مقاله پژوهشی
مدیریت شبکه های آبیاری
امید رجا؛ سجاد ویسی؛ علی برزگر
چکیده
استفادۀ مناسب از منابع آب در بخش کشاورزی نیازمند آگاهی از راهکارهای مدیریتی بهینه و کارآمد آب است. مدیریت وضعیت کنونی دشت هشتگرد در استان البرز حاصل عملکرد مجموعه ای از عوامل انسانی و طبیعی طی دهه های گذشته است و احیا و تعادل بخشی آب زیرزمینی دشت در اولویت قرار دارد. بر اساس آمار درازمدت سطح آب زیرزمینی (99-1370) میزان کسری مخزن ...
بیشتر
استفادۀ مناسب از منابع آب در بخش کشاورزی نیازمند آگاهی از راهکارهای مدیریتی بهینه و کارآمد آب است. مدیریت وضعیت کنونی دشت هشتگرد در استان البرز حاصل عملکرد مجموعه ای از عوامل انسانی و طبیعی طی دهه های گذشته است و احیا و تعادل بخشی آب زیرزمینی دشت در اولویت قرار دارد. بر اساس آمار درازمدت سطح آب زیرزمینی (99-1370) میزان کسری مخزن در هر سال به طور متوسط برابر با 16/82 میلیون مترمکعب (6/2 درصد) است. در این مطالعه از مدل AquaCrop برای شبیه سازی عملکرد محصولات غالب زراعی و مقدار آب مصرفی در منطقۀ هشتگرد استفاده شد. راهکارهای عملی و کم‌هزینه نیز برای صرفه جویی در مصرف آب با حداقل هزینه مانندبهبود راندمان آبیاری براساس وضع موجود، تغییر تاریخ کاشت و الگوهای مختلف کم آبیاری بررسی شد. واسنجی مدل AquaCrop برای شرایط منطقه‌ای و بر اساس عملکرد محصولات زراعی نشان داد این مدل بهخوبی توانسته است عملکرد محصولات زراعی موردمطالعه را با کمترین خطای نسبی (RE) برای گندم، جو، ذرت علوفه ای و یونجه برای دشت هشتگرد در مرحلۀ واسنجی مدل شبیه سازی کند. بررسی ها نشان داد با توجه به سطوح ارتقای راندمان در مناطق مختلف و برای کشت های مختلف به ترتیب منجر به صرفهجویی به میزان 17/7 میلیون مترمکعب (5/9 درصد) در مصرف آب تخصیصی خواهد شد که می تواند در شرائط کم آبی در تامین آب مورد نیاز راسطح بیشتری از اراضی بدون کاهش عملکرد فراهم کند. نتایج تحقیق نشان داد با انتخاب تاریخ کاشت بهینه (باتوجه به دامنۀ تاریخ کشت متداول در منطقه) برای محصولات غالب محدوده دشت هشتگرد نیاز ناخالص آبیاری به میزان 2/4 میلیون مترمکعب در مصرف آب (0/8 درصد) کاهش می یابد. گزینۀ دیگر مدیریتی، کم آبیاری تحت الگوهای مدیریتی مختلف برای محصولات غالب زراعی، نشان داد با کاهش عمق آب آبیاری و نیز با افزایش دورهای آبیاری، صرفه جویی قابل توجهی در میزان آب مورد نیاز قابل دستیابی است. با کم آبیاری میتوان به میزان 19/3 میلیون مترمکعب (6/0 درصد) در دشت هشتگرد در مصرف آب صرفه جویی کرد. نتایج به دست آمده نشان می دهد در بسیاری از مواقع می توان بدون رفتن زیر بار هزینه های کلان برای تامین امکانات و تجهیزات مدرن، در شرایط مدیریتی برتر موجود در منطقه با اعمال سناریوهای مختلف از جمله بهبود راندمان، تغییر تاریخ کاشت و کم آبیاری در مصرف آب آبیاری مورد نیاز صرفه جویی قابل توجهی کرد. طبیعتاً سهم هر کشت در میزان صرفه جویی متناسب با متوسط آب مصرفی در هکتار و سطح اراضی تحت هر کشت است.
مقاله پژوهشی
مهندسی رودخانه
ایمان کریمی سرمیدانی؛ محمد حیدرنژاد؛ اصلان اگدرنژاد
چکیده
نقش آبشکنها در حفاظت از دیوارة رودخانه، آن ها را جزء موضوع های مهم مهندسی رودخانه قرار داده است. در این مطالعه، عملکرد دو مدل یادگیری ماشین شامل ماشین بردار پشتیبان (SVM) و برنامه‌ریزی بیان ژن (GEP) با نرم‌افزار FLOW-3D در شبیه‌سازی میزان دبی انحرافی در مقیاس آزمایشگاهی مقایسه شده‌‌است. برای مدل فیزیکی در یک فلوم آزمایشگاهی با ...
بیشتر
نقش آبشکنها در حفاظت از دیوارة رودخانه، آن ها را جزء موضوع های مهم مهندسی رودخانه قرار داده است. در این مطالعه، عملکرد دو مدل یادگیری ماشین شامل ماشین بردار پشتیبان (SVM) و برنامه‌ریزی بیان ژن (GEP) با نرم‌افزار FLOW-3D در شبیه‌سازی میزان دبی انحرافی در مقیاس آزمایشگاهی مقایسه شده‌‌است. برای مدل فیزیکی در یک فلوم آزمایشگاهی با دو نوع آبشکن T-شکل و L-شکل و با زاویه‌های 90 و 135 درجه برای انحراف دبی به کانال آبگیری شبیه‌سازی شد. سه متغیر مستقل شامل عدد فرود جریان، زاویۀ آبگیری و طول نسبی آبشکنها برای مدل‌های یادگیری ماشین استفاده شدند. از 96 دادۀ آزمایشگاهی، 70 درصد برای آموزش و 30 درصد برای آزمون مدل‌های یادگیری ماشین اختصاص یافت. سه شاخص RMSE، MAE و R² برای ارزیابی عملکرد مدل‌ها به کار گرفته شدند. نتایج تحقیق نشان داد که برنامه‌ریزی بیان ژن (GEP) نسبت به ماشین بردار پشتیبان (SVM) عملکرد بهتری دارد به‌طوری که در مرحلة آموزش و آزمون، مقدار ضرایب ارزیابی عملکرد برای هر دو آبشکن T-شکل و L-شکل دارای برتری بودند. در نرم‌افزار FLOW-3D، ضریب زبری مانینگ و نوع معادلۀ شبیه‌‌ساز آشفتگی در فرآیندهای واسنجی و صحت‌‌سنجی استفاده شدند. مقایسة بین مقادیر ارزیابی عملکرد نشان دهندة برتری نسبی GEP نسبت به FLOW-3D است.
مقاله پژوهشی
سامانه های نوین آبیاری
محمد جلینی؛ اردلان ذوالفقاران
چکیده
هدف اصلی از اجرای این پروژه، اندازه‌گیری حجم آب آبیاری کاربردی، عملکرد و بهرهوری آب در باغ‌های گیلاس تحت مدیریت باغداران در استان خراسان رضوی است. باغ‌های آزمایشی طوری انتخاب شدند که عوامل مختلف از جمله روش آبیاری، بافت خاک و کیفیت آب آبیاری کاربردی را پوشش دهند. در کل استان جمعا 43 باغ گیلاس در دشت‌های مشهد- چنارن، طرقبه - شاندیز ...
بیشتر
هدف اصلی از اجرای این پروژه، اندازه‌گیری حجم آب آبیاری کاربردی، عملکرد و بهرهوری آب در باغ‌های گیلاس تحت مدیریت باغداران در استان خراسان رضوی است. باغ‌های آزمایشی طوری انتخاب شدند که عوامل مختلف از جمله روش آبیاری، بافت خاک و کیفیت آب آبیاری کاربردی را پوشش دهند. در کل استان جمعا 43 باغ گیلاس در دشت‌های مشهد- چنارن، طرقبه - شاندیز و نیشابور انتخاب شدند. باغ‌های منتخب در سال 1400 مورد پایش و ارزیابی زراعی و آبی قرار گرفتند. برداشت اطلاعات از باغ‌های منتخب با مراجعۀ حضوری به باغ‌ها، تکمیل پرسشنامه، نمونه‌برداری از خاک و منبع آبی باغ‌ها، ثبت برنامۀ آبیاری و اندازه‌گیری دبی منبع آب صورت گرفت. نیاز آبی گیلاس در مناطق مختلف محاسبه و با حجم آب آبیاری کاربردی باغداران مقایسه شد. نتایج تحقیق نشان داد که دامنۀ تغییرات مقدار آب آبیاری کاربردی در باغ‌های گیلاس استان بین 6200 تا 10000 مترمکعب بر هکتار و متوسط حجم آب آبیاری کاربردی در باغ‌ها برابر 7799 مترمکعب بر هکتار است. دامنۀ تغییرات عملکرد گیلاس نیز بین 5167 تا 12117 کیلوگرم بر هکتار متغیر است و متوسط عملکرد محصول برابر 7049 کیلوگرم بر هکتار بهدست آمد. دامنۀ تغییرات بهرهوری آب در باغ های گیلاس بین 0/691 تا 1/568 کیلوگرم به ازای هر مترمکعب آب و متوسط آن برابر با 0/907 کیلوگرم به ازای هر مترمکعب آب محاسبه شد. میانگین بهره وری آب در دو روش آبیاری سطحی و قطره ای به ترتیب برابر 0/813 و 0/972 کیلوگرم به ازای هر مترمکعب آب به دست آمد که نشان میدهد با تغییر روش آبیاری از سطحی به قطره‌ای، بهره وری آب در باغ‌های گیلاس استان حدود 20 درصد قابل افزایش است.
مقاله پژوهشی
سامانه های نوین آبیاری
امل سواعدی؛ محمدرضا زایری؛ مهدی قمشی؛ مهدی دریائی
چکیده
با رشد جمعیت، تقاضا برای ذخیره‌سازی آب در مخازن افزایش یافته است و نیاز به جایگزینی یا افزایش ظرفیت دبی بسیاری از سرریزها از طریق بهینه‌سازی هندسی و طرح افقی آنها به وجود آمده است. یکی از راهکارهای کاربردی برای افزایش راندمان سرریزها، اصلاح هندسۀ پلان و افزایش طول سرریز در عرضی ثابت است. این امر باعث افزایش ضریب دبی (Cd) سرریز میشود. ...
بیشتر
با رشد جمعیت، تقاضا برای ذخیره‌سازی آب در مخازن افزایش یافته است و نیاز به جایگزینی یا افزایش ظرفیت دبی بسیاری از سرریزها از طریق بهینه‌سازی هندسی و طرح افقی آنها به وجود آمده است. یکی از راهکارهای کاربردی برای افزایش راندمان سرریزها، اصلاح هندسۀ پلان و افزایش طول سرریز در عرضی ثابت است. این امر باعث افزایش ضریب دبی (Cd) سرریز میشود. در این مطالعه، با جمع‌آوری داده‌های آزمایشگاهی دو منبع مختلف، در مجموع از 233 سری داده شامل مؤلفه‌های هندسی و هیدرولیکی استفاده شد. سه مدل یادگیری ماشین، شامل رگرسیون بردار پشتیبان (SVR) و مدل ناپارامتریک جنگل تصادفی (RF) و رگرسیون اسپیلاین تطبیقی چندگانه (MARS)، با پنج سناریوی ورودی مختلف برای پیش‌بینی دقیق ضریب دبی سرریز کنگره‌ای با پلان نیم‌دایره هارمونیک توسعه داده شد. نتایج تحقیق نشان داد که متغیرهای ورودی شامل، نسبت شعاع به ارتفاع سرریز (R/P)، نسبت عرض سرریز به ارتفاع سرریز (B/P)، تعداد سیکل (N) و نسبت هد هیدرولیکی به ارتفاع سرریز (HT/P)، در مدل MARS با مقادیر 0/008= RMSE و 0/94=R2 و مدل SVR با مقادیر 0/009= RMSE و 0/93=R2، نتایج بهتری را در تخمین (Cd) ارائه می‌کنند. مشاهده گردید در مقادیر (HT/P) پایین‌تر از 0/05، میزان ضریب دبی عبوری سرریز با 4 سیکل نیم‌دایره (4=N)، بیشتر از سایز سرریزها بوده است. همچنین، با استفاده از دو روش مختلف آنالیز حساسیت مشاهده گردید پارامتر عمق نسبی (HT/P) مؤثرترین مؤلفه در پیش‌بینی ضریب دبی بوده است.
مقاله پژوهشی
هیدرولیک
مهرداد اسدی؛ محمدجواد منعم؛ جمال محمد ولی سامانی
چکیده
سدهای انحراف آب، به عنوان یکی از سازه‌های مهم برای کنترل جریان و برداشت آب، در معرض انباشت رسوب قرار دارند که این امر می‌تواند بهره‌برداری از آنها را محدود کند. در دورۀ بهره‌برداری از سامانه آبگیری سد انحراف آب، رسوبات در مقابل دهانۀ آبگیر انباشته میشود. یکی از روشهای موثر تخلیۀ رسوب از مقابل دهانۀ آبگیر، احداث مجرای رسوبشوی ...
بیشتر
سدهای انحراف آب، به عنوان یکی از سازه‌های مهم برای کنترل جریان و برداشت آب، در معرض انباشت رسوب قرار دارند که این امر می‌تواند بهره‌برداری از آنها را محدود کند. در دورۀ بهره‌برداری از سامانه آبگیری سد انحراف آب، رسوبات در مقابل دهانۀ آبگیر انباشته میشود. یکی از روشهای موثر تخلیۀ رسوب از مقابل دهانۀ آبگیر، احداث مجرای رسوبشوی مجهز به دریچۀ کنترل است. نسبت بازشدگی به عرض دریچه مجرای تخلیه یکی از عوامل مهم موثر بر کارایی رسوبشویی است که متاسفانه معیار مشخصی برای آن وجود ندارد. در این تحقیق، با استفاده از مدل FLOW-3D، تاثیر این نسبت و عرض مجرا (Ws) بر میزان رسوبشویی بررسی شده است. شبیه‌سازی‌ها با دبی ثابت انجام شده‌اند و نسبت‌های مختلف بازشدگی به عرض دریچه برای هر عرض مجرا تحلیل شده است. نتایج تحقیق نشان داد نسبت a/b=0.5 و عدد فرود 0.3>r0.16<Fr بهترین شرایط را برای رسوبشویی فراهم می‌کنند. افزایش عرض مجرای تخلیۀ رسوب منجر به کاهش دامنۀ مؤثر رسوبشویی میشود به‌طوری‌که عرض‌های بسیار کوچک یا بزرگ، ناکارآمد بودهاند و محدوده 1.0Wi<Ws<1.15Wi بیشترین کارایی را از نظر میزان و دامنۀ رسوبشویی داشته است. عدد فرود بالاتر از 0.3 موجب فرسایش بیش از حد و کمتر از 0.16 منجر به رسوب‌گذاری شده است. نتایج تحقیق نشان میدهد برای تخلیۀ بهینه رسوبات، نسبت a/b=0.5 توصیه می شود تا شرایط هیدرودینامیکی پایدار و کارایی بالای تخلیه رسوب تضمین گردد.
مقاله پژوهشی
مدیریت شبکه های آبیاری
حسن اوجاقلو؛ زهرا امیری؛ سپیده ارومی
چکیده
ارتقای بهرهوری مصرف آب کشاورزی یکی از راهکارهای به‌زراعی مهم برای رسیدن به کشاورزی پایدار محسوب میشود. در این راستا، مکانیابی زمینهای دیم مناسب به‌منظور اجرای آبیاری تکمیلی از اقداماتی است که برای بهبود بهرهوری مصرف آب و امنیت غذایی مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این پژوهش، با استفاده از روش تصمیم‌گیری تحلیل ...
بیشتر
ارتقای بهرهوری مصرف آب کشاورزی یکی از راهکارهای به‌زراعی مهم برای رسیدن به کشاورزی پایدار محسوب میشود. در این راستا، مکانیابی زمینهای دیم مناسب به‌منظور اجرای آبیاری تکمیلی از اقداماتی است که برای بهبود بهرهوری مصرف آب و امنیت غذایی مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این پژوهش، با استفاده از روش تصمیم‌گیری تحلیل سلسله مراتبی (AHP) زمینهای دیم مستعد آبیاری تکمیلی در استان زنجان تعیین شد. برای این منظور، معیارهای دسترسی به منابع آب، کیفیت آب، ویژگی های کمی و کیفی خاک، اقلیم، راه دسترسی و توپوگرافی در نظر گرفته شد. مقایسه های زوجی بین معیارها و طبقهبندی زمین ها با استفاده از نقشههای پهنهبندی تهیه شده در محیط ArcGIS اجرا و نشان داده شد که بیشترین وزن و اهمیت را معیار دسترسی به منابع آب و کمترین وزن را معیارهای جاده دسترسی و توپوگرافی داراست. بر اساس نقشههای مکانیابی تهیه شده و انطباق آن با نقشۀ زمینهای دیم استان زنجان، کلاس زمینهای دیم از نظر قابلیت اجرای آبیاری تکمیلی شامل 19 درصد کاملاً مناسب، 40/6 درصد مناسب، 27/8 درصد با محدودیت متوسط، 10/6 درصد نامناسب و 2 درصد کاملاً نامناسب شناخته شد.
