فهرست مطالب

مجله مهندسی آبیاری و آب ایران
پیاپی 45 (پاییز 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/07/26
  • تعداد عناوین: 25
|
  • بهرام نورانی، رضا نوروزی، فرزین سلماسی*، هادی ارونقی صفحات 1-17
    هدف از این تحقیق، ارایه یک رابطه برای تعیین ضریب دبی سرریزهای لبه تیز پلان مثلثی است که در نهایت یک رابطه رگرسیونی با استفاده از داده های آزمایشگاهی بر اساس پارامترهای h/p و α با دقت زیاد ارایه شد. برای این منظور از دو مدل هوش مصنوعی ANN و GEP و نیز دو روش رگرسیونی MR-linear  و MR-nonlinear در تخمین پارامتر بی بعد h/p و رابطه دبی - اشل این سرریزها استفاده شد. ارزیابی نتایج به دست آمده با استفاده از معیارهای آماری R2، RMSE، NSE و RE% انجام گردید. مقادیر معیارهای آماری R2، RMSE، NSE و RE% به ترتیب 998/0، 0076/0، 997/0 و %74/1 برای مدل ANN، 983/0، 0301/0، 998/0 و% 86/6 برای مدل GEP،986/0، 0196/0، 985/0 و% 09/4 برای مدل MR-linear  و 987/0، 0197/0، 984/0 و % 09/4 برای مدل MR-nonlinear به دست آمد. نتایج معیارهای آماری، برتری ANN نسبت به سایر روش ها را نشان می دهد. علاوه بر این، نتایج نشان داد که در سرریزهای پلان مثلثی بسته به زاویه قرارگیری، مقدار ضریب دبی جریان 1 الی 8 درصد نسبت به سرریزهای هم عرض کانال افزایش می یابد. ضمنا در شرایطی که بار آبی روی تاج  این سرریز ها کم باشد، کارایی بهتری از خود نشان خواهند داد.
    کلیدواژگان: سرریز لبه تیز پلان مثلثی، ضریب دبی جریان، دبی - اشل، ANN، GEP
  • سعیده محمدی گیوشاد، یوسف رمضانی*، حسین خزیمه نژاد صفحات 18-33

    آبشستگی موضعی اطراف پایه های پل علت اصلی تخریب آن ها می باشد. بر این اساس مطالعات گسترده ای برای شناخت این پدیده صورت گرفته است. اغلب این مطالعات در شرایط جریان ماندگار بوده است. این در حالی است که جریان در رودخانه به صورت غیرماندگار می باشد. هدف از انجام این تحقیق، بررسی اثر دبی پیک هیدروگراف سیل بر آبشستگی پیرامون گروه پایه های دوتایی پل در فواصل مختلف پایه ها از یکدیگر در جریان یکنواخت و همچنین جریان غیرماندگار با استفاده از هیدروگراف های متقارن با تغییر در دبی پیک می باشد. هیدروگراف های مورد استفاده در آزمایشات، هیدروگراف های پله ای و در 5 گام می باشند. آزمایش ها در شرایط آب زلال و 95/0 U/UC=انجام گرفت. در تمامی آزمایشات، قطر پایه پل (D) ثابت و برابر 5/2 سانتی متر تعیین گردید. S/D (S فاصله مرکز به مرکز بین گروه پایه های دوتایی و D قطر پایه) به میزان 2 ،3 ،4 و 5 انتخاب گردید. نتایج نشان داد در یک هیدروگراف سیل معین، با افزایش فاصله ی نسبی بین گروه پایه های دوتایی پل، حداکثر عمق بی بعد آبشستگی پایه اول و پایه دوم افزایش یافته و حداکثر آن در فاصله نسبی 5 =S/D اندازه گیری شد. در حالی که در جریان یکنواخت، حداکثر عمق بی بعد آبشستگی پایه اول در 3 =S/D و پایه دوم در 4 =S/D مشاهده شد. همچنین، در یک فاصله نسبی ثابت پایه ها از یکدیگر، با افزایش گام به گام دبی پیک هیدروگراف ها، حداکثر عمق بی بعد آبشستگی پایه اول گروه پایه دوتایی پل، با یک روند افزایشی، افزایش یافته است.

    کلیدواژگان: آب زلال، آبشستگی، پایه پل، دبی پیک، هیدروگراف سیل
  • امین ناظری، صمد امامقلی زاده*، خلیل اژدری صفحات 34-48
    وقوع آبشستگی از مهم ترین عوامل تهدیدکننده پایداری تکیه گاه های پل احداث شده بر رودخانه ها است. برای جلوگیری از تخریب های احتمالی و زیان های جبران ناپذیر، لازم است با بررسی دقیق فرآیند آبشستگی و به کارگیری روش های مناسب، آبشستگی را کنترل نمود. در این پژوهش با ساخت مدل آزمایشگاهی به بررسی تاثیر استفاده از آبشکن ساده بر کاهش میزان آبشستگی تکیه گاه پل واقع در بستر رودخانه فرسایش پذیر پرداخته شد. بدین منظور از یک سازه آبشکن با ابعاد و فاصله معین از تکیه گاه (با توجه به مشخصات جریان عبوری هندسه رودخانه) استفاده شده و میزان تاثیر هر یک از پارامترهای مذکور بر آبشستگی تکیه گاه مورد بررسی قرار گرفت. همچنین بر مبنای تجزیه وتحلیل آماری با استفاده از نرم افزار SPSS رابطه ای رگرسیونی برای تخمین آبشستگی در اطراف تکیه گاه پل ارایه شد. نتایج این بررسی نشان داد آبشکن محافظ آبشستگی در تکیه گاه را تا 94 درصد کاهش می دهد. کارایی آبشکن با طول آن رابطه مستقیم و با فاصله آن از تکیه گاه رابطه معکوس دارد.
    کلیدواژگان: آبشکن، رودخانه، آبشستگی، تکیه گاه پل
  • ساسان مددی، علیرضا عمادی*، رامین فضل اولی صفحات 49-52
    روش های متعددی برای آبگیری از رودخانه ها وجود دارد که هر یک ویژگی ها و محدودیت های خاص خود را دارند. آبگیری به روش ثقلی به شیوه های مختلفی امکان پذیر می باشد که استفاده از آبگیر تحتانی متخلخل یکی از این روش ها می باشد. در پژوهش حاضر با ساخت مدل آزمایشگاهی در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری و اجرای 54 آزمایش، تاثیر دانه بندی و شیب سطح آبگیر تحتانی متخلخل و نیز دبی ورودی بر میزان دبی انحرافی آبگیر بررسی شد. نتایج نشان داد ضریب دبی برای سطح افقی آبگیر در دبی 9/11 لیتر بر ثانیه برای دانه بندی های با D50، 5/11 و 25 میلی متر به ترتیب 053/0 و 068/0 است که نشان دهنده افزایش ضریب دبی با افزایش D50 ذرات محیط آبگیر است. همچنین ضریب دبی برای دانه بندی mm5/11= D50  در دبی 9/11 لیتر بر ثانیه برای شیب سطح 0 و 20 درصد به ترتیب 053/0 و 039/0 است که نشان دهنده کاهش ضریب دبی با افزایش شیب سطح آبگیر تحتانی است. با رسم تغییرات ضریب دبی جریان منحرف شده توسط آبگیر نسبت به دبی ورودی مشاهده شد که در دبی های کمتر تغییرات ضریب دبی نسبت به دبی ورودی بیشتر می باشد ولی با افزایش دبی ورودی به مقدار ثابتی می رسد. با بررسی داده های بدست آمده و استفاده از تحلیل ابعادی و رگرسیون چند متغیره بین نتایج آزمایش ها، روابطی برای تخمین دبی و ضریب آبگذری برای این آبگیر پیشنهاد شده است.
    کلیدواژگان: انحراف آب، تحلیل ابعادی، رگرسیون چند متغیره، محیط پاره سنگی، مدل فیزیکی
  • آرش جاعل * صفحات 53-59

    آبشستگی ناشی از فرسایش بستر در هنگام مواجه با جت های ریزشی آب به دلیل عملکرد مخربی که بر پی سازه های هیدرولیکی می گذارد موضوعی است که موردتوجه محققان مختلف قرارگرفته است. برخورد دو جت مایل علاوه بر تغییری که در نیروی فرسایشی آب ایجاد می کند ممکن است سبب ورود هوا نیز شود که در این تحقیق بر اساس نتایج آزمایشگاهی به بررسی عمق آبشستگی ناشی از برخورد دو جت در حوضچه آرامش فرود فواره پرداخته شده است. برای این کار از سه نوع دانه بندی در برابر 4 ارتفاع عمق پایاب استفاده شده است. دو جت با زوایای 30، 45 و 60 درجه نسبت به قایم باهم برخورد داده شده اند و در پایان هر آزمایش عمق آبشستگی اندازه گیری گردید. مشخص گردید که با افزایش عدد فرود ذره عمق آب شستگی افزایش می یابد. همچنین با افزایش زاویه جت نسبت به قایم، عمق آبشستگی افزایش می یابد. پس از مقایسه روابط ارایه شده توسط محققین مختلف، رابطه ای برای بیان عمق آبشستگی ناشی از برخورد دو جت مایل ارایه شده است. همچنین مشخص شد که ورود هوا تاثیر قابل ملاحظه ای بر کاهش عمق آبشستگی دارد.

    کلیدواژگان: دو جت آزاد مایل، زاویه جت، عدد فرود ذره، حوضچه فرود فواره، عمق آبشستگی
  • الهام قنبری عدیوی * صفحات 70-82

    عدم یکنواختی توزیع سرعت جریان درعرض، در کانال های مرکب و در ناحیه تقابل کانال اصلی و سیلابدشت موجب خطا در برآورد پروفیل سطح آب، روندیابی سیلاب و انتقال رسوب و آلودگی می گردد. برای لحاظ کردن این عدم یکنواختی و تاثیر آن در تعیین مقادیر انرژی جنبشی و مومنتم، به ترتیب از ضرایب تصحیح (α) و (ß) استفاده گردید. در این مطالعه با استفاده از داده های FCF برای کانال های مرکب، تاثیر عرض سیلابدشت (1/4، 25/2 و 75/0 متر)، بر ضرایب α و ß در کانال های مرکب متقارن و نامتقارن بررسی گردید. طبق نتایج با افزایش عرض سیلابدشت بیشینه مقادیر α و ß افزایش یافت. در نهایت با لحاظ کردن مقادیر α و ß محاسبانی از نرم افزار CES مقدار دبی، تعیین و سپس این مقدار دبی با داده های آزمایشگاهی FCF مقایسه گردید. میزان متوسط جذر میانگین مربعات خطا نرمال شده معادل 6/15 و در محدوده مناسب برآورد گردید. این بررسی نشان دهنده قابلیت و دقت قابل قبول نرم افزار  CESدر تعیین پارامترهای هیدرولیکی جریان، از جمله دبی در کانال مرکب می باشد. اما به طور کلی این نرم افزار مقادیر دبی را بیش از واقعیت برآورد نموده است.

    کلیدواژگان: داده های FCF، ضریب تصحیح، کانال متقارن، نامتقارن، نرم افزار .CES
  • اتابک فیضی*، مجتبی کریمایی طبرستانی صفحات 83-103
    فرو ریختن ناگهانی یک سد  مخزنی می تواند اثرات تخریبی گسترده ای را برای تاسیسات پایین دست موجب شود و همچنین در صورت عبور از مناطق مسکونی علاوه بر خسارات مالی، منجر به تلفات جانی گردد. بر این اساس، دانستن مشخصات سیلاب ایجاد شده در مناطق مختلف پایین دست سد، می تواند در تعیین نقاط بحرانی پایین دست که در معرض خطرات بالقوه سیل های ناشی از شکست سد قرار دارند، مفید واقع شود. در مقاله حاضر، اقدام به شبیه سازی عددی سیلاب های ناشی از تخلیه سرریز و شکست سد خاکی گیوی در استان اردبیل شده است. برای این منظور از ماژول Mike-Flood که ترکیبی از ماژول های یک بعدی Mike-11 و دوبعدی Mike-21 می باشد، استفاده شده است. در این تحقیق سناریوهای وقوع حداکثر سیل محتمل (PMF) جهت ایجاد مکانیزم روگذری (Overtopping) به همراه سناریوهای روز آفتابی (Sunny day) جهت وقوع مکانیزم فرسایش (Piping) در دو حالت پرشدگی مخزن و همچنین سناریوی خرابکاری به صورت شکست آنی کل سد مورد بررسی قرار گرفته شده است. نتایج بدست آمده بیانگر آن بود که بحرانی ترین سناریوها به ترتیب مربوط به سناریوی خرابکاری، وقوع حدکثر سیل محتمل و در نهایت سناریوی روز آفتابی بوده است. تحت این سناریوها به ترتیب 19، 17 و 5/13 درصد از قسمت جنوبی شهر گیوی که در نزدیکی رودخانه گیوی قرار دارد و همچنین تمامی روستاهای واقع شده بین سد گیوی تا روستای فیروزآباد که در سمت چپ ساحل رودخانه گیوی چای قرار گرفته اند به همراه روستای فیروزآباد به طور کامل زیر آب خواهند رفت.
    کلیدواژگان: سد گیوی، پهنه بندی سیلاب، نرم افزار Mike-Flood، شکست سد
  • محمدرضا نیک پور*، پیام خسروی نیا صفحات 104-121
    اندازه گیری سرعت در محدوده تلاقی کانال های روباز از جنبه های هیدرولیکی و زیست محیطی حایز اهمیت است. در این پژوهش با به کارگیری داده های آزمایشگاهی، به تخمین دقیق مولفه افقی سرعت در محدوده تلاقی کانال های روباز با استفاده از مدل های داده محور شامل ANN، ANFIS و GEP پرداخته شد. در مطالعه آزمایشگاهی مذکور، تاثیر شیب جانبی 45 درجه کانال اصلی بر میدان سرعت جریان در مقایسه با دیوار قایم بررسی شد. تعداد نقاط اندازه گیری شده به ازای شیب های جانبی 45 و 90 درجه به ترتیب برابر 720 و 660 بود. برای تخمین مولفه افقی بی بعد سرعت جریان در محدوده تلاقی از متغیرهای نسبت دبی و مختصات بی بعد نقاط اندازه گیری سرعت استفاده شد. برای ارزیابی کارایی مدل ها از شاخص های آماری، نمودارهای پراکندگی، جعبه ای و تیلور استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل GEP به ازای شیب های جانبی 45 و 90 درجه از بالاترین قدرت تخمین مولفه افقی سرعت برخوردار بود. مقادیر ضریب تعیین (R2)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین قدر مطلق خطا (MAE) توسط مدل GEP در مرحله صحت سنجی به ازای شیب جانبی 45 درجه به ترتیب برابر با 967/0، 142/0 و 094/0 و به ازای شیب جانبی 90 درجه مقادیر مذکور به ترتیب برابر با 956/0، 184/0 و 128/0 به دست آمد. معادلات ریاضی ارایه شده توسط مدل GEP برای پیش بینی میدان سرعت طولی در محدوده تلاقی کانال ها به ازای شیب های جانبی 45 و 90 درجه می تواند به عنوان جایگزین مناسب برای روش های مستقیم اندازه گیری مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: تلاقی کانال ها، شیب جانبی، مدل های داده محور، میدان سرعت
  • مریم تیموری یگانه، رسول قبادیان*، محمد مهدی حیدری صفحات 122-127

    توزیع عمقی سرعت طولی در رودخانه ها و کانال های روباز برای مدل سازی بسیاری از فرآیندهای هیدرولیکی مورد نیاز است. از این رو ارایه مناسب ترین رابطه برآورد توزیع سرعت که منطبق برداده های اندازه گیری باشد همواره مورد توجه محققین بوده و به صورت دایم در حال توسعه است. با توسعه تیوری آنتروپی  و همچنین بهینه سازی به روش الگوریتم ژنتیک، این روش ها در طیف وسیعی از علوم مهندسی ازجمله مکانیک سیالات و هیدرولیک به کاربرده شده اند. در این تحقیق پارامترهای مجهول روابط مرسوم توزیع عمقی سرعت طولی با استفاده از بهینه سازی بر مبنای روش الگوریتم ژنتیک دو دویی بهینه یابی شدند.  تعداد پارامترهای بهینه شده در مدل های یانگ، ژولیان ، چیو و تسالیس به ترتیب 4، 5، 3 و 5  پارامتر می باشند. نتایج تحقیق نشان داد پس از بهینه یابی پارامترهای روابط، توزیع سرعت یک بعدی تخمین زده شده توسط هر چهار مدل ارایه شده در مقایسه با داده های آزمایشگاهی از دقت بالایی برخوردار است به گونه ای که تحلیل آماری نتایج نشان داد مقدار متوسط ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) برای کل شبیه سازی ها توزیع سرعت یک بعدی در مدل یانگ054/0 متر بر ثانیه، برای مدل ژولیان برابر با 052/0 متر بر ثانیه، در مدل چیو 042/0 متر بر ثانیه و برای مدل تسالیس 035/0 متر بر ثانیه است. با این وجود نظر به اینکه  تعداد پارامترهای بهینه استخراج شده توسط مدل ژولیان و تسالیس از دو مدل دیگر بیشتر است در مدل سازی رودخانه های آبرفتی توصیه می شود.

    کلیدواژگان: هینه سازی، پدیده دیپ، توزیع سرعت، روش چیو، روش تسالیس، مدل ژولیان
  • جواد ظهیری*، زینب مولایی صفحات 138-150
    برآورد غلظت رسوب معلق یکی از مهمترین مباحث مهندسی رودخانه است که می تواند به عنوان شاخص تغییر کاربری اراضی ، مطالعات کیفیت آب و کلیه پروژه های مرتبط با سازه های رودخانه ای مورد استفاده قرار گیرد. در این تحقیق از تصاویر سنجنده مادیس (MODIS) و اطلاعات هیدرولوژیکی به همراه مدل درختی M5 جهت برآورد غلظت رسوب معلق در ایستگاه اهواز در رودخانه کارون استفاده شده است. در این مطالعه، 110 تصویر از سنسور مادیس در ماهواره Terra برای روزهای مربوط به اندازه گیری های میدانی بار معلق رسوب برای سال های 2000 تا 2015 استفاده گردید. پارامترهای ورودی مدل درختی در این مطالعه، دبی جریان و باندهای قرمز (R) ، مادون قرمز (NIR) و نسبت باندی NIR/R استخراج شده از تصاویر مادیس بوده است. سه معادله رگرسیونی توسط مدل M5 برای تخمین غلظت رسوب در ایستگاه اهواز ارایه شده است که می تواند در شرایط مختلف دبی جریان و نسبت NIR/R به کار رود. نتایج تجزیه و تحلیل آماری نشان می دهد که مدل M5 از روش منحنی سنجه رسوب که از رایج ترین روش های تخمین بار رسوب معلق است، عملکرد بهتری داشته است. شاخص کارایی ناش-ساتکلیف برای مدلM5 58/0 بدست آمد، این در حالی است که مقدار این ضریب برای روش منحنی سنجه رسوب برابر با 24/0 محاسبه گردید. نتایج نسبت اختلاف نشان می دهد که در دبی های بالا، کارایی روش منحنی سنجه رسوب به شدت کاهش می یابد، در حالیکه مدل درختی نتایج قابل قبولی را ارایه می دهد. تجزیه و تحلیل حساسیت عام در مدل M5 نشان می دهد که 93٪ از واریانس خروجی تابع تاثیرات اصلی پارامترهای ورودی و کمتر از 7٪ متعلق به اثرات متقابل است. در میان تاثیرات اصلی، دو پارامتر دبی جریان و نسبت باندی به ترتیب با 73٪ و 12٪ بیشترین تاثیر را بر روی واریانس خروجی داشته اند.
    کلیدواژگان: غلظت رسوبات معلق، مدل درختی M5، سنجنده مادیس، حساسیت عام
  • سیما اوحدی، سید آرمان هاشمی منفرد*، محمد گیوه چی صفحات 151-171
    در سراسر جهان، رودخانه ها از اصلی ترین شریان های تامین نیازهای شرب، صنعت و کشاورزی به شمار می آیند. از این رو، در سال های اخیر شناخت و مطالعه ی فرایندهای انتقال آلودگی در رودخانه ها اهمیت خاصی پیدا کرده است. ضریب پخش طولی مهم ترین پارامتر تاثیرگذار در معادله انتقال است که تاکنون روش های مختلفی جهت تخمین و محاسبه آن ارایه شده است. از جمله رویکردهای مطرح جهت تخمین ضریب پخش طولی رودخانه ها استفاده از روش های بهینه سازی فراکاوشی می باشد. در این تحقیق توانایی 5 الگوریتم فراکاوشی شامل الگوریتم ژنتیک (GA)، کلونی زنبورهای عسل مصنوعی (ABC)، ازدحام ذرات (PSO)، گرگ خاکستری (GWO) و رقابت استعماری (ICA) در تخمین پارامتر مذکور مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. رابطه محاسبه ضریب پخش طولی با استفاده از هر یک از الگوریتم ها ارایه و نتایج با داده های مشاهداتی مقایسه شده است. طبق نتایج، الگوریتم بهینه سازی ژنتیک در شرایط تکرار یکسان، از دقت و سرعت بالاتری نسبت به سایر الگوریتم های مورد بررسی برخوردار است. سپس از پارامترهای آماری شامل خطای مجذور میانگین مربعات، میانگین خطای مطلق و ضریب همبستگی جهت بررسی دقت الگوریتم ها استفاده شده است. که این مقادیر برای الگوریتم ژنتیک به ترتیب برابر با 1052/0 ، 4354/0 و 8288/0 بدست آمد. در نتیجه می توان با دقت مناسبی، معادله حاصل از این الگوریتم را در محاسبه ضریب پخش طولی کارآمد معرفی نمود.
    کلیدواژگان: انتقال آلودگی، بهینه سازی، روش های فراکاوشی، ضریب پخش طولی
  • ندا علی احمدی، ابراهیم مرادی*، سید مهدی حسینی، علی سردارشهرکی صفحات 172-191
    پیش بینی و شبیه سازی جریان رودخانه جهت آگاهی از آورد رودخانه در دوره های زمانی آتی از جمله مسئله های مهم و کاربردی در مدیریت منابع آب می باشد. در پژوهش حاضر به ارزیابی و تعیین مدل مناسب پیش بینی دبی جریان آب رودخانه های سیستان و پریان در حوضه آبریز هیرمند با استفاده مدل سری زمانی ساریما در طول سال های 97- 1379 پرداخته شد. به منظور ایستایی مدل از روش باکس کاکس استفاده شد و برای بررسی ایستایی مدل از آزمون خودهمبستگی و خودهمبستگی جزیی استفاده شد. با توجه به نتایج بدست آمده و بررسی معیارهای صحت سنجی، آکاییک و شوارتز بیزی، مدل  با کمترین مقادیر معیارهای آکاییک (91/1325) و شوارتز بیزی (40/1895) برای رودخانه سیستان و مدل رودخانه پریان  با مقادیر معیارهای آکاییک (429/328-) و شوارتز بیزی (151/328) کمترین مقدار را دارا می باشند، به دلیل داشتن کمترین آماره آکاییک و شوارتز بیزین بعنوان مدل مناسب جهت شبیه سازی میزان دبی جریان حوضه هیرمند انتخاب شدند. این مدل به منظور شبیه سازی دبی جریان در بازه های زمانی برای دوره های آینده استفاده می گردد.
    کلیدواژگان: پیش بینی، سری زمانی، رودخانه پریان، رودخانه سیستان، مدل ساریما
  • مریم گودرزی، سید احسان فاطمی*، مریم حافظ پرست مودت صفحات 192-209
    سدها با اهداف گوناگونی از جمله تامین نیازهای آبی، تولید انرژی برقابی و کنترل سیلاب طراحی می شوند، لذا با توجه به عدم قطعیت دبی ورودی به مخزن تعیین دقیق انرژی تولیدی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق به بررسی اثر توزیع احتمالاتی جریان در بهره برداری بهینه سد به منظور تولید انرژی برقابی و حداکثر تامین نیاز کشاورزی در پایاب سد بارویکرد بهینه سازی تصادفی صریح و روش برنامه ریزی خطی با قیود احتمالاتی پرداخته شده است. از آمار بلندمدت دبی جریان ورودی به سدمارون واقع در استان خوزستان به صورت ماهانه در طی دوره 52 ساله استفاده شده است. ابتدا تابع توزیع تجمعی جریان ورودی به مخزن برای ماه های مختلف با دو رویکرد استفاده از توزیع تجربی ویبول و انتخاب بهترین توزیع آماری به کمک نرم افزا ایزی فیت محاسبه گردید. سپس برای سطح احتمال مشخص تامین نیاز کشاورزی و ظرفیت نصب150 مگاوات، میزان انرژی برقابی به کمک مدل لینگو بهینه سازی شد. نتایج نشان داد که در رویکرد اول و دوم به ترتیب حداکثر تامین نیاز کشاورزی 86 و88 درصد بوده، همچنین انرژی سالانه کل به ترتیب معادل3/174و 9/172گیگاوات ساعت است. بنابراین تعیین بهترین توزیع آماری جریان ورودی به مخزن تاثیر معنی داری بر نتایج نداشته و توزیع تجربی ویبول برای این منظور کفایت می کند.
    کلیدواژگان: بهینه سازی انرژی برقابی، برنامه ریزی خطی با قیود احتمالاتی، لینگو، ایزی فیت
  • مریم بیات ورکشی*، عباس عباسی، حامد نوذری صفحات 210-225
    امروزه افزایش فاصله بین عرضه و تقاضا، توجه جدی به مبانی تخصیص بهینه آب را اجتناب ناپذیر نموده است. در این تحقیق، تخصیص آب مخزن سد کلان ملایر به مصارفی که از سوی وزارت نیرو تعیین شده با استفاده از نرم افزار MODSIM8.1انجام شد. این تقاضاها شامل نیازهای زیست محیطی و پایداری جریان، آب شرب شهرستان ملایر، کشاورزی روستاهای پایین دست سد جهت آبیاری مزارع و شهرک صنعتی سهند ملایر می باشند. مقیاس زمانی مورد بررسی ماهانه و برای یک دوره 12 ماهه در سال آبی 96-1395بود. هدف از این تحقیق ارزیابی نحوه رفتار مخزن سد در مقابله با سناریوهای مختلف کاهش آورد رودخانه در محل احداث سد بود. بدین منظور چهار سناریو به ترتیب شامل 5، 10، 15 و20 درصد کاهش آورد رودخانه در محل احداث سد مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با کاهش حجم آورد رودخانه در محل احداث سد، میزان حجم ذخیره سازی سد نیز کاهش یافته و جهت رسیدن به حجم ذخیره ی هدف، ضمن تامین کلیه نیازها، کمبود بیشتری وجود خواهد داشت. به طوری که حجم کمبودها در تامین تقاضاها به ترتیب از سناریوی اول تا سناریوی چهارم، به ترتیب برابر 374/0، 748/0، 124/1 و 508/1 میلیون مترمکعب خواهد بود. به عبارت دیگر رابطه ی تغییرات کاهش حجم ذخیره سازی در سد با کاهش آورد رودخانه، کاملا خطی است. بنابراین جهت تامین تقاضاها از سد کلان در هر چهار سناریو، می بایست به اندازه حجم کمبودها از ذخیره ی هدف، از مقدار تخصیص های هرگره با توجه به اولویت ها، کاسته و یا حجم ذخیره ی هدف را به میزان حجم کمبود در آن ماه مورد نظر، کاهش داد.
    کلیدواژگان: تخصیص، کمبود، MODSIM، سد کلان ملایر
  • لیلی قربانی مینائی، مهدی ذاکری نیا*، عباس رضایی اصل، حمیدرضا میرکریمی صفحات 226-240
    برای کشت گیاه پرمصرف برنج به کارگیری سامانه های آبیاری و آب های با کیفیت پایین، از راه کارهای کاهش مصرف آب و گذر از بحران کم آبی می باشد. به منظور بهبود کیفیت پایین آب، روش های متفاوتی مانند استفاده از آب مغناطیسی وجود دارد. تحقیق حاضر با هدف بررسی اثر مغناطیسی شدن پساب تصفیه خانه شهری بر برخی از شاخص های رشد برنج به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه بلوک در پردیس کشاورزی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان در بهار و تابستان سال 1397 انجام شد. تیمارهای آزمایش عبارتند از روش آبیاری (آبیاری زیرزمینی (S) و آبیاری سطحی (B))، نوع آب آبیاری (آب معمولی (C) و پساب تصفیه شده شهری گرگان (W)) و روش اصلاح آب (مغناطیس (M) و عدم مغناطیس (O)). ترکیب تیماری آبیاری سطحی با آب معمولی غیرمغناطیس تیمار شاهد بود. در طول آزمایش ارتفاع بوته، وزن هزاردانه، عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت و کارایی مصرف آب اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که استفاده از  ترکیب تیماری سطحی پساب غیرمغناطیس (OWB) و زیرزمینی پساب غیرمغناطیس (OWS) سبب افزایش ارتفاع بوته، وزن هزاردانه، عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت و کارایی مصرف آب گردید. ترکیب (OWB) در ارتفاع بوته با میزان 119 سانتی متر در سطح مشابه تیمار شاهد بوده است. این در حالی است که ترکیب (OWS) در صفات شاخص برداشت با میزان 27 درصد و کارایی مصرف آب با میزان 47/0 کیلوگرم بر هکتار نسبت به شاهد به ترتیب 85 و 108 درصد افزایش داشت. روش آبیاری زیرزمینی علاوه بر کاهش آب مصرفی نسبت به روش آبیاری سطحی، سبب افزایش شاخص برداشت و کارایی مصرف آب شد. براساس نتایج این تحقیق می توان گفت که کشت برنج از نظر آبیاری نیازی به ایجاد یک لایه ایستابی در سطح خاک ندارد و برای تولید با افزایش راندمان و کارایی مصرف آب در ضمن حفظ خصوصیات کیفی و کمی گیاه، استفاده از آب نامتعارف باید به گونه ای باشد که مخاطرات زیست محیطی و بهداشتی به حداقل ممکن کاهش یابد.
    کلیدواژگان: آب نامتعارف، عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت، کارایی مصرف آب
  • مهدی جوزی*، نرجس مهدوی مقدم، حمید زارع ابیانه صفحات 241-256
    مدیریت آبیاری قطره ای نیازمند داشتن اطلاعات مناسب از توزیع افقی و عمودی رطوبت در خاک ناحیه ریشه است. در این پژوهش توزیع رطوبت خاک تا 72 ساعت پس از آبیاری قطره ای براساس ضرایب منحنی مشخصه رطوبتی برآوردی از سه روش متفاوت در مدل Hydrus-2D شبیه سازی شد. این سه روش شامل برآورد منحنی مشخصه رطوبتی از روش های حل معکوس با داده های منحنی مشخصه رطوبتی (IS1)، حل معکوس با داده های رطوبت خاک پس از آبیاری (IS2)، و رزتا بود. برای تعیین دقت مقادیر رطوبت شبیه سازی شده با مقادیر اندازه گیری شده از آماره های ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و ضریب تبیین (R2) استفاده شد. نتایج حاصل نشان داد آماره های  RMSE و R2 برای برآورد منحنی مشخصه رطوبتی در روش های IS1، IS2، و رزتا به ترتیب 008/0 و 999/0، 153/0 و 958/0، 125/0 و 977/0 به دست آمد. دقت روش های IS1 به اطلاعات منحنی مشخصه رطوبتی، رزتا به برخی خصوصیات زودیافت خاک و IS2 به رطوبت خاک پس از آبیاری وابسته بود. میانگین آماره های RMSE و R2 در شبیه سازی توزیع افقی رطوبت برای روش های IS1، IS2، و رزتا به ترتیب 6/4 و 9941/0، 8/2 و 9951/0، 5/5 و 9905/0 حاصل شد. میانگین این آماره ها نیز در شبیه سازی توزیع عمودی رطوبت برای روش های ذکر شده به ترتیب 6/4 و 9830/0، 4/4 و 9928/0، 4/5 و 9932/0 به دست آمد. در پایان کاربرد روش IS1 به دلیل زمان و هزینه کمتر شبیه سازی ها و امکان انجام آن قبل از طراحی سیستم آبیاری قطره ای توصیه شد.
    کلیدواژگان: برنامه رزتا، حل معکوس، ضرایب هیدرولیکی، مدل ون گنوختن، منحنی مشخصه رطوبتی
  • زینب میرزایی، روح الله فتاحی*، آذرخش عزیزی، علی مختاران صفحات 257-275

    از آنجایی که امکان اندازه گیری تمامی داده های مورد نیاز حوضه های آبریز برای مدل های بارش رواناب میسر نمی باشد، لذا انتخاب مدلی که بتواند در عین سادگی ساختار با استفاده از حداقل داده های ورودی، هیدروگراف خروجی را با دقت مورد نظر ارایه کند، امری ضروری است. در این تحقیق مدل آنالوگ هیدرولوژی توزیعی RASAM بر پایه مطابقت مدارهای الکتریکی با معادلات هیدرولوژی و به منظور کاربرد مدل در برآورد سهم جریان سطحی و زیرزمینی در زمین های زراعی و محاسبه هیدروگراف زهکش های زیرزمینی بست داده شد و مدل آنالوگ RASAM-d1 معرفی گردید و به منظور لحاظ نمودن مفهوم جدید Run-On مدل آنالوگ توزیعی RASAM_d2 توسعه یافت.  مدل جدید RASAM-d1 به منظور برآورد هیدروگراف رواناب سطحی برای حوضه Open Book اجرا گردید و به منظور برآورد دبی زهکش های زیرزمینی برای مزرعه F30-1 در شهرستان میاناب به کار برده شد. در این مطالعه برای اولین  بار مفهوم جدید Run-On برای زمین های کشاورزی مطرح گردید. محاسبات مربوط به اضافه نمودن مفهوم جدید Run-On به مدل RASAM-d1 انجام پذیرفت و مدلRASAM_d2  برای 2 رخداد بارندگی P1 و P2 توسعه و اجرا گردید و نهایتا برای هر 2  واقعه بارندگی صحت سنجی گردید و شاخص های آماری RMSE، NS و MRE برای مدل RASAM_d2 به ترتیب اعداد 13/0 ، 11/0 ، 95/0 ، 68/13، 89/0 و 4/6 برای 2 واقعه بارندگی به دست آمد. طبق نتایج با اضافه نمودن مفهوم جدید Run-On مدل توزیعی RASAM_d2  با دقت بسیار بالاتری هیدروگراف زهکش های زیرزمینی را برآورد نمود.  با لحاظ نمودن این مفهوم سهم تغذیه جریان زیرزمینی از میزان بارندگی با دقت بالاتری برآورد گردید. نتایج کاربرد این مدل طی دو مثال نشان داد این مدل توزیعی جدید قادر به شبیه سازی فرایند تبدیل بارش به رواناب سطحی و تغذیه عمقی زهکشهای زیر زمینی می باشد. لذا با بکارگیری این مدل می توان انتظار داشت ابعاد سازه های آبی و زهکش های زیرزمینی با دقت بالاتری طراحی گردد و سیستم های زهکشی که به مرحله اجرا در می آید با کارایی بالاتری مورد بهره برداری قرار گیرد.

    کلیدواژگان: شبیه سازی، مدل بارش رواناب، مدل آنالوگ، مفهوم Run-On، برآورد سهم جریان سطحی و زیرزمینی
  • سوسن افضلی، محمودرضا ملایی نیا*، مهدی کماسی، محمد سالخورده حقیقی صفحات 276-294

    در سال های اخیر افزایش تقاضای آب، توسعه صنعتی، کشاورزی و عدم مدیریت صحیح باعث وارد شدن تنش به منابع آب به ویژه منابع آب زیرزمینی شده است. یکی از آبخوان هایی که در سال های اخیر با افت شدید سطح آب زیرزمینی روبه رو بوده است، آبخوان ارومیه می باشد. در این تحقیق با بررسی بارندگی، تبخیر، دما، جریان رودخانه ها در ایستگاه های هیدرومتری و تخلیه چاه های بهره برداری، سعی شد سهم هر یک از این عوامل در میزان کاهش سطح آب های زیرزمینی آبخوان ارومیه تعیین شود. جهت بررسی تغییرات از ترکیب تبدیل موجک با روش آنتروپی بهره گرفته شد. در این مطالعه، از سری های زمانی ماهانه برای دوره آماری 16 ساله (1396-1380) استفاده شد. سپس سری زمانی اصلی به سه دسته مساوی تقسیم و تغییرات پیچیدگی بر مبنای معیار پیچیدگی موجک-آنتروپی در این بازه های زمانی محاسبه شد. نتایج نشان داد که معیار موجک- آنتروپی (SWS) در تمام چاه های مشاهده ای منتخب در تمام بازه های زمانی کاهش داشته که نشان دهنده کاهش میزان پیچیدگی نوسانات سطح آب زیرزمینی آبخوان ارومیه و در نتیجه تنش های وارد بر آبخوان می باشد. براساس نتایج این تحقیق، برداشت از چاه های بهره برداری و دما به ترتیب دو عامل اصلی موثر بر افت آب های زیرزمینی آبخوان ارومیه می باشند.

    کلیدواژگان: آبخوان ارومیه، پیچیدگی، تراز آب زیرزمینی، موجک-آنتروپی
  • مسعود شاکرمی صفحات 295-318

    هدف از تحقیق حاضر، تخمین سطح آب زیرزمینی دشت الشتر در زمان های ،  و  با استفاده از پارامترهای دما، بارش و سطح آب زیرزمینی در زمان های ،  و  با استفاده از مدل های شبکه عصبی (ANN)، سیستم استنتاج عصبی-فازی (ANFIS)، عصبی- موجک (WNN) و تلفیق شبکه ی عصبی- فازی- موجک (WNF) می باشد. جهت ارزیابی مدل ها از دو شاخص  و RMSE استفاده گردید. نتایج حاصل از پیش بینی مدل های مختلف نشان داد که ANFIS، WNN و WNF نسبت به مدل ANN در پیش بینی عمق سطح آب زیرزمینی دارای دقت بالاتری می باشند. همچنین مقایسه نتایج حاصل از  مدل هایی با پایه موجک و دیگر مدل ها نشان می دهد، این مدل ها (WNN و WMF) دارای دقت بالاتری نسبت به دیگر مدل ها می باشند. به طوریکه استفاده از مدل WNF نسبت به ANN شاخص R2 را از 94/0 به 98/ 0 (در پیش بینی یک ماه)، 84/0 به 93/0 (در پیش بینی سه ماهه) 76/0 به 85/0 (در پیش بینی شش ماهه) افزایش داده است. همچنین مدل WNF نسبت به ANN، شاخص RMSE را به ترتیب از 56/0 به 32/0 (در پیش بینی یک ماه)، 96/0 به 66/0 (در پیش بینی سه ماهه) و 18/1 به 97/0 (در پیش بینی شش ماهه) کاهش داده است. نتایج پیش بینی عمق سطح آب زیرزمینی با مدل های چهارگانه نشان داد که این مدل ها در پیش بینی گام های زمانی کوتاه تر، دارای نتایج دقیقتر بوده و استفاده از آنها در پیش بینی های با تاخیر زمانی بیشتر از سه ماهه، نه تنها تاثیر چندانی بر دقت مدل نداشته بلکه در مدل های با پایه موجک، سبب کاهش دقت می شود.

    کلیدواژگان: آب های زیرزمینی، الشتر، تبدیل موجک، سری زمانی، عصبی- فازی-موجک
  • میثم مجیدی خلیل آباد*، پریوش پریداد، کامران داوری، علیرضا فریدحسینی، محمدرضا آزاد صفحات 319-347

    بی تردید مولفه تبخیرتعرق واقعی در حوضه آبریز، از مهم ترین و پیچیده ترین مولفه های بیلان آب محسوب شده و تلاش ها در حوزه مطالعات و تحقیقات در این زمینه، در دهه ی اخیر روندی افزایشی داشته است. امروزه دانش سنجش ازدور و توسعه الگوریتم های مختلف برآورد تبخیرتعرق واقعی، ضمن امکان شناخت بهتر از خصوصیات سطح زمین، اطلاعات مکانی و برآوردهای توزیعی واقعی تبخیرتعرق را میسر ساخته که این مهم در کشور نیز مورد توجه واقع شده است. در همین راستا، در این تحقیق سعی شده است تا با استفاده از روش سنجش از دور و با به کارگیری الگوریتم SEBS و نیز بهره گیری از منابع اطلاعاتی جهانی که اغلب به ندرت در ایران شناخته شده است، مقادیر تبخیرتعرق واقعی در مقیاس حوضه سال برآورد گردد. درنهایت با استفاده از رویکرد فوق، ضمن ارزیابی و تحلیل رفتارسنجی نتایج، برآوردهای حاصل به صورت روزانه، ماهانه، فصلی و سالانه با مقادیر حاصل از الگوریتم بیشتر شناخته شده SEBAL و نتایج مدل هیدرولوژیکی SWAT مقایسه گردید. نتایج حاکی از بیش برآورد مقادیر تبخیرتعرق واقعی حاصل از الگوریتم SEBS در مقایسه با الگوریتم SEBAL بوده و در عین حال، به نسبت وضع موجود، قابل قبول بودن این نتایج است. به ویژه اینکه عوامل اصلی این اختلاف، تفاوت دو الگوریتم در محاسبه شار گرمای محسوس و حساسیت بالای الگوریتم SEBS به پارامتر دمای هوا و نیز استفاده از داده های زمینی در الگوریتم SEBAL و عدم استفاده از آن ها در الگوریتم SEBS است. این موضوع به ویژه در شرایطی که با کمبود داده مواجه هستیم، بسیار حایز اهمیت است.

    کلیدواژگان: مدل جهانی سطح زمین، بیلان آب، تبخیرتعرق واقعی، بیلان انرژی
  • احمد اصغری، عبدالله درزی نفت چالی*، مهدی نادی، سید فرهاد صابر علی صفحات 348-363

    پیش بینی مناسب فراسنج های اقلیمی، اهمیت قابل توجهی در راستای سازگاری با تغییر اقلیم و کاهش آسیب پذیری ها در مقیاس های محلی دارد. در پژوهش حاضر، برای بررسی تغییر اقلیم از مدل گردش عمومی CanESM2 مربوط به گزارش پنجمIPCC  و مدل ریزمقیاس نمایی آماری SDSM تحت سه سناریوی RCP2.6،RCP4.5  و RCP8.5 استفاده شد. داده های ورودی شامل دمای کمینه و دمای بیشینه و تابش ایستگاه سینوپتیک قراخیل قایمشهر و داده های NCEP (مرکز ملی پیش بینی محیط زیست) برای دوره پایه 2005-1984 بودند. برای تبدیل ساعات آفتابی به تابش از روش آنگسترم اصلاح شده برای شرایط اقلیمی شمال کشور استفاده شد. سپس سناریوهای اقلیمی برای دوره های نزدیک (2040-2011)، میانی (2070-2041) و دور (2100-2071) تولید شدند. نتایج نشان داد در دوره های یاد شده، شدت تابش، دمای بیشینه و دمای کمینه به میزان 9%-4، 24%-5 و 34%-8 نسبت به دوره پایه افزایش می یابد. بیشترین افزایش ها (0C3/5 و 0C2/4 به ترتیب برای دمای بیشینه و کمینه و Mj/m2 3/1 برای شدت تابش) در سناریوی RCP8.5 در دوره دور رخ می دهد. ازآنجاکه دما و تابش از عوامل اصلی در شبیه سازی رشد و عملکرد گیاهان زراعی می باشد، لذا در منطقه مورد مطالعه برنامه ریزی برای انتخاب تاریخ مناسب کشت به منظور سازگاری با شرایط تغییر اقلیم ضروری می باشد.

    کلیدواژگان: تغییراقلیم، فرمول آنگستروم، CanEMS2
  • لیلا جوکار، فاطمه پناهی*، سید جواد ساداتی نژاد، علیرضا شکیبا صفحات 364-381
    هدف این تحقیق بررسی روند تغییرپذیری شاخص های حدی بارش در حوزه آبریز بختگان است. برای انجام این تحقیق داده های روزانه بارش AgMERRA برای دوره 1980 تا 2010 با فرمت nc4 از پایگاه داده های سازمان فضایی امریکا گردآوری و داده های مربوط به حوزه آبریز بختگان، از آن استخراج گردید. همچنین داده های روزانه بارش برای دوره موردمطالعه برای ایستگاه های هواشناسی موجود در حوضه از آرشیو سازمان هواشناسی استخراج گردید. جهت بررسی تغییرات اقلیمی در منطقه، شاخص های Rx1day، Rx5day، PRCPTOT، CDD، R10mm، R20mm، R95p و R99p انتخاب و محاسبه شد. نتایج شاخص های حداکثر یک روز بارش (Rx1day) با روند تغییرات 186/1- تا217/0، حداکثر پنج روز بارش (Rx5day) با روند تغییرات 624/0- تا82/0، تعداد روزهای با بارش سنگین (R10) با روند تغییرات 179/0- تا 025/0، تعداد روزهای با بارش بسیار سنگین (R20) با روند تغییرات 06/0- تا 046/0 و مجموع بارش سالیانه (PRCPTOT) با روند تغییرات 675/3- تا 028/2 در بیشتر نواحی حوضه و به طور مشترک در قسمت های جنوب و غرب حوضه روندهای کاهشی دارند. شاخص روزهای ‏خشک متوالی (CDD) با کاهش بارش، افزایش یافته است و به طورکلی درکل حوضه (به جز بخش کوچکی در مرکز و شرق حوضه) روند افزایشی را نشان داد. بیشترین روزهای خشک متوالی در ایستگاه های شیراز، سد درودزن و علی آباد کمین به ترتیب 259 روز در سال 2008، 245 روز در سال 1983 و 264 روز در سال 1999 مشاهده شد. هر دو شاخص روزهای مرطوب (R95) و روزهای بسیار مرطوب (R99p) در برخی نقاط حوضه روند افزایشی و در برخی نقاط روند کاهشی را نشان دادند.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، فرین های اقلیمی، بارش حدی، بختگان
  • فرزانه امیری، حامد رفیعی*، ابوالفضل محمودی صفحات 382-397
    باتوجه به تشدید کمیابی آب در کشورهای مختلف و از جمله ایران، موضوع آب مجازی و تجارت آن از اهمیت ویژه ای در برنامه ریزی و سیاست گذاری کلان آب در آینده برخوردار شده است. در این پژوهش سعی شده طی سال های 95-1371 مزیت های صادراتی، مقادیر آب مجازی خروجی و ارزش هر متر مکعب آب مجازی صادر شده برای محصولات صادراتی اصلی (پسته، خرما، زعفران، کیوی و سیب) برآورد و ارتباط صادرات آب مجازی با مزیت های صادراتی بررسی گردد. نتایج نشان داد که بطور متوسط طی دوره مورد بررسی، صادرات آب مجازی و ارزش آن برای محصول پسته به ترتیب معادل سالانه 9/4 میلیارد مترمکعب و 149/0 دلار به ازای هر مترمکعب و شاخص مزیت نسبی آشکار شده متقارن نیز بیانگر وجود مزیت صادراتی پسته در همین دوره می باشد. این در حالی است که ضریب همبستگی بیانگر ارتباط منفی و معنی دار بین ارزش صادرات آب مجازی و مزیت صادراتی بوده که نشان دهنده عدم تطابق الگوی صادرات آب مجازی با مزیت رقابتی پسته خواهد بود. در مورد محصول زعفران نیز این ارتباط منفی، مشابه پسته بیانگر عدم تطابق بین الگوهای تجاری و ارزش آب مجازی بوده و در مورد محصول خرما نیز عدم وجود رابطه معنی دار بین ارزش هر مترمکعب آب مجازی صادراتی و مزیت صادراتی نیز این عدم تطابق را تایید می نماید. این در حالی است که کاراترین وضعیت مربوط به صادرات محصولاتی کیوی و سیب بوده است. براین اساس همسویی سیاست های تجاری و سیاست های حفاظت از منابع آبی در شرایط فعلی کشور و بحران منابع آبی بیش از پیش ضرورت خواهد داشت.
    کلیدواژگان: آب مجازی، ارزش صادرات آب مجازی، الگوی تجاری، مزیت رقابتی
  • محمد بهروزیان، مهدی ناصری*، محمد اکبری، علی نصیریان صفحات 398-414
    آب بدون درآمد یکی از مهمترین مسایلی است که امروزه شرکت های آبفا درصدد کاهش هر چه بیشتر آن هستند و اغلب پژوهش‏های داخلی صورت پذیرفته این بخش، معطوف بر هدررفت واقعی و نشت در خطوط انتقال و توزیع آب بوده و تاکنون توجه کمتری به دومین مولفه آب بدون درآمد و به اختصار عدم دقت تجهیزات اندازه گیری صورت پذیرفته است. در این پژوهش به دلیل نبود روندی علمی و کاملا مشخص در خصوص تعویض کنتورها در شرکت های آبفا، مطالعات میدانی در خصوص دقت تجهیزات اندازه گیری و خطای کنتورهای مشترکین صورت پذیرفت و با ارایه رویکردی جدید به مقایسه محدوده عملکرد کنتورها پرداخته شد؛ ابتدا به شناسایی پارامترهای موثر بر دقت کنتورها پرداخته و سپس به روش خوشه بندی، کنتورها مورد مقایسه قرار گرفتند و میزان اثرگذاری هر پارامتر بر میزان دقت کنتورها مشخص گردید. به منظور پیش بینی نحوه عملکرد کنتورها، از الگوریتم شبکه عصبی مصنوعی و به منظور بهینه سازی ماتریس وزن ها و بایاس در تابع فعالیت شبکه از الگوریتم ژنتیک استفاده گردید.
    کلیدواژگان: دقت تجهیزات اندازه گیری، تلفات ظاهری، تست و تعویض کنتورها، خوشه بندی، شبکه عصبی مصنوعی
  • حجت الله یونسی*، علی صمدی رحیم، حسن ترابی پوده، بابک شاهی نژاد صفحات 415-427

    پیش بینی تراز سطح آب در مقاطع مرکب غیرمنشوری در تعیین حریم دشتهای سیلابی در محدوده بازشدگی و یا تنگ شدگی و همچنین تعیین روابط دبی- اشل جریان رودخانه در طول سیلاب ضروری میباشد. در این تحقیق، با استفاده از داده های آزمایشگاهی برداشت شده از سه کانال مرکب با سیلابدشتهای واگرا و همگرا در زوایای مختلف واگرایی و همگرایی، اعماق نسبی و نسبتهای زبری متفاوت، به بررسی روابطی جهت برآورد تراز سطح آب در اینگونه مقاطع پرداخته شده است. حداکثر خطای نسبی روابط پیشنهادی برای اعماق نسبی کمتر از 4/0 در شرایط واگرایی و همگرایی 29/13 درصد و در اعماق نسبی بزرگتر از 4/0 و سیلابدشت های واگرا و همگرا در حدود 98/1 درصد میباشد. نتایج حاصله نشان میدهد که تراز سطح آب در طول یک کانال مرکب غیرمنشوری واگرا با زوایای واگرایی متفاوت، با افزایش عمق نسبی افزایش یافته و در امتداد طولهای همگرایی سیلاب دشت این تراز کاهش مییابد. همچنین در محدوده آزمایشات انجام شده، تراز سطح آب در محدوده واگرایی (همگرایی) سیلابدشت تحت تاثیر عواملی همچون عمق نسبی و فاصله نسبی بوده و کمتر از زبری نسبی و زاویه واگرایی (همگرایی) تبعیت میکند.

    کلیدواژگان: تراز سطح آب، زوایای واگرایی و همگرایی، زبری نسبی، عمق نسبی، مقاطع مرکب غیرمنشوری
|
  • Bahram Nourani, Reza Norouzi, Farzin Salmasi *, Hadi ARVANGHI Pages 1-17
    The purpose of this study is to provide an equation for prediction of discharge coefficient (Cd) for triangular plan sharp-crested weirs. Using laboratory data, a regression equation was presented based on h/p and α parameters with a reasonable accuracy. In addition, the performance of artificial neural network (ANN), gene expression programming (GEP) models and regression models (MR-linear and MR-nonlinear) in the estimation of the h/p was investigated. The stage-discharge relationship for triangular sharp-crested weirs was investigated. The results were evaluated using statistical criteria R2, RMSE, NSE and RE%. The values of the R2, RMSE, NSE and RE% were respectively, 0.998, 0.0076, 0.997 and 1.74% for ANN, 0.983, 0.0301, 0.998 and 6.86% for GEP, 0.986, 0.0196, 0.985 and 4.09% for MR-linear and 0.987, 0.0197, 0.984 and 4.09% for MR-nonlinear. The results of statistical criteria indicated the superiority of ANN as compared to other methods. In addition, results showed that based on the angle of the triangular sharp-crested weirs, the Cd is increased from 1 to 8 % respect to the normal sharp-crested weirs with identical width (suppressed weirs). In a situation where the head on the crest of these weirs is low, they will show better performance.
    Keywords: Triangular in plan sharp-crested weirs, Discharge coefficient, Stage-discharge, ANN, GEP
  • Saeede Mohammadi Givshad, Yousef Ramezani *, Hossien Khozeymehnehad Pages 18-33

    The local scour around the bridge piers is the main cause of their destruction. Based on this, extensive studies have been done to understand this phenomenon. Most of these studies have been done under steady flow conditions. This is while the flow in the river is unsteady. The purpose of this study was to investigate the effect of peak flow of flood hydrograph on scour around the dual bridge piers at different distances from each other in uniform and unsteady flow using symmetric hydrographs with change in peak flow. The hydrographs used in the experiments are stepped hydrographs in 5 steps. The experiments were conducted under clear water condition and U/UC=0.95. In all experiments, the diameter of the bridge pier (D) was constant and equal to 2.5 cm. S/D (S: center-to-center distance between dual bridge piers and D: bridge pier diameter) was selected as 2, 3, 4 and 5. The results showed that in a given flood hydrograph, with increasing the relative distance between the dual bridge piers, the maximum dimensionless scour depth of the first and second piers increased and its maximum was measured at a relative distance of S/D=5. Whereas in uniform flow, maximum dimensionless scour depth of first pier was observed at S/D=3 and second pier at S/D=4. Also, at a constant relative distance of the pier from each other, with increasing peak flow of hydrographs, the maximum dimensionless scour depth of the first pier of the dual bridge piers increased with an increasing rate.

    Keywords: clear water, Scour, bridge pier, peak flow, flood hydrograph
  • Amin Nazeri, Samad Emamgholizadeh *, Khalil Azhdary Pages 34-48
    The occurrence of scouring is one of the most important threats to the stability of the bridges which built on the rivers. In order to prevent possible destruction and irreparable damages, it is necessary to control scour by carefully examining the scouring process and applying appropriate methods. In this research, by constructing a laboratory model, the effect of using a simple spur dyke on the reducing of the scour around the bridge abutment which located on the erodible river bed was investigated. For this purpose, a spur dyke structure with certain dimensions and specified distance from the bridge abutment (according to the flow characteristics of river geometry) was used and the effect of each parameter on the scouring of the abutment was examined. Also, based on statistical analysis using the SPSS software a regression relationship achieved for estimating the scour depth around the abutment. The results of this study indicate that the protective spur dike reduced the scour depth around the bridge abutment nearly 94%. Also, the efficiency of the spur dike was directly related to its length and inversely related to its distance from the abutment.
    Keywords: Single spur dyke, River, Scour, Bridge abutment
  • Sasan Madadi, Ali Reza Emadi *, Ramin Fazloula Pages 49-52
    There are several methods for diverting discharge in rivers. Each of these methods has its own benefits and limitations. Gravity flow intake in rivers is possible in different ways; one of these ways is using pours media. The present research deals with an experimental model in Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources, doing 54 experiments to find out the effect of grain size of porous media, surface slope of pours media and different inflow on diverted discharge rate in bottom intake with porous media. The results show that discharge coefficient for horizontal intake surface at 11.9m3/s and grain size with D50 11.5 and 25 mm is equal to 0.053 and 0.068 respectively. It means discharge coefficient increases with increasing D50 of porous media‘s grain size. Also when flow rate is 11.9 m3/s and D50 equals to 11.5 mm, for two surface slope 0 and 20% the discharge coefficient is 0.053 and 0.039; that shows that increasing surface slope because decreasing discharge coefficient. Drawing the Intake diverted discharge coefficient changes vs inflow shows that discharge coefficient variation versus of inflow is higher at lower inflows but increasing inflow makes it stable. With analyzing the obtained data and using dimensional analysis and multiple regression on experiment results, an equation is proposed for estimating flow and discharge coefficient for this type of intake.
    Keywords: Bottom intake, Diverting water, Discharge coefficient, Porous media
  • Arash Jael * Pages 53-59

    Local scour of free fall jets due to destructive effects on hydraulic structures is an interesting topic for researchers. Impingement of 2 jet changes the erosive water power and also leads to air entrainment. In this research-based on experimental results, scour depth in the plunge pool due to two inclined jets impingement was investigated. Three sizes of sediment aggregate was used and tailwater was changed at four levels. Jets had three angles relative to vertical, namely 30, 45, 60 degrees. It was found that with increasing densimetric Froud number, the scour depth increases. Also It was found that with increasing jet angle, the scouring depth was increased. Some formulas presented by different researchers were compared to estimate the scour depth for impingement of the two inclined jet and a new equation for estimating of scour depth was proposed. Furthermore, the results showed that air entrainment had a significant effect on reducing scour depth.

    Keywords: Two free inclined jets, Jet angle, densimetric Froud number, Plunge Pool, Scour Depth
  • Elham Ghanbari Adivi * Pages 70-82

    Non uniform flow Transverse velocity distribution in the main channel’s interface zone with floodplain in compound channels cause uncertainty to estimate in following parameters: the water surface profile, flood routing and sediment and pollution transport. The correction coefficients, (α) and (ß) were used respectively, to employ the impact of this uniformity on the kinetic energy and momentum values. In this study, via FCF data for compound channels, the influence of floodplain width (4.1, 2.25 and 0.75 m) on α and ß coefficient was investigated in symmetric and asymmetric compound channels. According to the results, the maximum value of α and ß was increased, due to increasing the width of the floodplain. Finally, the flow discharge was determined, with α and ß calculating values via CES software. Afterward, these values were compared with FCF laboratory data. The normalized root mean square error (NRMSE) was estimated in appropriate range, it equal to %15.6. This investigation showed that the high performance of the CES in determining the hydraulic parameters of flow such as discharge, in symmetric and asymmetric compound channels. But in general, this software overestimated the value of discharge.

    Keywords: Asymmetric, FCF data, CES software, Correction coefficient, Symmetric channel
  • Atabak Feizi *, Mojtaba Karimaei Tabarestani Pages 83-103
    The collapse of a reservoir dam could have extensive and destructive effects on the downstream facilities and in addition to financial losses, they could lead to casualties if they pass through residential areas. Accordingly, knowing the characteristics of the floods created in different downstream areas of the dam is useful in determining the critical downstream points that are exposed to the potential dangers of the dam break caused by flood. In this paper, the floods caused by overflow discharge and failure of Givi earthen dam in Ardabil province are simulated numerically. Accordingly, Mike-Flood module is used, which is a combination of one-dimensional Mike-11 and two-dimensional Mike-21 modules. In this study, the Probable Maximum Flood (PMF) scenario to create the overtopping mechanism along with sunny day scenarios for piping mechanism are addressed in two cases of reservoir filling and the sabotage scenario as a sudden dam break. The results showed that the most critical scenarios were related to the sabotage, the Probable Maximum Flood (PMF) and the sunny day scenarios, respectively. Under these three scenarios 19%, 17% and 13.5% of the southern part of Givi city (located near Givi river), as well as all the villages located between Givi dam and Firoozabad village (on the left bank of Givi Chai river), and Firoozabad village will be completely submerged.
    Keywords: Givi Dam, Flood Zoning, Mike-Flood Software, Dam Failure
  • _ Mohamadreza Nikpour *, Paya, M Khosravinia Pages 104-121
    The measurement of velocity in rivers confluences and open-channels junction is important in terms of hydraulic and environmental aspects. In this research, the performance of data driven models including ANN, ANFIS and GEP in estimating horizontal component of flow velocity in the open-channels junction was investigated using Khosravinia (2012) laboratory data. In the mentioned study, effects of a 45o side slope in the main channel on hydraulic characteristics of flow were investigated and compared with those at a 90o side slope. In this regard, the velocity field was measured for side slop angles of 45o and 90o using an ADV. For estimating the horizontal component of the flow velocity in the junction region, the discharge ratio and the dimensionless coordinates of measured points in three dimensional space of flow field were used. The performance of the models and comparison of their results were evaluated by coefficient of determination (R2) and root mean square error (RMSE). In addition to statistical indicators, for objective accuracy checking and performance of data driven models, scatterplot, box-plot, and Taylor diagram were used. Comparison of the results of different models using the best pattern indicates that the GEP model with the highest determination coefficient (R2 = 0.967), the lowest root mean square error (RMSE = 0.142) and the lowest mean absolute error (MAE = 0.094) in validation step has shown better performance than other models in (U/U0) estimation for the side slop angle of 45o. Similarly, the mentioned values were achieved 0.956, 0.184 and 0.128 using the GEP model for the side slop angle of 90o. This is while the ANFIS and ANN models ranked second and third. According to the scatterplots of the GEP model, nearly all the points are concentrated around the one-to-one line, which indicates the high level of predictive capability of this model in (U/U0) estimation for the both side slop angles. Also, according to the box plots, the statistical distribution of the GEP model in the lower and upper quartiles and median 50 percentile had a better performance than the other models, for the both side slop angles. The under and over estimation conditions of the ANFIS and ANN models were evident in these ranges. Moreover, according to the Taylor diagrams, the GEP model was closer to the observations and its superiority to the other models was tangible, with the lowest RMSE and the highest correlation coefficient for the both side slop angles. According to the results, GEP model as a powerful model can be used to replace the direct methods of velocity measurement in the junction region. In other words, using the mathematical equations derived from the GEP model in the present study, the longitudinal velocity field in the open-channels junction for side slopes of 45° and 90° can be predicted accurately.
    Keywords: : Velocity field, Open- channel junction, Side slope, Data driven models
  • Maryam Teymoori Yeganeh, Rasool Ghobadian *, Mohammed Mehdi Heidari Pages 122-127

    Depth distribution of longitudinal velocity in rivers and open canals is required for modeling many hydraulic processes. Therefore, introducing the most appropriate relation to estimating the velocity distribution has always been of interest to researchers and is constantly evolving. With the development of entropy theory and genetic programming based on the principle of natural evolution, these methods have been applied in a wide range of engineering sciences including fluid mechanics and hydraulics. The purpose of this study was to calculate the unknown parameters of velocity distribution relationships and estimate the longitudinal velocity profile using binary genetic algorithm optimization. For this purpose, the unknown parameters of Yang, Julian, Chiu, and Tsallis models, which are 4, 5, 3, and 5 respectively, were optimized using a genetic algorithm. After determining the unknown parameters of each model, a statistical comparison was performed between the measured and estimated velocity values ​​with the optimized relationships. The results showed that the one-dimensional velocity distribution estimated by all four models is accurate related to the experimental data. Root Mean Square Error (RMSE) for all one-dimensional velocity distribution simulations in the Yang model is 0.054, for the Julian model is 0.052, for the Chiu model is 0.042, and for the Tsallis model is 0.035m/s. However, considering the number of optimal parameters extracted by the Julian and the Thessalian models, it is recommended the use of these models to alluvial rivers.

    Keywords: Chiu method, Deep phenomena, Julian model, optimization, Tsallis model, Velocity Distribution, Yang model
  • Javad Zahiri *, Zeynab Mollae Pages 138-150
    Estimation of suspended sediment concentration (SSC) is one of the most important issues of river engineering, which can be used as an indicator of land use change, water quality studies and all projects related to constructions in the rivers. In this research, M5 model tree and the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) data have been used to estimate the SSC at Ahvaz station on the Karun River. In this study, 135 cloud free images of the MODIS sensor on the Terra satellite were obtained for days corresponding to field measurements of SSC for the years 2000 to 2015. Input parameters of the model tree in this study were flow discharge derived from hydrological data and red (R), near infrared (NIR) bands and NIR/R ratio extracted from MODIS imagery. Three regression equations have been developed by M5 model tree to estimate SSC at Ahvaz station, which can be employed in different conditions of discharge and NIR/R ratio. The results of statistical analysis illustrates that the M5 model outperforms the sediment rating curve (SRC) method, which is the most common method of estimating suspended sediment load. Nash-Sutcliffe efficiency index for the M5 model tree of 0.58 has been achieved which was much better than that of SRC method (0.24). At high fluxes, the efficiency of the SRC method is significantly reduced, while the model tree provides acceptable results. Global sensitivity analysis on M5 model showed that, 93% of output variance just determined by the main effects of input parameters and less than 7% belong to the interaction effects. 73% and 12% of output variance specified by the main effects of flow discharge and NIR/R ratio, respectively.
    Keywords: Suspended sediment concentration. M5 model tree. MODIS. Global sensitivity
  • Sima Ohadi, Seyed Arman Hashemi Monfared *, Mohammad Givehchi Pages 151-171
    Across the world, rivers are the main supply arches for drinking, industry and agriculture. Hence, in recent years, the identification and study of the processes of transport of pollution in rivers has become very important. Longitudinal dispersion coefficient is the most important parameter in the transport equation, and various methods for its estimating and calculating have been presented so far. Considering the nature of the problem, Meta-Heuristic Optimization methods are the important approaches for estimating the longitudinal dispersion coefficient. In this research, the ability of five Meta-Heuristic Algorithms to estimate the parameter was evaluated and compared. The equation of calculating the longitudinal dispersion coefficient using each of the algorithms was presented and the results were compared with the observational data. According to the results, the genetic optimization algorithm has the best accuracy and speed compared to the other algorithms under the same iteration conditions. Then statistical parameters including the mean of the absolute error, root mean squared error and correlation coefficient were used to check the accuracy of the algorithms. These values for the genetic algorithm were 0.4354, 0.1052 and 0.8288, respectively. As a result, it can be safely introduced the equation derived from this algorithm effective in calculating the longitudinal dispersion coefficient.
    Keywords: Contaminant transport, Longitudinal Dispersion Coefficient, timization, Meta-Heuristic methods
  • Neda Ali Ahmadi, Ebrahim Moradi *, Seyed Mehdi Hosseini, Ali Sardar Shahraki Pages 172-191
    A river’s flow prediction and simulation for the sake of predicting the river inflow in future periods are among the main and practical issues of water resource management. The present research assessed and determined a proper model to predict the mass flow rate of the Sistan and Paryan rivers in the Hirmand watershed using the SARIMA time-series model over the period 2000-2018. The statics of the model was checked by the Box-Cox method using the autocorrelation and partial autocorrelation tests. Based on the results and the validation, Akaike and Schwarz-Bayesian criteria, SARIMA (1,1,1)(2,1,0)12 showed the lowest Akaike criterion (1325.91) and Schwarz-Bayesian criterion (1895.40) for the Sistan river and SAMIRA (1,1,1)(1,1,1)12 exhibited the lowest values of Akaike and Schwarz-Bayesian criteria (-328.429 and 328.151, respectively) for the Paryan river. Therefore, they were selected as the best model to simulate the mass flow rate in the Hirmand watershed. The model is applied to simulate the mass flow rate in future periods.
    Keywords: Paryan river, prediction, SARIMA model, Sistan River, Time-series
  • Maryam Godarzi, Seyed Ehsan Fatemi *, Maryam Hafezparast Mavadat Pages 192-209
    Reservoirs are operated and designed in several aims such as, water demand supply, hydropower energy generation and flood control reduction. Optimization of reservoir operation is one of the most important issue in water basin. In this study, optimization of reservoir operation to obtain the maximum agriculture water supply and hydropower energy production are considered by using chance constrained linear programming (CCLP). Monthly inflow of 52 years is used to modeling of experimental Weibul probability distribution for each month. Annual energy production of Maroon reservoir is obtained by Lingo 16.0 software for a known agriculture water supply (P) and installed capacity 150 MW. Then, the best probability distribution of reservoir inflow is obtained by Easyfit software 6.0 for each month. The results showed that the maximum P are calculated 85% and 87% and also the annual hydropower energy is 174.3 and 172.9 Giga watt-hour (GWh) using experimental Weibul probability distribution and the best probability distribution of reservoir inflow, respectively. Thus, obtaining the best Inflow probability distribution does have insignificant effect on optimization. So, considering only the experimental Weibul probability distribution of reservoir inflow is sufficient in hydropower optimization using CCLP approach.
    Keywords: Hydropower Energy Optimization, CCLP, lingo, Easyfit 6.0
  • Maryam Bayatvarkeshi *, Abbas Abbasi, Hamed Nozari Pages 210-225
    Due to increasing gap between water supply and demand, paying close attention to the principles of optimal water allocation is inevitable. In the present investigation, allocations from Kalan Malayer Reservoir to demands identified by the Iranian Ministry of Energy were evaluated using MODSIM8.1. These demands are environmental and sustainability requirements, City of Malayer drinking water, agricultural requirement of the downstream lands, irrigation of Sahand Malayer farms and industrial centers. The analysis temporal scale was a 12-month period with monthly time steps during year 2016-2017. The purpose of this study was to evaluate the behavior of the dam reservoir when the inflow is reduced. Four scenarios including 5, 10, 15 and 20 percent river reduction in flow to the reservoir were investigated. The results indicated that with decrease in the river inflow, the stored water in the dam reservoir would decreased and there would be shortage to meet all demands. The deficiencies volume in supplying water to demands from the first scenario to the fourth scenario was 0.373, 0.748, 1.124 and 1.508 MCM, respectively. In other words, the relationship between the decrease in stored water volume in the dam reservoir and river inflow reduction was linear. Therefore, in order to meet the demands in all four scenarios, the allocation to the demand points should be reduced according to the priorities of the demands. The other solution is to reduce the target storage volume equal to the total deficiency volume in that month.
    Keywords: Allocation, Shortage, MODSIM, Kalan Malayer Dam
  • Leily Ghorbaniminaei, Mehdi. Zakerinia *, Abbas Rezaei Asl, Hamidreza Mirkarimi Pages 226-240
    For the cultivation of high-yielding rice crops, the use of irrigation systems and low-quality water are ways to reduce water use and overcome the crisis of dehydration. To improve the quality of water, there are different methods such as using magnetic fields. The purpose of this study was to investigate the magnetization effect of wastewater treatment plant in agricultural campus of Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources in a factorial randomized complete block design with three replications on some rice growth indices in 2018. Experimental treatments include irrigation (underground (S) and surface irrigation (B)), type of irrigation water (ordinary water (C) and Gorgan urban wastewater treatment plant (W)) and magnetization (M) and non-magnetization water treatment method. (O)). The treatment composition was surface irrigation with conventional non-magnetic water treatment. During the experiment, plant height, 1000-grain weight, biological yield, harvest index and water use efficiency were measured. Results showed that application of non-magnetic wastewater increased plant height, 1000-grain weight, biological yield, harvest index and water use efficiency. The results showed that using non-magnetic surface treatment (OWB) and combination non-magnetic wastewater (OWS) increased plant height, 1000-grain weight, biological yield, harvest index and water use efficiency. The combination of (OWB) in plant height was at the same treatment level and increased in other traits compared to treatment, however, the composition (OWS) of harvest index increased with %26.7 and water use efficiency with 0.47 kgr/ha compared to other treatments and especially control. Underground irrigation method in addition to reducing water use compared to surface irrigation, improved harvest index and water use efficiency. According to the results of this study, irrigation of rice does not need to create a water layer on the soil surface and in order to increase production and increase water use efficiency while preserving the quantitative and qualitative characteristics of the plant, the use of abnormal water must be such that the environmental and health risks are minimized?
    Keywords: Biological performance, Harvest index, Unconventional Water, Water Use Efficiency
  • Mehdi Jovzi *, Narjes Mahdavi Moghaddam, Hamid Zare Abyaneh Pages 241-256
    Drip irrigation management requires proper information on the horizontal and vertical distribution of moisture in the soil of the root zone. In this study, soil moisture distribution was simulated up to 72 hours after drip irrigation by coefficients of soil water characteristic curve with three different methods in the Hydrus-2D model. These methods were included estimating the soil water characteristic curve of inverse solution methods with soil water characteristic curve data (IS1), inverse solution with soil moisture data after irrigation (IS2), and Rosetta. To determine the accuracy of the simulated moisture values with the measured values, RMSE and R2 were used. The results showed that RMSE and R2 for estimating the soil water characteristic curve in IS1, IS2, and Rosetta methods were obtained 0.008 and 0.999, 0.153 and 0.958, 0.125 and 0.977, respectively. The accuracy of IS1 methods depended on the information of the soil water characteristic curve, Rosetta depended on some early soil properties, and IS2 depended on soil moisture after irrigation. Average RMSE and R2 in the simulation of horizontal moisture distribution for IS1, IS2, and Rosetta were obtained 4.6 and 0.9941, 2.8 and 0.9951, 5.5, and 0.9905, respectively. Also, the mean of these statistics in simulating the vertical distribution of moisture for the mentioned methods were 4.6 and 0.9830, 4.4 and 0.9928, 5.4 and 0.9932, respectively. Finally, the use of IS1 method was recommended due to the shorter time and cost of simulations and the possibility of performing it before the design of the drip irrigation system.
    Keywords: Hydraulic coefficients, Inverse solution, Rosetta program, Soil Water Characteristic Curve, Van Genutchen model
  • Zeinab Mirzaie, Rohallah Fatahi *, Azarakhsh Azizi, Ali Mokhtaran Pages 257-275
  • Sousan Afzali, Mahmoudreza Mollaienia *, Mahdi Komasi, Mohammad Salkhordeh Haghighi Pages 276-294

    Increasing water demand in recent years, industrial and agricultural development and lack of proper management, have led to tensions on water resources, especially groundwater resources. Urmia aquifer is one of aquifers that in recent years faced a severe drop in groundwater level. In this study, with considering of the rainfall, evaporation, temperature, flow of rivers in hydrometry stations and discharge of exploitation wells, contribution of each of factors on the rate of decreasing groundwater level in Urmia aquifer was determined. In order to evaluate changes was used of a hybrid wavelet transform and entropy method. In this study, monthly time series were used for a period of 16 years (2001-2017). Then, the time series was divided to three equal parts and the complexity changes was performed based on the wavelet-entropy criterion (SWS) in these intervals. Results showed that the SWS or wavelet-entropy criterion was reduced in all selected observation wells at all time intervals, which indicates a reduction in the complexity of the groundwater level fluctuations in the Urmia aquifer and as a result of the aquifer's disease. According to the results of this study, the discharge of exploitation and temperature respectively are two parameters main affecting on the decreasing groundwater level in Urmia aquifer

    Keywords: Urmia Aquifer, complexity, groundwater level, Wavelet-Entropy
  • Masoud Shakarami Pages 295-318

    The aim of this study was to estimate the groundwater level of Aleshtar plain at times t + 1, t + 3 and t + 6 using the parameters of temperature, precipitation and groundwater level at times t, t-1 and t-2 using models: neural network (ANN) , a neural fuzzy inference system (ANFIS), a neural-wavelet (WNN), and an integrated neural-fuzzy-wavelet (WNF) network. Two indices R2 and RMSE were used to evaluate the models. The results of predicting different models showed that ANFIS, WNN and WNF have higher accuracy in predicting groundwater level than ANN model. Also, the comparison of the results obtained from wavelet-based models and other models showed that these models (WNN and WMF) have higher accuracy than other models due to pre-processing and data analysis. The use of WNF model compared to ANN has increased the R2 index from 0.94 to 0.98 (in one-month forecast), 0.84 to 0.93 (in three-month forecast) 0.76 to 0.85 ( In the six-month forecast). Also, WNF compared to ANN model, has decreased RMSE index from 0.56 to 0.32 (in one-month forecast), 0.96 to 0.66 (in three-month forecast) and 1.18 to 0.97 (in the six-month forecast). The results of groundwater depth prediction with four models showed that these models have more accurate in predicting shorter time steps. Also, using of models in predictions with a time delay of more than three months, not only does not have much effect on the accuracy of the model, but in models with wavelet basis reduces the accuracy.

    Keywords: Aleshtar, Groundwater, Neuro-fuzzy-Wavelet, time series, wavelet transform
  • Maysam Majidi Khalilabad *, Parivash Paridad, Kamran Davari, Alireza Faridhosseini, Mohammadreza Azad Pages 319-347

    Actual evapotranspiration (ET) is one of the most important and complex components of the water balance. In recent years, various remote sensing techniques and algorithms have been developed which provide a cost‐effective and reliable estimate of actual ET. In this research, the spatial distribution of actual ET at the basin scale was estimated based on SEBS algorithm and world-known information data sources which are rarely used in Iran. The estimated actual ET values were compared to the results of well-known SEBAL algorithm and the SWAT hydrological model. The study shows that the SEBS algorithm has overestimated actual ET in comparison with SEBAL algorithm. The primary cause of differences between two models is in their algorithms for calculating sensible heat. Moreover, SEBS algorithm is highly sensitive to the air temperature. SEBAL is a more complex and reliable method, but it needs reliable ground-based weather data. On the other hand, SEBS does not depend on ground-based data and its results could be acceptable under limited data condition.

    Keywords: : Actual evapotranspiration, GLDAS, Water balance, Energy balance
  • Ahmad Asgari, Abdullah Darzi-Naftchali *, Mehdi Nadi, Seyed Farhad Saber Ali Pages 348-363

    Suitable prediction of climatic parameters is considerably important for adapting to climate change and mitigating vulnerabilities in local scales. In current research, for climate change assessment, the CanESM2 model in the 5th IPCC report and Statistical down scaling model (SDSM) was used under three scenarios: RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5. The input data were minimum and maximum temperature and solar radiation of Gharakheil synoptic station in Ghaemshahr and NCEP data (National Environmental Prediction Center) for the base period (1984-2005). Sunshine hours were converted to solar radiation using adjusted Angstrom formula for climate condition of the north of Iran. Future climate scenarios were then developed for early-future (2011–2040), medium-future (2041-2070) and late-future (2071-2100). The results showed that during these periods, solar radiation, maximum temperature and minimum temperature will increase by 4-9 %, 5-24% and 8-34% compared to the base period. The largest increases (5.30c and 4.20c for maximum and minimum temperatures respectively, and 1.3 Mj/m2 for solar radiation) will occur during late future period under RCP8.5 scenario. Since temperature and radiation are the main affecting factors for crop growth and yield simulation, the planning is essential in order to choose the appropriate planting date to adapt to climate change in the study area

    Keywords: Angstrom formula, climate change, CanEMS2
  • Leila Jowkar, Fatemeh Panahi *, Seyed Jawad Sadatinejad, Alireza Shakiba Pages 364-381
    This study was aimed to investigate Precipitation Extremes variability in Bakhtegan Basin. Climate data corresponding to Bakhtegan basin was extracted from AgMERRA dataset for the study time period (1980-2010) using R software. Daily precipitation data was also extracted from the meteorological stations data arhive in the basin during the study period. Rx1day, Rx5day, PRCPTOT, CDD, R10mm, R20mm, R95p and R99p indices were selected and calculated to study climate change in the region. RX1day results with the changes trend of -1.186 to 0.217, RX5day, -0.624 to 0.82, R10, -0.179 to 0.025, R20, -0.06 to 0.046 and PRCPTOT, -3.675 to 2.028 showed a decreasing trend in catchment’s most parts and jointly in the catchment’s southern and western parts. Decreasing precipitation, the consecutive dry days (CDD) increased and generally showed an increase throughout the basin (except for a small section in the catchment’s centeral and eastern parts). The most consecutive dry days were observed 259 days in 2008, 245 in 1983 and 264 in 1999 in Shiraz, Doroudzan Dam and Aliabad Kamin stations, respectively. Both R95p and R99p indices illustrated increasing and decreasing trends in different parts of the basin.
    Keywords: climate change, Climate extremes, Precipitation extreme, Bakhtegan
  • Farzaneh Amiri, Hamed Rafiee *, Abolfazl Mahmoodi Pages 382-397
    Given the water scarcity in various countries of the world, including Iran, the issue of virtual water and its trade has particular importance in future water planning and policy making. In this research will be estimated advantages for export, virtual water quantity and virtual water value per cubic meter for the main export products (pistachio, dates, saffron, kiwi and apples) and relationship between virtual water exports and export advantages during the years 1992-2016. The results showed, on average, the export of virtual water and its value for pistachio are 4.9 billion cubic meters per year and 0.149 dollars per cubic meter respectively and symmetric revealed comparative advantage index during the same period for pistachio showed the existence of an export advantage. However, the correlation coefficient shows a significant and negative correlation between the value of virtual water exports and the export advantage of this product, which indicates that the pattern of virtual water exports is incompatible with the competitive advantage of pistachios. Negative effect on the product of saffron, similar to pistachio shows the mismatch between trade patterns and virtual water value. In date product, the lack of a significant relationship between the value of each cubic meter of virtual export water and the export advantage also confirms this mismatch. While the most effective condition was for the export of kiwifruit and apples. Therefore, the alignment of business policies and water conservation policies in the current state of the country and the crisis of water resources will be more urgent.
    Keywords: : Virtual Water, Virtual Water Export Value, Commercial Model, Competitive advantage
  • Mohamad Behruzian, Mahdi Naseri *, Mohamad Akbari, Ali Nasirian Pages 398-414
    Non-Revenue Water(NRW) is one of the most important problems that beneficiaries companies are trying to reduce. Most of researches have been done in this subject, focused on actual losses and leakage in water conveyance and distribution systems and less attention has been paid to the second component of NRW and Precision of Measurement Equipment (PME) yet. In this research, due to the lack of a clear scientific knowledge about the replacement of Water Meters(WM) in national water and wastewater engineering companies, field studies have been carried out on the PME and errors of subscribers' WM and the performance range of the WMs was compared using a new approach. At first, the identification of effective parameters on the accuracy of the WM was investigated and then by clustering method, the WM were compared and the effect of each parameter on the accuracy of the WM was determined. In order to predicting the performance and accuracy of the WM, Artificial Neural Network(ANN) algorithm was used and for optimizing the weights and biases matrix, Genetic Algorithm(GA) was used too
    Keywords: Precision measuring equipments, Apparent loss, Test, replacement of water meters, Cluster analysis, Artificial Neural Network
  • Hojjat Allah Yonesi *, Ali Samadirahim, Hassan Torabi Podeh, Babak Shahinejad Pages 415-427

    Predicting the water level in non-prismatic compound channels is necessary to determine the boundaries of floodplains in the range of converging or diverging and also to determine the stage-discharge curves of river flow during floods. In this study, using laboratory data taken from three compound channels with divergent and convergent floodplains at different angles of divergence and convergence, depth ratios and different roughness ratios, the relationships for estimating the water level in such sections have been investigated. The maximum relative error of the proposed relationships for depth ratios is less than 0.4 in divergence and convergence conditions is 13.29% and in depth ratios is greater than 0.4 and in divergence and convergence floodplains is about 1.98%. The results show that the water surface level along a diverging and converging range in non-prismatic compound channel with different divergence angles respectively increases and decreases with increasing depth ratios. Also, in this experimental conditions, the water level in the divergence (convergence) range of floodplain is affected by factors such as depth ratio and relative distance and follows less than relative roughness and divergence (convergence) angle.

    Keywords: Water surface elevation, diverging, converging angles, relative roughness, depth ratio, Non-prismatic compound channel sections