per
انجمن مهندسی آبیاری و آب ایران
نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران
2251-7359
2020-03-20
10
3
1
12
10.22125/iwe.2020.107013
107013
Original Article
بررسی اثر غلظت پلی اکریل آمید روی هدایت هیدرولیکی اشباع سه بافت مختلف خاک
Investigate the effect of polyacrylamide concentration on saturation hydraulic conductivity for three different soil textures
وحید شهابی زاد
v.shahabizad@yahoo.com
1
مهدی بهرامی
bahrami@fasau.ac.ir
2
دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران
گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فسا، شهر فسا،
امروزه استفاده از پلیمرها و مواد اصلاحکننده خاک و آب، اهمیت قابلتوجهی در بخش کشاورزی دارد. یکی از مهمترین پلیمرها که باعث کاهش فرسایش خاک و افزایش نفوذ آب در خاک میشود پلی اکریل آمید بانام تجاری PAM است. تحقیقات انجامشده در مورد اثر استفاده از PAM بر خصوصیات فیزیکی خاک (مانند هدایت هیدرولیکی اشباع) نتایج یکسانی نداشته است. در این تحقیق اثر شش غلظت 0، 5،10، 15، 20 ، 25 و 30 میلیگرم بر لیتر که بهصورت محلول PAM که به خاک اضافه شد، روی هدایت هیدرولیکی اشباع خاکهای لوم شنی، لوم و لوم رس سیلتی به روش بار ثابت در آزمایشگاه با پنج تکرار بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت هر میلیگرم بر لیتر محلول PAM، لزجت محلول 9/1 درصد افزایش یافت. در خاک لوم شنی با افزایش غلظت PAM، هدایت هیدرولیکی اشباع خاک بهصورت خطی و معنیداری کاهش یافت. با افزایش هر 5 میلیگرم بر لیتر محلول PAM هدایت هیدرولیکی اشباع خاک لوم شنی 6/2 سانتیمتر بر ساعت کاهش یافت.در خاک سبک لوم شنی اثر افزایش لزجت محلول PAM عبوری از محیط متخلخل مشهودتر از اثر پیوند بین ذرات رس و PAM بود.در خاکهای لوم و لوم رس سیلتی روند تغییرات هدایت هیدرولیکی اشباع خاک نسبت به غلظت PAM بهصورت سهمی درجه 3 بود. در خاک لوم تا غلظت 20 میلیگرم بر لیتر PAM و در خاک لوم رس سیلتی تا غلظت 25 میلیگرم بر لیتر PAM هدایت هیدرولیکی اشباع خاک افزایش و در غلظتهای بزرگتر از این مقادیر، هدایت هیدرولیکی اشباع کاهش یافت.برای خاکهای لوم و لوم رس سیلتی با افزایش غلظت محلول PAM تا مقدار بهینه مصرف اثر پیوند بین ذرات رس و PAM و بعدازآن اثر لزجت محلول PAM مشهود بود.
Nowadays, the use of polymers and soil and water reclamation agents has a significant bearing on agriculture. Polyacrylamide is one of the most important polymers that reduces soil erosion and increases water penetration in the soil by the PAM brand. Research on the effect of using PAM on soil physical properties (such as saturated hydraulic conductivity) has not had the same results. In this study the effect of six concentrations 0, 5, 10, 15, 20, 25and 30 mg/l dissolved PAM on saturate hydraulic conductivity 3 different soil textures (sandy loam, loam and silty clay loam) were studied in laboratory. Saturation hydraulic conductivity was measured with constant head method. For each treatment five replications were considered. Results showed that PAM viscosity increased about 1.9 % relative to water for each mg/l increase in PAM concentration. In sandy loam soil, with increasing PAM concentration, the hydraulic conductivity of soil saturation decreased linearly and significantly. With increasing of 5 mg / l of PAM solution, the hydraulic conductivity of sandy loam soil 2.6 cm / h decreased. In sandy loam soil, the effect of increasing the viscosity of PAM solution passing through the porous medium was more evident than the effect of the bond between clay and PAM particles. In loamy and silty clay loam soil texture, the trend of saturation hydraulic conductivity changes was compared to the PAM concentration as a parabolic curve. In the loam soils up to 20 mg / l PAM concentration and in the silty clay loam soil up to 25 mg / l PAM, the hydraulic conductivity of soil saturation increased and in concentrations greater than these values, the saturated hydraulic conductivity decreased. For loam soil and silty clay loam with increasing concentration of PAM solution to the optimum amount, the effect of bond between clay and PAM particles and later on the effect of viscosity PAM solution was evident.
https://www.waterjournal.ir/article_107013_34ffecf522c469867b58702436e0e890.pdf
لزجت محلول پلی اکریل آمید
نفوذپذیری خاک
مواد اصلاح کننده خاک
viscosity dissolved PAM
soil permeability and soil amendment
per
انجمن مهندسی آبیاری و آب ایران
نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران
2251-7359
2020-03-20
10
3
13
21
10.22125/iwe.2020.107015
107015
Original Article
شبیهسازی جریان غیرماندگار ناگهانی در کانالهای آبیاری با استفاده از روش عددی MacCormack-TVD
Simulation of Rapidly Varied Unsteady Flow in Irrigation Canals Using MacCormack-TVD Numerical Method
ریحانه امینی
reyhaneh21_amini@yahoo.com
1
حسام قدوسی
ghodousi_he@yahoo.com
2
کاظم شاهوردی
k.shahverdi@basu.ac.ir
3
دانشجوی کارشناسی ارشد سازه های آبی
عضو هیات علمی گروه مهندسی آب دانشگاه زنجان
عضو هیئت علمی
ایجاد و انتشار جریانهای غیرماندگار در کانالهای آبیاری موجب تغییر در دبی تحویلی به آبگیرها میشود. جریانهای غیرماندگار در کانالهای آبیاری معمولاً در اثر باز و بسته شدن سازههای آببند ایجاد شده و بسته به نوع بهرهبرداری، ممکن است ناگهانی یا تدریجی باشند. تاکنون مطالعه جریانهای غیرماندگار تدریجی در کانالهای آبیاری در تحقیقات مختلف مورد توجه قرار گرفته است. شبیهسازی جریانهای غیرماندگار تدریجی اغلب با استفاده از مدلهای هیدردینامیکی موجود انجام میشود اما این مدلها قادر به شبیهسازی جریانهای غیرماندگار ناگهانی نمیباشند. در این تحقیق با استفاده از روش عددی MacCormack که یک روش مرتبه دوم میباشد اقدام به توسعه مدل عددی حل معادلات حاکم بر جریانهای غیرماندگار ناگهانی گردید و برای مهار نوسانات غیرواقعی نیز از روش TVD استفاده گردید. مدل در محیط برنامه نویسی متلب جهت شبیهسازی امواج مثبت ایجاد شده در اثر بسته شدن ناگهانی یک دریچه در انتهای کانال E1R1 از شبکه آبیاری دز و یک کانال فرضی توسعه یافت. نتایج نشان داد که هر چه دبی عبوری در لحظه بسته شدن دریچه بیشتر باشد، خطاهای حل عددی نیز افزایش یافته و کاربرد همزمان روش مک کورمک و TVD میتواند خطای حل عددی را کاهش دهد و نوسانات سطح آب را مطابق با واقعیت شبیهسازی نماید
Creation and propagation of unsteady flow in irrigation canals causes changes in water delivery to canal intakes. Unsteady flow in irrigation canals usually form by operation of check structures. Up to now simulation of unsteady gradually varied flow in irrigation canals has been considered in various researches. Simulation of unsteady gradually varied flow mostly done using available hydrodynamic models, but these models can’t simulate unsteady rapidly varied flow. In this research, using MacCormack numerical method, a numerical model was developed to solve the governing equations for rapidly unsteady varied flows, and the TVD method was used to control unrealistic and non-physical oscillations. The model was developed in MATLAB programming environment to simulate positive waves caused by the suddenly closure of a gate at the end of the E1R1 canal in Dez irrigation network and a hypothetical channel. The results showed that the higher flow in the gate at the moment of gate closure causes the higher numerical solution errors. Also, the results showed that the simulation using MacCormack method would have a large error, but the simultaneous application of the TVD and MacCormack method could reduce the numerical solution errors and simulate the water surface fluctuations according to the reality.
https://www.waterjournal.ir/article_107015_a9c79eb78b61b9777771c72f1cda530f.pdf
تغییرات کل از بینرونده
جریان غیرماندگار
روش صریح
سنت ونانت
مککورمک
Explicit Scheme
MacCormack
Saint-Venant
TVD
Unsteady flow
per
انجمن مهندسی آبیاری و آب ایران
نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران
2251-7359
2020-03-20
10
3
22
33
10.22125/iwe.2020.107016
107016
Original Article
شبیهسازی عددی سه بعدی تأثیر جهت باد بر الگوهای چرخشی و شوری جریان در دریاچه ارومیه
3D Numerical Simulation of Wind Direction Effect on Flow Circulation and Salinity Patterns at Lake Urmia
محمد همتی
m.hemmati@urmia.ac.ir
1
حجت احمدی
hojjat.a@gmail.com
2
سجاد احمد حمیدی
shamidi@iup.edu
3
گروه مهندسی آب دانشگاه ارومیه
گروه مهندسی آب دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
استادیار گروه فیزیک دانشگاه ایندیانا، پنسیلوانیا، آمریکا
در سالهای اخیر، به دلیل مدیریت ضعیف منابع آب، افزایش زمینهای کشاورزی و احداث بیش از حد سد بر روی رودخانههای تغذیه کننده دریاچه، دریاچه ارومیه با بحران زیست محیطی مواجه شده است. در این تحقیق مدل سه بعدی(Mike 3 flow model FM) برای بررسی تأثیر جهت باد و احداث میانگذر بر روی چرخش جریان و توزیع شوری در لایههای مختلف، بکار برده شد. به منظور واسنجی و صحتسنجی مدل از دادههای شوری اندازهگیری شده در دو عمق متفاوت (نزدیک سطح آب و بستر) و در موقعیتهای مختلف دریاچه استفاده گردید. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که سرعت و جهت باد از پارامترهای مهمی است که نقش اساسی را در الگوهای چرخشی جریان به ویژه در لایه سطحی آب و توزیع شوری دریاچه در هر دو حالت با و بدون میانگذر دارد. علاوه بر آن، نتایج سهبعدی شبیهسازی نشان داد که به دلیل جهت باد و وجود میانگذر، جهت جریان و توزیع شوری در لایههای سطحی و نزدیک بستر متفاوت میباشد.
In recent years, Lake Urmia has encountered with environmental crisis, due to poor management of water resources, increasing the agricultural land and over the construction of dams on feeding rivers. In this research, a 3D model (Mike 3 flow model FM) was applied to investigate the effects of changes in wind direction and construction of causeway on flow circulation and salinity distribution in Lake Urmia. The salinity data measured in two depths (near the water surface and close to the bed), and different locations were used to evaluate the calibration and verification of the model. The results of the present study showed that the wind speed and its direction are one of the important parameters that play a major role in flow circulation patterns, especially in the surface layer of the water, and salinity distribution in both cases with and without causeway. Moreover, three-dimensional simulation results revealed that the flow path and salinity distribution were different in surface and bottom layers, due to the wind direction and construction of the causeway.
https://www.waterjournal.ir/article_107016_22ce5ef798d4ad5e2921ac114bd9b797.pdf
الگوی جریان
تراز آب
جریانهای لایهای
دریاچه ارومیه
.MIKE3
Flow Pattern
Water level
Stratified flows
Lake Urmia
MIKE 3
per
انجمن مهندسی آبیاری و آب ایران
نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران
2251-7359
2020-03-20
10
3
39
51
10.22125/iwe.2020.107017
107017
Original Article
مدل سازی عددی سرریزهای کنگره ای با کنگره مضاعف در بال سرریز با استفاده از نرم افزار FLOW 3D و مقایسه با نتایج آزمایشگاهی
Numerical Modeling of the Labyrinth Weirs with Additional Passages Added onto Weir’s Wing Using Flow-3D Software and Comparison to the Laboratory Results
حسین آذرپیوند
h.azarpayvand64@yahoo.com
1
علیرضا عمادی
emadia355@yahoo.com
2
محمد صدقی اصل
sedghiasl@gmail.com
3
سازه های آبی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
سرریزهای کنگرهای، سازههای اقتصادی جهت افزایش بازده خروجی سرریز در یک عرض محدود میباشند که در پلان به شکل ذوزنقه، مثلث و غیره دیده میشوند. افزایش ظرفیت سرریز از طریق افزایش عرض آن همواره میسر نیست، استفاده از سرریزهای کنگرهای به واسطه افزایش طول موثر آنها در ارتفاع هیدرولیکی و عرض مشخص میباشد. در این تحقیق، سرریزهای چندوجهی ذوزنقهای شکل در پلان که روی بال آنها، جهت افزایش جریان عبوری، کنگره جدید اضافه گردیده است مورد بررسی قرار گرفتهاند، آزمایشها روی 27 مدل آزمایشگاهی با 9دبی مختلف و در مجموع با 243 آزمایش که در بال آنها کنگره مضاعف ایجاد شده بررسی گردید و همچنین شبیه سازیهای جریان عبوری با استفاده از نرم افزار Flow-3D انجام شده است. نتایج حاصل از حل عددی برای تعیین ضریب دبی سرریز با داده های آزمایشگاهی صحت سنجی شد که نشان داد تطابق خوبی بین حل عددی و آزمایشگاهی وجود دارد و نرم افزار Flow-3D از قابلیت بالایی برای شبیه سازی جریان بر روی سرریزهای کنگرهای برخوردار است. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که در مورد کلیه سرریزهای چندوجهی مرکب ذوزنقهای شکل نسبت پارامتر، ضریب دبی به ( بار هیدرولیکی کل و:P ارتفاع سرریز) ابتدا افزایش یافته و پس از رسیدن به مقدار حداکثر، شروع به کاهش مینماید. با افزایش کنگره در بال سرریز در نتیجه افزایش طول مؤثر، مقدار دبی عبوری در یک مقدار مشخص افزایش مییابد. دبی عبوری در سرریزهای چند وجهی ذوزنقهای شکل با پلانهای مرکب نیمدایره بهتر از مربعی و سرریز مرکب مربعی بهتر از سرریزهای ذوزنقهای ساده میباشد بطوریکه دبی جریان عبوری حدود 15 درصد نسبت به سرریز کنگرهای ذوزنقهای افزایش دارد و بازه ضریب دبی از مرز 4/0در سرریز کنگرهای به مرز 65/0 در سرریز مرکب میرسد .
Labyrinth weirs are some cost-effective structures, having trapezoidal, triangular and other formats, utilized for increasing the output efficiency in a limited width. Raising the capacity of labyrinth weirs via increasing their width is not always possible. The labyrinth weirs are used due to the increase in their efficient length on a given hydraulic height and width. The present study investigates the weirs having trapezoidal polyhedron format, on the wings of which some new labyrinth have been added so that their spillover discharge rate will be reinforced. The experiments in this study were conducted on 27 laboratory models having 9 different discharge rates, on whose wings double labyrinth have been added, totally through 243 experiment. Besides the spillover simulations were performed using the Flow-3D software. The results obtained from the numerical analysis for the determining the spillovers discharge rate coefficient were validated using laboratory data and it demonstrated a good correspondence between the numerical solutions and laboratory findings. It is also suggested that the Flow-3D software has a high potential in simulating the flow on labyrinth weirs. Laboratory results also indicated that, regarding all the compound polyhedron trapezoidal weirs, the parameter ratio, flow rate coefficient to ratio (Ht: total hydraulic load and P: spillways height) firstly raise and then start to reduce once they reach the maximum level. The spillover discharge rate increases for a given when the effective length of the weirs’ wing is raised. The discharge rate on the weirs having semi-circular compound format is better than this rate of ones having the square format and the ones having compound square format have spillover discharge rates better than the ones having simple trapezoidal format, in a manner that the discharge rate of the current flow is increased 15 percent more than the trapezoidal dam labyrinth spillways and flow rate coefficient interval increases from 0.4 percent of dam labyrinth spillways to 0.65 on the compound spillways.
https://www.waterjournal.ir/article_107017_8eea83e1ddc55337468bf48075a5312d.pdf
بار هیدرولیکی
سرریزهای چند وجهی مرکب
طول موثر
نرم افزار Flow-3D
: hydraulic load
spillover’s discharge rate
combined polyhedron weirs
Effective length
Flow-3D
per
انجمن مهندسی آبیاری و آب ایران
نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران
2251-7359
2020-03-20
10
3
52
67
10.22125/iwe.2020.107091
107091
Original Article
ارزیابی کارایی خاکپوشهای کاه و کلش گندم و تراشههای چوب در کاهش رواناب و رسوب حوزههای آبخیز تک منبع
Effectiveness evaluation of wheat straw and wood shred mulches for runoff and sediment yield reduction from unit source micro-catchments
جلال زندی
jalal.zandi2010@gmail.com
1
کریم سلیمانی
k.solaimani@sanru.ac.ir
2
محمود حبیبنژاد روشن
m.habibnezhad@sanru.ac.ir
3
عطاله کاویان
a.kavian@sanru.ac.ir
4
علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
گروه مرتع و آبخیزداری ،دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری ،ساری، ایران
گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
In this study, the effectiveness of wheat straw mulch and wood shred was investigated in order to reducing runoff and sediment yield from unit source micro-catchments. Three micro-catchments (one for control and two others for treatments) were selected with an area of 1/ha for each wich are located in upstream of Gheshlagh Dam in Kurdistan province. After the implementation of treatments (application rate of 3 ton. ha-1), each micro-catchment was equipped with one flume at its outlet to measure the runoff rate and turbidity during storm events across one-year sampling from 2014-2015. The result of RRE and SLRE showed that straw mulch and wood shred have reduced runoff by 24.54 and 13.24 percent, and sediment yield by 58.75 and 44.10 percent in comparison to the untreated micro-catchment, respectively. Wheat straw mulch showed better performance in reducing runoff and sediment than wood shred. This might be due to the twisted fibers of straw mulch, the formation of barrier against the flow, and filtration of sediment particles by straw.
https://www.waterjournal.ir/article_107091_a33a78b43ce5ff5d807f0de09c541cf2.pdf
حفاظت آب و خاک
حوزه آبخیز تک منبع
خاکپوش
رسوب معلق
سد قشلاق
Soil and Water Conservation
Unit source micro-catchment
Mulch
Sediment load
Gheshlagh Dam
per
انجمن مهندسی آبیاری و آب ایران
نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران
2251-7359
2020-03-20
10
3
68
81
10.22125/iwe.2020.107092
107092
Original Article
ارزیابی مدل مدیریت سیلاب SWMM5.0در شبیه سازی رواناب شهری (مطالعه موردی: حوضه شهری نیشابور)
Evaluation of Storm Water Management Model (SWMM5.0) in simulation of urban runoff (case study: urban catchment of Neyshabur)
صدیقه اروند
sedighearvand@yahoo.com
1
مهدی دلقندی
delghandi@gmail.com
2
زهرا گنجی نوروزی
z_ganji59@yahoo.com
3
اکبر علیپور
akbaralipoor.at@gmail.com
4
گروه آب و خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی شاهرود
استادیار گروه آب وخاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی شاهرود
آب و خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
مدیر بخش امور آب شرکت آب منطقهای خراسان رضوی
افزایش شهرنشینی و مناطق نفوذناپذیر درشهرها منجر به رخداد سیلابهای شدیدتر میگردد که نتیجه این امر افزایش مشکلات شهروندان و خسارت اقتصادی میباشد. مدلهای رایانهای میتوانند یک راه حل مناسب برای غلبه بر این مشکلات باشند. اما استفاده از مدلهای هیدرولوژیکی برای شبیهسازی رواناب مستلزم واسنجی مناسب پارامترهای دخیل در روندیابی هیدروگراف میباشد. بنابراین در مطالعه حاضر، مدل مدیریت سیلاب SWMM5.0 برای شبیهسازی مقدار کمی رواناب یک زیرحوضه شهری واقع در شهرستان نیشابور انتخاب گردید. دادههای مورد نیاز از 9 رخداد بارش جمع آوری شد و مدل با استفاده از 6 رخداد واسنجی و با 3 رخداد دیگر ارزیابی گردید. کارایی مدل با استفاده از میانگین ریشه دوم خطای نرمال شده (NRMSE)، راندمان مدل (EFF) و ضریب باقیمانده (CRM) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل SWMM5.0 می تواند با دقت، شکل هیدروگراف، دبی پیک و زمان رسیدن به دبی پیک را شبیهسازی کند. به طوریکه مقادیر EFF، NRMSE، CRM در مرحله اعتبارسنجی به ترتیب 80 درصد، 4/29 درصد و m3/s 16/0- بدست آمد. به طور کلی میتوان گفت مدل SWMM5.0 میتواند ابزار مدلسازی مفیدی برای شبیهسازی هیدروگراف رواناب شهری باشد. در پایان از مدل ارزیابی شده برای شبیهسازی سیلاب با دوره بازگشتهای 2، 5 و 10 ساله استفاده گردید.
The increasing of urbanization and the increase of impervious areas in cities has as a consequence extreme flooding events, with increase in citizens’ problems and economical losses. In order to be able to overcome mentioned problems, computer models are an appropriate solution. The use of hydrological- model to simulate the runoff necessitates the proper calibration of the different parameters involved in the routed hydrograph. Therefore, In the present study, the Storm Water Management Model (SWMM5.0) was chosen to simulate quantity of runoff of an urban subcatchment, located in Neyshabur. Data from nine rainfall events were collected. the model was calibrated using six rainfall events and validated using three new events. The model performance was evaluated based on the Normalized Root Mean Squared Error (NRMSE), Coefficient of Residual Mass (CRM), and EFFiciency of model (EFF). The results showed that the SWMM model could simulate accurately the shape of the hydrograph, the peak discharge and the time of peak. For validation events, values of NRMSE, EFF and CRM were 29.4%, 80% and -0.16 m3/s, respectively. Overall SWMM model was found to be a very useful modelling tool, which can be used for the simulation of urban runoff hydrographs. finally, the evaluated model used to simulate 2, 5 and 10-year return period flood.
https://www.waterjournal.ir/article_107092_29115347c09afd2ab280e8f71d67e972.pdf
هیدرولوژی شهری
رواناب
SWMM
مدلسازی
urban hydrology
runoff
SWMM
Modeling
per
انجمن مهندسی آبیاری و آب ایران
نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران
2251-7359
2020-03-20
10
3
82
97
10.22125/iwe.2020.107093
107093
Original Article
ارزیابی بهبود ایستایی و دقت پیشبینی مدلهای سری زمانی دبی رودخانه تحت تأثیر رهیافت تفاضلگیری) مطالعه موردی: رودخانه دز)
Assessing the Improvement of Stability and Precision of Predicting the Time Series Models of River Flow under the influence of Differential Approach (Case study: Dez River)
محسن مسلم زاده
moslemzadeh.m@semnan.ac.ir
1
سعید فرزین
saeed.farzin@semnan.ac.ir
2
حجت کرمی
hkarami@semnan.ac.ir
3
گرایش مهندسی و مدیریت منابع آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان
گروه مهندسی آب و سازه های هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان
استادیار گروه مهندسی عمران- مهندسی آب و سازه های هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان
هدف از پژوهش حاضر، بررسی تأثیر تفاضلگیریهای فصلی، غیرفصلی و ترکیبی بر میزان ایستایی سری زمانی دبی ماهانه رودخانه دز طی 60 سال میباشد. همچنین تأثیر میزان ایستایی بر عملکرد مدلهای SARIMA در پیشبینی سری زمانی از جنبههای مختلف بررسی شده است. ابتدا پایداری واریانس سری زمانی بررسیشده و تبدیلات لازم جهت مانا کردن واریانس اعمال گردیده است. سپس به کمک آزمون من-کندال فصلی، ایستایی میانگین ارزیابیشده و از نتایج آن برای ارزیابی وجود روند و نیاز به تفاضلگیری استفاده شده است. با استفاده از تفاضل گیریهای فصلی، غیر فصلی و ترکیبی، سه سری جدید ایجاد شده که ایستا بودن آنها به همراه سری اصلی، با تحلیل نمودار ACF و آزمون دیکی-فولر تعمیم یافته مورد بررسی قرارگرفته است. در ادامه، نوع و تعداد پارامترهای موردنیاز در مدلها برای هرکدام از حالات تعیین شده است. نتایج حاکی از آن است که هنگام استفاده از تفاضلگیری ترکیبی، تعداد مدلهای مورد نیاز برای بررسی به شدت کاهش یافته به طوریکه برای مدلسازی سری با تفاضلگیری فصلی، 196 و برای مدلسازی سری با تفاضل ترکیبی، تنها 16 مدل نیاز به بررسی داشتند. درحالیکه نتایج خروجی بهترین مدل از هر دو نوع سری تفاضلی تقریباً نزدیک به هم بود اما بهترین مدل از سری تفاضلی فصلی، با معیارهای ارزیابی 47/92=MAE، 4/154=RMSE و 61/0=R، برتری خود را نسبت به دیگر مدلها نشان داد. در نهایت، از مدل منتخب یعنی12(1،1،1)(4،0،4)SARIMA برای پیشبینی دبی رودخانه در 24 ماه آینده استفاده شده است.
The purpose of this study was to investigate the effect of seasonal, non-seasonal and combined differentiations on the time series stability of Dez River’s monthly discharge for 60 years. Also, the effect of the stability level on the performance of SARIMA models in the prediction of the time series is investigated from different aspects. Out of 720 data, 80% are taken into account for the calibration and the rest for the validation period. First, the stability of the variance of time series was investigated and the necessary transformations were applied to stabilize the variance. Then, with the help of seasonal Mann-Kendall test, the average stability was evaluated and its results have been used to assess the existence of the process and the need for differentiation. Using seasonal, non-seasonal and combined differentiations, three new series have been created, whose stability with the original series have been investigated by analyzing the ACF graph and the generalized Dickey-Fuller test. In the following, the type and number of parameters required in the models are determined for each scenario. The results indicate that when using combined differentiation, the number of models needed for review is severely reduced so that for modeling of series with seasonal differentiation, 196 and for modeling of combined differentiation series, only 16 models need to be investigated. While the outcomes of the best model of both types of differentiated series were almost the same, the best model of the seasonal differencing series, with the criteria of the assessment of MAE= 92.4, RMSE = 154.4 and R = 0.61 showed its superiority over the other models. Finally, the selected model namely SARIMA (4, 0, 4) (1, 1, 1)12 has been used to predict the river flow in the next 24 months.
https://www.waterjournal.ir/article_107093_965323b2bcc71033742269420e0c7e3e.pdf
تفاضل گیری
ایستایی
پیشبینی
دبی رودخانه
SARIMA
differentiation
Stability
prediction
River Flow
SARIMA
per
انجمن مهندسی آبیاری و آب ایران
نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران
2251-7359
2020-03-20
10
3
98
112
10.22125/iwe.2020.107095
107095
Original Article
برآورد مکانی و پهنهبندی تبخیر و تعرق مرجع با استفاده از روشهای زمین آمار و تیسن (مطالعه موردی: استان همدان)
Spatial Estimation and Zoning of Reference Evapotranspiration Using the Geostatistics and Thiessen Method (Case study: Hamadan
امیر سالاری
salari.1361@yahoo.com
1
محمد هادی نظریفر
nazarifar@ut.ac.ir
2
حامد کاوه
h.kaveh@torbath.ac.ir
3
گروه تولیدات گیاهی و گیاهان دارویی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربت حییدریه
گروه مهندسی آبیاری و زهکشی پردیس ابوریحان دانشگاه تهران
، گروه تولیدات گیاهی، دانشکده کشاورزی و پژوهشکده زعفران دانشگاه تربت حیدریه، تربت حیدریه، ایران
برآورد دقیق تبخیر و تعرق مرجع، نقشی مهم در مدیریت و مطالعات منابع آب دارد. روشهای نقطهای متعددی جهت محاسبه تبخیر و تعرق مرجع وجود دارد، روشهای درونیابی تیسن و زمینآمار، از جمله روشهایی هستند که امکان برآورد تبخیر و تعرق را در مقیاس منطقهای فراهم میسازند. در این روشها برای برآورد و تعمیم متغیر، علاوه بر مقدار آن در ایستگاه محل اندازهگیری، رابطه آن با مقدار و موقعیت متغیر در سایر ایستگاهها نیز در نظر گرفته میشود. در این تحقیق، از آمار 16 ایستگاه هواشناسی سینوپتیک و کلیماتولوژی موجود در سطح استان همدان استفاده و تبخیر و تعرق مرجع ماهانه و سالانه کلیه ایستگاهها توسط دو روش پنمنمانتیس و تورنتوایت تعیین گردید. نتایج نشان داد که در روش کوکریجینگ، بهترین متغیر کمکی، ارتفاع ایستگاه میباشد. تحلیل دادهها، نشان از وجود غیرهمگنی ژئومتریک داشت. بهترین مدل واریوگرام در روش کریجینگ مدل نمایی بهدست آمد. بیشترین خطای روش تیسن مربوط به مناطق شمالغربی و جنوبی استان همدان با دامنه تغییر 5/0 درصد تا 16 درصد بود. دامنه تغییرات خطای روش کریجینگ بین صفر تا 12 درصد متغیر بوده و بین مناطق شمالغربی و جنوبغربی منطقه مورد مطالعه توزیع گردید. نتایج نشان داد روش کریجینگ در مقیاس ماهانه و روش فاصله وزنی معکوس در مقیاس سالانه نتایج مطلوبتری ارائه میدهند. بنابراین طبق بررسیها و همچنین لزوم بومیسازی نقطهای مقادیر تبخیر و تعرقمرجع، در مقیاس ماهانه، روشهای زمینآمار و در مقیاس سالانه (با توجه به سهولت کاربرد )، با در نظر گرفتن دقت مورد نیاز، استفاده از روش تیسن ارجحیت دارد.
Estimation of reference evapotranspiration is one of the important components of water balance in each region and that is one of the effective factors in proper irrigation planning for improving water use efficiency. Among the methods that allow the estimation of variables on a regional scale, two methods of geostatistics and Theissen have key roles for land interpolation in extensive level. This study was conducted in Hamadan province. The best variograms was determined, which were the best fit for the exponential model in Kriging method. In the Theissen method's internal analysis, large values of errors are expanded for those stations located in the north-west and south regions, and the range of error variations is between 0.5% to 16%. But in the Kriging method, these errors are distributed in the north-west and south-west regions, while this method estimated better than Theissen's method, and the range of error variations is between 0% to 12%. Comparison of geostatistics and Theissen interpolation methods showed that in the scale of the seasonal, the geostatistical methods have a higher accuracy, but on an annual scale considering the ease of using the Theissen method, taking into account the accuracy required, there is the possibility of using Theissen's method.
https://www.waterjournal.ir/article_107095_3a2e223af06ffe605b2a5e6a94fd16f7.pdf
زمینآمار
تیسن
تبخیر- تعرق
پنمنمانتیث
: Geostatistics
Thiessen
evapotranspiration
Penman-Montith
per
انجمن مهندسی آبیاری و آب ایران
نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران
2251-7359
2020-03-20
10
3
113
126
10.22125/iwe.2020.107096
107096
Original Article
بهینهسازی شبکههای توزیع آب با تقاضای فازی در شرایط شکست یکی از لولههای شبکه
Optimal Design of Level-1 Redundant Water Distribution Networks with Fuzzy Demands
سمیرا گوهری
asad18_me5@yahoo.com
1
مجید رحیم پور
rahimpour@uk.ac.ir
2
کوروش قادری
kouroshqaderi@uk.ac.ir
3
محمد مهدی احمدی
ahmadi_mm@uk.ac.ir
4
سازههای آبی، بخش مهندسی آب، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
استادیار، گروه مهندسی آب، دانشگاه شهید باهنر، کرمان
استادیار بخش مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، r
استادیار بخش مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان،
بهینهسازیشبکههایتوزیع آببدون در نظر گرفتن عدم قطعیتهای موجود در پارامترهای تعیینکننده در طراحی شبکه، امری غیر واقعی به نظر میرسد. بنابراین توسعه روشهایی که بتوانند عدمقطعیتهای موجود در متغیرهای تأثیرگذار در طراحی شبکههای توزیع آب را مدلسازی کند ضروری میباشد. در این تحقیق مدلی بر مبنای رویکرد شبیهسازی- بهینهسازی شبکههای توزیع آب به صورت تلفیق الگوریتم ژنتیک با نرمافزار EPANET، با متغیرهای فازی توسعه داده شده است. همچنین، شبکههای توزیع آب به گونهای بهینه میشوند که با وجود از دسترس خارج شدن هریک از لولههای شبکه (شکست لوله از شبکه) اختلالی در عملکرد شبکه ایجاد نشود. در این مدل تقاضای گرهها و هد در دسترس به صورت فازی و با استفاده از توابع عضویت مثلثی بیان شده است. علاوه بر این هد مطلوب گرهها نیز به صورت فازی در نظر گرفته شده و با استفاده از ارتباط بین هدهای فازی در دسترس و مطلوب گرهها، محدودیتهای فازی به محدودیتهای قطعی تبدیل شدهاند. آزمون درستی مدل با استفاده از بهینهسازی شبکه توزیع آب تک مخزنی در یک سطح (لوله) برکنار شده با تقاضای فازی اجرا شده است. سپس به عنوان مطالعه موردی به بهینهسازی شبکه توزیع آب شهر جنگل با تقاضای فازی (تحت شرایط برکناری یکی از لولهها از شبکه) پرداخته شد. نتایج حاصل از این مدل نشان داد که هزینه بدست آمده از بهینهسازی شبکه توزیع آب با یک سطح (لوله) برکنار شده با تقاضای فازی بهخاطر جبران شرایط برکناری هر یک از لولهها به منظور تأمین هد گرهها با توجه به میزان وسعت شبکهها افزایش 30 تا 70 درصدی داشته است.
Optimization of water distribution networks, regardless of uncertainties of effective variables in design of network is unrealistic. Therefore, developing method based on uncertainties variables in water distribution network design is necessary. In this research, a model based on simulation-optimization approach (combination of genetic algorithm and EPANET software) with fuzzy variables has been developed. Also, water distribution networks without causing disruption in their Performance with level-1 redundant have been optimized. In this model, fuzzy nodal demands and fuzzy available nodal heads are characterised by triangular membership functions. Furthermore, desirable nodal heads are also considered as fuzzy and relationship between fuzzy available nodal heads and fuzzy desirable nodal heads is used to convert fuzzy constraints to crisp constraints. For validation of model, the program has been implemented for optimization of level-1 redundant water distribution single network with fuzzy demands then paid to the optimization Jangal water distribution network with fuzzy demands (under one pipe failure condition) as a case study. The result of this model shows the cost of optimal design of Level-1 redundant water distribution networks model with fuzzy demands regard of scale of network 30% to 70% is increases due to providing nodal heads to offset the one pipe failure condition from network.
https://www.waterjournal.ir/article_107096_a2213f7ec1f96a9de15b87abcd485d0f.pdf
الگوریتم ژنتیک
بهینهسازی
پارامترهای فازی
شبکه توزیع آب
عدمقطعیت
water distribution networks
optimization
GA
Uncertainty
Fuzzy parameter
per
انجمن مهندسی آبیاری و آب ایران
نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران
2251-7359
2020-03-20
10
3
127
141
10.22125/iwe.2020.107097
107097
Original Article
بررسی نقش آبهای غیرمتعارف (بازچرخانی و نمکزدایی) در نواحی خشک با رویکرد مدیریت بهم پیوستۀ منابع آب
Role of Non-Conventional Waters in Arid Regions from an Integrated Water Resources Management Perspective
فرهاد یزدان دوست
yazdandoost@kntu.ac.ir
1
محمد مسعود نوروزی
mnoruzi@mail.kntu.ac.ir
2
گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
گروه آب و سازه های هیدرولیکی، دانشکده عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران،
در این تحقیق، به مقولۀ برنامهریزی نیازهای آبی در نواحی خشک، به کمک منابع غیرمتعارف ( آبهای بازچرخانی و نمکزدایی) با رویکرد مدیریتبهمپیوستۀ منابعآب پرداخته شدهاست. برای ارزیابی نقش آبهای غیرمتعارف، یک جعبهابزار(toolbox) طراحی شده که شامل مدلسازی بهمپیوسته، کمّیسازی، سناریوهای منابع و مصارف و ابزار تصمیمسازی است. برای بررسیِ نقش آب غیرمتعارف در تخصیص یکپارچه منابع و مصارف، مدل ارزیابی و برنامهریزی منابع در این جعبهابزار به کار گرفتهشد؛ ابتدا شرایط موجود، در مدل شبیهسازی و واسنجی گردید. سپس سناریوهای منابع (متعارف و غیرمتعارف) و مصارف(شرب، کشاورزی و صنعت) برای پیشبینی در سال افق طرح مورد تحلیل قرار گرفت. از دیگر قابلیتهای جعبه ابزار، رتبهدهیِ مطلوبیتِ سناریوها از طریق ابزار تصمیمسازی چندمعیارۀچندشاخصه (MADM) است، که این امکان را به وجود آورده که علیرغم پیچیدگی عوامل موجود در تصمیمگیری، رابطۀ بین آنها به صورت سیستماتیک بررسی گردد. مطالعه، روی حوضۀ کاشان انجام گرفت که به دلیل استفادۀ بیرویه از منابع متعارف، با بحران مواجه است. نتایج نشان داد که امکان افزایش سطح زیرکشت، در اینگونه حوضهها وجود ندارد، امّا صنعت میتواند، به شرط استفاده از آبهای غیرمتعارف، تا حدّ معینی افزایش یابد؛ در این حالت، از میزان کمبود آب نیز نسبتاً کاسته میشود. گزینۀ انتقال آب از سایر حوضهها، در مقایسه با گزینۀ استفاده از آبهای غیرمتعارف، گزینۀ مناسبی نیست. نتایج مبین نقش برجستۀ آببازچرخانی برای صنعت، و آبنمکزداییشده برای شرب است. طبق این تحقیق، جعبهابزار به دلیل دربرگیری ابزارهای مناسب و قابل تعمیم، کمبودها را به صورت یکپارچه ارزیابی کرده و به سوی تصمیمگیری مناسبتر هدایت میکند.
To assess the role of non-conventional water in arid regions, an Operational toolbox was designed comprising an integrated allocation model and a decision support module. The Water Evaluation And Planning System (WEAP) was used to define and calibrate the existing conditions. Possible scenarios for water supply (including conventional and non-conventional water) and consumptions (including drinking, agriculture and industry) where examined under current and potential future scenarios. A multiple attribute decision-making tool was utilised to rank various scenarios. The toolbox was used in an arid catchment of Iran, where indiscriminate use of conventional water resources, has posed a dominating water shortage.The results of the various scenarios showed that there is no scope to increase in agriculture allocation while the industrial allocation may be increased provided the non-conventional water is utilised to a certain extent. The results obtained from the toolbox has indicated that water transfer from other catchments is not an attractive option compared to the use of non-conventional water The results imply the effective role of recycling for the industrial water allocation, and desalination for the drinking water supply management.
https://www.waterjournal.ir/article_107097_6bcfd991e92389db889515cbd73f091f.pdf
آب غیرمتعارف
بازچرخانی
آب لبشور
جعبهابزار
تصمیمسازیچندشاخصه
مدیریت بهمپیوستۀ منابع
نرمافزار DEFINITE
Brackish Water
Integrated Water Resources Management
MCDM
Non-conventional Water
Recycling water
Toolbox
per
انجمن مهندسی آبیاری و آب ایران
نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران
2251-7359
2020-03-20
10
3
142
158
10.22125/iwe.2020.107098
107098
Original Article
تحلیل «منابع و مصارف» و «ناپایداری منابع آب» در حوضه آبریز زایندهرود
Evaluation of “Supply and consumption”, and instability of water resources in Zayandeh-Rud River Basin
جواد اطاعت
detaat@yahoo.com
1
سعید صالحیان
saeid.salehian@gmail.com
2
دانشکده علوم اقتصادی و سیاسی دانشگاه شهید بهشتی تهران
تهران- اوین- دانشگاه شهید بهشتی تهران- دانشکده علوم زمین
حوضه آبریز زایندهرود در منطقه مرکزی ایران از مناطق دارای مسئله ناپایداری منابعآب است. در این پژوهش منابع و مصارف آبهای سطحی و زیرزمینی حوضه زایندهرود در ارتباط با ناپایداری منابع آب در حوضه مورد مطالعه قرار میگیرد. روش انجام این پژوهش به صورت توصیفی- تحلیلی و با اتکا بر تحلیل دادههای منابع و مصارف آب میباشد. برای بررسی منابع، تغییرات حجم ذخیره سد زایندهرود و برای مصارف، تخصیص آب به بخشهای شرب، صنعت و کشاورزی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج پژوهش نشان میدهد منابع آب حوضه در دهههای اخیر روند کاهشی داشته ولی مصارف آب حوضه روند متفاوتی داشته است، بهطوریکه حجم مصرفی آب شرب کماکان روند افزایشی داشته ولی تخصیص آب به بخش کشاورزی مختل شده است. با بروز ناپایداری منابع آب کشاورزی، بخش اعظم مسیر رودخانه از جریان دائمی آب محروم گردیده و اختصاص آب به بخش کشاورزی در بخش میانی و پاییندست حوضه با مشکل مواجه شده است. با بروز ناپایداری منابع آب، کشاورزان برای جبران کاهش جریان آب رودخانه، به حفر چاه و بهرهبرداری بیشتر از آب زیرزمینی اقدام نمودهاند که خود روند ناپایداری منابع آب حوضه را تشدید کرده است. با ادامه این روند پایداری محیطی و حیات انسانی در حوضه با خطر جدی روبرو میباشد.
Zayandeh-rud basin which is located in central Iran, is one of the areas with serious water instability problems. This research had studied water resources and the use of surface and underground waters on Zayandeh-rud Basin and its relation to instability of water resources in the basin. The method of this research is descriptive-analytic and is based on data analysis of water resources and water use. To evaluate water resources, water storage changes in Zayandeh-rud dam is studied, and the amount of drinking Water allocation, and also industry and agriculture sectors usage were studied. The research results show that Basin water resources have been decreasing in recent decades, while water consumption in the basin have had a different trend. Drinking water consumption has been increasing but water allocation to agricultural sector had substantially decreased. Instability of agricultural water resources has caused the river's course to dry out and also continuous flow of water is ceased and therefore many problems had arisen in relation to the allocation of water to agricultural sectors in the middle and lower area of the Basin. To compensate all of this instability and water shortage, farmers have drilled lots of wells and exploited too much underground water for agriculture, which has intensified the instability and shortage of water resources in the Basin. As this devastating cycle continues, environmental and human sustainability in the Basin will be in serious danger.
https://www.waterjournal.ir/article_107098_bf65638a33421da05384900da2832b8e.pdf
منابع و مصارف آب
ناپایداری منابع آب
منابع آب سطحی
منابع آب زیرزمینی
حوضه آبریز زایندهرود
Water supply and uses
instability of water resources
Surface water resources
Groundwater resources
Zayandeh
Rud basin
per
انجمن مهندسی آبیاری و آب ایران
نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران
2251-7359
2020-03-20
10
3
159
174
10.22125/iwe.2020.107099
107099
Original Article
بررسی عوامل مبهم در تخصیص آب شبکه آبیاری سد سیستان
Investigating the Vague Factors in Water Allocation in Irrigation District of Sistan Dam
احسان محمدی
mohammadi0508@gmail.com
1
معصومه دلبری
masoomeh.delbari@uoz.ac.ir
2
بهروز ابولپور
abolpuor@gmail.com
3
Peyman Afrasiab
peyman.afrasiab@uoz.ac.ir
4
ام البنی محمدرضاپور
mohammadrezapour@uoz.ac.ir
5
دانشگاه زابل
دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده آب و خاک دانشگاه زابل، زابل، ایران.
استاد بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران
دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده آب و خاک دانشگاه زابل، زابل، ایران
در سیستمهای سنتی آبیاری، مدیریت نامناسب تخصیص آب سبب ضعف عملکرد شبکه آبیاری، افزایش تلفات و کاهش بهرهوری مصرف آب (CWP) میشود .استفاده از مدلهای غیر خطی در کنار استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) میتواند موجب تقویت مدیریت شبکه آبیاری در شرایط عدم قطعیت شود. هدف این پژوهش بررسی تخصیص بهینه آب و بررسی دلایل عدم افزایش بهرهوری مصرف آب در بخشهای مختلف شبکه توزیع آبیاری میباشد. در این راستا، در مرحله اول نقاطی از شبکه توزیع آب که اثرات بیشتری بر تغییرات بهرهوری مصرف آب داشته، شناسایی شدند. سپس مقدار CWPبه یک مقدار بهینه در شرایط عدم قطعیت ارتقا داده شد. برای این منظور از مدلهای برنامهریزی فازی برای تخصیص آب شبکه آبیاری سد سیستان متناسب با تغییرات مکانی نیاز آبی آن شبکه، استفاده شد. نتایج نشان داد که بیشترین مقدار CWP مزارع گندم برابر 45/0 کیلوگرم بر متر مکعب و در نقاطی از شبکه با دامنه تغییرات تلفات دبی 360 تا 400 لیتر بر ساعت بر متر است. مشاهدات در نقاط بحرانی نشان داد که مقدار CWP لزوماً به مقدار محصول بستگی ندارد؛ بلکه به عوامل مدیریتی در شبکه آبیاری و مساحت مزارع نیز وابسته است. بنابراین، مناطقی با CWP بهینه میتوانند بهعنوان الگوهای مناسبی در افزایش ضریب مدیریتی در نظر گرفته شوند.
In traditional irrigation systems, inappropriate management of water allocation may lead to poor performance of the irrigation district, an increase in water losses, and a reduction in crop water productivity (CWP). Using optimization methods and nonlinear models along with the geographical information system (GIS) can improve the management of an irrigation district under uncertain condition. The objective of this study is to investigate the optimal water allocation and reasons for the CWP reduction in irrigation distribution district. To do so, in the first stage, those sites of water distribution district with the highest effects on CWP variability were identified. Then, the CWP was increased, later. For this purpose, fuzzy programming models and the possibility theory are used to prepare a water allocation plan for the irrigation system of Sistan Dam. The results show that the highest CWP of irrigation district for wheat fields is 0.45 kg/m3, which exist at the sites by the range of discharge losses in 360 to 400 L/m/hr. The analysis of these critical spots shows that the CWP values do not necessarily depend on crop productivity but they may depend on the management factors of irrigation district and the cultivated areas. Therefore, the spots with an optimized CWP could be considered as suitable patterns for increasing the management efficiency.
https://www.waterjournal.ir/article_107099_00a83e9e902fb3bc2a31285b0edd3acb.pdf
بهرهوری
تخصیص آب
برنامه ریزی فازی
سیستم اطلاعات جغرافیایی
مدیریت توزیع آب
Productivity
Water allocation
fuzzy programming
Geographical information system
Water Distribution Managemen
per
انجمن مهندسی آبیاری و آب ایران
نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران
2251-7359
2020-03-20
10
3
175
187
10.22125/iwe.2020.107100
107100
Original Article
پهنهبندی فرونشست دشت سمنان ناشی از برداشت بیرویه آبهای زیرزمینی با استفاده از تکنیک تداخل سنجی راداری و تصاویر Sentinel-1A
Subsidence Mapping caused by over exploitation of Underground Water in Semnan Plain Using Sentinel-1A IW TOPS Interferometry
رضا دهقانی بیدگلی
dehghanir@kashanu.ac.ir
1
حمیدرضا کوهبنانی
h_kohbanani@gmail.com
2
محمدرضا یزدانی
m_yazdani@semnan.ac.ir
3
استادیار، گروه مرتع و آبخیزداری، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران
گروه بیابانزدایی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران
3دانشیار، گروه بیابانزدایی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران
نشست زمین یکی از مخاطرات طبیعی با عواقب فاجعهبار است. بهدلیل استخراج بیشازحد منابع آب زیرزمینی و افت سطح پیزومتریک در بسیاری از آبخوانهای کشورمان، نشست زمین با سرعتهای مختلف در حال رخ دادن است. فن تداخلسنجی راداری با دریچه مصنوعی در مناطقی که اطلاعات ژئودتیک زمینی کافی موجود نیست، روشی است که جابجایی در راستای قائم را بهخوبی و در گستره وسیع نمایش میدهد. در تحقیق حاضر از دو تصویر جدید Sentinel-1A با فاصله زمانی 11 ماه برای بررسی نرخ فرونشست در دشت سمنان استفاده گردید. پس از اطمینان از همبستگی بالای دو تصویر، تداخلنگار اولیه تهیه گردید و پس از حذف فازهای غیرضروری، فاز جابجایی محاسبه و سپس به مؤلفه قائم تبدیل گردید. نتایج این تحقیق نشان داد بیشینه مقدار فرونشست دشت سمنان برابر 10 سانتیمتر در سال بود. در مناطق با نرخ بالای فرونشست عموماً در حوالی شهر سمنان در سمت شرق و جنوب با فاصله حداکثر 10 کیلومتری از شهر واقعشدهاند. بهدلیل متمرکز بودن پدیده نشست زمین در سمنان میتوان با مدیریت صحیح منابع آبی سرعت این پدیده را در منطقه مورد مطالعه کاهش داد.
Gradual or sudden subsidence of Earth's surface is one of the natural hazards with catastrophic consequences. Due to excessive extraction of underground water resources and the drop in piezometric levels in many of aquifers, ground subsidence is occurring at different speeds. InSAR techniques in areas where sufficient land is not available geodetic data, the way they move vertically as well as a wide range of displays. In this study of one coherent pair image of Sentinel 1 with an interval of 11 months was used to check the rate of subsidence in the plain of Semnan. After securing the high correlation between the two images, the original interferogram were prepared and the removal of unnecessary phases, phase shift is calculated and then became vertical component. The results show Semnan plain in most cases is more than 10 cm of subsidence. Generally, areas with high rates of subsidence near the city of Semnan in the East and South are up to 10 kilometers away from the city have been located. Because of this phenomenon centered in Semnan, it would be proper management of water resources in the region quickly reduce this phenomenon.
https://www.waterjournal.ir/article_107100_ca1361a7ed09877b7d0e69cb507f4e87.pdf
آب زیرزمینی
تداخل سنجی
سنتینل
فرونشست
سمنان
Groundwater
Interferometry
Sentinel-1A
subsidence
Semnan
per
انجمن مهندسی آبیاری و آب ایران
نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران
2251-7359
2020-03-20
10
3
188
200
10.22125/iwe.2020.107101
107101
Original Article
بررسی کلیماتولوژی آهنگ تغییرات خط ساحلی خلیج میانکاله
Investigating the Climatology of Coastal Changes in Gulf of Miankaleh
میثم عابدین پور
abedinpour_meysam@yahoo.com
1
رضا نوروز ولاشدی
rezanorooz@yahoo.com
2
مجتبی خوش روش
khoshravesh_m24@yahoo.com
3
مهدی مکاری
mehdimokari@gmail.com
4
دانیال قربانی
d.ghorbani83@yahoo.com
5
معاون آموزشی و پژوهشی- عضو هیات علمی گروه مهندسی آب- مرکز آموزش عالی کاشمر (دانشگاه دولتی)
استادیار هواشناسی کشاورزی گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران.
استادیار، گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.
استادیار گروه علوم و مهندسی آب، مرکز آموزش عالی کاشمر
دانشجوی دکتری رشته هواشناسی کشاورزی، گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد
خطوط ساحلی از مهمترین پدیدههای سطح زمین هستند که از طبیعتی پویا برخوردارند. پایش مناطق ساحلی پارامتری مهم در توسعه پایدار و حفاظت از محیطزیست است. پایش نواحی ساحلی، نیاز به استخراج خطوط ساحلی در زمانهای مختلف دارد. امروزه دادههای سنجش از دور به عنوان کارآمدترین منبع اطلاعاتی برای بررسی و تفسیر لندفرمهای ساحلی، سطوح جزرومدی، تغییرات خطوط ساحلی، عمق و ژرفای آب نظایر آن به شمار میرود. هدف از این تحقیق برآوردی از آهنگ تغییرات خط ساحلی منطقه خلیج میانکاله واقع در سواحل جنوب شرقی دریای مازندران با استفاده از تکنیکهای سنجش از دور است. این تحقیق به بررسی و تفسیر کیفی و کمی از تغییرات خطوط ساحلی در بازه زمانی 44 ساله میپردازد. ابزار اصلی پژوهش، تصاویر سنجنده MSS، TM، RVB، OLI و ETM+ ماهواره لندست است که این تصاویر مربوط ده سال در بازه 1972 لغایت 2016 است. نتایج تغییرات خالص نشان میدهد که در این بازه 44 ساله در ابتدا پسروی چشمگیر آب دریا و در پی آن خلیج میانکاله رخ داده است. اما پس از سال 1977 این روند معکوس شد. برآورد آهنگ تغییرات خط ساحلی با میانگینگیری وزنی گویای آن است که در فاصله 44 ساله این مطالعه خط ساحلی به شکل متوسط از خود پیشروی نشان میدهد.
Coastlines are one of the most important phenomenon in the surface of the earth, with a dynamic nature. Monitoring of coastal area is an important parameter for sustainable development and environmental protection. Coastal area monitoring requires the extraction of coastlines at different times. Today, data collection is considered as the most efficient source of information for the study of coastal landforms, tidal levels, coastline variation, and depth of the water. The purpose of this study was to estimate the changes in the coastline of the Miankaleh gulf area that is located on the southeast coast of the Caspian Sea, using remote sensing techniques. This study examines the qualitative and quantitative interpretation of coastline changes in the 44 years period. The main research tool is the MSS, TM, RVB, OLI and ETM+ Land Rover satellite images. The results of net changes show that, a deramatic rise was occurred in the gulf of Miankaleh. But after year of 1977, this trend was reversed. The coastal variation line with estimation of mean weighted suggests that, the study area was appears to be moderately antecedent, in the period of 44-year.
https://www.waterjournal.ir/article_107101_dcf1fc96ab28539addf274f0cf550f5a.pdf
پایش تغییرات
تالاب
سنجش از دور
مازندران
میانکاله
Mazandaran
Miankaleh
Remote Sensing
Monitoring of Changes
Wetland
per
انجمن مهندسی آبیاری و آب ایران
نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران
2251-7359
2020-03-20
10
3
201
219
10.22125/iwe.2020.107103
107103
Original Article
پیشبینی اثر تغییرات پارامترهای هواشناسی بر منابع آب زیرزمینی با استفاده از مدلهای شبکه عصبی مصنوعی (مطالعه موردی: دشت میاندوآب)
Climate change, Groundwater depth, HadCM3, LARS-WG
مینا آقاجانزاده سراسکانرود
mina.aghajanzadeh@gmail.com
1
جواد بهمنش
j.behmanesh@urmia.ac.ir
2
حسین رضایی
h.rezaie@urmia.ac.ir
3
نسرین آزاد
n.azad@urmia.ac.ir
4
دانشگاه ارومیه
گروه مهندسی آب دانشگاه ارومیه
دانشگاه ارومیه
دانشگاه ارومیه
در این تحقیق، اثر تغییر اقلیم بر منابع آب زیرزمینی دشت میاندوآب در استان آذربایجان غربی مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا، سناریوهای A1B، A2 و B1 از طریق مدل ریزمقیاس نمایی LARS-WG و با بهکار بردن مدل گردش عمومی جو HadCM3 و مدل شبکه عصبی مصنوعی در دو دوره زمانی مختلف (2065-2046، 2099-2080) مورد مطالعه قرار گرفتند. بدین منظور از دادههای ماهانه عمق سطح آب زیرزمینی 25 چاه پیزومتری در دشت میاندوآب با دوره آماری 10 ساله (2005-2014) و دادههای روزانه و ماهانه بارش، دماهای کمینه و بیشینه و ساعت آفتابی ایستگاه سینوپتیک میاندوآب در یک دوره آماری 20 ساله (1995-2014 ) استفاده گردید. نتایج ارزیابی دادههای مشاهداتی و شبیهسازی شده توسط مدل LARS-WG با استفاده از شاخصهای آماری مختلف بیانگر این است که اختلافهای معنیداری بین مقادیر شبیهسازی شده و مشاهداتی وجود ندارد. تحلیل عملکرد مدل شبکه عصبی مصنوعی نشان داد که مدل مذکور از دقت خوب و مناسبی در شبیهسازی تغییرات عمق سطح آب زیرزمینی در دشت مورد بررسی برخوردار است. نتایج نشان داد که متوسط عمق سطح آب زیرزمینی بطور میانگین در دوره اول (2065-2046) و دوره دوم (2099- 2080) به ترتیب 87/2 و 3/9 درصد افزایش مییابد. در حقیقت، افزایش قابل توجه دما و به تبع آن افزایش مصرف آب زیرزمینی باعث عمق عمیقتر آب زیرزمینی میشود.
In the present research, the climate change effect on groundwater resources of Miandoab plain in West Azerbaijan province was investigated. In this direction, the scenarios including A1B, A2 and B1 via LARS-WG downscaling model and with applying the HadCM3 general circulation model and artificial neural network model in two different periods (2046-2065, 2080 -2099) were studied. For this purpose, monthly groundwater depths data of 25 piezometric wells in the Miandoab plain with a 10-year statistical period (2005-2014) and daily and monthly data of rainfall, minimum and maximum temperatures and sunshine hours of the Miandoab synoptic station in a 20-year statistical period (1995-2014) were used. The evaluation results of the observed and simulated data by the LARS-WG model, using different statistical indices indicates that there is no significant differences between simulated and observed values. The performance analysis of the artificial neural network model shows that the mentioned model has good and suitable accuracy in simulating the changes in groundwater depth in the studied plain. The results showed that the average depth of groundwater level in the first period (2046-2065) and the second period (2080-2099) increases 2.87% and 9.3%, respectively. In fact, considerable augmentation of temperature and consequently increasing the groundwater consumption cause to deeper depth of the groundwater.
https://www.waterjournal.ir/article_107103_63e2297905a9c5fee3b26984180284d0.pdf
تغییر اقلیم
عمق آب زیرزمینی
مدل ریزمقیاسنمایی LARS-WG
مدل گردش عمومی جو HadCM3
Climate change
Groundwater depth
HadCM3
LARS-WG
per
انجمن مهندسی آبیاری و آب ایران
نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران
2251-7359
2020-03-20
10
3
10.22125/iwe.2020.107104
107104
Original Article
تخصیص بهینه و اقتصادی آب در شبکه آبیاری و زهکشی با استفاده از الگوریتم فراابتکاری ICA (مطالعه موردی: شبکه صوفیچای)
Optimal and Economic Water Allocation in Irrigation and Drainage Network Using ICA Algorithm (Case Study: Sofi-Chay Network)
سمیه امامی
somayehemami70@gmail.com
1
یحیی چوپان
yahyahoopan68@gmail.com
2
میلاد خیری قوجه بیگلو
eng.miladenoor@gmail.com
3
موسی حسام
m.hesam@yahoo.com
4
گروه مهندسی آب دانشگاه تبریز
آبیاری و زهکشی، گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران،
فارغ التحصیل کارشناسی ارشد عمران آب و سازه های هیدرولیکی،دانشگاه آزاد اسلامی واحد پارس آباد مغان
گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
کمبود منابع آب بهویژه در ایران و بروز خشکسالیهای اخیر، دستیابی به یک سیاست جهت تخصیص بهینهی آب را از اهمیت خاصی برخوردار نموده است. تخصیص بهینه آب تحت شرایط کنترل شده و نیز شرایط اقلیمی و واقعی، در دو دهه گذشته یکی از موارد جلب توجه محققین و مهندسین بوده است. در این پژوهش روشی جدید جهت برآورد و تخصیص بهینه آب ارائه شده است. الگوریتم رقابت استعماری (ICA) یک الگوریتم بهینهسازی جدید میباشد و در مقایسه با سایر الگوریتمهای مختلف بهینهسازی، توانایی بهینهسازی همتراز و یا حتی بالاتر را در مسائل مختلف بهینهسازی داراست. این الگوریتم سرعت مناسبی در یافتن جواب بهینه دارد، به عبارت دیگر نرخ همگرایی بالایی دارد و میتواند بهینه سراسری را در یک مسئله بهینهسازی پیدا نماید. در این پژوهش الگوریتم رقابت استعماری برای بهینهسازی مقادیر منابع آب در طی سالهای زراعی 82-1370 در مورد شبکه آبیاری و زهکشی صوفیچای برای رسیدن به بهینهترین سیاست استفاده شد. نتایج اعمال الگوریتم رقابت استعماری به مسئله تخصیص بهینه آب و مقایسه آن با الگوریتم ژنتیک، حاکی از موفقیت 40-35% الگوریتم مورد نظر میباشد. همچنین نتایج حاکی از آن است که در مجموع با تخصیص بهینه منابع آب بین بخشهای مختلف (کشاورزی و خدمات)، حدود 40 درصد درآمدهای حاصله نسبت به وضعیت کنونی بهبود مییابد.
Water scarcity especially in Iran and the recent drought, achieving a water policy is of important particular. Optimal water collocation under controlled and climatic and real conditions, in the past two decades, it has been one of the major concerns of researchers and engineers. The main purpose of this research is to use the imperialist competitive algorithm (ICA) to estimate and water allocation. the imperialist competitive algorithm is a new optimization algorithm and compared with other optimization has par or even higher ability to optimize a variety of issues. This algorithm for finding the optimal solution is speed. In other words, an optimal convergence rate is high and can find global optimized in optimization problems. In this study, ICA was used for optimizing water resources values from 1991 to 2003 agriculture years about the Sofi-Chay drainage network to achieve the most optimal policy. The results of the application of the ICA to the issue of water allocation and compared with genetic algorithm results indicate that the proposed method is very successful. The results showed that the results of the implementation of the ICA algorithm in comparison with the genetic algorithm are very close to the measured values of water allocated. The results showed that the results of the implementation of the ICA algorithm compared with the Genetic algorithm is very close to the measured values of water allocated. Also, the results showed that the lowest amount of water allocation in the 4th study area in 1997-2003 and the highest amount of water allocation in the 1st study area in 1991-1994 and 1998-1999. The results showed that the results of the implementation of the ICA algorithm in comparison with the genetic algorithm are very close to the measured values of water allocated. Also, the results showed that the lowest amount of water allocation in the 4th study area in 1997-2003 and the highest amount of water allocation in the 1st study area in 1991-1994 and 1998-1999. The results also indicate that generally, optimal water resource allocation between different parts (agriculture and services), 40% of the proceeds is recovering from the current situation.
https://www.waterjournal.ir/article_107104_780967f1b9b39bef0d164507ccf9be1f.pdf
منابع آب
بهینهسازی
کشاورزی
خشکسالی
: Water Resources
optimization
Agriculture
Drought
per
انجمن مهندسی آبیاری و آب ایران
نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران
2251-7359
2020-03-20
10
3
235
247
10.22125/iwe.2020.107106
107106
کاربرد مبانی آب مجازی در افزایش ارزش اقتصادی منابع آب کشاورزی (مطالعه موردی: دشت اراک)
Increasing the Agricultural Water Resources of Economic Values, Involving the Bases of Virtual Water, Case Study: Arak Plain, IRAN
هاجر فضل الهی
hajarfazlolahi@yahoo.com
1
روح اله فتاحی
fatahi2@gmail.com
2
کیومرث ابراهیمی
ebrahimik@ut.ac.ir
3
گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد ایران
استادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران
امروزه ارزش اقتصادی منابع آب به عنوان شاخصی مهم در مصرف بهینه و مدیریت عرضه و تقاضای آب بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. در مقاله حاضر با ارتقاء و کاربرد یک مدل ریاضی موجود تعیین ارزش اقتصادی آب، اثر آب مجازی در افزایش ارزش اقتصادی منابع آب بررسی شده است. این بررسی برای دشت اراک و محصولات استراتژیک گندم، جو، یونجه و ذرت علوفهای در سه حالت وزندهی مساحت تحت کشت، حجم آب مصرفی و درآمد محصول انجام شد. اطلاعات لازم شامل اطلاعات هواشناسی، کشاورزی، احجام آب مصرفی و مقادیر هزینهها و درآمدها برای سال زراعی 1395- 1394 تهیه و به کار رفت. نتایج نشان داد که ارزش اقتصادی منابع آب کشاورزی دشت اراک در هر سه حالت مختلف وزندهی، با لحاظ آب مجازی که به جایگزینی محصولات منجر شد، افزایش مییابد. به طوری که با کشت ذرت علوفهای به جای یونجه در سه روش وزندهی مساحت تحت کشت، حجم آب مصرفی و درآمد محصول، به ترتیب 36، 28 و 5/40 درصد افزایش در ارزش اقتصادی منابع آب ایجاد میشود. افزایش ارزش اقتصادی منابع آب از راهکارهای نیل به توسعه پایدار و تأمین امنیّت غذایی است.
Optimal water consumption and the supply & demand management would require a better focus on the economy of water resources. This study evaluates the effects of virtual water on the economic value of water resources using a mathematical model. The model has been applied to the Arak Plain, central Iran, for four strategic crops of wheat, barley, alfalfa and corn with three weighting methods of “cultivated area”, “water consumption volume”, and “income”. Meteorological and agricultural data, water consumption data as well as incomes and expenses of the water section in 2015-2016 were used in this research. Results show that the economic value of agricultural water resources in the Arak Plain increased for all the three weighting methods by considering the virtual water that led to substituting the products. Replacing alfalfa with sorghum would increase the economic value of water resources by 36.0%, 28.0%, and 40.5%, using the three weighting methods of “cultivated area”, “water consumption volume”, and “income”, respectively. Increasing the economic value of water resources is one of the main ways towards sustainable development and food security.
https://www.waterjournal.ir/article_107106_ccfd884c742c852488d357655aa2ae7e.pdf
آب مجازی
ارزش اقتصادی آب
مدل ریاضی
وزن دهی
mathematical model
virtual water
water economic value
weighting
per
انجمن مهندسی آبیاری و آب ایران
نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران
2251-7359
2020-03-20
10
3
248
261
10.22125/iwe.2020.107107
107107
Original Article
مدلسازی و مقایسه شبکههای عصبی مصنوعی GMDH و RBF در پیشبینی تقاضای کوتاهمدت آب شرب شهر زاهدان
Modeling and Comparing GMDH and RBF Artificial Neural Networks in Forecasting Short-Term Demand for Drinking Water in Zahedan
مجتبی عباسیان
abbasian@cmu.ac.ir
1
علی سردارشهرکی
a.s.shahraki@eco.usb.ac.ir
2
استادیار اقتصاد کشاورزی، دانشگاه دریانوردی چابهار
استادیار گروه اقتصاد کشاورزی، دانشگاه سیستان و بلوچستان
آب بخش شهری زاهدان از طریق انتقال آب از مخازن چاه نیمه سیستان تأمین شده که خود دچار بحران شدید آبی است. از اینرو پیشبینی تقاضای آب شرب این شهر، کمک مؤثری به مدیران و بهرهبرداران سیستم آب شهری خواهد نمود، تا بتوانند نسبت به مدیریت صحیح مصرف اقدام نمایند. لذا در این مقاله از شبکههای عصبی مصنوعی GMDH و RBF که از ابزارهای قدرتمند برای تجزیه و تحلیل و مدلسازی روابط غیرخطی به حساب می آیند، برای برآورد تقاضای ماهانه آب شهری زاهدان در سال 1396 استفاده شد. پارامترهای موثر انتخاب شده، شامل میانگین دمای ماهانه، درصد رطوبت نسبی، متوسط میزان بارندگی، ساعات آفتابی و مصرف ماه قبل میباشند. نتایج بدست آمده و مقایسه شاخص هایMSE و MAE نشان میدهد با توجه به بررسی هفت ساختار مختلف با تعداد متفاوت نرون و لایه های نهان، شبکه عصبی GMDH با سه لایه نهان که دارای یک نرون در لایه اول، سه نرون در لایه نهان دوم و سه نرون در لایه نهان سوم می باشد، بهترین نتیجه را برای پیش بینی تقاضای کوتاه مدت آب شرب نشان داد. با مقایسه توابع فعالیت خطی و غیر خطی مشخص شد که در لایه خروجی مدل های عصبی GMDH و RBF، توابع غیر خطی عملکرد بهتری نسبت به توابع خطی از خود نشان می دهند. همچنین در بین مدلهای GMDH نیز مدلهای با خروجی غیرخطی نسبت به مدل های با خروجی خطی مناسب تر می باشند. همچنین نتایج حاکی از آن بود که بزرگتر کردن ساختار شبکه، تاثیر چندانی بر بهبود نتایج ندارند.
The water requirement of the urban district of Zahedan City in Iran is met by the transfer of water from Sistan Chah-Nimeh reservoirs that are themselves suffering from severe water crisis. So, the prediction of the urban demand for drinking water can greatly help managers and users of urban water systems to use sound management practices. The present paper uses the artificial neural networks of GMDH and RBF, as two vigorous tools for the analysis and modeling of nonlinear relationship, to estimate monthly demand for drinking water in Zahedan in 2017. The selected parameters include mean monthly temperature, relative humidity percentage, mean precipitation, sunny hours, and previous-month consumption rate. The results of comparing MSE and MAE indicators show that after studying different structures with various number of neurons and hidden layers, the GMDH neural network with three hidden layers that has one neuron in layer 1, three neurons in hidden layer 2, and three neurons in hidden layer 3 yields the best results for the predication of short-term demand for drinking water. The comparison of linear and nonlinear activity functions reveals that in output layer of GMDH and RBF neural models, the nonlinear functions outperform linear functions. As well, among the GMDH model, the models with nonlinear output show better performance than those with linear output. Also, it is shown that the expansion of the network structure cannot improve the results considerably.
https://www.waterjournal.ir/article_107107_ebfdcbce6b5e41afc755a03138ed85db.pdf
پیش بینی کوتاه مدت
تقاضای آب
شبکه عصبی مصنوعی
RBF
GMDH
Short-Term Forecast
Water Demand
Artificial Neural Network
RBF
GMDH
per
انجمن مهندسی آبیاری و آب ایران
نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران
2251-7359
2020-03-20
10
3
262
275
10.22125/iwe.2020.107108
107108
Original Article
بررسی روند تغییرات زمانی و مکانی پارامترهای کیفیت آب زیرزمینی با استفاده از روشهای زمین آمار (مطالعه موردی: دشت لردگان، استان چهارمحال و بختیاری)
Investigation of Spatio-Temporal Variation in Groundwater Resource Quality using Geo-Statistical Methods (Case Study: Lordegan Plain, Chaharmahal and Bakhteyari Province)
عبدالرضا موسوی
abdolrezamousavi71@gmail.com
1
کریم سلیمانی
solaimani2001@yahoo.co.uk
2
فاطمه شکریان
f.shokrian@sanru.ac.ir
3
سید حسین روشان
h.roshun2011@gmail.com
4
دانش آموخته کارشناسی ارشد
استاد گروه مهندسی آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی ومنابع طبیعی ساری
استادیار گروه مهندسی آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، دانشکده منابع طبیعی، ساری، ایران.
گروه مهندسی آبخیزداری دانشکده منابع طبیعی
منابع آبهای زیرزمینی به عنوان اصلیترین و مهمترین منبع آب شرب، کشاورزی و صنعت بهشمار میروند. بررسی تغییرات کیفیت و افت تراز این منابع در نتیجه برداشت بیرویه یک امر ضروری است. در این تحقیق تغییرات مکانی و زمانی پارامترهای کیفیت آب زیرزمینی از نظر شرب و کشاورزی در 18 حلقه چاه در طول دوره آماری 1394-1370 در دشت لردگان استان چهارمحال و بختیاری بررسی شد. پارامترهای مورد نظر شامل Cl−، TH، TDS، Na+، SO42−، SAR و EC بودند. بهمنظور تخمین مدل نیم تغییرنما و تعیین بهترین روش درونیابی از نرم افزار GS+ 5.1.1 و معیارهای ارزیابی RMSE و MBE استفاده شد. در نهایت تغییرات مکانی پارامترها با استفاده از روش IDW در نرمافزار ArcGIS 10.3 ترسیم و روند تغییرات پارامترها نیز با استفاده از آزمون ناپارامتری من-کندال در نرمافزار MAKESENS 1.0 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که پارامترهای TH و TDS از نظر شرب شرایط مطلوبتری نسبت به پارامترهای Cl−، Na+ و SO42−در کل دشت دارند. همچنین از نظر کشاورزی پارامترهای SAR و EC در طول دورهی آماری در کل دشت شرایط خیلی خوبی را دارند. نتایج روندیابی نیز نشان داد که پارامترهای TDS، TH، EC، SO42− و Cl− دارای روندی مثبت و پارامترهای SAR و Na+ دارای روندی نزولی است.
Groundwater resources are considered as the most important sources of drinking water, agriculture and industry. investigation of quality changes and decreases is necessary in groundwater level due to excessive exploitation of these resources.In this research, investigated the spatiotemporal variations of groundwater quality parameters for drinking and agriculture in 18 wells during the statistical period of 1991-2015 in Lordegan plain of Chaharmahal and Bakhteyari province.The studied parameters were including Cl-, TH, TDS, Na+, SO4-2, SAR and EC. In order to estimating the semivariance model and determining the best interpolation method used the GS+ 5.1.1 software and RMSE and MBE criteria. Finally, spatial variation of parameters was calculated using IDW method in ArcGIS10.3 and parameters variations trend investigated using nonparametric Man-Kendall test in MAKESENS 1.0 software. The results showed that the TDS and TH parameter is better condition in plain than Cl-, Na+ and SO4-2 Also; in agricultural aspect the SAR and EC parameters have a very good condition during the statistical period in this plain. Trend analysis results showed that the TDS, TH, EC, SO4-2 and Cl- parameters have positive and SAR and Na+ have descended trend.
https://www.waterjournal.ir/article_107108_b4e607b67e74ac31940e8d2cc71f192d.pdf
: آزمون من – کندال
تحلیل روند
سختی آب
کریجینگ
mann-kendall test
Trend Analysis
water hardness
Kriging
per
انجمن مهندسی آبیاری و آب ایران
نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران
2251-7359
2020-03-20
10
3
277
288
10.22125/iwe.2020.107110
107110
Original Article
بررسی و ارزیابی سیستمهای آبیاری بارانی (کلاسیک ثابت و آبفشان غلتان) در برخی مزارع استانهای اصفهان و همدان
Investigation and evaluation of sprinkler irrigation systems (constant classic and wheel move) in some fields of Isfahan and Hamedan provinces
حمید رضا سالمی
hrsalemiwk@gmail.com
1
سید معین الدین رضوانی
moin.rezvani@gmail.com
2
علی قدمی فیروزآبادی
aghadami@gmail.com
3
نیازعلی ابراهیمی پاک
nebrahimipak@gmail.com
4
استادیار پژوهش بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اصفهان، ایران
مربی پژوهش بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی ، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان همدان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، همدان، ایران.
استادیار پژوهش بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان همدان، سازمان تحقیقات، آموزش
پژوهش بخش آبیاری و فیزیک خاک موسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج
کمبود آب و خشکسالیهای اخیر لزوم توجه بیشتر به افزایش بهرهوری آب را بیش از پیش نمایان کرده است. در این راستا استفاده از سامانههای آبیاری تحت فشار بهعنوان گزینهای برای جایگزینی روشهای آبیاری سنتی قابل توصیه است. لذا این تحقیق بهمنظور بررسی کارایی و عملکرد این سامانهها و تعیین بهرهوری آب آبیاری در مزارع سیبزمینی استانهای همدان و اصفهان بهترتیب 10 و 9 سیستم آبیاری بارانی کلاسیک ثابت و آبفشان غلتان مورد ارزیابی فنی قرارگرفتند و مشخصههای راندمان پتانسیل چارک پایین، راندمان کاربرد چارک پایین، یکنواختی توزیع و ضریب یکنواختی کریستین سن تعیین شدند. میانگین مشخصههای این پارامترها بهترتیب در مزارع اصفهان به ترتیب 5/61، 58، 8/66 و 8/75 درصد و در همدان بهترتیب 9/53، 8/44، 1/71 و 1/81 درصد بدست آمد. با تعیین حجم آب مصرفی و میزان عملکرد محصول، میزان متوسط بهرهوری فیزیکی آب در مزارع مورد مطالعه در همدان و اصفهان بهترتیب 6/6 و 3/6 کیلوگرم بر مترمکعب تعیین شد. متوسط حجم آب مصرفی در دو منطقه مورد مطالعه در استانهای اصفهان و همدان بهترتیب 6745 و 6298 متر مکعب در هکتار بدست آمد. نتایج این پژوهش نشان داد که در اکثر مزارع مورد مطالعه، کمآبیاری صورت گرفته است. از مسایل عمده در نتایج این ارزیابیها میتوان به عواملی نظیر طراحی نادرست، عدم تطابق ضوابط طراحی با فاز اجرایی، اجرای نامناسب، اطلاعات ناکافی از بهرهبرداری و نگهداری سامانه و عدم تطابق میزان آب مصرفی با نیاز آبی گیاه اشاره نمود. همچنین استفاده هم زمان از تعداد زیاد آبپاش و استفاده بیش از یک آبپاش روی لوله فرعی آبیاری در سیستمهای آبیاری کلاسیک ثابت، دلیل اصلی پایین بودن ضریب یکنواختی و یکنواختی توزیع آب بوده است.
The water shortage and the recent droughts have revealed the necessity of paying attention on increasing the water productivity, more than done in the past. In this regard, using pressurized irrigation systems is recommended as alternatives for surface irrigation systems. So this study, in order to assess the system performance and water productivity in such systems, nine and ten of the existing sprinkler irrigation systems (constant classic and wheel move) were evaluated in Isfahan and Hamedan Provinces, respectively. The Potential and the actual application efficiency of the low quarter, the distribution uniformity and the Christiansen's coefficient of uniformity were determined. The Averages of PELQ, AELQ, CU and DU in Isfahan province were 61.5%, 58%, 66.8% and 75.8%, respectively and those of Hamedan province were 53.9%, 44.8%, 71.1% and 81.1%, respectively. By determining the average of water consumption and the crop yield, the averages of water productivity in Hamadan and Isfahan provinces were found 6.6kg.m-3 and 6.3kg.m-3, respectively. The averages of water consumption in the irrigated potato fields in Hamadan and Isfahan were 6745 m3/ha and 6298 m3/ha, respectively. The results of this study showed that in most of the studied fields, deficit irrigation has been happened. From the results of these assessments, it can be deduced that the main problems in the implementation of these systems are: inaccuracy of design, the mismatch of design criteria with the implementation phase, incorrect performance, insufficient users' knowledge and the lack of accordance between the amount of water used and the crop water requirement.
https://www.waterjournal.ir/article_107110_cc714471c92be40871c3ca11d2545568.pdf
آبیاری تحت فشار
بهرهبرداری
بهرهوری آب
راندمان کاربرد آب
Pressurized irrigation
Utilization
water application efficiency
Water productivity