوشش متفاوت به عنوان منبع گردوغبار وجود دارد که شامل 20 لکه زمین بایر، 5 لکه زمین نمکی و 5 لکه زمین شنی یا ماسه ای بود. منابع عمده طوفان های گردوغباری مطالعه شده استان در این تحقیق، در نیمه شرقی استان، در مجاورت دریاچه نمک و دشت لوت واقع شده است. در قسمت آخر، داده های هواشناسی که مستقیما وقوع طوفان های گردوغبار را گزارش می دهند، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. سپس براساس داده های ثبت شده و اعمال برخی از شرایط محدود کننده، تاریخ های موردنظر انتخاب شد، که طوفان گردوغبار تعریف شده توسط سازمان جهانی هواشناسی می باشد. کدهای w=06 و w=07 مربوط به پدیده گردوغبار هستند و در این مطالعه از هر دو استفاده گردید. نگاه توام به پوشش خاک و کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه و نیز بررسی رخدادهای گردوغبار اتفاق افتاده از جمله نوآوری های این پژوهش به حساب می آید.

    نتیجه گیری

    نتایج مدل HYSPLIT نشان می دهد که عمده منشاهای رخدادهای گردوغباری مطالعه شده در این پژوهش از مناطق شرقی هم جوار مانند سمنان است. این طوفان ها در نهایت به عنوان یک رویداد گردوغبار داخلی در نظر گرفته می شوند. برخی از رخ داد های طوفان گردوغبار در تاریخ های مورد مطالعه، گردوغبار خارجی بوده اند. این رویدادها عمدتا از منشاهای خارجی هستند و از کشورهای غربی و جنوب غربی ایران مانند عراق، عربستان سعودی و شاید سوریه وارد شده و به عنوان گردوغبار خارجی محسوب می شوند و عموما به عنوان طوفان های شدید گردوغبار تلقی می گردند.

    کلید واژگان: انتشار, گردوغبار, کاربری اراضی, HYSPLIT, استان قم}
    Nima Rohani *, Taher Rajaee, Barat Mojaradi, Ehsan Jabbari, Mehran Heidari Beni, Seyed Ahmad Shafiei Darabi
    Background and Objectives

    Nowadays the dust phenomenon is one of the biggest environmental problems in the world, causing major damage to sectors such as industry, transportation, agriculture, tourism and human health each year. The dust storm, which commonly occurs in arid and semi-arid regions such as the central and southern parts of Iran, carries a large amount of dust and reduces daily human activities and horizontal visibility. According to the World Meteorological Organization (WMO), when the wind speed exceeds 15 meters per second and a large amount of dust enters the atmosphere so that the horizontal visibility reaches less than 1000 meters, dust storms are reported. The creation of dust is caused by natural and man-made factors, the human component of which is mainly a response to changes in soil cover and land use. One of the objectives of the present study is to monitor the location and source of dust (origin and destination of dust) and the movement of dust storms and streams/trajectories containing dust.

    Materials & Methods

    In this study, meteorological data including temperature, relative humidity, rainfall, evaporation, wind speed and number of dusty days from 3 meteorological stations of Qom province were obtained from Meteorological Organization and analyzed. Also in this study, to determine the potential dust sources by the maximum likelihood and minimum distances classification methods was done to determine the land use and soil type of different areas with Landsat images. This process was completed using time series images of Qom province in 30 years, from 1989 to 2019 with 5-year steps and monitoring the changes of this period with in 11 different classes. Next, according to the recorded dust data (horizontal visibility) at Shokouhieh/Qom Meteorological Station showing the occurrence of dust storms as defined by the World Meteorological Organization, backward tracking of air trajectories using the HYSPLIT meteorological model. The backward trajectory, if it is close to the surface of the earth and the area potentially capable of spreading dust from the surface into the air, can be considered as the source of the dust phenomenon.

    Results

    The results identified 30 areas with different soils and cover as the source of dust. There were 20 spots of bare land, 5 spots of salt land and 5 spots of sandy land. The main sources of dust storms studied in this province are located in the eastern half of the province adjacent to the Namak Lake and the Dasht-e Lut. In the final part of the present study, meteorological data that directly report the occurrence of dust storms were first analyzed. Then, based on the recorded data and some restrictive conditions, the target dates that the dust storm defined by the World Meteorological Organization at that time were selected. Codes w=06 and w=07 are related to the dust phenomenon, and both codes are used in this study. One of the innovations of this research is the combined view of soil cover and land use in the study area and also the investigation of dust events.

    Conclusions

    The results of HYSPLIT model show that the main sources of dust events studied in this study are from neighboring eastern regions such as Semnan. These storms are ultimately considered as a domestic dust event. About 15 percent of the total dust storm events in the studied dates are likely to have been foreign dust. These events are mainly of foreign source and have been imported from western and southwestern Iran countries such as Iraq, Saudi Arabia and perhaps Syria and are modeled as foreign dust and generally considered as sever dust storms.

    Keywords: Emission, Dust, Land use, HYSPLIT, Qom Province}
  • زهره خدادادی خمسلویی، سیروس جعفری*

    این پژوهش برای بررسی اثر تغییر کاربری جنگل بلوط به زراعت بر ویژگی های خاک منطقه نیمه خشک صورت گرفت. ویژگی های کیفی خاک دو کاربری در 15 سانتی متری سطحی مقایسه شد. نتایج نشان داد در اثر تغییر کاربری از جنگل به زراعت، ماده آلی خاک بترتیب از 19/1 به 67/0درصد، پایداری خاک دانه ها از 22/2 به 08/2 درصد و رس قابل انتشار خاک از 4/2 به 87/22 درصد تغییر یافت. این نتایج نشان از کاهش شدید کیفیت خاک در اثر جنگل تراشی داشت. با حذف جنگل از یک سو چتر حفاظتی مقابل نیروی قطرات باران حذف و از سوی دیگر ورود ماده آلی به سطح خاک کاهش و سبب کاهش پایداری خاک دانه و افزایش رس قابل انتشار شد. رس قابل انتشار، سبب ایجاد سله سطحی و تسریع فرسایش خاک گردید. در اثر کاهش ماده آلی، جرم مخصوص ظاهری نیز افزایش یافت. هم چنین مقدار سنگ ریزه، شن، سیلت درشت و ریز در جنگل به ترتیب از 3/6 ،56، 6/12 و 4/5 درصد به 6/35 و 3/64 و 6/14 و 5/2 درصد در اراضی زراعی تغییر یافت. برخورد مستقیم نور خورشید و گرمای بیشتر خاک به ویژه در فصول گرم، سبب تسریع در تصعید نیتروژن خاک شده و علی رغم افزودن کودهای نیتروژنه به اراضی زراعی، مقدار نیتروژن در خاک های زراعی کاهش یافت. تحلیل داده ها به مولفه های اصلی نشان داد که عامل های مختلفی در اثر تغییر کاربری در چرخش واریمکس ها اثرگذارند. حذف جنگل عامل اصلی تغییر ویژگی های خاک و کاهش شدید کیفیت اراضی بود. تغییر کاربری نه تنها سودی برای تولید بیشتر مواد غذایی ندارد بلکه با تخریب کیفیت اراضی، سبب ایجاد سیل و افزایش رسوب از این مناطق می شود.

    کلید واژگان: انتشار, پایداری خاکدانه, تصاعد, رس}
    Zohre Khodadadie Khamseloie, Siroos Jafari *

    This research was conducted to evaluate the effect of land use changes on the land quality under deforestation in semi-arid regions. Soil quality of the top layer (0-15 cm) was compared for two land uses. The results show that the organic matter (OM), aggregate stability (AS) and dispersible clay (DC) were changed from 1.19, 2.22, and 2.4% in oak forest to 0.67, 2.08, and 22.8% in deforestation area, due to land use change. These results showed a severe decrease in soil quality due to deforestation. Aggregate stability was decreased and dispersible clay was increased due to deforestration. In addition, the canopy cover and soil organic matter were reduced. With increasing the DC, it was increased the soil surface crust and accelerate the splash erosion. Bulk density increased, since the OM decreased. Also, the percentages of gravel, sand, coarse and fine silt changed from 6.3, 56, 12.6, and 5.4% to 35.6, 64.3, 14.6, and 2.5%, respectively, due to deforestration. Direct sunlight and higher soil heat, especially in hot seasons, accelerated the volatilization of soil nitrogen and despite the addition of nitrogen fertilizers to the farmland, the amount of nitrogen in the farmland decreased. Data analysis by PCA method showed that the different factors affect the varimax due to land use changes. Deforestation was the main factor changing the soil characteristics and seriously reducing the land quality. Land use change not only does not benefit the production of more food, but also destroys the quality of the land, causing floods and increasing sediment from these areas.

    Keywords: clay, fixation, mineralogy, potassium, release}
  • مرضیه محسنی*، جمال محمد ولی سامانی، سید علی ایوب زاده

    توجه روزافزون به مسائل زیست محیطی در مدیریت رودخانه ها، موجب گسترش تحقیقات در زمینه بررسی پارامترهای موثر بر هیدرولیک جریان و انتقال- انتشار آلودگی و رسوب در رودخانه ها شده است. وجود پوشش گیاهی در بسیاری از رودخانه ها، تاثیر قابل توجهی بر هیدرولیک جریان، مورفولوژی و فرآیندهای انتقال و انتشار رسوب و آلودگی دارد، با این وجود مطالعه کمی در زمینه تاثیر پوشش گیاهی بر ضرایب انتشار و نرخ رسوبگذاری انجام شده است. هدف از تحقیق حاضر، برآرود ضرایب انتشار و نرخ رسوبگذاری در کانال مرکب با وجود پوشش گیاهی صلب غیرمستغرق در سیلابدشت است، بدین منظور توسعه مدل دوبعدی جریان و انتقال رسوب در کانال مرکب با وجود پوشش گیاهی در سیلاب دشت، مورد توجه قرار گرفته است. به منظور برآورد توزیع سرعت متوسط عمقی از مدل دوبعدی شیونو و نایت؛ که با افزودن نیروی کشانه به معادله مومنتم اصلاح شده، استفاده گردیده است. برای حل این مدل بایستی 4 پارامتر ضریب کشانه، فاکتور اصطکاکی، ضریب لزجت گردابه ای، پارامتر جریان ثانویه در کانال اصلی و سیلاب دشت محاسبه شود. معادله انتقال انتشار دوبعدی به روش حجم محدود حل شده است. ضرایب انتشار و نرخ رسوبگذاری بر اساس کمترین خطای مشاهداتی میان داده های آزمایشگاهی و نتایج مدل عددی توسعه داده شده در این مطالعه، برآورد شده اند. مدل دو بعدی توسعه داده شده برای مطالعه زانگ (2011) اجرا و مقدار نرخ رسوب گذاری را با اختلافی حدود 22% بیشتر از مقدار آزمایشگاهی برآورد نمود.

    کلید واژگان: پوشش گیاهی, معادله انتقال, انتشار, کانال مرکب, ضرایب انتشار, مدل دوبعدی سرعت متوسط عمقی, نرخ رسوب گذاری}
    marzieh mohseni*, Jamal Mohamad Vali Samani, Seyed Ali Ayyoubzadeh

    Increasing attention to environmental issues in the management of rivers, causese the development of research in the field of hydraulic parameters and sediment transport in the rivers. Vegetation in many rivers, has a significant impact on the flow hydraulic, morphology and sediment transport processes. Understanding the hydraulics of flow in a compound channel with vegetated floodplains is very important for determining the stage-discharge curve and for supporting the management of fluvial processes. There are few models within CFD codes that conceptually or physically represent the hydrodynamic impact of a vegetation canopy on the velocity field and conveyance characteristics within an estuarine or riverine system. The present research investigates the numerical and experimental modelling aspects of flow in compound channels with vegetated floodplain, emphasis to the suspended sediment transport. This study, has proposed a method for predicting the depth-averaged velocity in compound channels with vegetated floodplains, based on an analytical solution to the depth-integrated Reynolds-Averaged Navier-Stokes equation (RANS) with a term included to account the effects of vegetation. Two dimensional advection-diffusion equation were used to calculate the dispersion coefficients and sedimentation rate, this equation were solved by using a finite volume method. The vegetation is modeled via an additional term in the momentum equation to account for the additional drag force. The method includes the effects of bed friction, drag force, lateral turbulence and secondary flows, via four coefficients f, CD, λ & Γ respectively. This model is able to estimate the velocity distribution in channels with different dimensions, different vegetation densities. This model is able to estimate the velocity distribution in channels with different dimensions, different vegetation densities. The wake interference model given by Nepf (1999) is used to estimate the bulk drag coefficient. Modified forms of the Colebrook–White equation can be used to calculate a local friction factor in compound channels with vegetated floodplains. Several eddy viscosity models have been used in the literature to predict transverse momentum exchange in the mixing layer. Once velocity profile is obtained, the dispersion coefficient is evaluated and the remarkable role of vegetation is shown. Both the velocity profile and the dispersion coefficient have been validated using our new experimental results. The model was applied in inverse mode to estimate the model parameters that quantified eddy viscosity coefficient, secondary flow, longitudinal dispersion, transverse dispersion and filtration in the experiments. In addition, the Elder’s and Neph’s relationships also calibrated to calculate the Longitudinal and transverse dispersion coefficients. A Levenberg-Marquardt algorithm was used to find the values of the model parameters that minimized the sum-of-squared differences between measured and modeled velocities and particle concentrations. Experiments performed in a flume of the Hydraulic laboratory. The experimental channel is employed in this investigation was 10 m long × 0.3 m wide and 0.6 m deep. The channel has a simple rectangular cross section; however, this was modified by using Plexiglas sheeting to produce an asymmetrical compound shape. The artificial stems were PVC rods of 5 mm outside diameter, arranged in staggered grid. The model substance used as suspended load was silica of mean particle diameter around 7µm and density 2143 kg/m3. Silica suspensions were injected to produce fully mixed inflow concentrations of about 6 g/l. In general, two series of experiments have been done in this study. In The first series of experiments the depth averaged velocity were measured, the second series have been conducted to estimate the rate of sedimentation. Depth averaged velocity measured by using micro-propeller and pitot tubes. Results showed that the use of constant coefficient of 0.0683 for eddy viscosity coefficient have not a significant impact on depth averaged velocity. The error about 1% have been observed between results of numerical modeling and experimental data, when the relationships 0.417δρgS0 HDr and 0.62δρgS0HDr have been used for secondary flow coefficients, to the main channel and floodplain, respectively. Results showed that dispersion coefficient in vegetated channels increased cross the main channel compared to no vegetated case, due to the gradient of velocity. Sedimentation rate coefficients calibrated by comparing the experimental and numerical sedimentation rate. The numerical model underestimates the experimental data about 8%. Experimental data of Zong(2011) were used to verification of numerical model, the results showed that the modified model overestimates the data with 22% difference. The results show that the quasi 2D model reproduces a reasonable simulation of the flow field and sediment transport in compound channels with vegetated floodplains.

    Keywords: depth averaged velocity model, Vegetation, sedimentation, compound channel, advection, dispersion equation, dispersion coefficients}
  • H. Bagheri, H. Zare Abyaneh *
    The simulation of nitrate and sodium transport was done in native soil and soil treatment by vermicompost under three irrigation flow rates in saturation and unsaturation states. For this purpose, 12 columns with 20 cm length and 5.9 cm diameter chopped of PVC pipes were used that soil layer in column was 10 cm. All of columns saturated at 24 hours, and leaching was immediately done with distilled water at 24 hours, too. Next, the solution consist of 1mMol KNO3 and 25.42 mg in 1 liter distilled water injected to soil columns with three different water flow rates during 570 minutes, and the nitrate and sodium concentrations were measured in effluent solutions at specified time intervals. The Advection-Dispersion model was used for simulating of solute transport, and dispersivity and distribution coefficients of nitrate and sodium were determined by inverse method. Sodium breakthrough in native soil and soil treatment with vermicompost condition occurred at 280 and 160 minutes under saturated condition with flow rate 0.0704 cm/min, 330 and 200 minutes under unsaturated condition with flow rate 0.0477 cm/min, but sodium breakthrough did not occurred in unsaturated condition with flow rate 0.0208 cm/min. Nitrate breakthrough in native soil with flow rates 0.0704, 0.0477 and 0.0208 cm/min occurred in 50, 80 and 120 minutes, and become maximum in 120, 200 and 270 minutes. Nitrate breakthrough in soil treatment with vermicompost in flow rates 0.0704, 0.0477 and 0.0208 cm/min occurred in 30, 40 and 80 minutes, and become maximum in 80, 120 and 240 minutes. The results showed the breakthrough times of nitrate and sodium and time of maximum concentration of nitrate were decreased by application of vermicompost and increasing soil water flow rate. The results of modeling showed dispersivity and distribution coefficients were increased by using of vermicompost and decreasing soil water flow rate.
    Keywords: Advection, Dispersion model, Breakthrough curve, Dispersivity coefficient, Linier adsorption, Solute transport}
  • جعفر چابک پور، ابراهیم امیری تکلدانی *، محمد صدقی اصل
    سابقه و هدف
    به دلیل اینکه رواناب خروجی از حوضه های آبریز همواره شامل مقدار زیادی از رسوبات ریزدانه و معلق می باشد کارایی سدهای سنگریزه ای که از مصالح سنگی درشت دانه ساخته می شوند برای تنظیم سیلاب های عبوری به مرور زمان و به دلیل ترسیب ذرات رسوبی در منافذ درشت دانه بدنه سد کاهش می یابد. به دلیل اینکه بخشی از سازه های ساخته شده با استفاده از مصالح سنگی درشت دانه جریان های حاوی رسوبات معلق را از خود عبور می دهند لذا فرایند ردیابی این نوع جریان ها از درون محیط های متخلخل مورد توجه قرار گرفته است. بررسی فرایند انتقال و انتشار رسوبات معلق از درون محیط های درشت دانه معمولا با استفاده منحنی های رخنه انجام می گردد. این فرایند بیشتر برای آلودگی ها و در رودخانه ها، مجاری فاضلاب رو و محیط های متخلخل ریزدانه متداول بوده و محققان قبلی از تکنیک های زیادی از جمله حل تحلیلی، تکنیک تخمین پارامتر و روش های عددی برای مسائل فوق الذکر استفاده نموده اند ولی هنوز در رابطه با رسوبات معلق تحقیقات متقنی انجام نشده است. منحنی های رخنه خروجی از محیط متخلخل در بسیاری از مواقع متقارن نبوده و دارای چولگی می باشد لذا تعدادی از محققان پس از برداشت داده های صحرائی پی به این مساله برده و مدل جدید تری را تحت عنوان مدل ذخیره موقت ارائه نمودند. بعضی از محققان با در نظر گرفتن مساله عدم تقارن در منحنی های رخنه خروجی اقدام به ترکیب رابطه مرتبه اول تبادل جرم با معادلات انتقال و انتشار نموده و با اعمال شرایط اولیه و مرزی متنوع حل های تحلیلی خاصی را استخراج نموده اند. نکته مهم در این خصوص این است که در شرایط مشابهی از شرایط اولیه و مرزی می بایستی اقدام به استفاده از حل های تحلیلی نمود. به همین دلیل در بسیاری از موارد محققان اقدام به استفاده از روش های گشتاور های زمانی و مکانی بر اساس داده های آزمایشگاهی برداشت شده می نمایند. با تاکید بر موارد اشاره شده و نیز با توجه به اینکه تاکنون تحقیقات آزمایشگاهی منسجم و کاملی در زمینه مطالعه رفتار رسوبات معلق درون محیط های متخلخل درشت دانه انجام نشده است در این پژوهش در این زمینه تمرکز گردید.
    مواد و روش ها
    در این پژوهش با ساخت نمونه آزمایشگاهی از محیط متخلخل درشت دانه و استفاده از رسوبات ریز دانه در محدوده بار معلق سعی شد تا یک سری داده آزمایشگاهی به منظور ردیابی فرایند انتقال و انتشار طولی رسوبات معلق برداشت شود. در این پژوهش با انتخاب دو قطر سنگدانه، چهار دبی درون گذر، و با اعمال گرادیان های متفاوت بر روی محیط، منحنی های رخنه رسوبات معلق خروجی از بدنه سازه های سنگریزه ای استخراج گردید. روش استخراج منحنی های رخنه به صورت برداشت نمونه آب از انتهای محیط بوده و پس از رد نمودن از کاغذ صافی و خشک کردن رسوبات، منحنی های غلظت زمان استخراج گردید. همچنین با استفاده از تکنیک تخمین پارامتر برای معادله کلاسیک انتقال-انتشار و نیز روش گشتاورگیری زمانی ضریب انتشار طولی رسوبات معلق استخراج شد.
    یافته ها
    نتایج بدست آمده نشان داد که به دلیل ویژگی های ذاتی منحنی رخنه خروجی از درون بدنه سنگدانه ای، روش گشتاورگیری زمانی دارای دقت بهتری نسبت به معادله کلاسیک انتقال-انتشار بوده و همچنین با استفاده از روش پارامتر های ابعادی یک رابطه برای تخمین ضریب انتشار طولی بدست آمد که متوسط خطای نسبی آن برای تخمین ضریب انتشار 30 درصد می باشد و این مقدار در تحقیقات رسوبی قابل اطمینان می باشد. نتایج مربوط به آنالیز منحنی های رخنه خروجی از محیط متخلخل نیز نشان داد که منحنی های رخنه خروجی از محیط دارای دو بال صعودی و نزولی نامتقارن بوده که این به دلیل ذخیره موقت رسوبات درون محیط متخلخل درشت دانه می باشد.
    کلید واژگان: مصالح سنگریزه ای, رسوبات معلق, ضریب انتشار طولی, معادله کلاسیک انتقال, انتشار, گشتاور های زمانی}
    Jafar Chabokpour, Ebrahim Amiri Tokaldany *, Mohammad Sedghi Asl
    Background And Objectives
    Applicability of rockfill dams which has been made from large rock materials for purpose of flood detention reduces over the time because of siltation of pore system with sediment contained basin outflow. Since some of structures which were built with large rock materials should convey suspended sediment contained flows therefore routing process of these type flows have been investigated. The investigation around advection and dispersion of sediments particles through the large porous media usually is being done with breakthrough curve. This investigation is usually common for pollutants in rivers, sewer system and fine porous media. Previous researchers used from various techniques like numerical solving, parameter estimation and exact solution for solving of above mentioned problems. But unfortunately any general inquiry about suspended sediments was not accomplished yet. The exit breakthrough curves in many cases are asymmetrical and have Skewness in their falling limbs. Therefore some researchers after collecting the series of field data have discovered it and have presented a new model named transient storage model. Some investigators by considering Asymmetry in exit breakthrough curve have joined first order mass transfer equation with ADE equations and have extracted exact solutions with various primary and boundary conditions. The important criterion in this regard is to use them in similar primary and boundary conditions. Therefore in many cases the investigators are using from temporal and spatial moment technique according to experimental data series. By emphasis to above mentioned criteria and as regards to this fact that any coherent research in the investigation of behavior of suspended sediments through the large porous media were not accomplished yet therefore in this research tried to focus on it.
    Materials And Methods
    In this research by creating a laboratory model of large porous media and employing suspended sediment particles, tried to acquire an experimental data series in order to investigate longitudinal convection and dispersion phenomenon of suspended sediments through the large porous media. In this investigation by application of 2 media diameters, 4 inflow discharges and different hydraulic gradients over the media, the breakthrough curves of suspended sediments were extracted. The BC curves were extracted with water sampling from media end and then the samples have been passed from filter paper and dried. The concentration-time graphs were extracted after weighting of dried sediment particles. Also by using of parameter estimation technique for classical advection dispersion equation and temporal moments method, the longitudinal dispersion coefficients were extracted.
    Results
    The results showed that due to the inherent properties of exit breakthrough curve, the temporal moments method has a better estimation accuracy rather than classical advection dispersion equation. Additionally by dimensional analysis method a relationship has been acquired for estimation of longitudinal dispersion coefficient with average relative error of 30% which is reliable in sediment transport studies. Furthermore, the results of analysis of BC curves exhibited that the curve has an Asymmetric limbs in rising and falling stages which this observation is because of temporary storage of sediments and gradual release of them through the downstream flow.
    Keywords: Rockfill materials, suspended sediments, longitudinal dispersion coefficient, classical advection-dispersion equation, temporal moments}
  • مصطفی مرادزاده، هادی معاضد، سعید برومند نسب، محمدرضا خالدیان
    به طور کلی جریان های ترجیحی در خاک در خلل و فرج درشت خاک رخ می دهند. این جریان ها می توانند حجم زیادی از آب به همراه هر نوع آلاینده را در مدت زمان کوتاهی به منابع آب زیر زمینی منتقل کنند. این مساله خود باعث آلودگی منابع آب و خاک خواهد شد و از نظر زیست محیطی و بهداشتی بر زندگی جانداران تاثیر گذار خواهد بود. در این پژوهش نحوه حرکت آب در خلل و فرج درشت خاک با استفاده از یک مدل فیزیکی در آزمایشگاه بررسی شد. همچنین این حرکت با استفاده از مدل موج کینماتیک- انتشار[1] که یک معادله دیفرانسیل غیر خطی درجه دو می باشد و بهینه کردن ضرایب آن ارزیابی شد. ابتدا ضرایب مدل با استفاده از روش بهینه سازی تراکم ذرات[2] به دست آمدند و سپس مدل با استفاده از داده های آزمایشگاهی مربوط به هیدروگراف حاصل از بارندگی و گذار آب از مسیر های ترجیحی مدل فیزیکی که از انتهای ستون خاک برداشت شده بود، مورد صحت سنجی قرار گرفت. نتایج این پژوهش نشان داد که مدل عددی به کار رفته تطابق بسیار خوبی با مشاهدات آزمایشگاهی دارد و این تطابق در شدت های کمتر بارندگی بیشتر است. از آنجایی که در این مدل، سازوکار انتشار لحاظ شده است و اثر انتشار با افزایش شدت های ورودی به تدریج از بین می رود، این اثر در سرعت های پایین تر بهتر می تواند در روند پیش بینی بهتر دخالت نماید. به طور کلی این مدل می تواند راهی باشد تا بتوان مقدار و روند پیشروی جریان های ترجیحی و آلاینده های همراه آن را پیش بینی نمود تا در برنامه ریزی های مدیریتی محیط زیستی نسبت به اتخاذ تصمیم های مناسب اقدام کرد.
    [1] -Kinematic–dispersive wave
    [2] -Particle swarm optimization
    کلید واژگان: مدل موج کینماتیک, انتشار, جریان ترجیحی آب, شبیه سازی عددی, بهینه سازی, مدل فیزیکی}
    Mostafa Moradzadeh, Hadi Moazed, Saeed Boroomandnasab, Mohammadreza Khaledian
    Generally soil preferential flow occurs through soil macropores. These flows can transport a large amount of water and any type of pollutant to groundwater in a short time. This issue causes the water and soil pollution and in terms of environmental and health, affect the lives of animal and human. In this study the movement of water in preferential routes in the soil was investigated using a physical model. Also this movement was evaluated using Kinematic–Dispersive Wave (KDW) model which is a second degree non-linear partial differential equation and optimization of its coefficients. At first, the model coefficients were obtained using Particle Swarm Optimization (PSO) method. After that, the model was validated using experimental observation of rainfall hydrograph which was passed through the preferential routes of physical model and was recorded from the bottom of soil column. The results showed that the numerical model has very good agreement with experimental observations, and this prediction is better in lower rainfall intensity. Since dispersive mechanism was applied in this model and the effect of dispersive is disappeared graduatly with increase of input rainfall intensity, this effect in lower velocities causes the model to predict much better the observation. Consequently, this model can be a way to predict the preferential water flow and contaminant in soil to be eligible to make a reasonable decision in environmental management planning.
    Keywords: KDW model, Preferential water flow, Numerical simulation, Optimization, Physical model}
  • گلستان جعفری کلکان، بهروز مهدی نژادیانی*
    تخمین دقیق پارامترهای انتقال آلاینده یکی از گام های بسیار مهم برای شبیه سازی انتقال آلاینده در محیط های متخلخل می باشد. در این تحقیق، متوسط سرعت آب منفذی و ضریب انتشار در سه نوع محیط متخلخل اشباع تخمین زده شده و تغییرات انتشارپذیری با مقیاس بررسی گردید. مقادیر متوسط سرعت آب منفذی و ضریب انتشار با برازش حل تحلیلی معادله ی جابجایی-انتشار بر منحنی های رخنه ی آزمایشگاهی با استفاده از نرم افزاز CXTFIT 2.1 به دست آمد. داده های مورد نیاز، با انجام آزمایشهای ردیابی در یک تانک شن به ابعاد داخلی 60×10 ×250 سانتیمتر مکعب جمع آوری شد. آزمایشها در سه نوع محیط متخلخل (خاک ماسه ای همگن، خاک ماسهای غیرهمگن با چیدمان تصادفی و خاک ماسه ای غیرهمگن با چیدمان طبیعی) تحت سه گرادیان هیدرولیکی 0/017، 0/025، 0/034 انجام گردید. نتایج نشان داد که در هر سه محیط متخلخل و در هر سه گرادیان هیدرولیکی، انتشارپذیری با مقیاس افزایش پیدا کرد. همچنین مشاهده شد که با افزایش درجه ی غیرهمگنی، تغییرات انتشارپذیری با مقیاس افزایش یافت. تحت گرادیان هیدرولیکی 0/017، انتشارپذیری محیط متخلخل همگن به صورت غیرخطی افزایش پیدا کرد و در دو گرادیان هیدرولیکی دیگر، تغییرات آن از توابع خطی پیروی نمود. در محیط های متخلخل غیرهمگن مطالعه شده، تحت گرادیان هیدرولیکی 0/017، تغییرات انتشارپذیری به صورت نامنظم بود. در حالیکه در دو گرادیان هیدرولیکی دیگر تغییرات آن به صورت تابع نمایی یا تابع توانی بود. بنابراین، به طور کلی، در یک آبخوان همگن تحت گرادیان های هیدرولیکی زیاد و در یک آبخوان غیرهمگن میتوان تغییرات انتشارپذیری را به ترتیب به صورت یک تابع خطی و یک تابع توانی یا یک تابع نمایی تقریب زد.
    کلید واژگان: اثرات مقیاس, معادله ی جابجایی, انتشار, منحنی رخنه, نرم افزار CXTFIT 2, 1}
    Golestan Jafari Kalkan, Behrouz Mehdinejadiani*
    An Accurate estimation of contaminant transport parameters is one of the most important steps for simulation of contaminant transport in porous media. In this work, the mean pore water velocity and the dispersion coefficient in three kinds of saturated porous media were estimated and their dispersivity variations with scale were investigated. The values of the mean pore water velocity and the dispersion coefficient were obtained by fitting the analytical solution of advection-dispersion equation to experimental breakthrough curves by using software CXTFIT2.1. The required data were collected by conducting tracer tests on a sand tank of internal dimensions 250 ×10 ×60 cm3. The tests were conducted in three kinds of porous media (homogeneous sandy soil, randomly heterogeneous sandy soil and natural heterogeneous sandy soil) under three hydraulic gradients 0.017, 0.025 and 0.034. The results showed that the dispersivities of each three porous media at each three hydraulic gradients increased with scale. Also, it was observed that with increasing the heterogeneity degree, the dispersivity variations with scale increased. Under hydraulic gradient 0.017, the dispersivity of the homogenous porous medium increased as a nonlinear function and in two other hydraulic gradients, its variations followed the linear functions. In the studied heterogeneous porous media, under hydraulic gradient 0.017, the dispersivity variations were erratic. However, in two other hydraulic gradients, its variations were as a power function or an exponential function. Therefore, in general, in a homogeneous aquifer and under high hydraulic gradients and in a heterogeneous aquifer, one can approximate the variations of the dispersivity using a linear function and a power function or an exponential function, respectively.
    Keywords: Advection, dispersion equation, Breakthrough curve, Scale effects, Software CXTFIT2.1}
  • علی مهدوی مزده، آناهیتا اسماعیلیان، مهدی قبادی نیا، عبدالمجید لیاقت
    در این تحقیق اثر کربنات کلسیم موجود در محیط های طبیعی در حذف، انتقال و انتشار کادمیم به کمک آزمایش های رآکتوری بررسی شده است. نتایج نشان داد که در غلظت ppm330 کربنات کلسیم، 2‎/99% از کادمیم با غلظت اولیه ppm5‎/1 حذف خواهد شد. بنابراین با توجه به قدرت زیاد کربنات کلسیم در جذب کادمیم و با توجه به حضور کربنات کلسیم در آبها و خاک ها، می توان نتیجه گرفت کربنات کلسیم می تواند نقش مهمی در خودپالایی محیط زیست ایفا کند و باید در مدلسازی انتقال و انتشار آلودگی فلزات سنگین در نظر گرفته شود. با افزایش شوری در محدوده شرایط طبیعی، ابتدا میزان جذب به شدت کاهش می یابد سپس در شوری μS/cm 2500 شدت این کاهش کم می شود و در نهایت میزان جذب می تواند تا 50 درصد کاهش یابد. بررسی ایزوترم های لانگمیر و فروندلیچ نشان داد که بر اساس داده های این تحقیق، ایزوترم حاکم بر جذب کادمیم به کربنات کلسیم ایزوترم فروندلیچ است.
    کلید واژگان: کادمیم, انتقال, فلزات سنگین و جذب, انتشار, کربنات کلسیم}
    Dr A. Mahdavi Mazdeh, A. Esmaeilian, Mahdi Ghobadinia, Dr, A. Liaghat
    In this research, the effect of calcium carbonate, existing in natural environments, on removal, advection and dispersion of cadmium using batch reactor experiments, is studied. The results showed that 99.2% of Cadmium with initial concentration of 1.5 ppm will be removed by CaCo3 with concentration of 330 ppm. Regarding to high ability of CaCo3 in cadmium sorption and the existence of CaCo3 in soils and waters, one can conclude that CaCo3 has a great influence on self purification of natural environments and it must be considered in heavy metal transport transformation modeling. Firstly, by increasing salinity in the range of natural condition, sorption will decreased very fast but after the salinity of 2500 S/cm, the amount of this reduction will decrease. At last, the amount of sorption could be decreased by 50%. Investigation of Langmuir and Freundlich isotherms showed that the governing isotherm for cadmium sorption to CaCo3 on the basis of current data is Freundlich. Furthermore, comparing the linear and nonlinear methods in estimating Freundlich parameters show that the non linear sum of square of errors 0.3 of linear method. So it is better to use non linear method in estimation of parameters.
    Keywords: sorption, dispersion, cadmium, calcium carbonate, advection, heavy metals}
  • مهدی مفتاح هلقی
    بررسی و تحلیل رفتار جزئی رسوبات ریز دانه چسبنده بسیار پیچیده می باشد. زیرا رسوبات ریز دانه چسبنده تحت یک سیکل دائمی فرسایش، حرکت انتقالی، انتشار ملکولی و تلاطمی، تفرق، تشکیل خاک دانه، تشکیل کلوخچه، رسوب گذاری و تراکم هستند. شبیه سازی حرکت رسوبات چسبنده به طور شدید به خواص ماکروسکوپی از سیستم آب- رسوب وابسته می باشد. در این تحقیق یک رابطه برای رسوب گذاری رسوبات ریز دانه چسبنده و یک رابطه برای ضریب پخشیدگی در حالت جریان یک بعدی پیشنهاد و در معادله انتقال جرم قرار داده شد. این معادله با روش حجم کنترل حل و با استفاده از داده های آزمایشگاهی واسنجی گردیده است. آزمایش ها در یک فلوم آزمایشگاهی به عرض 30 سانتی متر، شیب 00008/0، دبی جریان بین 3 تا 7/5 لیتر بر ثانیه و غلظت های 4 الی 8 گرم بر لیتر انجام شده است. در مدل پیشنهادی مشخص شد که ضریب پخشیدگی رسوبات ریز دانه چسبنده تحت تاثیر پارامترهای عدد رینولدز و نسبت سرعت جریان به سرعت برشی می باشد.
    کلید واژگان: رسوبات چسبنده, رسوب گذاری, ضریب پخشیدگی, معادله انتقال, انتشار}
    M. Meftah Halaghi
    A detailed description of the behavior of cohesive fine-grained sediments is a very complicated task. Simulation of cohesive sediment movement has been successfully treated in the past using the macroscopic properties of the water-sediment system. In this study, a 1-Dimensional equation of cohesive sediment has been proposed for deposition term and dispersion coefficient of mass transfer equation. This equation has been solved by Control Volume method and calibrated with laboratory data. The tests have been done in a flume with 0.3m diameter, the slope 0.00008, discharge between 3~5.7 liter per second and the concentration of 4~8 gram per liter. The model shows that the dispersion coefficient is a function of Reynolds number and rate of velocity to shear velocity.
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال