سعید سروری؛ علی نقی ضیائی؛ عطااله جودوی
چکیده
مدیریت جامع و منطقی منابع آب، مستلزم شناخت روابط بین منابع آب سطحی و زیرسطحی و مدیریت تلفیقی میباشد. آبخوان آبرفتی دشت بجنورد با مساحت 2/65 کیلومتر مربع در استان خراسان شمالی میباشد که بخش اعظم آن را منطقه شهری تشکیل میدهد. تأمین آب شرب از خارج محدوده آبخوان آبرفتی در سالهای اخیر افزایش ارتفاع سطح آب در بعضی نقاط دشت را در پی داشته ...
بیشتر
مدیریت جامع و منطقی منابع آب، مستلزم شناخت روابط بین منابع آب سطحی و زیرسطحی و مدیریت تلفیقی میباشد. آبخوان آبرفتی دشت بجنورد با مساحت 2/65 کیلومتر مربع در استان خراسان شمالی میباشد که بخش اعظم آن را منطقه شهری تشکیل میدهد. تأمین آب شرب از خارج محدوده آبخوان آبرفتی در سالهای اخیر افزایش ارتفاع سطح آب در بعضی نقاط دشت را در پی داشته است که باعث ایجاد مشکلاتی برای ساکنان و زیرساختهای شهر شده است. به منظور شناخت راهکارهای کاهش این مشکلات، شبیهسازی تراز سطح آب با استفاده از کد MODFLOW و به کمک نرمافزارGMS با در نظر گرفتن رودخانه فیروزه انجام شد و نقش رودخانه در تغذیه و تبادلات با آبخوان مورد بررسی قرار گرفت. بازدیدهای میدانی به منظور اندازهگیری دبی و عمق آب در چندین مقطع رودخانه انجام شد و از این دادهها برای واسنجی مدل بهره گرفته شد. مدلسازی در حالت ماندگار برای مهرماه سال 1390 صورت گرفت و پس از واسنجی، خطای مدل برابر 53/0 متر بهدست آمد. دوره مدلسازی غیر ماندگار از مهر ماه سال 1380 الی مهر ماه 1395 شامل ده سال واسنجی و چهار سال صحتسنجی بود که پس از اجرا و واسنجی مدل، میانگین خطا در دوره واسنجی به 83/0 متر و خطای دوره صحتسنجی به یک متر کاهش یافت. بر اساس نتایج حاصل از بیلان، رودخانه در یک قسمت از مسیر خود حدود 4/2 میلیون متر مکعب در سال آبخوان را تغذیه میکند و در قسمتی دیگر زهکش کننده آبخوان میباشد. در نهایت سناریوهای ادامه روند موجود، حذف چاههای شرب شهر بجنورد و اثر اجرای سیستم فاضلاب تا سال 2025 به مدل اعمال شد که در انتهای دوره سناریو نتایج به ترتیب حاکی از افت حدود یک متری سطح آبزیرزمینی، افزایش تراز سطح آب به میزان چهار متر و فرو افتادن سطح آب به میزان 5/4 متر بود.
عالیه سعادت پور؛ امین علیزاده؛ علی نقی ضیائی؛ عزیزاله ایزدی
چکیده
در سالهای اخیر، مناطق خشک و نیمه خشک با مشکل تخلیهی شدید منابع آب زیرزمینی به دلیل برداشت بی رویه از آنها رو به رو شدهاند. همچنین، آب سطحی و زیرزمینی در بسیاری از جوانب در ارتباط و تعامل مشترک بودهاند. بنابراین، پیشرفت جامع و طولانی مدت راهکارهای مدیریت آب جهت پیادهسازی روشهایی برای حل مشکلات خصوصاً در حوضههای بزرگ مقیاس، ...
بیشتر
در سالهای اخیر، مناطق خشک و نیمه خشک با مشکل تخلیهی شدید منابع آب زیرزمینی به دلیل برداشت بی رویه از آنها رو به رو شدهاند. همچنین، آب سطحی و زیرزمینی در بسیاری از جوانب در ارتباط و تعامل مشترک بودهاند. بنابراین، پیشرفت جامع و طولانی مدت راهکارهای مدیریت آب جهت پیادهسازی روشهایی برای حل مشکلات خصوصاً در حوضههای بزرگ مقیاس، امری ضروری است. در تحقیق حاضر، چارچوب یک مدل تلفیقی آب سطحی و زیرزمینی جهت تسریع مدیریت منابع آب در حوضه خشک و نیمه خشک نیشابور و تحت آبیاری متمرکز از آب زیرزمینی، ارائه شده است. مدل اخیراً توسعه یافته تلفیقی SWAT-MODFLOW به صورت روزانه، آب زیرزمینی پمپ شده را از مدل MODFLOW جهت آبیاری مزارع تحت کشت به مدل SWAT منتقل کرده و با نفوذ عمقی از زیر پروفایل خاک، به عنوان تغذیه به مدل MODFLOW وارد میکند. واسنجی مدل SWAT-MODFLOW برای 9 سال (2009-2001) و صحتسنجی برای 2 سال (2011-2010) با استفاده از نتایج مدل در ایستگاههای هیدرومتری آب سطحی و تراز آب زیرزمینی در چاههای مشاهداتی آبخوان حوضه نیشابور به صورت روزانه انجام شد. نتایج نشان داد که در مرحله واسنجی رواناب ماهانه، ضرایب p-factor، r-factor، R2 و NS که به منظور ارزیابی توانایی مدل SWAT در شبیهسازی رواناب به کار برده شد، در خروجی حوضه به ترتیب حدود 36/0، 21/0، 85/0 و 84/0 و در مرحله اعتبارسنجی به ترتیب 29/0، 83/0، 70/0 و 65/0 بوده است. بیشترین نرخ نفوذ در ماههای اسفند و بهمن و کمترین نرخ نفوذ در ماههای شهریور و مهر اتفاق افتاده است. همچنین از نظر توزیع مکانی، این مقدار تغذیه بیشتر در مخروط افکنهها و مناطق آبرفتی اتفاق میافتد. با بررسی مقدار میانگین سطح ایستابی آب زیرزمینی مشاهدهای و شبیهسازی شده برای دورهی 2001 تا 2011 و برای 48 چاه مشاهداتی مشخص شد که میزان خطا برای 78% از نقاط، کمتر از 2 متر میباشد و تنها 3 چاه خارج از بازه %15± خطا قرار دارد. همچنین سطح ایستابی در سالهای اخیر به شدت روند کاهشی نشان داده است که علت آن برداشت بیرویه آب از چاهها در دوره مورد بررسی بوده است. به طور کلی نتایج این مطالعه نشان داد که مدل تلفیقی توسعه یافته SWAT-MODFLOW میتواند در سایر حوضههای خشک و نیمه خشک که آبیاری آنها عمدتاً از آبخوان انجام میشود، استفاده گردد. علاوه بر این، این مدل میتواند جهت مطالعات مدیریت پایدار منابع آب در دهههای آینده مورد استفاده قرار گیرد.
شیما تاج آبادی؛ بیژن قهرمان؛ علی نقی ضیائی
چکیده
با استفاده از اطلاعات ریز مقیاس شده می توان نیاز به وجود داده در مکان و زمان مختلف را رفع نمود.فراکتال اخیراً برای ریزمقیاس سازی دادههای اندازه گیری شده، مورد استفاده قرار گرفته است. در این تحقیق از توابع درون یاب فرکتال برای تولید داده های ریزمقیاس شده روزانه و سه ساعته ایستگاه سینوپتیک مشهد استفاده شد. همچنین دو نگرش متفاوت در ...
بیشتر
با استفاده از اطلاعات ریز مقیاس شده می توان نیاز به وجود داده در مکان و زمان مختلف را رفع نمود.فراکتال اخیراً برای ریزمقیاس سازی دادههای اندازه گیری شده، مورد استفاده قرار گرفته است. در این تحقیق از توابع درون یاب فرکتال برای تولید داده های ریزمقیاس شده روزانه و سه ساعته ایستگاه سینوپتیک مشهد استفاده شد. همچنین دو نگرش متفاوت در محاسبه فاصله هاسدرف در تعیین نقاط درون یابی (محاسبه فاصله هاسدرف نگرش اول: با داده های استانداردسازی نشده، نگرش دوم: با داده های استانداردسازی شده) استفاده شد و سه فاصله نقاط درون یابی متفاوت 5، 10، 15 روز در نظر گرفته شد. نتایج مربوط به ریزمقیاس سازی با فاصله درون یابی 5 و 10 روز و نگرش اول از دیگر نتایج مناسب تر بودند، به دلیل خطای کم بین نتایج فاصله درون یابی 5 و 10 روز و با توجه به اهمیت زمان اجرای برنامه و استفاده از داده های کمتر، فاصله درون-یابی10 روز بهترین نتیجه را حاصل کرد. آزمون های آماری مقادیر آماره R2 را برای نگرش اول بین 98/0-74/. و نگرش دوم 98/0-69/0، RMSE را برای نگرش اول بین 33/1-12/5 و نگرش دوم 44/1-9/5 درجه سانتیگراد و معیار اطلاعاتی آکائیک AICc را برای نگرش اول بین 55/0-19/3 و نگرش دوم 87/2-46/3 نشان دادند و همچنین عرض از مبدأها و شیب های خطوط مدل سازی در سطح 5درصد تفاوت معنی داری به ترتیب با صفر و یک ندارند. بر اساس نتایج بدست آمده، ریزمقیاسسازی زمانی روزانه و سه ساعته با دقت و کیفیت قابل قبول انجام شده است و در نهایت نگرش اول نتایج بهتری را نسبت به نگرش دوم ارائه کرده است.
یاور پورمحمد؛ محمد موسوی بایگی؛ امین علیزاده؛ علی نقی ضیائی؛ محمد بنایان اول
چکیده
کشاورزی به عنوان تنها صنعتی که قابلیت تولید غذا را دارد، مصرف کننده 85 درصد منابع آب شیرین در سطح جهان است. با وجود افزایش تقاضا برای غذا و در نتیجه نیاز به گسترش کشاورزی، زمین های کشاورزی مناسب و منابع آبی محدود هستند. در این مطالعه تلاش گردیده است تا با استفاده از تکنیک سنجش از دور میزان بهره وری محصولات عمده دشت نیشابور که شامل محصولات ...
بیشتر
کشاورزی به عنوان تنها صنعتی که قابلیت تولید غذا را دارد، مصرف کننده 85 درصد منابع آب شیرین در سطح جهان است. با وجود افزایش تقاضا برای غذا و در نتیجه نیاز به گسترش کشاورزی، زمین های کشاورزی مناسب و منابع آبی محدود هستند. در این مطالعه تلاش گردیده است تا با استفاده از تکنیک سنجش از دور میزان بهره وری محصولات عمده دشت نیشابور که شامل محصولات زمستانه (گندم و جو) و محصولات تابستانه (ذرت و گوجه فرنگی) را برآورده شود. در این مطالعه با استفاده از الگوریتم سبال میزان تبخیر-تعرق واقعی هر یک از محصولات در دوره رشد محاسبه گردید و سپس با استفاده از تابع تولید میزان تولید تخمین زده شد و میزان بهره وری اقتصادی آببا در نظر گرفتن عمق آب زیرزمینی و میزان انرژی لازم برای استخراج آب، محاسبه گردید. در نهایت با استفاده از الگوریتم برنامه ریزی خطی سطح زیر کشت هر یک از محصولات با فرض بر اینکه مجموع سطح زیر کشت در سطح حوضه افزایش پیدا نکند بهینه شد. در این مطالعه دو سناریو مورد بررسی قرار گرفت، اول میزان برداشت از منابع آب زیرزمینی برابر میزان آب تجدیدپذیر باشد، دوم به منظور بهبود ذخیره آب زیرزمینی از دست رفته میزان برداشت از منابع آب زیرزمینی برابر با 80 درصد میزان آب تجدیدپذیر باشد. نتایج این مطالعه نشان داد که ذرت با بیشترین بهره وری معادل 97 سنت بر مترمکعب آب در سطح حوضه با صرفه ترین محصول کشت شده و گوجه فرنگی با بهره وری 6 سنت بر مترمکعب آب کمترین بهره وری اقتصادی و نامناسب ترین کشت انجام شده می باشند. گندم و جو نیز با متوسط بهره وری 41 سنت بر مترمکعب در مقیاس حوضه در رتبه دوم قرار گرفت.
سید سجاد رضوی کهنمویی؛ کامران داوری؛ بیژن قهرمان؛ علی نقی ضیائی؛ عزیزاله ایزدی؛ کاظم اسحاقیان؛ مهری شاهدی؛ فاطمه طالبی
چکیده
محدود بودن توان منابع آب در کشورمان، حفاظت و بهره برداری بهینه از آن را به منظور تأمین نیازهای آبی آیند گان طلب می کند و دستیابی به این اهداف جز با تهیه بیلان منابع آب و ارزیابی پتانسیل آن امکان پذیر نمی باشد. هدف این پژوهش، برآورد پارامترهای بیلان با استفاده از روش توزیعی می باشد. در این راستا پس از بررسی مدل ها و روش های توزیعی موجود ...
بیشتر
محدود بودن توان منابع آب در کشورمان، حفاظت و بهره برداری بهینه از آن را به منظور تأمین نیازهای آبی آیند گان طلب می کند و دستیابی به این اهداف جز با تهیه بیلان منابع آب و ارزیابی پتانسیل آن امکان پذیر نمی باشد. هدف این پژوهش، برآورد پارامترهای بیلان با استفاده از روش توزیعی می باشد. در این راستا پس از بررسی مدل ها و روش های توزیعی موجود در دنیا، مدل شبه توزیعی QDWB (Qausi Distributed Water Balance model)در محیط برنامه نویسی متلب توسعه داده شد. برای اجرای این مدل لازم است تا داد ه های مورد نیاز (بارندگی، تبخیروتعرق پتانسیل، داده های کاربری و خاک و اطلاعات مرتبط، ضرایب تصحیح رواناب و نفوذ) به صورت توزیعی و در قالب سلولهای 500 در 500 متر در سطح حوضه تهیه شده و به صورت لایه های جداگانه و به فرم ماتریسی به مدل وارد شود. مدل برای تخمین رواناب و نفوذ عمقی، معادله بیلان آب های سطحی را حل می کند و نیاز آبیاری را بر اساس تامین کمبود رطوبت خاک تخمین می زند. محدوده مطالعاتی مورد نظر در این تحقیق حوضه آبریز نیشابور- رخ با مساحت 9157 کیلومتر مربع است. بررسی روابط میان عوامل بیلان مانند مقایسه بارندگی- تبخیروتعرق، بارندگی- رواناب، بارندگی– نفوذ حاکی از این مطلب است که مدل به خوبی فرایندهای هیدرولوژیکی حاکم بر حوضه را درک کرده است. نتایج تبخیروتعرق مدل توسعه یافته حاضر با نتایج مدل SWAT مقایسه شد که نشان دهنده روند مشابه تبخیروتعرق محاسبه شده توسط هر دو مدل می باشد
ندا شیخ رضازاده نیکو؛ محمدجواد منعم؛ علی نقی ضیائی
چکیده
سرریزهای لولایی در شبکههای آبیاری به منظور کنترل، تنظیم تراز سطح آب و اندازهگیری دبی جریان به کار میروند. مطالعات محدودی درخصوص روابط دبی- اشل این نوع سرریز ارائه شده است، با توجه به اهمیت و قابلیت خودکارسازی این سازه در شبکه های آبیاری، لازم است روابط ساده تری از دبی- اشل در شرایط مختلف برای آن استخراج گردد. در این پژوهش، با ...
بیشتر
سرریزهای لولایی در شبکههای آبیاری به منظور کنترل، تنظیم تراز سطح آب و اندازهگیری دبی جریان به کار میروند. مطالعات محدودی درخصوص روابط دبی- اشل این نوع سرریز ارائه شده است، با توجه به اهمیت و قابلیت خودکارسازی این سازه در شبکه های آبیاری، لازم است روابط ساده تری از دبی- اشل در شرایط مختلف برای آن استخراج گردد. در این پژوهش، با کاربرد قانون فررو، رابطه دبی برای کلیه سرریزهای لولایی با فشردگی های 4/0، 6/0، 8/0 و 925/0 ارائه گردید. به منظور تعیین ضرایب معادله دبی از داده های آزمایشگاهی با سه سرریز لولایی در هندسههای مختلف و داده های USBR برای سرریز لولایی با فشردگی 925/0 استفاده شده است. با مقایسه معادله استخراج شده با نتایج آزمایشگاهی، دقت رابطه ارائه گردیده برای جریان آزاد در محدوده 15± درصد به دست آمد که در کاربردهای عملی مطلوب میباشد.
علیرضا مقدم؛ امین علیزاده؛ علی نقی ضیائی؛ علیرضا فریدحسینی؛ دانیال فلاح هروی
چکیده
الگوریتم ژنتیک به عنوان یکی از مهم ترین الگوریتم های تکاملی نقش بسیار موفقی در بهینه سازی شبکه های توزیع آب داشته است. این الگوریتم همواره دستخوش تغییرات و اصلاحات زیادی بوده و نسخه های بهبود یافته و متفاوتی از این الگوریتم منتشر شده است. یکی از انواع الگوریتم های ژنتیک، الگوریتم ژنتیک با آشفتگی سریع (FMGA) است که ضمن بررسی کروموزوم هایی ...
بیشتر
الگوریتم ژنتیک به عنوان یکی از مهم ترین الگوریتم های تکاملی نقش بسیار موفقی در بهینه سازی شبکه های توزیع آب داشته است. این الگوریتم همواره دستخوش تغییرات و اصلاحات زیادی بوده و نسخه های بهبود یافته و متفاوتی از این الگوریتم منتشر شده است. یکی از انواع الگوریتم های ژنتیک، الگوریتم ژنتیک با آشفتگی سریع (FMGA) است که ضمن بررسی کروموزوم هایی که از لحاظ رشتههای ژنی با هم برابر نیستند، این توانایی را دارد تا با کاهش طول کروموزم ها و حذف ژن های نامطلوب، سرعت همگرایی را در حل مسائل بهینه سازی افزایش دهد. در این مقاله به منظور بررسی قابلیت الگوریتم FMGA در حل مسائل بهینه سازی شبکههای توزیع آب، پس از آنالیز حساسیت و تعیین بهترین مقادیر پارامترهای این الگوریتم دو شبکه مرجع دو حلقه ای و هانوی و یک شبکه واقعی شهر جنگل مورد تحلیل و ارزیابی قرار گرفت و نتایج با پژوهش های قبلی مقایسه شد. با بهینه سازی شبکه دوحلقه ای، حداقل هزینه این شبکه در 2880 بارارزیابی تابع هدف بدست آمد که نسبت به نتایج پژوهش های قبلی بهبود قابل توجهی داشته است. در شبکه هانوی نیز حداقل هزینه106×045/6 دلار بدست آمد که کمتر از حداقل هزینه ای است که تاکنون در نتایج دیگر محققین ارائه شده است. پس از اثبات کارایی این الگوریتم در انتها عملکرد آن را در طراحی شبکه واقعی شهر جنگل با توجه به افزایش وسعت شبکه و قیود طراحی نشان داده شد.
ناهید ولیدی؛ علی نقی ضیائی؛ بیژن قهرمان؛ حسین انصاری
چکیده
به منظور اعمال مدیریت بهینه در حوضه آبریز، ریزمقیاس نمایی5 زمانی و مکانی خصوصیات هیدرولوژیک حوضه ضروری است. با استفاده از اطلاعات ریزمقیاس شده مؤلفه های معادلات بیلان آب و انرژی می توان بیلان آب را با مقیاس زمانی و یا مکانی مطلوب محاسبه نمود. هندسه فرکتالی6 شاخه ای از ریاضیات است که در میدان های گسسته و متناوب کاربردهای فراوانی داشته ...
بیشتر
به منظور اعمال مدیریت بهینه در حوضه آبریز، ریزمقیاس نمایی5 زمانی و مکانی خصوصیات هیدرولوژیک حوضه ضروری است. با استفاده از اطلاعات ریزمقیاس شده مؤلفه های معادلات بیلان آب و انرژی می توان بیلان آب را با مقیاس زمانی و یا مکانی مطلوب محاسبه نمود. هندسه فرکتالی6 شاخه ای از ریاضیات است که در میدان های گسسته و متناوب کاربردهای فراوانی داشته و در سال های اخیر برای تولید داده هایی با مقیاس متفاوت از داده های اندازه گیری شده مورد استفاده قرار گرفته است. در این پژوهش از ابزار توابع درون یاب فرکتال7 برای ریزمقیاس نمایی زمانی داده های روزانه دما استفاده شده است. مقدار بُعد فرکتالی8 که معیاری از بی نظمی در نوسانات کمیت مورد نظر می باشد برای سری زمانی دمای روزانه در ایستگاه سینوپتیک مشهد برای 16 سال متوالی نیز محاسبه گردید. متوسط بُعد فرکتال برای دوره 1992 تا 2007 معادل 54/1 برآورد گردید. همچنین با استفاده از توابع درون یاب فرکتال از داده های دمای ظهر با مقیاس زمانی 15 روز، سری زمانی دمای ساعتی تولید و با مقادیر اندازه گیری شده مقایسه گردید. نشان داده شد که علیرغم فاصله زمانی قابل ملاحظه بین دو اندازه گیری متوالی (15 روز) می توان با ضریب تعیین77/0 و خطای معادل 7 واحد مقادیر دما با مقیاس زمانی سه ساعت را برآورد نمود.
علیرضا غیثی؛ علی نقی ضیائی؛ سعید رضا خداشناس
چکیده
خرابی و یا شکست در مؤلفه های یک سیستم توزیع آب، رخدادی اجتناب ناپذیراست که باید در تمام مراحل تصمیم گیری اعم از برنامه ریزی، طراحی، اجرا و نگهداری برای یک شبکه توزیع آب مد نظر قرار گیرد. اگر چه در تحقیقات پیشین به موضوع اعتمادپذیری شبکه ها زیاد پرداخته شده است ولی به آسیب ناپذیری (تحمل خرابی) شبکه های توزیع آب با درجات مختلف خرابی توجهی ...
بیشتر
خرابی و یا شکست در مؤلفه های یک سیستم توزیع آب، رخدادی اجتناب ناپذیراست که باید در تمام مراحل تصمیم گیری اعم از برنامه ریزی، طراحی، اجرا و نگهداری برای یک شبکه توزیع آب مد نظر قرار گیرد. اگر چه در تحقیقات پیشین به موضوع اعتمادپذیری شبکه ها زیاد پرداخته شده است ولی به آسیب ناپذیری (تحمل خرابی) شبکه های توزیع آب با درجات مختلف خرابی توجهی نشده است، که شاید علت آن محاسبات سنگین و وقت گیر تحلیل این آسیب ناپذیری باشد. در این تحقیق روابط مورد نیاز برای محاسبه میزان آسیب ناپذیری شبکه های توزیع آب با درجه های خرابی مختلف استخراج شده اند. همچنین معادلاتی جهت تخمین خطای احتمالی در این محاسبات ارائه گردیده اند. سپس در تلاشی میزان آسیب ناپذیری شانزده طرح از یک شبکه فرضی با درجه های خرابی مختلف محاسبه گردید. نتایج نشان داد که با استفاده از معادلات ارائه شده در این تحقیق می توان تا حد زیادی جلوی شبیه سازی های زائد و غیرضروری که گاهی اوقات بررسی آسیب ناپذیری شبکه ها را بسیار مشکل می سازد، گرفت. همچنین نتایج نشان داد که به تدریج با کاهش قطر لوله های شبکه میزان آسیب ناپذیری شبکه از درجه های مختلف کاهش پیدا می کند و از مقایسه مقادیر میزان آسیب ناپذیری شبکه با درجه های خرابی مختلف می توان میزان حساسیت شبکه نسبت به خرابی های همزمان را تخمین زد.
مرتضی صادقی؛ بیژن قهرمان؛ علی نقی ضیائی؛ کامران داوری
چکیده
پس از ارائه نظریه محیط های متشابه، روش های مقیاس سازی زیادی به منظور غلبه بر مشکل تغییرپذیری خاک ها و نیز رسیدن به حل های عمومی معادله ریچاردز توسعه یافته و به گستردگی به کار رفته اند. به تازگی، روشی برای مقیاس سازی معادله ریچاردز برای خاک های غیرمتشابه ارائه شده است به نحویکه معادله مقیاس شده برای گستره وسیعی از خاک ها مستقل از ویژگی ...
بیشتر
پس از ارائه نظریه محیط های متشابه، روش های مقیاس سازی زیادی به منظور غلبه بر مشکل تغییرپذیری خاک ها و نیز رسیدن به حل های عمومی معادله ریچاردز توسعه یافته و به گستردگی به کار رفته اند. به تازگی، روشی برای مقیاس سازی معادله ریچاردز برای خاک های غیرمتشابه ارائه شده است به نحویکه معادله مقیاس شده برای گستره وسیعی از خاک ها مستقل از ویژگی های خاک می باشد. در این روش، برای بیان ویژگی-های هیدرولیکی خاک ها از توابع توانی – نمایی استفاده می شود که برای گستره محدودی از رطوبت و پتانسیل ماتریک خاک کارایی دارد. به همین دلیل، این روش برای فرآیندهایی که در آن ها رطوبت یا پتانسیل ماتریک از این گستره تجاوز کند، قابل کاربرد نیست. بنابراین، این مطالعه با هدف عمده بسط این روش برای گستره وسیع تری از رطوبت و پتانسیل ماتریک خاک انجام شد. این هدف با اصلاح توابع هیدرولیکی توانی – نمایی محقق گردید و روش مقیاس سازی برای گستره کامل رطوبتی (از اشباع تا خشک) بسط داده شد. هدف دیگر این تحقیق حل معادله ریچاردز برای شرایط نفوذ آب در خاک با استفاده از روش مقیاس سازی پیشنهادی، بوده است. برای این منظور، حل های عددی معادله مقیاس شده ریچاردز با استفاده از یک شکل مقیاس شده معادله سه جزئی فیلیپ با ضرایب مستقل از خاک، تقریب زده شد. حل تقریبی به دست آمده با استفاده از داده های موجود در منابع حاصل از آزمایش های نفوذ بر روی یک خاک شنی و دو خاک رسی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که حل مذکور قادر است تخمینی قابل قبول (با بیشترین میانگین خطای نسبی 9% برای موارد مطالعه شده) از مقادیر اندازه گیری شده نفوذ آب در خاک ارائه دهد. همچنین نشان داده شد که این حل می تواند با دقت بالایی (با بیشترین میانگین خطای نسبی 4% برای موارد مطالعه شده) حل عددی معادله ریچاردز را (در شرایط برابر و با استفاده از توابع هیدرولیکی یکسان) تقریب بزند. بر این اساس و به دلیل سادگی کاربرد، این حل به عنوان جایگزینی برای حل عددی معادله ریچاردز و یا سایر معادلات تجربی نفوذ، پیشنهاد می شود. همچنین این حل می تواند به سادگی برای تعیین توابع هیدرولیکی خاک ها با استفاده از حل معکوس به کار گرفته شود.
سحر خزاعی؛ حسین انصاری؛ بیژن قهرمان؛ علی نقی ضیائی
چکیده
با افزایش جمعیت و کمبود آب شیرین برای آبیاری، یکی از راهکار های ممکن استفاده از آب های غیرمتعارف (آب های شور و سدیمی) می باشد. برای استفاده از این آب ها باید ملاحظات و مطالعات خاصی در نظر گرفته شود. از آنجایی که بیشتر فرایند های مربوط به آب و خاک در مزرعه در وضعیت غیراشباع صورت می گیرد و نیز مطالعات کمتری در این مورد نسبت به وضعبت اشباع ...
بیشتر
با افزایش جمعیت و کمبود آب شیرین برای آبیاری، یکی از راهکار های ممکن استفاده از آب های غیرمتعارف (آب های شور و سدیمی) می باشد. برای استفاده از این آب ها باید ملاحظات و مطالعات خاصی در نظر گرفته شود. از آنجایی که بیشتر فرایند های مربوط به آب و خاک در مزرعه در وضعیت غیراشباع صورت می گیرد و نیز مطالعات کمتری در این مورد نسبت به وضعبت اشباع وجود دارد، در این پژوهش هدف، بررسی تاثیرشوری و سدیم آب بر پخشیدگی و هدایت هیدرولیکی غیراشباع است. دو بافت لومی و شنی، دو سطح 5 و20 برای SAR و دو سطح 4 و 12 دسی زیمنس بر متر برای EC و آب معمولی با شوری بسیار کم برای این منظور به کار برده شد. از نمک هایNaCl، CaCl2و MgCl2با نسبت 2:1Ca:Mg=برای تهیه تیمار ها استفاده شد. پخشیدگی از روش جریان خروجی تک گامی در مکش 15 بار اندازه گیری شد. مقادیر هدایت هیدورلیکی غیراشباع با استفاده از مقادیر پخشیدگی و شیب منحنی رطوبتی محاسبه شد. در هر دو خاک با افزایش SARو کاهش EC، پخشیدگی و هدایت هیدرولیکی غیراشباع خاک کاهش یافته و این کاهش در رطوبت های کمتر، بیشتر مشاهده شد. خاک شنی کمتر از خاک لومی تحت تاثیر قرار گرفت. در مقایسه تیمارهایی که کمترین و بیشترین مقدار پراکندگی را در خاک ایجاد می کنند، مقادیر پخشیدگی و هدایت هیدرولیکی غیراشباع در خاک لومی حدود 100% کاهش داشته است و برای خاک شنی در رطوبت های کم، مقادیر پخشیدگی حدود 91% و هدایت هیدرولیکی غیراشباع حدود 99% کاهش داشته است.
رامین منصوری؛ کاظم اسماعیلی؛ علی نقی ضیائی؛ حسین انصاری؛ سعید رضا خداشناس
چکیده
جمعآوری جریان های زیر سطحی و یا جریان های ناچیز پایه در رودخانه های فصلی مناطق خشک در کشاورزی فاریاب یا کشت تکمیلی اراضی دیم اهمیت بسزایی دارد. از این رو استفاده از محیط متخلخل و شبکه زهکشی که قادر به انحراف جریان های سطحی و زیر سطحی می باشد، می-تواند بعنوان جایگزین روش های پرهزینه متداول آبگیری از این رودخانه ها مد نظر قرار گیرد. در ...
بیشتر
جمعآوری جریان های زیر سطحی و یا جریان های ناچیز پایه در رودخانه های فصلی مناطق خشک در کشاورزی فاریاب یا کشت تکمیلی اراضی دیم اهمیت بسزایی دارد. از این رو استفاده از محیط متخلخل و شبکه زهکشی که قادر به انحراف جریان های سطحی و زیر سطحی می باشد، می-تواند بعنوان جایگزین روش های پرهزینه متداول آبگیری از این رودخانه ها مد نظر قرار گیرد. در این تحقیق مدلی آزمایشگاهی از سازه جمع آوری جریان و شبکه زهکشی برای انحراف جریان ساخته شد و در آن میزان جریان انحرافی با شبکه زهکشی با فواصل و عمق های متفاوت متاثر از دبی های مختلف جریان اصلی رودخانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد مقدار جریان انحرافی رابطه مستقیم با دبی ورودی بالادست دارد و با افزایش فاصله بین زهکشها (کاهش تعداد زهکش های موثر) دبی هر زهکش افزایش مییابد، بطوریکه با کاهش تعداد زهکش ها موثر به نصف دبی کل 35 درصد کاهش مییابد. دبی زهکش ها در طول محیط متخلخل روندی نزولی داشته و در دبی های اندک جریان اصلی، دبی زهکش های انتهایی به صفر میرسد. از بررسی اثر طول محیط متخلخل با تعداد یکسان زهکش موثر مشخص شد که دو برابر شدن طول محیط متخلخل باعث کاهش 5 درصدی در دبی انحرافی و سه برابر شدن طول محیط متخلخل کاهش 22 درصدی دبی انحرافی را به همراه دارد. در بررسی نحوه آرایش زهکش ها نیز مشخص گردید که استفاده از دو عمق زهکش همزمان با کوتاه تر شدن محیط متخلخل با توجه به کاهش 6 درصدی دبی نسبت به حالت تک عمقی، مناسب تر میباشد. در نهایت مدل های ریاضی رگرسیونی برای طراحی سازه آبگیر زیر سطحی با محیط متخلخل و شبکه زهکشی ارائه گردید.
رضا رستمی جونقانی؛ کاظم اسماعیلی؛ علی نقی ضیائی؛ حسین انصاری؛ سعید رضا خداشناس
چکیده
رودخانههای مناطق خشک و نیمه خشک معمولا به صورت فصلی بوده یا دارای جریان پایه کم میباشند لذا بهرهبرداری از جریانهای زیر سطحی از جمله مواردی است که در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از آبگیر کفی با محیط متخلخل و ساخت سدهای زیرزمینی در این راستا صورت گرفته است. مشکلات حاصل از گرفتگی محیط متخلخل در آبگیر کفی و اثرات ...
بیشتر
رودخانههای مناطق خشک و نیمه خشک معمولا به صورت فصلی بوده یا دارای جریان پایه کم میباشند لذا بهرهبرداری از جریانهای زیر سطحی از جمله مواردی است که در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از آبگیر کفی با محیط متخلخل و ساخت سدهای زیرزمینی در این راستا صورت گرفته است. مشکلات حاصل از گرفتگی محیط متخلخل در آبگیر کفی و اثرات مخرب سدهای زیرزمینی بر پایین دست رودخانه، استفاده از یک سیستم آبگیر بنام آبگیر زیرسطحی با ایجاد شبکه زهکشی در بستر رودخانه را توجیه نموده است. نمونههایی از این نوع آبگیر اجرا شده است، لیکن این طرحها فاقد اصول طراحی برمبنای نتایج علمی میباشد. از این رو برای روشن نمودن تاثیر عوامل مختلف بر میزان دریافت آب توسط محیط متخلخل، آزمایشاتی در یک مدل آزمایشگاهی صورت گرفته است که درآن با تغییر عوامل موثر از جمله اندازه ذرات محیط متخلخل به ازای بارهای آبی مختلف جریان زهکشی شده مورد بررسی قرارگرفت. نتایج نشان داد با افزایش بار آبی دبی انحراف در ابتدا روند افزایشی داشته اما به نظر میرسد در بارهای آبی بالا به مقدار ثابتی میرسد. اندازه ذرات محیط متخلخل نیز بر میزان دبی انحراف تاثیر قابل ملاحظهای دارد چنانکه با ریز شدن اندازه ذرات، میزان جریان انحرافی 15 تا 60 درصد کاهش مییابد. این تغییر مبین پایین آمدن کارآیی آبگیر در اثر رسوبگذاری در بین محیط متخلخل بوده و لذا تغییر محیط متخلخل را ضروری مینماید . همچنین با آنالیز ابعادی رابطهای برای برآورد جریان انحرافی از آبگیر زیرسطحی تحت تاثیر پارامترهای عمق کارگذاری، فاصله بین زهکشها و هدایت هیدرولیکی محیط متخلخل بدست آمد.
نرجس عبدالمنافی جهرمی؛ محمد موسوی بایگی؛ علی نقی ضیائی
چکیده
از جمله مسائلی که اخیراً مورد توجه محققین قرار گرفته است، بررسی اثرات آلودگی هوا بر گیاهان و محصولات کشاورزی می باشد. علت این امر آن است که عملکرد گیاهانی که در معرض آلودگی هوا قرار می گیرند به طرز چشم گیری کاهش یافته و از این طریق خسارت های اقتصادی زیادی به بخش کشاورزی وارد می شود. در این تحقیق، ضمن مدل سازی پراکنش آلودگی از یک یا چند ...
بیشتر
از جمله مسائلی که اخیراً مورد توجه محققین قرار گرفته است، بررسی اثرات آلودگی هوا بر گیاهان و محصولات کشاورزی می باشد. علت این امر آن است که عملکرد گیاهانی که در معرض آلودگی هوا قرار می گیرند به طرز چشم گیری کاهش یافته و از این طریق خسارت های اقتصادی زیادی به بخش کشاورزی وارد می شود. در این تحقیق، ضمن مدل سازی پراکنش آلودگی از یک یا چند منبع آلاینده نقطه ای، سعی شده است تا با استفاده از توابع غلظت آلودگی-عملکرد موجود، میزان خسارت وارده به محصولات کشاورزی محاسبه گردد. با توجه به پیچیدگی های ریاضی پدیده پراکندگی آلودگی ناشی از منابع مذکور و تأثیرپذیری آن از شرایط هواشناسی، شرایط منبع آلاینده و شرایط دریافت کننده ها که در این جا گیاهان هستند، لزوم مدل سازی ریاضی این پدیده به خوبی احساس می گردد. در این راستا برنامه ای کامپیوتری در محیط MATLAB تهیه شد. اساس مدل تهیه شده بر پایه مدل پلوم گوسی می باشد. مدل مذکور قادر است با استفاده از پارامترهای دخیل در پراکنش آلودگی از منابع آلاینده ثابت نقطه ای، میزان و نحوه پراکنش آلودگی را از منابع مذکور محاسبه کرده و سپس با توجه به اراضی کشاورزی موجود در منطقه و نوع محصول کشت شده، میزان خسارت وارده بر گیاهان را ارزیابی کند. در انتها به منظور اطمینان از صحت عملکرد مدل تهیه شده، نتایج پیش بینی میزان پراکنش آلودگی با داده های واقعی مورد صحت سنجی قرار گرفت. نتایج نهایی مدل حاکی از عملکرد مطلوب آن با توجه به شرایط مختلف هواشناسی می-باشد.