مقاله پژوهشی
هیدرولیک
زهرا قربانی؛ عبدالرضا ظهیری؛ حسین خلیلی شایان؛ امیر احمد دهقانی؛ خلیل قربانی
چکیده
تعیین دبی جریان در رودخانه ها از روش سرعت-سطح مقطع بهویژه تحت شرایط سیلابی، با چالش های جدی همراه است. یک روش جایگزین، استفاده از مفهوم سرعت مشخصه مبتنی بر تعمیم سرعت سطحی به سرعت متوسط و دبی جریان است. با توجه به اینکه کارایی روش سرعت مشخصه برای مقاطع مرکب هنوز ناشناخته می باشد، بنابراین طی پژوهش حاضر با تکیه بر برداشت های ...
بیشتر
تعیین دبی جریان در رودخانه ها از روش سرعت-سطح مقطع بهویژه تحت شرایط سیلابی، با چالش های جدی همراه است. یک روش جایگزین، استفاده از مفهوم سرعت مشخصه مبتنی بر تعمیم سرعت سطحی به سرعت متوسط و دبی جریان است. با توجه به اینکه کارایی روش سرعت مشخصه برای مقاطع مرکب هنوز ناشناخته می باشد، بنابراین طی پژوهش حاضر با تکیه بر برداشت های آزمایشگاهی، شاخص سرعت در مقاطع مرکب در شیب کف ثابت و به ازای عمق نسبی 0/3، 0/42 و 0/5، زبری نسبی 0/0031-0/0003 و عدد فرود 0/79-0/14 مطالعه شده است. نتایج نشان داد مقدار بهینه شاخص سرعت جهت برآورد دبی در کل مقطع مرکب با متوسط قدر مطلق خطای نسبی 3/3 درصد، 0/88 می باشد. همچنین شاخص سرعت در مقطع اصلی 0/92 و در سیلابدشت 0/86 می باشد و در صورت استفاده از آن ها، برآورد بهتری از دبی در کانال های مرکب به دست می آید. همچنین نتایج نشان داد افزایش پارامترهای زبری نسبی و عدد فرود جریان و کاهش عمق نسبی، سبب کاهش شاخص سرعت می گردد. بررسی مدل های تحلیلی توزیع سرعت نیز نشان داد که قانون توانی سرعت با شاخص صحیح توانی نسبت به سایر مدلها برآورد بهتری از شاخص سرعت ارائه می دهد.
مقاله پژوهشی
مدیریت شبکه های آبیاری
ایاز قوی بازو؛ تلمان حاجی اف
چکیده
اهداف اصلی احداث شبکه‌های آبیاری، بهرهوری بهینه از منابع آبی- خاکی می‌باشد. بهسازی کانال انتقال آب دراین شبکه‌ها، نقش مهمی در تأمین آب و افزایش کارایی شبکه دارد. در دهه‌های گذشته انجام عملیات اصلاح، بازسازی و پوشش بتنی کانال خاکی با ظرفیت بیش از50 مترمکعب در ثانیه، معمولاً بیشترین سهم هزینه‌های سرمایه‌گذاری، بهره‌برداری و نگهداری ...
بیشتر
اهداف اصلی احداث شبکه‌های آبیاری، بهرهوری بهینه از منابع آبی- خاکی می‌باشد. بهسازی کانال انتقال آب دراین شبکه‌ها، نقش مهمی در تأمین آب و افزایش کارایی شبکه دارد. در دهه‌های گذشته انجام عملیات اصلاح، بازسازی و پوشش بتنی کانال خاکی با ظرفیت بیش از50 مترمکعب در ثانیه، معمولاً بیشترین سهم هزینه‌های سرمایه‌گذاری، بهره‌برداری و نگهداری را به خود اختصاص داده است. ازاین‌رو استفاده از تکنولوژی‌های نوین و مقرون به‌صرفه، با لحاظ اصول فنی بهینه هیدرولیکی- اقتصادی همواره مورد توجه بوده است. فناوری مورد استفاده در این پژوهش، انتقال جریان آب در حین بهره‌برداری به‌واسطه‌ی سازه دیواره تیغه‌ای جداکننده سیار به طول 100 الی 150 متر متشکل از به هم پیوستن پانل‌های متعددی به ابعاد (3*0/2*3) متر از جنس فایبرگلاس که نصب بر روی سازه خرپای سورتمه‌ای به ابعاد (1*0/8*6) متر است، انجام می‌گیرد. سازه با قرار گرفتن درآکس کف کانال با چرخاندن بال‌ها تحت زاویه 45 و یا90 درجه به سمت دیواره جانبی از ورود آب به مقطع محصور شده جلوگیری می‌نماید. با انجام عملیات خشک‌اندازی اصلاح و بازسازی امکان‌پذیر می‌شود. نتایج بررسی‌ها نشان داد، هزینه‌های عملیات اجرایی اصلاح و بازسازی کانال اصلی در روش پیشنهادی در حدود 2/7 برابر مقرون به‌صرفه‌تر از روش کانال انحرافی موقت مرسوم می‌باشد. النهایه امکان به‌کارگیری سازه پیشنهادی با حفظ شرایط اصول فنی و بهینه هیدرولیکی- اقتصادی برای اجرای عملیات پوشش بتنی در مقاطع خاکی کانال اصلی بدون قطع جریان آب، فراهم گردید.
مقاله پژوهشی
سامانه های نوین آبیاری
مهدی اکبری؛ فریبرز عباسی؛ ابوالفضل ناصری؛ افشین یوسف گمرکچی؛ فرزین پرچمی عراقی؛ محمدمهدی نخجوانی؛ سالومه سپهری؛ محمد مهدی قاسمی؛ مصطفی گودرزی؛ امیر اسلامی؛ امیر نورجو؛ رحیم علیمحمدی نافچی؛ رضا بهراملو؛ محمداسماعیل کمالی؛ عیسی کیاء
چکیده
حجم آب آبیاری، عملکرد و بهرهوری آب محصولات کشاورزی به عنوان شاخص‌های ارزیابی استفاده بهینه از منابع آب نقش بسیار مهمی در مدیریت و برنامه‌ریزی‌های کلان در حوزه مدیریت و مهندسی آب دارد. در این پژوهش شاخص‌های مذکور در شرایط مدیریت باغداران برای 195 باغ در قطب‌های تولید هلو و شلیل کشور شامل آذربایجان شرقی، آذربایجان غربی، مازندران، ...
بیشتر
حجم آب آبیاری، عملکرد و بهرهوری آب محصولات کشاورزی به عنوان شاخص‌های ارزیابی استفاده بهینه از منابع آب نقش بسیار مهمی در مدیریت و برنامه‌ریزی‌های کلان در حوزه مدیریت و مهندسی آب دارد. در این پژوهش شاخص‌های مذکور در شرایط مدیریت باغداران برای 195 باغ در قطب‌های تولید هلو و شلیل کشور شامل آذربایجان شرقی، آذربایجان غربی، مازندران، گلستان، همدان، فارس، مرکزی، قزوین، اردبیل، تهران، البرز و چهارمحال و بختیاری، در سال زراعی1398-1397 اندازهگیری شد. نتایج تحلیل واریانس نشان داد که تفاوت حجم آب آبیاری، عملکرد، بهرهوری آب آبیاری و بهرهوری آب (آب آبیاری + بارش موثر) در استان های مذکور در سطح احتمال پنج درصد معنی‌دار است. میانگین حجم آب آبیاری در استان‌های مذکور بهترتیب 8617، 7178، 2012، 2842، 6428، 8814، 10806، 8675، 8140، 8568، 8137 و 7763 با میانگین وزنی کشوری 6734 مترمکعب در هکتار بدست آمد. عملکرد هلو و شلیل نیز در باغ‌های هلو و شلیل استان‌های مذکور بین 10 تا بیش از 50 تن در هکتار و میانگین وزنی کشوری 20 تن در هکتار اندازهگیری شد. بهرهوری آب آبیاری در باغ‌های مزبور بین 0/7 تا 8/7 کیلوگرم برمترمکعب با میانگین وزنی کشوری 3/06 کیلوگرم برمترمکعب به دست آمد. در نهایت میانگین وزنی بهرهوری مجموع آب آبیاری و بارش موثر کشوری نیز 2/44 کیلوگرم برمترمکعب تعیین شد. همچنین میانگین حجم آب آبیاری باغ‌های هلو و شلیل در مناطق مورد مطالعه بجز دو استان گلستان و مازندران برای دو روش آبیاری سطحی و قطره‌ای بهترتیب برابر 9325 و 7098 مترمکعب در هکتار تعیین شد (1%>p). این نتایج نشان داد که با تغییر روش آبیاری از سطحی به قطره‌ای، حجم آب آبیاری 25 درصد کاهش و بهرهوری آب آبیاری باغ‌های هلو و شلیل، 34 درصد افزایش یافته است. با توجه به نتایج این تحقیق، پیشنهاد می شود برای کاهش حجم آب آبیاری و بهبود بهرهوری آب در تولید هلو و شلیل، برنامه‌ریزی مناسب آبیاری انجام شود. همچنین در شرایط اقلیمی مناسب که آب آبیاری از کیفیت خوبی برخوردار باشد، در صورت رعایت ضوابط فنی طراحی، اجرا و بهره‌برداری و ملاحظات اقتصادی، استفاده از روش آبیاری قطره‌ای پیشنهاد می‌شود.
مقاله پژوهشی
مدیریت شبکه های آبیاری
محمد کریمی؛ سید ابو القاسم حقایقی مقدم؛ محمد جلینی
چکیده
با توجه به سطح زیرکشت و اهمیت اقتصادی تولید جو در استان خراسان رضوی، بررسی حجم آب آبیاری و بهرهوری آب برای تولید این محصول استراتژیک ضرورت دارد. بدین منظور 24 مزرعه در دو منطقه سبزوار و نیشابور به گونهای انتخاب شدند که عوامل مختلف از جمله روش آبیاری، سطح مالکیت، پراکنش مناسب و کیفیت آب آبیاری را پوشش دهند. با پایش دقیق برنامه آبیاری ...
بیشتر
با توجه به سطح زیرکشت و اهمیت اقتصادی تولید جو در استان خراسان رضوی، بررسی حجم آب آبیاری و بهرهوری آب برای تولید این محصول استراتژیک ضرورت دارد. بدین منظور 24 مزرعه در دو منطقه سبزوار و نیشابور به گونهای انتخاب شدند که عوامل مختلف از جمله روش آبیاری، سطح مالکیت، پراکنش مناسب و کیفیت آب آبیاری را پوشش دهند. با پایش دقیق برنامه آبیاری مزارع منتخب، میزان آب آبیاری در طول فصل رشد اندازهگیری گردید. در انتهای فصل رشد و پس از تعیین میزان عملکرد محصول، مقادیر بهرهوری آب آبیاری و بهرهوری آب کاربردی (آبیاری + بارندگی موثر) تعیین شد. در ادامه حجم آب داده‌شده، با نیاز ناخالص آبیاری برآورد شده از روش پنمن-مانتیث با استفاده از دادههای هواشناسی ده سال اخیر و سند ملی آب مقایسه شدند. نتایج نشان داد که حجم آب آبیاری جو در مناطق مورد مطالعه از 2393 تا 7911 متغیر و میانگین وزنی آن (بر اساس مساحت کشت مناطق) 4593 مترمکعب در هکتار بود. در حالیکه میانگین نیاز ناخالص آب آبیاری جو در مناطق مورد مطالعه به روش پنمن-مانتیث با استفاده از دادههای هواشناسی ده سال اخیر و سند ملی آب بهترتیب 9111 و 8489 مترمکعب درهکتار بود. میانگین عملکرد جو در مزارع منتخب از 1600 تا 5600 متغیر و میانگین وزنی آن 2310 کیلوگرم‌درهکتار بود. بهرهوری آب آبیاری نیز در مزارع منتخب از 0/24 تا 2/34 متغیر و میانگین وزنی آن 0/58 کیلوگرم‌برمترمکعب تعیین شد. بهرهوری آب کاربردی در مزارع منتخب از 0/21 تا 1/57 متغیر و میانگین وزنی آن 0/45 کیلوگرم‌برمترمکعب تعیین شد.
مقاله پژوهشی
سامانه های نوین آبیاری
سید حسن طباطبایی؛ سید مجید میرلطیفی؛ حسین دهقانی سانیج؛ سید محمدرضا ناقدی فر؛ اشکان شکری
چکیده
روش های گوناگونی برای بهدست آوردن رطوبت خاک در عمق ریشه توسعه یافته اند که از آن جمله می توان به استفاده از حسگرهای اندازه گیری رطوبت خاک یا به مدل های شبیه سازی رطوبت خاک اشاره کرد. هر یک از روش ها مزایا و معایب خود را دارد. علم داده گواری به مجموعه روش هایی اطلاق میشودکه در آن به صورت توام از مدلهای ...
بیشتر
روش های گوناگونی برای بهدست آوردن رطوبت خاک در عمق ریشه توسعه یافته اند که از آن جمله می توان به استفاده از حسگرهای اندازه گیری رطوبت خاک یا به مدل های شبیه سازی رطوبت خاک اشاره کرد. هر یک از روش ها مزایا و معایب خود را دارد. علم داده گواری به مجموعه روش هایی اطلاق میشودکه در آن به صورت توام از مدلهای مبتنی بر فیزیک پدیدۀ مورد مطالعه و مشاهدات اندازه گیری شده از آن استفاده می گردد تا تخمین دقیق‌تری از پدیدۀ مورد مطالعه به دست آید. در پژوهش حاضر، امکان کاهش تعداد عمق های اندازه گیری رطوبت توسط حسگرهای رطوبت سنج خاک در عمق و افزایش فاصلۀ زمانی بین دو برداشت اطلاعات متوالی از حسگرهای رطوبت سنج آن ها، با استفاده از دادهگواری به کمک فیلتر کالمن همادی بررسی شد. دادههای مورد نیاز مدل سازی از دو مزرعۀ چغندرقند و دو مزرعۀ ذرت علوفه‌ای در منطقۀ جوین در استان خراسان رضوی در بازۀ زمانی اردیبهشت تا آبان 1399 به‌صورت میدانی برداشت شد. نتایج پژوهش مبین آن بود که سناریوهای داده گواری با استفاده از فیلتر کالمن همادی توانسته اند با استفاده از مشاهدات با فاصله های زمانی طولانی‌تر به سطح مناسبی از دقت برسند و مجموع قطر ماتریس کوواریانس شبیه سازی را در مقایسه با شبیه‌سازی سیستم بدون دادهگواری 61 تا 86 درصد کاهش دهند. nRMSD رطوبت خاک برای عمق لایۀ توسعۀ ریشه، در مقایسه با شبیه‌سازی سیستم بدون دادهگواری، از 0/04 تا 0/12 کاهش یافت. مقایسۀ نتایج سناریوهای داده گواری نشانگر آن بودند که با انتخاب مناسب تعداد عمق های مشاهدات، امکان دستیابی به تخمینی از رطوبت خاک با دقت مناسب، با استفاده از حداقل تعداد حسگرهای رطوبت خاک فراهم است.
مقاله پژوهشی
مهندسی رودخانه
فرهود کلاته؛ احسان امین وش
چکیده
در تحقیق حاضر روشی برای به روزرسانی مدلهای عددی پیشبینی جریان غیردائم در شبکه های رودخانه ای با استفاده از ترکیب روش سطح پاسخ و روشهای فراکاوشی توسعه داده شده است. در این راستا، شاخه‌ای از رود گرمابدر (زیقون) برای مطالعۀ موردی انتخاب شد. از نرم افزار Hec-Ras به منظور تهیۀ مدل عددی جریان غیر دائم در شبکۀ رودخانه‌ای استفاده ...
بیشتر
در تحقیق حاضر روشی برای به روزرسانی مدلهای عددی پیشبینی جریان غیردائم در شبکه های رودخانه ای با استفاده از ترکیب روش سطح پاسخ و روشهای فراکاوشی توسعه داده شده است. در این راستا، شاخه‌ای از رود گرمابدر (زیقون) برای مطالعۀ موردی انتخاب شد. از نرم افزار Hec-Ras به منظور تهیۀ مدل عددی جریان غیر دائم در شبکۀ رودخانه‌ای استفاده شده است. شبکۀ عصبی نیز برای شبه سازی روش عددی انتخاب شد تا در روند استفاده از روش الگوریتم ژنتیک بتوان پارامترهای مورد نظر را بهینه سازی کرد. پس از مدلسازی جریان غیردائم در نرم افزار Hec-Ras برای به روز رسانی مدل عددی، ضریب مانینگ به عنوان پارامتر تاثیرگذار در نتایج حاصل از نرم افزار Hec-Ras انتخاب گردید. برای بررسی تاثیر این پارامتر و تعیین مقدار بهینه برای به روز رسانی مدل عددی مورد نظر، به تعداد 100 بار نرم افزار Hec-Ras به‌ازای ضریب های مانینگ متفاوت مدل سازی و آنالیز گردید و شبکۀ عصبی با تعداد 1000 لایۀ درونی آموزش داده شد. نتایج به دست آمده نشان داد که بهینه سازی پارامتری موثر در رفتار جریان شبیه سازی شده و روندی است فرسایشی و زمانبر اما استفاده از شبکۀ عصبی این سرعت همگرایی را بالا می برد و در نتیجه این روند بسیار سریع تر و قابل اعتمادتر می شود. از طرف دیگر، نتایج نشان می دهد که ضرایب مانینگ از پارامترهای بسیار مهم و تاثیرگذار در رفتار جریان شبیه سازی شده است که با تغییری اندک در آن، نتایج مدل شبیه سازی شده دستخوش پراکندگی قابل توجهی می شود که در روند آنالیز باید در نظر گرفته شود تا نتایج حاصل با واقعیت تفاوت قابل توجهی نداشته باشند.
