فهرست مطالب

مهندسی آب - سال نهم شماره 4 (زمستان 1400)

نشریه مهندسی آب
سال نهم شماره 4 (زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/12/24
  • تعداد عناوین: 6
|
  • بهنام نمدیان*، ابراهیم اسدی صفحات 1-16
    سازه های سرریز و دریچه به علت داشتن روابط ساده و نسبتا دقیق به صورت گسترده در شبکه های آبیاری و زهکشی مورد استفاده قرار می گیرند. سرریز سبب برگشت آب و درنتیجه افزایش سطح مقطع جریان و کاهش سرعت می گردد و نیز شرایط مناسب برای ته نشینی رسوبات و مواد زاید موجود در آب را ایجاد می کند که از معایب این سازه محسوب می شود. با انباشت رسوبات در بالادست، شرایط جریان تغییر یافته و از دقت روابط استخراج شده برای تخمین دبی کاسته می گردد. با ترکیب سرریز و دریچه می توان مشکلات و معایب استفاده هر یک را به تنهایی کاهش داده و در عین حال از مزایای آن ها استفاده نمود به طوری که، مواد قابل ته نشین شدن در پشت سرریز و تجمع کننده در ورودی دریچه از زیر و روی سازه عبور کند. بنابراین رفتار ترکیبی جریان ریزشی از سرریز با جت خروجی از زیر دریچه، شرایط متفاوتی را در پایین دست این قبیل سازه ها ایجاد می کند و باعث تغییر آبشستگی در پایین دست این سازه ها می شود هدف کلی از این تحقیق بررسی اثر میزان بازشدگی دریچه بر میزان آبشستگی در حالت بررسی میزان دبی عبوری از سازه ترکیبی، ارتفاع هد آب بالادست با استفاده از مدل عددی FLOW-3D می باشد. نتایج نشان می دهد که با کاهش بازشدگی دریچه ارتفاع آب روی سازه افزایش می یابد و باعث می شود عمق آبشستگی افزایش یابد. همچنین با افزایش میزان دبی عبوری از روی سرریز و زیر دریچه و میزان ارتفاع آب بالادست، حداکثر عمق آبشستگی افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: آبشستگی، سرریز-دریجه، مدل عددی، سازه مرکب، Flow-3D
  • علی عصاره*، سینا جمشیدی اورک صفحات 17-30
    با توجه به اینکه متغیر های زیادی در میزان تله اندازی رسوب و میزان تلفات آب لوله گردابی موثر هستند، این تحقیق با هدف بررسی عملکرد لوله گردابی در شرایط آزمایشگاهی انجام شد. 4 نسبت عرض شکاف لوله به قطر لوله (t/d)، 15/0 ،20/0، 25/0 و 3/0 ، 3 دانه بندی D1 (ذرات عبور نموده از الک 8 و باقیمانده بر روی الک 10) ، D2 (ذرات عبور نموده از الک 16 و باقیمانده بر روی الک 20) و D3 (ذرات عبور نموده از الک 20 و باقیمانده بر روی الک30)، در زاویه قرار گیری 45 درجه با دبی های متفاوت انتخاب شد. نتایج تحقیق نشان داد چنانچه منطقه ای با مشکل کم آبی و مشکل تامین آب مواجه نبوده و جلوگیری از ورود رسوب به سیستم بر تامین آب ارجح باشد، گزینه مطلوب تر t/d=0.3 می باشد؛ و لیکن چنانچه در منطقه ای تامین آب بسیار حایز اهمیت بوده و اساسا کم آبی وجود داشته باشد؛ گزینه بهتر t/d=0.25 می باشد.
    کلیدواژگان: لوله گردابی، تله اندازی، درصد بازشدگی، رسوب، عدد فرود
  • مصطفی علی اکبری*، رویا مافی غلامی، مهدی برقعی صفحات 31-40

    فلوراید اضافی یکی از آلاینده های آب در جهان است که حذف آن از آب با روش های شیمیایی منجر به تولید لجن می شود و روش های دیگر مانند R.O نیز در مصرف برق و دفع فاضلاب مشکل دارند. چارچوب های فلز- آلی یکی از جدیدترین جاذب هایی هستند که در جداسازی آنیون ها استفاده می شوند. در این تحقیق از MOF 1 برای حذف فلوراید از محلول آبی استفاده شده است. فاکتورهای مختلفی مانند pH، زمان تماس، مقدار جاذب و دما بررسی شد. بر اساس نتایج، MOF سنتز شده در محیط های اسیدی یون های فلوراید بیشتری را جذب می کند. زمان تماس تا 20 دقیقه تاثیر بسزایی در میزان حذف یون فلوراید دارد و سپس اثر آن به شدت کاهش می یابد. مقدار جاذب مصرفی تا حد اشباع موثر است و دمای محیط آب تاثیر معنی داری بر میزان جذب یون فلوراید ندارد. همچنین نتایج مطالعات سینتیکی موید سینتیک شبه مرتبه دو واکنش جذب فلوراید در حضور MOF1 است. همچنین در این تحقیق از فلز روی به عنوان یون زویتر به عنوان فلز مرکزی با هدف کاهش اثرات زیست محیطی MOF استفاده شده است.

    کلیدواژگان: MOF، زویتریون، فلوراید، حذف، آلودگی آب
  • هادی سعدی*، محمد آل کثیر فرحانی، محمد منصوری فر صفحات 41-54

    هنگام آبیاری مزرعه، آب در امتداد نوارها حرکت کرده و بیشتر آب را به انتهای نوارها منتقل و از یکنواختی آبیاری جلوگیری می کند. در تحقیق حاضر به منظور رفع مشکل مذکور، طراحی، ساخت و ارزیابی عملکرد سامانه ای صورت گرفت که با پر کردن جویچه های ایجاد شده مشکل غیر یکنواختی آبیاری رفع و بهبود عملکرد آبیاری را در پی داشت. سامانه الحاقی به مرزبند بشقابی دارای دو بشقاب مقعر به قطر 35 سانتی متر است که بصورت شناور متعاقب بشقاب های اصلی مرزبند و در امتداد پشته ایجاد شده قرار می گیرد و با انتقال بخشی از خاک بدنه پشته موجب پرکردن جویچه ها می گردد. آزمایشهای ارزیابی عملکردی مزرعه ای در سال 1397در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شوشتر انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل: نوع دستگاه (مرزبند با مکانیزم پرکننده جویچه ها و مرزبند بدون پر کننده جویچه ها)، فاصله کرت ها (5و10متر)، بر روی میزان هدر رفتن آب (برحسب متر مکعب)،هزینه کارگری جهت پر کردن جویچه های مرزبند،زمان انجام عملیات مرز کشی توسط مرزبند نتایج نشان می دهد که با استفاده از دستگاه پر کننده جویچه های مرزبند و در فاصله کرتی 10 متر کمترین میزان هدر رفتن آب به مقدار9680مترمکعب، کمترین هزینه کارگری جهت پرکردن جویچه های مرزبند 100هزار تومان و کمترین زمان جهت انجام عملیات مرز کشی در زمین های کشاورزی120 دقیقه در هکتار است.

    کلیدواژگان: عملیات خاکورزی، مرزبند با مکانیزم، مرزبند بدون مکانیزم، بذر شلتوک
  • سمانه اروندی*، عباس زارع، محمد افشار اصل صفحات 55-66

    بحث امنیت آب، غذا و انرژی در مواجهه با جمعیت رو به رشد کنونی و تشدید بهره برداری از ذخایر محدود و تجدید ناپذیر، اهمیت بیشتری پیدا می کند. بنا به تعریف بانک جهانی، امنیت غذایی «دسترسی همه مردم در تمام اوقات، به غذای کافی برای داشتن یک زندگی سالم» است که دارای سه محور اصلی «موجود بودن غذا»، «دسترسی به غذا» و «پایداری در دریافت غذا» است. بنابراین در هسته امنیت غذایی، دسترسی به غذای سالم و تغذیه مطلوب مطرح است. در این مقاله به جمع بندی و بررسی ابعاد امنیت در سه محور آب، غذا و انرژی در سامانه های نوین آبیاری و ارتباط این مفهوم با آمایش سرزمین پرداخته می شود. بررسی نتایج یافته ها نشان می دهد که با استفاده از سامانه های نوین آبیاری و تحقق پایداری می توان به امنیت آب، غذا و انرژی رسید. فرضیاتی که در سامانه های نوین آبیاری با توجه به مفهوم همبست و آمایش سرزمین اثرگذار و قابل بررسی می باشند شامل این موارد است: اثر سامانه ها در تولید غذا و امنیت غذایی جمعیت، اثر سامانه ها در مهاجرت معکوس، توزیع متوازن و هماهنگ منابع مالی (در مناطق محروم و کم برخوردار) و انرژی مصرفی کمتر و سرمایه گذاری بیشتر در بخش سامانه ها که با رسیدن به هرکدام از این موارد اثرپذیری سامانه ها بیشتر شده و تاثیر شگرف آن در آمایش سرزمین مشاهده می گردد.

    کلیدواژگان: پایداری، یافته ها، مهاجرت، ذخایر، تجدیدپذیر
  • محمدامین پرندین *، سید علی اشرف صدرالدینی صفحات 67-84

    برنامه‌ریزی آبیاری به منظور تعیین بیلان آب خاک و برآورد مصرف آینده آب بر پایه‌ محاسبه یا اندازه‌گیری مقدار تبخیر-تعرق انجام می‌شود تا توسط آن بتوان زمان رسیدن به حد مجاز تخلیه را پیش‌بینی کرد. این پژوهش با هدف ارزیابی مدل‌های مختلف تبخیر- تعرق مرجع () درمنطقه اسلام آباد‌غرب انجام شده است. برای این منظور داده‌های ماهانه ایستگاه سینوپتیک اسلام‌آبادغرب درطول دوره آماری30 ساله (1394-1365) استفاده شده است. پس از بازسازی داده‌های مفقوده و بررسی مرجع بودن ایستگاه، مقادیر با استفاده از 9 فرمول معتبر در نرم افزارREF-ET محاسبه شد. جهت تعیین مناسب‌ترین روش برای منطقه موردمطالعه، مقادیر به-دست آمده از روش‌های محاسباتی مذکور، بااستفاده از شاخص‌های آماری با داده‌های لایسیمتری مورد مقایسه قرارگرفت. نتایج نشان داد بین روش بلانی کریدل و داده‌های تشتک‌تبخیر ضریب همبستگی بالایی (99/0) وجود دارد و شاخص جذر میانگین مربعات خطا درروش تورک با مقدار 2/22 میلیمتر در ‌روز و پس از آن بلانی کریدل با مقدار 42/24 میلیمتر در روز به ترتیب نشان دهنده اختلاف کم مقادیر حاصل از این مدل،ها با داده‌های لایسیمتری می باشد. راندمان یا کارایی مدل تورک بامقدار93/0 و بلانی‌کریدل با مقدار 92/0 نسبت به سایر مدل‌ها بیشتر بود. با لحاظ مقدار کوچک میانگین درصد خطا درروش بلانی‌کریدل (01/0) مناسب بودن روش تایید گردید.

    کلیدواژگان: حوضه اسلام آبادغرب، روش بلانی کریدل، ضریب تعیین، ضریب همبستگی، مدل های تبخیر- تعرق
|
  • Behnam Namadian *, Ebrahim Asadi Pages 1-16
    The flow and drainage structures are widely used in irrigation and drainage networks due to their simple and relatively precise relationships. The flow causes the return of water and consequently increases the flow cross section and decreases the speed and also creates suitable conditions for sediment deposition and waste in the water, which is considered as a disadvantage of this structure. With the accumulation of sediments upstream, the flow conditions are changed and the accuracy of the extracted relationships is reduced to estimate the discharge. By combining the flow and valve, it is possible to reduce the problems and disadvantages of using each one alone and at the same time use their advantages so that the depositable materials behind the flow and accumulator in the hatch entrance pass through the substructure. Rhine, the combined behavior of spillway flow with jet out from under the hatch, creates different conditions downstream of such structures and causes scour changes downstream of this. The overall purpose of this study was to investigate the effect of valve opening rate on scouring rate in the case of discharge through the combined structure, upstream head height using flow-3D numerical model.The results show that by reducing the opening of the valve, the height of the water on the structure increases and causes the scour depth to increase. Also, by increasing the flow rate over the spillway and under the valve and the height of the upstream water, the maximum scour depth increases.
    Keywords: Scour, weir-gate, Numerical model, Composite Structure, Flow-3D
  • Ali Asareh *, Sina Jamshidi Orak Pages 17-30
    Due to the fact that many variables are effective in the amount of sediment trapping and the amount of water loss in the eddy tube, this study was conducted to investigate the performance of the eddy tube in laboratory conditions. 4 ratio of pipe gap width to pipe diameter (t / d), 0.15, 0.20, 0.25 and 0.3, 3 granulation D1 (particles passing through sieve 8 and remaining on sieve 10), D2 (particles passing through sieve 16 and remaining on sieve 20) and D3 (particles passing through sieve 20 and remaining on sieve 30) were selected at a 45 degree angle with different flow rates. The results showed that if the area is not facing water shortage and water supply problems and preventing sediment from entering the system is preferable to water supply, t / d = 0.3 is a more desirable option; But if it is very important in water supply areas and there is basically water shortage; The better option is t / d = 0.25.
    Keywords: vortex tube, trapping, orifice percentage, Sediment, the Froude number
  • Mostafa Aliakbari *, Roya Mafi Gholami, Mahdi Borghei Pages 31-40

    Excess fluoride is one of the water pollutants in the world, which is removed from the water by chemical methods to produce sludge, and other methods such as R.O. also have problems in electricity consumption and wastewater disposal. Metal-organic complexes are one of the newest adsorbents used in the separation of anions. In this study, MOF 1 was used to remove fluoride from aqueous solution. Existing factors such as pH, contact time, adsorbent amount and temperature were examined. Based on the results, the MOF synthesized in acidic media absorbs more fluoride ions. Contact time of up to 20 minutes has a significant effect on the removal of fluoride ions and then its effect is greatly reduced. The amount of adsorbent used is up to saturation and the water environment has no significant effect on the absorption of fluoride ions. Also, the results of kinetic studies confirm the pseudo-second-order kinetic model for fluoride adsorption reactions in the presence of MOF1. Also in this research, zinc metal is used as a zebrafish as a central metal with the aim of reducing the environmental MOF.

    Keywords: MOF, Zwitterion, fluoride, Removal, Water Pollution
  • Hadi Saadi *, Mohammad Alkaserfarhani, Mohammad Mansurifar Pages 41-54

    When irrigating the field, the water moves along the strips and transfers most of the water to the ends of the strips, preventing uniform irrigation. In the present study, in order to solve the mentioned problem, a system was designed, constructed and evaluated for performance, which by filling the created furrows, solved the problem of non-uniform irrigation and improved irrigation performance. The system adjoining the plate boundary has two concave plates with a diameter of 35 cm, which float following the main plates of the boundary and along the created ridge, and by transferring a part of the soil of the ridge body, it fills the furrows. Field performance evaluation experiments were performed in 1397 in the research farm of the Faculty of Agriculture, Islamic Azad University, Shushtar Branch. Experimental treatments include: device type (boundary with furrow filling mechanism and boundary without furrow filling), plot distance (5 and 10 meters), on water loss rate (in cubic meters), labor cost to fill boundary furrows, Time of border demarcation operation by Marzband The results show that by using the border trench filling machine and at a distance of 10 meters, the minimum amount of water wasted in the amount of 9680 cubic meters, the lowest labor cost to fill the border trench 100,000 Tomans and the shortest time to do Border operations on agricultural land are 120 minutes per hectare.

    Keywords: Tillage operations, Boundary with mechanism, Boundary without mechanism, Rice seeds
  • Samane Arvandi *, Abbas Zare, Mohammad Afshar Asl Pages 55-66

    The issue of water, food and energy security is becoming increasingly important in the face of the current growing population and the intensification of exploitation of limited and non-renewable resources. According to the World Bank, food security is "access of all people to adequate food at all times to have a healthy life", which has three main axes: "food availability", "food access" and "food sustainability". Therefore, the core of food security is access to healthy food and good nutrition. In this research, by the dimensions of security of water, food and energy, the relationship between this concept and land management is discussed. Studying the results of researches show that using modern irrigation systems, concluded expanding new irrigation methods and achieving sustainability, can be achieved Nexus of water, food and energy. The hypotheses that are effective in modern irrigation systems according to the concept of Nexus and land use planning can be evaluated according to the effect of these systems on food production and food security, the effect of systems on reverse migration, balanced distribution and financial resources and less energy consumption and more investment in the systems sector, which with the achievement of each of these cases, the effectiveness of the systems increases and its tremendous impact on land use planning is observed.

    Keywords: Stability, Finding, Migration, Reserves, Renewable
  • mohammad amin parandin*, seyed aliashraf sadraddini Pages 67-84

    An irrigation planning is set in order to determining the soil water balance and estimation of the water future consumption based on the calculation or measuremant of the Evapotranspiration values, which providing a possibility for prediction of a real time that corresponding to the moisture index of management Allowed Deficit (MAD) in soil. This study was conducted for evaluation different reference evapotranspiration models in Islamabad-Gharb area. for this purpose, the monthly data of Islamabad-Gharb synoptic Meteorology stations during a period of 30-year (1394-1364)were used. After restruction of the missed data and verification of the reference stations, values of the evapotranspiration were calculated with 9 valied formulas using REF-ET software. In order to determine the best method, the output values of the models were compared with evaporation pan data, using some statistical criterio. According to the results, the highest correlation coeficient (r=0.99) was obtained between the output data of the Blaney- Cradle model and evaporation pan. Also the minimum root mean square error (RMSE) values of 22.2 (mm/day) and 24.42 (mm/day) were belogend to the models of torque and Blaney- Cradle, respectively. Furthermore the highest efficiency (EF) value(0.93) was obtained for the both models of Blaney- Cradle and torque. Hence by considering the resulted minimum mean percentage error (MAPE) value (0.01) for Blaney-Cradle, this model was proposed as the most suitable model for application in the studied area.

    Keywords: ISLAMABAD GHARB, Blany-cridle method, The determination coefficient, The correlation coefficient, Evapotranspiration models