فهرست مطالب

نشریه رویکردهای نوین در مهندسی آب و محیط زیست
پیاپی 1 (بهار و تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/05/06
  • تعداد عناوین: 12
|
  • جهانگیر عابدی کوپایی*، افشین بنی اسدی، محمدمهدی درافشان صفحات 1-14

    ترکیب گیاه پالایی و بتن متخلخل فناوری جدیدی است که در آن تحت عنوان تصفیه طبیعی از بتن متخلخل و گیاهان مقاوم برای حذف یا کاهش غلظت آلاینده ها استفاده می شود. در این پژوهش عملکرد بتن متخلخل همراه با مواد افزودنی همچون پوکه معدنی و پرلیت به عنوان بستر و گیاه وتیور بر روی پساب شهری مورد بررسی قرار گرفته است. مکعب مستطیل هایی از بتن متخلخل با ابعاد 30×30×15 سانتی متر مکعب (که به ترتیب طول، عرض و ارتفاع می باشد) ساخته و گیاه مورد نظر با دو تراکم متفاوت (12 و 27 بوته گیاه) در بین بتن ها قرار داده شد. پس از گذشت زمان های ماند مورد نظر (5، 7 و 9 ساعت) جریان پساب از حوضچه ورودی و خروجی نمونه برداری شد و آزمایش های تعداد کل کلی فرم، اکسیژن خواهی بیولوژیکی (BOD)، اکسیژن خواهی شیمیایی (COD) و کل جامد معلق (TSS) بر روی نمونه ها انجام گرفت. اثر بتن متخلخل، تراکم گیاهی و زمان ماند با استفاده از طرح کاملا تصادفی مورد بررسی قرار گرفتند. به طور متوسط در زمان ماند 5 ساعت BOD، COD، TSS و کلی فرم به ترتیب 1/16، 5/27، 6/20 و 1/19 درصد کاهش یافت. همچنین به طور متوسط در زمان ماند 7 ساعت BOD، COD، TSS و کلی فرم به ترتیب 5/20، 33، 1/26 و 3/25 درصد کاهش یافت. در زمان ماند 9 ساعت نیز به طور متوسط BOD، COD، TSS و کلی فرم به ترتیب 9/25، 5/38، 9/31 و 5/30 درصد کاهش یافت. در مجموع این طرح در حذف BOD، COD و TSS موفق عمل نمود و در حذف کلی فرم نیز عملکرد خوبی داشته است.

    کلیدواژگان: زیست پالایی، پساب، بتن متخلخل، وتیور
  • عبدالرضا ظهیری*، امیراحمد دهقانی، ایمان یوسف آبادی صفحات 15-26

    در رودخانه ها و به ویژه در محل قوس، تغییرات سرعت جریان در جهت های عرضی و عمقی غیریکنواخت و تحت تاثیر عوامل زیادی از قبیل جریان های ثانویه، زبری بستر و جداره ها و وضعیت هیدرولیکی جریان است. برای محاسبه ی توزیع دوبعدی سرعت جریان در رودخانه های مستقیم، محققان روش های زیادی ارایه کرده اند. این در حالی است که به دلیل ساختار پیچیده ی جریان در قوس رودخانه ها، شبیه سازی میدان سرعت در این مقاطع به کمک نرم افزارهای دینامیک سیالات محاسباتی انجام می شود. در این پژوهش، از روش احتمالاتی چیو برای حل میدان سرعت جریان در یکی از قوس های رودخانه ی گرگان رود در استان گلستان استفاده شد. با توجه به کمبود داده های صحرایی در قوس های رودخانه ای، برای انجام این تحقیق 6 نمونه میدان سرعت جریان در یکی از قوس های بالادست ایستگاه هیدرومتری آق قلا (به فاصله 200 متر) اندازه گیری شد. از بین این داده ها، 4 سری توزیع سرعت برای واسنجی مدل و 2 سری برای صحت سنجی آن استفاده شد. نتایج پژوهش نشان داد که روش چیو در شبیه سازی میدان سرعت جریان در این رودخانه ی پیچان از دقت قابل قبولی برخوردار است. تحلیل آماری نتایج به دست آمده بیانگر این است که میانگین خطای مطلق این روش برای حل توزیع دوبعدی سرعت جریان در محل قوس در مرحله ی واسنجی حدود 9/4 درصد و در مرحله ی صحت سنجی حدود 5/3 درصد است. این میزان خطا برای محاسبه ی دبی کل جریان رودخانه در محل قوس به ترتیب حدود 9/5 و 0/6 درصد به دست آمده است.

    کلیدواژگان: روش چیو، رودخانه پیچانرود، قوس رودخانه، میدان سرعت جریان، شبیه سازی دوبعدی
  • رسول نوری خواجه بلاغ*، محمدرضا خالدیان، محمد کاوسی کلاشمی، محمدتقی عظیمی صفحات 27-40
    در سال های اخیر بهره برداری غیربهینه از منابع آبی به ویژه منابع آب زیرزمینی، خشکسالی، رعایت نکردن اصول حفاظت در بهره برداری از منابع آبی کشور، رشد جمعیت و غیره موجب شد تا نهاده ی آب به عنوان یکی از مهم ترین عوامل محدودکننده ی توسعه در بخش کشاورزی ایفاء نقش نماید. یکی از راه کارهایی که می تواند تا حدودی این مشکل را حل کند، مدیریت جامع آب است که روشی اقتصادی دارای اهمیت است. همچنین با ارزش گذاری می توان بین عرضه و تقاضای آب تعادل ایجاد کرد. در این مطالعه برای تعیین ارزش اقتصادی آب در تولید محصولات گندم و جو از روش تابع تولید استفاده شد. به منظور تجزیه و تحلیل داده ها از نرم افزارهای EXCEL و SPSS استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد که متوسط مقدار تولید نهایی نهاده ی آب آبیاری برای محصول گندم و جو به ترتیب برابر با 240/0 و 268/0، با ارزش اقتصادی 3/3237 و 2813 ریال بر مترمکعب است. همچنین بیشترین میزان مصرف آب در تولید گندم و جو به ترتیب برابر با 5200 و 3100 مترمکعب و میانگین مصرف آب به ترتیب برابر با 56/4604 و 7/2793 مترمکعب به دست آمد. با توجه به اینکه ارزش نهایی تولید آب بیشتر از هزینه ی تامین آب آبیاری است، در صورت اصلاح نکردن قیمت آب کشاورزی باعث برداشت و استفاده ی بی رویه از منابع آبی می شود. برای جلوگیری از این امر بهتر است قیمت آب کشاورزی براساس ارزش نهایی تولید تنظیم شود.
    کلیدواژگان: ارزش اقتصادی آب، تابع تولید، کاب-داگلاس، منابع آبی، نهاده ی تولید
  • محمدرضا براتی، مهدی ذاکری نیا*، ابوطالب هزارجریبی صفحات 41-50

    بادستگاه های آبیاری آبفشان دوار که یکی از پیشرفته ترین سامانه های آبیاری بارانی می باشد، اخیرا در ایران کاربرد زیادی پیدا کرده است. با توجه به امر لزوم تحقیق در مورد سازگاری این سامانه با شرایط فرهنگی، اقتصادی، اقلیمی ایران و بهینه نمودن کارایی سامانه امری ضروری است. با توجه به موارد فوق هدف از این ارزیابی، شناخت وضع موجود دستگاه آبفشان دوار می باشد که بر اساس آن بتوان در جهت بهبود وضعیت دستگاه و رفع نقاط ضعف آن تصمیم گیری نمود. اهمیت این موضوع از یک طرف و کمبود اطلاعات از طرف دیگر، ضرورت انجام تحقیقات در این زمینه را روشن می سازد. لذا در این راستا ارزیابی سنترپیوت در دو سرعت 10 و 60 درصد بصورت شعاعی و عمودی صورت گرفت که در آن ضریب یکنواختی در عبور دستگاه به صورت شعاعی و با سرعت 10 و 60 درصد، به ترتیب 3/80 و 4/76 درصد و یکنواختی توزیع آب به ترتیب 6/72 و 5/65 درصد به دست آمد. همچنین آزمایش ضریب یکنواختی در جهت عمودی در دو سرعت مذکور به ترتیب 1/61 و 3/59 درصد به دست آمد. یکنواختی توزیع رطوبت در خاک پس از آبیاری با سرعت 60 درصد نیز اندازه گیری و محاسبه شد که نتیجه مقدار 37/86 درصد را نشان داد. نتایج نشان داد که مقدار یکنواختی توزیع رطوبت خاک از مقدار یکنواختی توزیع آب در سطح مزرعه بیشتر بود که علت آن در جریانات افقی و فرآیند انتقال آب در زیر سطح می باشد. بر این اساس در این مناطق با وجود یکنواختی پخش آب حدود 70 درصد، مقدار یکنواختی توزیع رطوبت مناسب است.

    کلیدواژگان: سامانه ی عقربه ای، ضریب یکنواختی، یکنواختی توزی، رطوبت خاک
  • نسیم کمالی، بهمن فرهادی بانسوله* صفحات 51-62
    میزان تبخیر و تعرق گیاهان درون یک منطقه با توجه به پارامترهای هواشناسی، مرحله رشد گیاه و شرایط مدیریتی مزارع دارای تغییرات زمانی و مکانی می باشد. هدف از مطالعه کنونی مقایسه روند تغییرات مکانی و زمانی تبخیر و تعرق ذرت در منطقه ماهیدشت با استفاده از تصاویر ماهواره ای با منابع علمی موجود (به علت نبودن داده های لایسیمتری) بوده است. در این مطالعه تبخیر و تعرق روزانه برای چهار مزرعه ذرت واقع در مناطق مختلف دشت با استفاده از الگوریتم سبال و تصاویر ماهواره ای لندست8 در 6 تاریخ در طول دوره رشد گیاه ذرت در سال 1393 تخمین زده شد. از آنجایی که اندازه گیری مزرعه ای تبخیر و تعرق واقعی جهت اعتبار سنجی نتایج حاصل از برآورد تبخیر و تعرق براساس الگوریتم سبال وجود نداشت، نتایج نهایی (تبخیر و تعرق) و همچنین نتایج میانی الگوریتم سبال (شاخص دمای سطحی، NDVI و آلبیدو) با نتایج قابل قبول در دسترس مقایسه شد. نتایج نشان داد تبخیر و تعرق به دست آمده با الگوریتم سبال و نرم افزار AGWAT روند مشابهی داشتند. روند افزایشی و کاهشی دمای سطحی در گذر زمان منطقی بود. متوسط شاخص NDVI در طول دوره رشد در مزارع مورد مطالعه بین 47/0 تا 53/0 بوده که با توجه به منابع در محدوده قابل قبولی قرار دارد. ضریب بازتاب نور (آلبیدو) با متوسط 18/0-17/0 تغییرات اندکی در بین مزارع منتخب داشت. تغییرات زمانی نتایج نشان دهنده روند افزایشی دمای سطحی، تبخیر و تعرق و شاخص گیاهی NDVI تا اواسط دوره رشد و سپس کاهش این پارامترها می باشد.
    کلیدواژگان: آلبیدو، سبال، دمای سطحی، شاخص گیاهی
  • سید امیرحسین موسوی، اصلان اگدرنژاد*، عبدالعلی گیلانی صفحات 63-74

    توجه به زراعت برنج به دلیل مصرف زیاد آب در کشاورزی پایدار بسیار اهمیت دارد. این گیاه زراعی مهم ترین منبع غذایی در کشور ما محسوب می شود و به همین دلیل اطلاع از مقدار آب مصرفی آن در ارقام مختلف با روش های کاشت گوناگون مهم است. چون انجام آزمایش های متعدد برای اطلاع از این موضوع نیازمند صرف وقت و هزینه بسیار است؛ لازم است از مدل سازی گیاهی استفاده شود. بدین منظور، برای ارزیابی عملکرد، زیست توده و کارایی مصرف آب برنج با مدل AquaCrop تحقیقی در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان انجام شد. در این تحقیق، دو عامل روش کاشت (D1: نشایی، D2: مستقیم رایج در منطقه و D3: خشکه کاری) و رقم برنج (v1: عنبوری قرمز، v2: چمپا و  v3: دانیال) برای شبیه سازی پارامترهای مورد مطالعه در نظر گرفته شدند. مقادیر آماره های MBE، RMSE و NRMSE برای عملکرد برنج به ترتیب برابر با 25/0 تن در هکتار، 0/1 تن در هکتار و 10/0 بود. این مقادیر برای زیست توده به ترتیب برابر با 30/0 تن در هکتار، 15/1 تن در هکتار و 05/0 و برای کارایی مصرف آب به ترتیب برابر با 07/0 کیلوگرم بر مترمکعب، 24/0 کیلوگرم بر مترمکعب و 03/0 بود. مقادیر آماره EF برای عملکرد، زیست توده و کارایی مصرف آب برنج به ترتیب برابر با 87/0، 56/0 و 65/0 و مقادیر d برای هر سه پارامتر برابر با 99/0 بود. با توجه به این نتایج، مدل AquaCrop دقت کافی در شبیه سازی عملکرد، زیست توده و کارایی مصرف آب برنج جهت نیل به کشاورزی پایدار داشت.

    کلیدواژگان: خشکه کاری، رقم دانیال، کشت نشایی، مدل گیاهی
  • بنفشه رحیمی، مریم حافظ پرست مودت* صفحات 75-90
    تغییر اقلیم که به معنی تغییرات بلندمدت اقلیمی در یک منطقه است، با افزایش دما و تغییرات الگوی بارش تغییراتی در برآورد تقاضاهای آبی ایجاد کرده است. شبیه سازی منابع و مصارف حوضه ی آبریز سد جامیشان با استفاده از مدل WEAP با الگوهای کشت موجود در منطقه بررسی شد. برای ارزیابی تاثیر تغییر اقلیم بر پارامترهای بارش و دما در این منطقه از خروجی های سناریوی RCP8.5 مدل های HADGEM2_ES و MIROC5 و از سری مدل های CMIP5 استفاده شد. در این پژوهش پارامترهای ماهانه ی دما و بارش سد جامیشان با استفاده از روش عامل تغییر ریزمقیاس و برای دوره آتی تولید شدند. از روش یادگیری ماشینی رگرسیون بردار پشتیبان تصحیح شده با تغییر در پارامترهای موثر برای پیش بینی رواناب در دوره تغییر اقلیم استفاده گردید. نتایج مدل اقلیمی به طور میانگین افزایش دمای 5/0 تا 5/1 درجه سلسیوس را در طول دوره ی آماری نشان می دهد. نتایج بارش شبیه سازی شده نشان می دهد که میانگین بارش ماهیانه با سناریوی8.5  RCP در دوره ی آتی در مدل HADGEM2_ES با افزایش  5 درصدی و در مدل MIROC5 با کاهش 6 درصدی نسبت به دوره ی پایه همراه بوده است. بررسی نتایج پیش بینی دبی با استفاده از مدل SVR حاکی از آن است که رواناب نسبت به دوره ی پایه با کاهش همراه است. به منظور برنامه ریزی و مدیریت منابع آب با استفاده از نرم افزار WEAP به شبیه سازی سد جامیشان پرداخته شد. بدین منظور با درنظر گرفتن سه الگوی کشت متفاوت مقادیر تامین و کمبود برای هر نیاز برآورد گردید. شبیه سازی الگوی کشت های مختلف در WEAP نشان می دهد به طور میانگین تامین برابر با 75 درصد است.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، CMIP5-WEAP، بارش رواناب، الگوی کشت، ماشین بردار پشتیبان
  • بهرام جعفری، محمد حیدرنژاد * صفحات 91-102

    سیلاب شدید سال 1398 رودخانه کرخه از یک سو و تغییرات مرفولوژی و شرایط بستر رودخانه طی سالیان بعد از آغاز بهره برداری از سوی دیگر این هشدار را به کارشناسان می دهد تا بار دیگر با بررسی دوباره پایداری سد انحرافی کرخه (حمیدیه) از سلامت سد مطمین شوند. استفاده از مدل های ریاضی به خاطر دقت بالا و در عین حال سادگی و دستیابی سریع به نتایج و آنالیز داده ها می تواند جایگزین روش های تجربی گردد. در این تحقیق سعی بر آن شده تا با کمک نرم افزار های HEC-RAS و SAP به مطالعه پایداری سد انحرافی کرخه تحت تاثیر تغییرات مورفولوژی بالادست آن پرداخته شود. نتایج نشان می دهد که سازه سد تنظیمی- انحرافی حمیدیه با توجه به بارگذاری و مدلسازی صورت گرفته در حال حاضر پایدار بوده و از ضرایب پایداری مناسبی برخوردار می باشد. نتایج نشان می دهد که ضرایب اطمینان کنترل پایداری در مقابل لغزش سازه پایه میانی سد حمیدیه تحت بارگذاری های Normalو Special به ترتیب برابر با 51/1 و 93/6 است. با توجه به عمر بالای سد حمیدیه و مشاهده آثار فرسودگی و تخریب در سازه های هیدرولیکی آن، انجام مطالعه جهت علاج بخشی و ترمیم این سد پیشنهاد می گردد. نتایج نشان می دهد که تنش های وارده در پایین دست بدنه سرریز سد حمیدیه، مقداری از محدوده مجاز فراتر رفته است.

    کلیدواژگان: پایداری سد، سد انحرافی، مدل ریاضی SAP، مدل ریاضی HEC-RAS، سیلاب
  • حمیدرضا اسلامی*، سعید جمالی، رضا ایوبی کیا، کامیاب اسلامی صفحات 101-112

    بررسی سیلاب و پیش بینی حجم احتمالی آن یکی از مشکلات اساسی مدیران حوضه آبریز است که برای جلوگیری از خسارات مالی و جانی نیاز به همکاری بیش تر توسعه دهندگان مدل پیش بینی سیلاب، کاربران آن، مدیران و بهره برداران آب در منطقه دارد. هدف از پژوهش حاضر، ارایه راهکاری مناسب به منظور برقراری سامانه پیش بینی سیل مبتنی بر همکاری توسعه دهندگان مدل، کاربران و مدیران در راستای بهبود مدیریت و کاهش آسیب ناشی از سیلاب است. در این پژوهش، برای پیش بینی جریان در 5 حوضه کارون4، سیمره، رودبار، سردشت و آزاد طی هفت سال از نقشه های هواشناسی دو مدل پیش بینی بارشCOLA   WRF  برای پیش بینی بارش استفاده گردید که در نهایت خروجی آن در مدل شبیه سازی NAM توسعه داده شده منجر به پیش بینی جریان و سیلاب در روزهای آینده حوضه و کاهش خسارت مالی و جانی شد. نتایج حاصل از گزارش ها بیانگر قرارگیری 70 درصد پیش بینی ها در بازه سیلاب مشاهداتی است.

    کلیدواژگان: پیش بینی سیلاب، NAM توسعه داده شده، پیش بینی بارش COLA، پیش بینی بارش WRF
  • چنور عبدی چوپلو *، مسعود قدسیان، محمد واقفی، سارا کازرونی، الناز بداغی صفحات 113-124

    پیش بینی میزان آبشستگی موضعی در پایین دست سازه های هیدرولیکی از موضوعات مورد توجه محققان در سال های اخیر بوده است .در این تحقیق آبشستگی پایین دست سرریز کلیدپیانویی ذوزنقه ای شکل تحت تغییرات شرایط هیدرولیکی جریان و ارتفاع ریزش جریان عبوری از سرریز به صورت آزمایشگاهی در کانالی به طول 10 متر و عرض و ارتفاع 75/0 و 80/0 متر در آزمایشگاه هیدرولیک گروه مهندسی آب و سازه های هیدرولیکی، دانشگاه تربیت مدرس تهران بررسی شده است. از رسوبات یکنواخت و غیر چسبنده با قطر متوسط 2 میلی متر به طول و عرض 3 و 75/0 متر در پایین دست سرریز کلیدپیانویی استفاده شد. تمامی آزمایش ها در شرایط جریان آزاد انجام گردید. نتایج نشان داد که محل رخداد بیشینه عمق آبشستگی با افزایش ارتفاع ریزش جریان، در فاصله دورتری از سرریز قرار می گیرد. بیشینه عمق آبشستگی با افزایش ارتفاع ریزش جریان، افزایش می یابد. آبشستگی در میانه عرضی بستر کمتر از جداره ها آن می شود. افزایش ارتفاع ریزش جریان همراه با تغییرات بیشتری در توپوگرافی بستر می باشد.

    کلیدواژگان: مطالعه آزمایشگاهی، آبشستگی، سرریز کلیدپیانویی، جریان آزاد، ارتفاع ریزش جریان
  • صمد عبدی *، سعید سعادت صفحات 125-135

    فرآیند نفوذ آب به خاک یکی از اجزاء اصلی چرخه هیدرولوژی است که در مباحث مختلف اهمیت بسیاری دارد. از این رو ارزیابی روش های مختلف برآورد آن امری ضروری می-باشد. در این مطالعه 11 نقطه در مناطق مختلف استان لرستان انتخاب و اندازه گیری نفوذ با استفاده از حلقه دوگانه در این نقاط انجام شد سپس معادلات کاستیاکوف، کاستیاکوف اصلاح شده، فیلیپ و SCS مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد مدل کاستیاکوف برای مناطق: سرناوه (نورآباد)، کوهدشت، پلدختر، جوجه حیدر (اشترینان) و دوره، مدل SCS برای مناطق: ازنا، ده پهلوان (نورآباد)، سرنمک (خرم آباد) و ازناسگوند (خرم آباد) و مدل فیلیپ برای مناطق خایان (بروجرد) و کیوره (بروجرد) بیشترین دقت را نسبت به داده های مشاهداتی و سایر مدل های تجربی داشته اند. بر اساس آنالیز واریانس انجام شده، مقدار نفوذ برآورد شده با هر 4 روش نسبت به مقادیر نفوذ میدانی فاقد اختلاف معنی دار بودند. به طور کلی می توان گفت در بیشتر نقاط مورد مطالعه عملکرد مدل کاستیاکوف قابل قبول و عملکرد مدل SCS ضعیف بود.

    کلیدواژگان: کاستیاکوف، کاستیاکوف اصلاح شده، فیلییپ، SCS
  • وحید مردانی، مریم ایلانلو *، ندا اورک صفحات 136-150

    دانستن درباره بیابانهای ایران از آن حیث اهمیت دارد که شرایط جغرافیایی و اقلیمی بیابان خود به خود، هیچگاه رو به گسترش نبوده و نیست. آنچه بیابان ها را گسترش می دهد رابطه ای است که از نظر طبیعی مناطق بیابانی با محیط پیرامون خود دارند. تغییر اقلیم در طی چند دهه اخیر سبب شده است که مخاطرات اقلیمی در مناطق بیابانی خسارات جانی و مالی زیادی به بار بیاورد. هدف از این پژوهش برنامه ریزی فضایی مخاطرات اقلیمی به منظور کاهش خسارات آن ها در مناطق بیابانی می باشد. این تحقیق از نوع توصیفی- تحلیلی و به لحاظ روش کاربردی می باشد. در ابتدا به شناسایی مهمترین مخاطرات اقلیمی در مناطق بیابانی پرداخته شد. سپس با استفاده از نظر کارشناسان و مصاحبه با آنان مهمترین معیارها و راهبردها در جهت کاهش خسارات مخاطرات اقلیمی در مناطق بیابانی شناخته شدند. نتایج نشان داد خشکسالی، افزایش شدت دما، بارش سنگین و کوتاه مدت، یخبندان ریزگردها و طوفان شن و ماسه و سیلاب ها مهمترین مخاطرات اقلیمی در طی چند سال گذشته شناسایی شدند. در این تحقیق هزینه – سود، مشارکت مردمی، ابزارهای تکنولوژی و علمی در دسترس، فشارهای سیاسی و اجتماعی، تناسب و سازگاری با محیط زیست، مدیریت سنتی و دانش بومی، درآمدهای نفتی دولت، مدیریت های موقتی، مشکلات مربوط به نوآوری و تغییر روش ها، راحت طلبی های سیستم های اداری دولتی علی بوده و زمان، زیبایی چشم انداز، منابع انسانی متخصص، مسایل اورژانسی ناشی از مخاطرات اقلیمی معلول به حساب می آیند. نتایج نشان می دهد، که تصویب قانون جدید و جامع مرتبط با مخاطرات اقلیمی مهمترین راهبرد حقوقی می باشد.

    کلیدواژگان: بیابان، مخاطرات اقلیمی، برنامه ریزی فضایی، راهبرد
|
  • Jahangeer Abedi Koupaee *, Afshin Baniasadi, MohammadMehdi Dorafshan Pages 1-14

    The combination of phytoremediation and porous concrete is a new technology used as a natural purification of porous concrete and resistant plants to remove or reduce the concentration of pollutants. In this study, the performance of porous concrete as a bed and plant on reduction of urban effluent pollution has been investigated. A channel with dimensions of 9 meters length, 30 cm wide and 20 cm height was constructed along with the wastewater treatment lagoon of Isfahan University of Technology. Then, blocks were made of porous concrete with dimensions of 30 × 30 × 15 cm, and placed in the channel. The vetiver grass with two different densities (12 and 27 plants) were placed between the porous concrete blocks. After 5, 7 and 9 hours, the wastewater samples were taken from the inlet and outlet basins. The reduction of BOD, COD, TSS and total coliform during the 5 hours retention time, were 16.1, 27.5, 20.6, and 19.1 percent, respectively. In the retention time of 7 hours, reduction were equal to 20.5, 33, 26.1 and 25.3 percent, respectively. The reduction of BOD, COD, TSS and total coliform during the 9 hours retention time, were 25.9, 38.5, 31.9 and 30.5 percent, respectively. In general, this research showed the performance of system was optimistic in reduction of BOD, COD, TSS and Total coliform

    Keywords: Bioremediation, Wastewater, Porous concrete, Vetiver
  • Amieahmad Dehghani, Iman Yousefabadi Pages 15-26

    In rivers and especially in river bends, the variation of stream-wise flow velocity in width and depth directions is non-uniform and is affected by many factors including secondary flows, bed and bank roughness, and flow hydraulic characteristics. For calculation of two-dimensional flow velocity distributions in straight rivers many approaches have been presented by researchers, while in meandering rivers, due to the complex mechanism of flow pattern, the solution of velocity field is carried out by computational fluid dynamics software packages. In this research, the Chiu's probabilistic theory was used for solution of the flow velocity field in a river bend on the Gorganrood located in Goletsan province. Considering the lack of measured point velocity data in river bends, 6 field measurement series were collected in one of bends located about 200 m upstream of Aghghala hydrometric station. Among these measurements, 4 series are selected for the model calibration and 2 remaining series for the model validation. The results showed that the Chiu's method has an acceptable accuracy in simulation of flow velocity fields for river bend. The statistical measures for the obtained point velocities indicated that the mean errors of this method are 4.9 and 3.5% in the calibration and validation phases, respectively. The mean errors for the calculation of total flow discharges are 5.9 and 6.0% respectively.

    Keywords: Chiu', s Method, Flow velocity field, meandering rivers, River bend, 2D simulation
  • Rassol Nouri Khajebelagh *, Mohammadreza Khaledian, Mohammad Kavosi-Kalashemi, Mohammadtaghi Azimi Pages 27-40
    In recent years, unnecessary exploitation of water resources, especially groundwater resources, droughts, lack of protection in the use of water resources, population growth, etc. has led to water input as one of the most important. The most limiting factors of development should play a role in the agricultural sector. One of the ways that can some extent solve this problem is comprehensive water management, which is an important economic method and values can be balanced between supply and water demand. In this study, the production function method was used to determine the economic value of water in the production of wheat and barley products. EXCEL and SPSS software were used to analyze the data. The obtained results showed that the average amount of final production of irrigation water input for wheat and barley crop is equal to 0.240 and 0.268, respectively, with economic value of 3223.3 and 2813 Rials per cubic meter. Also, the highest water consumption in wheat and barley production was equal to 5200 cubic meters and 3100 cubic meters, respectively, and the average water consumption was equal to 4604.56 and 2793.7 cubic meters, respectively. Due to the fact that the final value of water production is more than the cost of irrigation water supply, if the price of agricultural water is not corrected, it will lead to improper harvesting and use of water resources. To prevent this, it is better to set the price of agricultural water based on the final value of production.
    Keywords: Economic Value of Water, Production Function, Cobb Douglas, Water resources, Production Input
  • MohammadReza Barati, Mehdi Zakerinia *, Abutaleb Hezarjeribi Pages 41-50

    The Center pivot system is one of the most advanced sprinkler irrigation systems that recently has been used in Iran. According to this research on the compatibility of the system with the cultural, economic, climate and optimization performance of the system is essential. The importance of this matter on one side and the lack of information on the other hand, it highlights the need for an investigation. In this regard, the evaluation of the Center pivot system in two speeds 10 and 60 percent took a radial and vertical. The uniformity coefficient (CU) in the radial arrangement of cans and in two speeds 10 and 60 % was 80.3 and 76.4%, respectively and the uniformity of water distribution (DU) was 72.6 and 65.5 respectively. Also the uniformity coefficient (CU) in the vertical arrangement of cans and in the same speed was 61.1 and 59.3 % respectively. Uniform distribution of moisture in the soil after irrigation with rate of 60% was 86.37 percent. So the amount of Uniform distribution of moisture in the soil was higher than the uniformity coefficient in the Surface Soil (CU). The main reason is the horizontal flow and water transfer in the soil and its influencing factors (Mass flow, Diffusion and Hydrodynamic dispersion). According to this and given the lack of available water resources in arid and semi-arid area, maybe there is no need to increase water of irrigation in order to increase the uniformity of water distribution to more than 70 percent

    Keywords: pivot, uniformity coefficient, uniform distribution, soil moisture
  • Nasim Kamali, Bahman Farhadi Bansouleh * Pages 51-62
    The crop evapotranspiration (ET) has spatial and temporal variations within the region due to changes in meteorological parameters, phenological stage, and farm management conditions. The main objective of the present study was to compare the trend of temporal and spatial variations of grain maize evapotranspiration in Mahidasht using satellite images with available resources (due to lack of Lysimeteric data). In this study, the daily evapotranspiration for the four maize farms in the different parts of the plain was calculated using Landsat 8 satellite images and the SEBAL algorithm on six dates during the growing period of maize in the year 2014. Since there was no field measurement of ET to verify the results of estimated ET based on the SEBAL algorithm, the final results (evapotranspiration) and intermediate results (Land surface temperature, Albedo, and NDVI) calculated by the SEBAL algorithm were compared with acceptable values in the literature. Results showed a similar trend of estimated evapotranspiration by the SEBAL algorithm and AGWAT software. The trend of increasing and decreasing land surface temperature was rational. The average of NDVI during the growth period in the studied farms was between 0.47 and 0.53 which was acceptable. Albedo with an average of 0.17-0.18 had slight variations between the selected farms. Results showed rising in land surface temperature, evapotranspiration, and NDVI to the middle of the growth period and then reducing of these parameters. The average estimated maize evapotranspiration based on the SEBAL algorithm was between 3.35 to 8.53 mm/day for the six imagery dates.
    Keywords: Albedo, SEBAL, surface temperature, Vegetation Index
  • Seyed AmirHossein Mousavi, Aslan Egdernezhad *, Abdolali Gilani Pages 63-74

    It is so vital to note the cultivation of rice because of its high irrigation water consumption. This crop is the most important food source in the Iran, hence, it is necessary to know how much irrigation water must be used to grow different rice cultivars under various cultivation types. On the other hand, applying farm tests to achieve the goal need high costs and waste much time. Regarding that, it is necessary to use crop modeling. In this study, AquaCrop was used to simulate yield, biomass and water use efficiency of rice. The research was conducted at Khuzistan Agricultrual Research Station. In this study, three types of cultivation (D1: transplanting, D2: current directs seeding consorted seeding, and D3: dry bed seeding) and rice cultivars (V1: Red-Anbori, V2: Champa, V3: Danial) were considered to simulate abovementioned parameters. MBE, RMSE and NRMSE values for seed yield were 0.25 ton.ha-1, 1.0 ton.ha-1 and 0.1, respectively. Those values for biomass were 0.3 ton.ha-1, 1.15 ton.ha-1 and 0.05, respectively, and for water use efficiency were 0.07 kg.m-3, 0.24 kg.m-3 and 0.03, respectively. EF values for seed yield, biomass and water use efficiency were 0.87, 0.56 and 0.65, respectively, and d values for all parameters were equal to 0.99. Regarding the results, AquaCrop had good accuracy for simulation of rice yield, biomass and water use efficiency.

    Keywords: Cropping Model, Danial Cultivar, Dry Bed Seeding, Transplanting
  • Banafshe Rahimi, Maryam Hafezparast * Pages 75-90
    Today, the effects of climate change and global warming have been proven due to the increase in greenhouse gases in the world. In this research, the monthly values of temperature, precipitation and discharge of Jamishan Dam in the years 1988-2017 have been considered as the base period. Simulation of resources and uses of the jamishan Dam catchment area was investigated using the WEAP model with different cultivation patterns in the area. To evaluate the effect of climate change on precipitation and temperature parameters in this region, RCP8.5 scenario outputs of HADGEM2_ES and MIROC5 models and a series of CMIP5 reporting models were used and the output of these models was downscaled for the region. In this research, change factor method used for downscaling and the monthly temperature and precipitation parameters of Jamishan Dam were produced for the period 2021-2050. In order to study the runoff of the region due to climate change, the SVR model was studied. The results of the climate model show an average temperature increase of 0.5 to 1 ° C. The simulated rainfall results show that the average monthly rainfall under the RCP8.5 scenario in the future period in HADGEM2_ES model increased by 1.3% and in MIROC5 model decreased by 6% compared to the base period. Examination of the results of discharge forecast in SVR method indicates that runoff is associated with a decrease compared to the base period.Simulation of different cultivation patterns in WEAP shows that the average supply is 70% in the SVR method.
    Keywords: climate change, CMIP5, WEAP, Rainfall-Runoff, Cultivation pattern, Support Vector Machine
  • Bahram Jafari, Mohammad Heidarnejad * Pages 91-102

    The devastating flood of Karkheh River in 2019 besides changes of morphology and conditions of the river bed after operation of the dam warn the experts to double check stability of Karkheh (Hamidieh) Diversion Dam to assure that the dam is in good conditions. Great accuracy and simplicity of mathematical models, besides the easy access they provide to the results and data analyses, makes them a suitable alternative for the empirical methods. The present study is an attempt to use HES-RAS and SAP software to analyze the effect of upstream morphological changes on stability of Karkheh Diversion Dam. The results suggest that structure of Hamidieh Regulatory-Diversion Dam is conveniently stable and the models are indicative of proper stability factors. According to the results, safety factors of the stability of Hamidieh Dam against sliding of the middle pier under normal and special loads are 1.51 and 6.93 respectively. Considering the age of Hamidieh Dam and wears and damages observed on its hydraulic structures, further studies on curing and repair of this dam are recommended. The results suggest that stresses applied to the lower parts of the weir are slightly larger than the allowable rang.

    Keywords: Stability of the Diversion Dam, SAP, HEC-RAS, Flood
  • Hamidreza Eslami *, Saeid Jamali, Reza Ayoubikia, Kamyab Eslami Pages 101-112

    Flood assessment and forecasting its potential volume is one of the main problems of catchment managers, which needs more cooperation from flood forecasters, users, managers and water users in the region to prevent financial and human losses. The purpose of this study is to provide an appropriate solution to establish a flood forecasting system based on the cooperation of model developers, users and managers in order to improve management and reduce flood damage. In this study, to predict the flow in 5 basins of Karun 4 Dam, Seymareh Dam, Rudbar Dam, Sardasht Dam and Azad during seven years, meteorological maps of two models, COLA and WRF, were used to predict precipitation. The developed NAM simulation model led to forecasting floods in the coming days of the basin and reducing financial and human losses. The results of the reports indicate that 70% of the forecasts are in the observational flood range.

    Keywords: Flood Prediction, Extended NAM, COLA Precipitation, WRF Precipitation
  • Chonoor Abdi Chooplou *, Masoud Ghodsian, Mohammad V Vaghefi, Sara Kazerooni, Elnaz Bodaghi Pages 113-124

    Predicting the extent of local scouring downstream of hydraulic structures has been one of the topics of interest to researchers in recent years. In this research, downstream scouring of a trapezoidal piano key weir under changes in the hydraulic conditions of the flow and the height of the flow drop passing through the weir in a channel with a length of 10 meters and a width and height of 0.75 and 0.80 meters in the hydraulic laboratory of Water Engineering Group. And hydraulic structures of Tarbiat Modares University of Tehran have been studied. Uniform and non-sticky sediments with an average diameter of 2 mm in length and width of 3 and 0.75 m downstream of the piano key weir were used. All experiments were performed under free flow conditions. The results showed that the maximum occurrence of scour depth with increasing flow drop height is farther away from the weir. The maximum scour depth increases with increasing flow drop height. Scouring in the transverse middle of the bed is less than its walls. Increasing the height of the flow drop is accompanied by more changes in the topography of the bed.

    Keywords: Experimental study, Scouring, Piano Key Weir, Free flow, Flow drop height
  • Samad Abdi *, Saeed saadat Pages 125-135

    The water infiltration into the soil is one of the main components of the hydrological cycle, which is very important in various topics. Therefore, it is necessary to evaluate different methods of estimating it. In this study, 11 points in different regions of Lorestan province were selected and the methods of Kastyakov, modified Kastyakov, Philip and SCS were evaluated. also, Infiltration measured using a dual loop at these points. The results showed that the Kastyakov model for the regions: Sarnaveh, Kuhdasht, Poldakhtar, Jojeh Heydar and Doroud, the SCS model for the regions: Azna, Dehpahlavan, Sarnamak and Aznasagvand and the Philip model for the Khayan and Kioreh regions have the most accurate compared to the observational data. Based on the analysis of variance, the amount of infiltration estimated by all 4 methods was not significantly different from the amount of field infiltration. In general, it can be said that in most of the studied areas, the performance of the Kastyakov model was acceptable and the performance of the SCS model was poor.

    Keywords: Kastyakov, modified Kastyakov, Philip, SCS
  • Vahid Mardani, maryam ilanloo *, Neda Orak Pages 136-150

    It is important to know about the deserts of Iran because the geographical and climatic conditions of the desert have never been expanding by themselves. What expands deserts is the relationship that desert areas have with their surrounding environment. Climate change during the last few decades has caused climatic hazards in desert areas to cause a lot of human and financial losses. The purpose of this research is the spatial planning of climatic hazards in order to reduce their damages in desert areas. This research is descriptive-analytical in terms of applied method. At first, the most important climate hazards in desert areas were identified. Then, using the opinion of experts and interviewing them, the most important criteria and strategies to reduce the damages of climate hazards in desert areas were identified. The results showed that drought, increase in temperature intensity, heavy and short-term rainfall, frost, dust storms, and floods were identified as the most important climatic hazards during the past few years. In this research, cost-benefit, people's participation, technological and scientific tools available, political and social pressures, appropriateness and compatibility with the environment, traditional management and indigenous knowledge, government oil revenues, temporary managements, problems related to innovation and changing methods, The convenience of government administrative systems is a factor, and time, the beauty of the landscape, expert human resources, and emergency issues caused by climate hazards are considered as handicaps. The results show that the approval of a new and comprehensive law related to climate risks is the most important

    Keywords: Desert, climatic hazards, spatial planning, strategy