برنج گیاهی است که حدود 9 تا 21 هزار متر مکعب در هکتار (بسته به اقلیم) آب برای کشت نیاز دارد. در ایران، به دلیل شرایط اقلیمی، برنج به صورت آبی کشت می شود. ولی در مواقع کم آبی به دلیل در دسترس نبودن آب کافی برای غرقاب دائم، کشاورزان از آبیاری نوبتی استفاده می کنند. آبیاری نوبتی می تواند سبب صرفه جویی در مصرف آب شود. اما در فاصله بین آبیاری ها وقتی خاک غرقاب شده خشک می شود، ترک می خورد و این ترک ها مشکلاتی را برای آبیاری های بعدی ایجاد می کنند. فراوانی، اندازه و توسعه ترک ها، انتقال آب و مواد غذایی در پروفیل خاک، رشد گیاه و پتانسیل آلودگی آب های زیرزمینی را تحت تأثیر قرار می دهد. بنابراین مدیریت آب در این شرایط، یک مسئله مهم در کشت برنج می باشد. این تحقیق به منظور بررسی تغییرات خواص فیزیکی مرتبط با ترک خوردن و وضعیت رطوبتی سه بافت خاک شالیزاری تیمار شده با زئولیت انجام شد. آزمایش ها به صورت طرح فاکتوریل اسپلیت با سه تکرار انجام شد. بافت خاک در سه سطح (رس، لوم رسی سیلتی و لوم رسی شنی)، زئولیت با دو اندازه قطر مختلف 0/4 تا 1 میلی متر و کوچکتر از 0/4 میلی متر هر کدام در سه سطح (2/5، 5 و 7/5 گرم در کیلوگرم خاک)، آبیاری در چهار نوبت و زمان نمونه برداری (دو بار در هر نوبت آبیاری) بررسی شدند. به منظور مقایسه بین حالت خاک دارای کشت و بدون کشت، برای هر سه بافت خاک و دو اندازه زئولیت در سطح 5 گرم در کیلوگرم خاک، تیمار با کشت برنج در نظر گرفته شد. تیمار شاهد بدون زئولیت برای هر دو حالت دارای کشت و بدون کشت در نظر گرفته شد. هر تیمار در یک تشت پلاستیکی با قطر 54 و ارتفاع 17 سانتی متر قرار داده شد. رطوبت خاک، وزن مخصوص ظاهری، عرض و عمق ترک خاک، فاصله خاک از جدار ظرف و نشست خاک، در هر نوبت آبیاری اندازه گیری شدند. نتایج به دست آمده نشان داد که با افزودن زئولیت به خاک تفاوت معنی داری بین مقادیر عرض ترک، فاصله خاک از جدار ظرف و نشست خاک تیمارهای حاوی زئولیت و تیمار شاهد مشاهده نشد. افزودن زئولیت دانه درشت در سطح 7/5 گرم در کیلوگرم خاک سبب کاهش معنی داری در عمق ترک خاک شد. کاهش عمق ترک در سطوح 2/5 و 5 گرم در کیلوگرم خاک زئولیت دانه درشت و هر سه سطح زئولیت دانه ریز در مقایسه با تیمار شاهد معنی دار نبود. این نتایج نشان داد که کاربرد مقدار بیشتر زئولیت دانه درشت می تواند برای کاهش عمق ترک موثر باشد. افزودن هر دو اندازه مختلف زئولیت به خاک سبب نگهداشت بیشتر رطوبت در خاک شد. به طوری که افزودن مقدار زئولیت، رطوبت را نیز افزایش داد، اما تفاوت معنی داری بین مقدار رطوبت زئولیت دانه ریز و درشت وجود نداشت. در نتیجه می توان گفت داشتن سطح ویژه بیشتر سبب حفظ بیشتر رطوبت خاک نمی شود، بلکه تأثیر زئولیت بر ساختمان خاک نیز در این زمینه اهمیت دارد. از سوی دیگر با کاربرد زئولیت دانه درشت، در هزینه های مربوط به آسیاب و خرد کردن زئولیت که در سطح وسیع می-تواند قابل توجه باشد، صرفه جویی می شود. تیمارهای دارای کشت برنج سبب حفظ بیشتر رطوبت خاک و کاهش معنی-دار عرض و عمق ترک در مقایسه با تیمار شاهد و همچنین اغلب تیمارهای دارای زئولیت شدند. علت آن نقش ریشه گیاه در استحکام خاک می باشد. به طور کلی نتایج نشان می دهد زئولیت نمی تواند مانند بقایای گیاهی یا کودهای دامی(که دارای منشأ آلی هستند) در کاهش پارامترهای ترک خاک موثر باشد، هر چند که مانند آنها سبب حفظ بیشتر رطوبت خاک می شود. اما ممکن است افزودن مقدار بیشتری از زئولیت بتواند در کاهش پارامترهای ترک خاک موثر باشد.

در دهه های اخیر محدودیت های منابع آب برای مصارف کشاورزی از یک سو و افزایش جمعیت از سوی دیگر، گسترش کاربرد روش های آبیاری تحت فشار را اجتناب ناپذیر ساخته است. برای اصلاح آب و خاک می توان از روش مغناطیس کردن آب استفاده کرد. آب مغناطیسی با عبور آب از میان یک آهنربای دائمی (مغناطیس پایدار) قوی مستقر روی خط لوله به وجود می آید. این مطالعه در ایستگاه تحقیقات گرگان وابسته به مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان انجام شد. در این تحقیق تأثیر آب مغناطیسی بر گرفتگی قطره چکان ها و یکنواختی پخش آنها مورد بررسی قرار گرفت. تیمار ها شامل دو تیمار آبیاری (آب مغناطیسی و غیر مغناطیسی) به عنوان عامل اصلی و سه تیمار غلظت املاح آب آبیاری، (آب چاه، 200 و 400 میلی گرم در لیتر غلظت کربنات کلسیم) به عنوان عامل فرعی بود. طرح آزمایشی به صورت کرت سه بار خرد شده در قالب بلوک کامل تصادفی و با سه تکرار انجام شد. جمع آوری اطلاعات مربوط به دبی قطره چکان ها در 5 مرحله زمانی و نمونه برداری ها برای تعیین خصوصیات آب آبیاری (تعیین شاخص اشباع لانژیلر) در سه مرحله ابتدا، اواسط وانتهای دوره آزمایش انجام شد. نتایج نشان داد که تیمار آب آبیاری تأثیر معنی داری در سطح 1 درصد بر هدایت الکتریکی آب آبیاری داشت به طوریکه در طول دوره آزمایش روند کاهش هدایت الکتریکی آب آبیاری در تیمار آب مغناطیسی کمتر از تیمار آب غیر مغناطیسی گردید. برای هر دو تیمار آب آبیاری میزان املاح آب آبیاری در طول دوره آبیاری روند کاهشی داشتند ولی این روند کاهشی معنی دار نبود. آبیاری با آب مغناطیسی تأثیر معنی داری در سطح 5 درصد بر شاخص اشباع لانژیلر داشت به طوریکه شاخص اشباع لانژیلر در تیمار آب مغناطیسی کمتر از آب غیر مغناطیسی بود. متوسط دبی قطره چکان ها نسبت به زمان در طول دوره آزمایش کاهش پیدا کردکه دلیل آن گرفتگی جزئی یا کلی تعدادی از قطره چکان ها بود. در تیمار آبیاری با شوری بالاتر میزان کاهش دبی قطره چکان ها بیشتر بود. نتایج نشان داد که تیمار آب آبیاری تأثیر معنی داری در سطح 5 درصد بر متوسط دبی قطره چکان ها داشت. متوسط دبی قطره چکان ها در ابتدای دوره آزمایش در هر سه تیمار شوری آب آبیاری در تیمار آب مغناطیسی کمتر از تیمار آب غیر مغناطیسی بود . متوسط دبی قطره چکان ها در انتهای دوره آزمایش در تیمار آب مغناطیسی بیشتر از تیمار آب غیر مغناطیسی شد. نتایج نشان داد که دبی قطره چکان های انتهای خط لوله از دبی قطره چکان های ابتدای خط لوله کمتر بود. تیمار آب آبیاری تأثیر معنی-داری در سطح 1 درصد بر یکنواختی پخش قطره چکان ها داشت. در اوایل دوره آزمایش یکنواختی پخش آب در تیمار آب مغناطیسی و آب غیر مغناطیسی تقریباً برابر بود اما در اواخر دوره آزمایش میزان یکنواختی پخش در تیمار آب مغناطیسی بیشتر از تیمار آب غیر مغناطیسی بود. نتایج نشان داد آبیاری با آب مغناطیسی گرفتگی قطره چکان ها را کاهش و یکنواختی پخش آب را افزایش می دهد. با افزایش غلظت املاح و پ-هاش آب آبیاری میزان گرفتگی شیمیایی قطره-چکان ها افزایش می یابد. گرفتگی قطره چکان ها دبی، یکنواختی پخش، یکنواختی پخش مطلق و ضریب یکنواختی کریستیانسن قطره چکان ها را کاهش و ضریب تغییرات ساخت قطره چکان ها را افزایش داد.

چکیده استفاده از روش های سنتی آبیاری در مزارع علاوه بر هدر رفتن آب از طریق فرونشت عمقی و رواناب سطحی، باعث آبیاری غیر یکنواخت در طول مزرعه و شستشوی مواد غذایی از محیط ریشه می گردد. درصورتی که استفاده از روش های نوین آبیاری از جمله روش های آبیاری تحت فشار در صورتی که درست طراحی و مدیریت شوند، باعث کاهش هدر رفت آب و افزایش یکنواختی آبیاری در طول مزرعه خواهد شد. این مطالعه در سال 1388 در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی همدان، استان همدان، جهت بررسی اثر فواصل آبپاش ها بر یکنواختی توزیع آب، رواناب و نفوذ انجام شد. به منظور هر چه بهتر شدن نتایج آزمایش ها، سیستم آبیاری بارانی آزمایشی به نحوی طراحی و اجرا گردید که تمام فواصل مورد نظر آبپاش ها در یک مزرعه مورد آزمایش قرار گیرند. خاک مزرعه آزمایشی لوم رسی بود و آزمایش ها برای سه فاصله مختلف آبپاش ها شامل 27×27 متر، 24×24 متر و 21×21 متر و سه نوع آبپاش saroo، ambo و proot انجام شدند. فشار کارکرد آبپاش ها در تمامی آزمایش ها 4 اتمسفر بود. نتایج نشان داد که در آبپاش saroo بیشترین مقادیر ضریب یکنواختی، یکنواختی توزیع و راندمان کاربرد آب بترتیب مربوط به فواصل آبپاش های 24×24 متر، 24×24 متر و 21×21 متر می باشند. در آبپاش ambo بیشترین مقادیر پارامتر های مذکور در فاصله آبپاش های 24×24 متر بدست آمدند. در آبپاش proot بیشترین مقادیر پارامترهای فوق در فاصله آبپاش های 21×21 متر بدست آمدند. نتایج مقایسه آبپاش های فوق نشان داد که در فاصله آبپاش های 21×21 متر، بیشترین مقادیر ضریب یکنواختی، یکنواختی توزیع و راندمان کاربرد آب مربوط به آبپاشproot می باشند. این مقادیر بترتیب عبارت بودند از 3/86، 8/79 و 7/77 درصد. در فاصله آبپاش های 24×24 متر، بیشترین مقادیر ضریب یکنواختی و یکنواختی توزیع آب مربوط به آبپاش proot بودند، اما در این فاصله آبپاش ها بیشترین مقدار راندمان کاربرد آب برای آبپاشambo بدست آمد. در فاصله آبپاش های 27×27 متر، بیشترین مقادیر ضریب یکنواختی و یکنواختی توزیع آب مربوط به آبپاش proot بودند، اما در این فاصله آبپاش ها بیشترین مقدار راندمان کاربرد آب برای آبپاش ambo بدست آمد. نتایج بدست آمده از آزمایش های رواناب و نفوذ برای آبپاش saroo نشان داد که کاهش فواصل آبپاش ها از 27×27 متر به 21×21 متر باعث افزایش 9/10 درصد در میزان رواناب و کاهش 12/13 درصد در میزان نفوذ آب به خاک می گردد. یک برنامه کامپیوتری توسط نرم افزار matlab برای شبیه سازی الگوی پخش آب برای فواصل مختلف آبپاش ها با استفاده از داده های توزیع آب اطراف یک آبپاش منفرد، نوشته شد. خروجی های این برنامه شامل ضریب یکنواختی، یکنواختی توزیع و راندمان کاربرد آب برای فواصل مختلف آبپاش ها بود. نتایج بدست آمده از برنامه کامپیوتری، با داده های اندازه گیری شده صحرایی مطابقت خوبی داشتند و مدل قادر بود با دقت بالایی ضریب یکنواختی، یکنواختی توزیع و راندمان کاربرد آب برای فواصل مختلف آبپاش ها را پیش بینی کند. استفاده از آبپاش proot با فاصله 21×21 متر برای آبپاش ها برای منطقه مورد مطالعه به منظور بهبود ضریب یکنواختی، یکنواختی توزیع و راندمان کاربرد آب توصیه می شود. کلمات کلیدی: آبیاری بارانی، ضریب یکنواختی، یکنواختی توزیع، راندمان کاربرد، رواناب، نفوذ

سرریزها ساده ترین، ارزانترین و احتمالاً متداولترین سازه های هیدرولیکی هستند که به منظور کنترل و اندازه گیری شدت جریان در کانال های باز مورد استفاده قرار می گیرند و در این میان سرریزهای لبه تیز مستطیلی به علت برخورداری از ساختاری ساده و نیز دقت بالا در تعیین میزان دبی عبوری، توجه بسیاری را به خود معطوف داشته اند. این نوع از سرریزها خود در دو دسته جانبی و عمود بر جهت جریان یا نرمال قابل بررسی می باشند. در این تحقیق خصوصیات هیدرولیکی ?? مدل آزمایشگاهی سرریز جانبی لبه تیز مستطیلی در شرایط جریان زیربحرانی مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور ضرایب دبی، نیم رخ های سطح آب، تغییرات انرژی مخصوص در امتداد سرریز، توزیع نیم رخ های سرعت سه بعدی واقع بر تاج سرریز، تغییرات ضخامت لایه مرزی، تغییرات دبی و زاویه جت خروجی در طول تاج سرریز مورد بررسی واقع شد. جزئیات نیم رخ های سرعت در هر سه راستای x ، y و z مورد بحث و بررسی قرار گرفت. تحلیل نیم رخ های سرعت مشخص نمود که با نزدیک شدن به انتهای سرریز میزان دبی عبوری از هر المان سرریز افزایش می یابد و هرچه عرض سرریز جانبی کمتر باشد میزان دبی عبوری از هر المان سرریز بیشتر می گردد ولی عدد فرود تأثیر معناداری در تغییرات این پارامتر ندارد. برخلاف دبی عبوری از هر المان سرریز، اختلاف عمق جریان در بالادست و پایین دست سرریز و زاویه جت خروجی با خط عمود بر صفحه سرریز با عدد فرود بالادست رابطه مستقیم دارند به گونه ای که با افزایش عدد فرود این دو پارامتر نیز افزایش می یابند. بررسی تغییرات ضخامت لایه مرزی (?) در طول تاج سرریز مشخص نمود که به علت وجود مقاومت دیواره های سرریز، مقادیر ضخامت لایه مرزی در نزدیکی گوشه های سرریز کاهش یافته و بیشترین مقدار ? در اواسط سازه رخ می دهد. همچنین به منظور مقایسه رفتار سرریزهای جانبی با سرریزهای نرمال که عمود بر جهت جریان در کانال نصب می شوند، نیم رخ های سطح آب و ضرایب شدت جریان در ?? مدل آزمایشگاهی سرریز لبه تیز مستطیلی نرمال برداشت شد. نتایج نشان داد که نیم رخ تیغه پایینی جریان در سرریزهای لبه تیز مستطیلی نرمال از معادله چند جمله ای درجه سوم و نیم رخ تیغه بالایی جریان از معادله چند جمله ای درجه دوم تبعیت می کند و تغییرات ضریب دبی در سرریزهای نرمال با عدد فرود معنی دار نیست اما این ضریب به شدت تحت تأثیر نسبت بار آبی بی بعد شده با ارتفاع سرریز (h/p) می باشد و با افزایش این نسبت تا حد ?0 = h/p، میزان ضریب دبی (cd) افزایش می یابد. بالعکس، ضرایب دبی در سرریزهای جانبی با افزایش عدد فرود بالادست کاهش یافته اما با نسبت h/p رابطه مشخصی ندارند و در شرایط مشابه ضریب دبی سرریزهای نرمال بیشتر از ضریب دبی سرریزهای جانبی می باشد. در نهایت دو روش نیمه تئوری برای تعیین ضریب دبی در سرریزهای لبه تیز مستطیلی نرمال و سه روش تجربی به منظور برآورد دبی عبوری از سرریزهای جانبی لبه تیز مستطیلی ارائه شد.

ایجاد هیدروگراف های متفاوت جریان ورودی با توجه به شرایط مزرعه تأثیر قابل توجهی بر صرفه جویی در مصرف آب دارد. بمنظور ایجاد و کاربرد هیدروگراف های متفاوت جریان ورودی آب به جویچه شامل هیدروگراف های جریان ورودی کاهش دبی، سیگمایی، افزایشی-کاهشی، پلکانی و کابلی اصلاح شده، یک شیرکنترل اتوماتیک که نیروی محرکه آن از طریق یک موتور تأمین می گردید طراحی شد. این مطالعه در مزرعه آزمایشی دانشگاه صنعتی اصفهان با بافت خاک لوم شنی رسی انجام شد. در این مزرعه، دستگاه انتقال آب به جویچه شامل شیرکنترل طراحی شده و دستگاه انتقال کود به جویچه در ابتدای جویچه های آزمایشی نصب شد و آزمایش ها با هیدروگراف های متفاوت جریان ورودی به جویچه ها انجام شدند. برای شبیه سازی مراحل مختلف آبیاری جویچه ای از مدل های اینرسی-صفر و هیدرودینامیک استفاده شد و این مدل ها برای کاربرد هیدروگراف های متفاوت جریان ورودی بسط داده شدند. برای تعیین معادله نفوذ و ضریب زبری مورد استفاده در هیدروگراف های متفاوت جریان ورودی مدل رایانه ای بهینه سازی با توجه به شرایط مزرعه نوشته شد. داده های جمع آوری شده برای هر آزمایش شامل هیدروگراف جریان ورودی، هیدروگراف جریان خروجی، پیشروی، پسروی، شکل هندسی جویچه، رطوبت خاک، نمونه های آب حاوی کود در زمان ها و ایستگاه های متفاوت در طول جویچه و نمونه های خاک از کف جویچه بود. با توجه به نتایج حاصل از آزمایش های مزرعه ای بیشترین نسبت رواناب بترتیب مربوط به هیدروگراف های جریان ورودی ثابت و پلکانی و کمترین نسبت رواناب مربوط به هیدروگراف های جریان ورودی کابلی اصلاح شده و افزایشی-کاهشی بود. با افزایش عمق مورد نیاز آبیاری تفاوت راندمان کاربرد آب بین هیدروگراف های متفاوت جریان ورودی پیشنهادی و هیدروگراف جریان ورودی ثابت افزایش یافت. همچنین با افزایش عمق مورد نیاز آبیاری با کاربرد هیدروگراف های پیشنهاد شده صرفه جویی در مصرف آب مشهودتر بود. بیشترین یکنواختی توزیع ربع پایین آب مربوط به هیدروگراف های جریان ورودی ثابت و پلکانی و کمترین یکنواختی توزیع ربع پایین آب مربوط به هیدروگراف های جریان ورودی سیگمایی و کابلی اصلاح شده بود. با توجه به نتایج شبیه سازی مدل اینرسی-صفر بسط یافته در این مطالعه در طول های کوتاه تر جویچه و در شیب های تند مزرعه تأثیر کاربرد هیدروگراف های متفاوت جریان ورودی بر بهبود عملکرد آبیاری و صرفه جویی در مصرف آب نسبت به هیدروگراف جریان ورودی ثابت بیشتر بود. نتایج شبیه سازی مدل اینرسی-صفر بسط یافته نشان داد که بیشترین صرفه جویی در مصرف آب برای طول های متفاوت جویچه و شیب های متفاوت مزرعه مربوط به هیدروگراف های جریان ورودی سیگمایی و پلکانی بود. با توجه به آزمایش های مزرعه ای، در شرایط حجم آب کاربردی یکسان در هیدروگراف های متفاوت جریان ورودی بیشترین یکنواختی توزیع کود مربوط به هیدروگراف های جریان ورودی پلکانی و افزایشی-کاهشی و کمترین تلفات کود به صورت رواناب مربوط به هیدروگراف جریان ورودی افزایشی-کاهشی بود. مقایسه آماری در سطح ? % بین هیدروگراف های متفاوت جریان ورودی و هیدروگراف جریان ورودی ثابت حاکی از آن بود که بین یکنواختی توزیع نصف پایین کود در هیدروگراف جریان ورودی ثابت و هیدروگراف جریان ورودی افزایشی-کاهشی تفاوت معنی دار است. یکنواختی توزیع نصف پایین کود در هیدروگراف جریان ورودی افزایشی-کاهشی بیشتر از هیدروگراف جریان ورودی ثابت بود. از نظر یکنواختی توزیع ربع پایین کود بین هیدروگراف های متفاوت جریان ورودی و هیدروگراف جریان ورودی ثابت تفاوت معنی دار نبود. همچنین در هیدروگراف های متفاوت جریان ورودی در عمق های خاک بیشتر از ?? سانتیمتر تغییرات غلظت کود قابل توجه نبود. به طور کلی استفاده از هیدروگراف های متفاوت پیشنهاد شده در این مطالعه با توجه به شرایط مزرعه می تواند ضمن تأمین سرعت پیشروی مناسب به انتهای جویچه باعث کاهش رواناب و در نتیجه بهبود عملکرد هیدرولیکی آبیاری جویچه ای و کودآبیاری سطحی شود.

رودخانه ها همواره منبع اصلی تأمین آب مورد نیاز انسان ها و عامل اساسی در توسعه جوامع بشری بوده است. از راه های شناسایی رفتار رودخانه ها بررسی ساختار جریان و مطالعه شکل های بستر در آنهاست. ازسوی دیگر پوشش گیاهی با ایجاد زبری در دیواره کانال ها و دشت های سیلابی رودخانه ها بر شکل هندسی، هیدرولیک و مقاومت جریان موجود در آنها تأثیر گذاشته و به دنبال آن بر انتقال رسوب بسیار اثرگذار است. با توجه به اهمیت شکل های بستر نظیر تلماسه ها، در کنترل میزان انتقال رسوب، تولید آشفتگی و ایجاد مقاومت جریان، مطالعه جزئیات برهم کنش شکل های بستر، پوشش گیاهی و ساختار جریان ضروری به نظر می رسد. هدف از پژوهش حاضر مطالعه ساختار جریان برروی تلماسه های شنی با تاج مسطح به همراه پوشش گیاهی در دیوار بود. برای دستیابی به این هدف تعداد هفت تلماسه مصنوعی با تاج مسطح در طول یک کانال آزمایشگاهی با مقطع مستطیلی به طول 8 متر، عرض 4/0 متر و ارتفاع 6/0 متر به طور متناوب ساخته شدند. شن مورد استفاده برای ساختن تلماسه ها دارای قطر متوسط 10 میلی متر بوده و شکل ذوزنقه ای برای آنها در طی آزمایش ها ثابت نگه داشته شد. این شکل ها در عرض کانال هیچ گونه تغییری نداشتند که بدین ترتیب شکل های بستر دوبعدی بودند. همچنین گیاه قیاق (خومه) به عنوان پوشش گیاهی دیوار مورد استفاده قرار گرفت. با در نظر گرفتن توسـعه یافتگی جریان پس از تلماسه پنجم، کلیه اندازه گیری های سرعت جریان و مولفه های جریان آشفته در حد فاصل تلماسه های پنجم و ششم صورت پذیرفت. در مجموع سه سری آزمایش بر روی تلماسه ها با طول موج 96/0 متر، ارتفاع 04/0 متر، زاویه ایستایی 28 درجه و عمق جریان 28/0 متر به اجرا درآمد. در سری اول آزمایش ها 17 نیم رخ و در سری های دوم و سوم تعداد 21 نیم رخ سرعت برداشت گردید. اندازه گیری داده های سرعت و آشفتگی با به کارگیری دستگاه سرعت سنج صوتی adv انجام گردید. داده برداری با فرکانس 200 هرتز و به مدت دو دقیقه در هر نقطه صورت گرفت. با در نظر گرفتن فرکانس و مدت زمان اندازه گیری و نیز تعداد زیاد نیم رخ های برداشت شده، 45400000 داده سرعت در کلیه آزمایش ها ثبت گردید. داده ها با استفاده از نرم افزار winadv غربال شده و پس از آن مورد تحلیل قرار گرفتند. از نتایج قابل توجه در این پژوهش این بود که در تلماسه های با تاج مسطح بر خلاف نوع با تاج تیز، در هر دو حالت وجود و عدم وجود پوشش گیاهی، پارامتر سرعت بعد از تاج مسطح مقادیر منفی به خود نمی گیرد. با ترسیم نقشه های منحنی های هم سرعت برای سرعت افقی مشخص شد که کمترین مقدار سرعت برابر با صفر بوده که در حالت عدم وجود پوشش گیاهی بر دیواره کانال در ناحیه کوچکی بر روی وجه پایین دست تلماسه متمرکز شده است. همچنین در حالت وجود پوشش گیاهی بر دیوار نیز کمینه مقدار سرعت برابر با صفر بوده ولی ناحیه رخداد آن به سمت پایین دست تغییر مکان داده و در محل فرورفته تلماسه اتفاق می افتد. مشاهده مقادیر سرعت عمودی منفی در هر دو حالت وجود و عدم وجود پوشش گیاهی در سراسر طول تلماسه نشانه ای دیگر برای عدم وقوع جدایی در تلماسه های با تاج مسطح است. تنش های رینولدز در حالت وجود پوشش گیاهی نسبت به حالت عدم وجود آن بیشتر بوده که این موضوع را می توان به افزایش مقاومت جریان در حضور این پوشش نسبت داد.

یکی از مهم ترین مشکلات سیستم های زهکشی آبشویی مواد مغذی، از جمله نیترات، است. از آنجا که این عنصر به حد کافی در خاک وجود ندارد، کشاورزان جهت تأمین نیاز گیاهان مجبور به استفاده از کودهاینیتروژنه می باشند. نیترات خیلی سریع از خاک شسته شده و به آب های زیرزمینی و در صورت وجود زهکش به آب های سطحی می پیوندد. به منظور کاهش نیترات در خروجی زهکش ها می توان از باکتری های دنیتریفیکاتور استفاده نمود.یکی از شرایطی که می تواند بر فعالیت باکتری های دنیتریفیکاتور موثر واقع شود، ناپایدار بودن جریان است. در تحقیق حاضر، ماده کربنی پوشال جو به عنوان فیلتر زیستی تحت شرایط جریان ناپایدار انتخاب گردید. بدین منظور مدل زهکش مورد نظر از جنس ورق گالوانیزه و با ارتفاع 135، عرض 30 و طول 90 سانتی متر طراحی گردید. آب از طریق سوراخ های تعبیه شده به قطر 5 میلی متر در مخازن کناری مدل وارد مدل می شد.پوشال جو پس از ترکیب با خاک در اطراف لوله زهکش از جنس پلی اتیلن موج دار با قطر 12 و طول 30 سانتی متر ریخته شد. به منظور بررسی مقاومت فیلتر زیستی اطراف لوله زهکش10 پیزومتر به صورت افقی کنار لوله زهکش نصب گردید. آب با غلظت نیترات 80 میلی گرم بر لیتر در طول 18 دوره (2 ماه) وارد مدل می شد و نمونه گیری از ورودی و خروجی به منظور بررسی تغییرات نیترات، آمونیوم و ph در هر دوره انجام شد. نمونه ها هم زمان با افت سطح آب و در چهار حالت پر، نیمه پر، 20 و 10 سانتی متری بالای لوله زهکش گرفته می شد. نتایج نشان داد که هم زمان با گذشت زمان و افت سطح آب، درصد کاهش نیترات افزایش یافته و در حالت پر، نیمه پر، 20 سانتی متری و 10 سانتی متری ارتفاع آب از زهکش به ترتیب کاهشیبرابر با 5/47% ،50%، 5/52% و 80% داشته است. نتایج حاصل از تحلیل آماری نشان داد که اثر دوره های مختلف اندازه گیری و افت سطح آب بر نیترات خروجی در سطح 1% آزمون lsd معنی دار است. هم چنین افت سطح آب بر آمونیوم نیز در سطح 1% معنی دار بوده ولی دوره های مختلف اندازه گیری تأثیر معنی داری بر آمونیوم نداشته است. میزان غلظت آمونیوم در طول دوره آزمایش ناچیز بوده است(کمتر از 3/0 میلی گرم بر لیتر). میزان تغییرات phنیز بین 7 و 1/8 مشاهده شد. اندازه گیری ارتفاع آب در پیزومترها در طول آزمایش نشان داد که استفاده از فیلتر زیستی اطراف لوله زهکش تأثیری بر عملکرد هیدرولیکی آن نداشته است.با توجه به آزمایش صورت گرفته نتیجه می شود که پوشال جو فیلتر زیستی مناسبی برای کاهش میزان نیترات خروجی از زهکش تحت شرایط جریان ناپایدار می باشد.

بهینه سازی رودخانه نیاز به یک فهم دقیق از الگوی جریان از نقطه نظر مورفودینامیک دارد. وجود پوشش گیاهی روی دیواره کانال های طبیعی تأثیر مهمی روی ساختار جریان می گذارد. وجود پوشش های گیاهی اغلب باعث تغییراتی در مقاومت جریان شده و ذخیره سیلاب را افزایش می دهند.آزمایشات در آزمایشگاه هیدرولیک صنعتی اصفهان در فلومی به طول 7 متر، عرض 32 سانتیمتر و ارتفاع 35 سانتیمتر انجام شد. دیواره و کف فلوم از جنس پلاکسی گلاس بوده و از ذرات شن در کف فلوم استفاده شد. قطر متوسط (50d) ذرات شن مورد استفاده 7/33 میلیمتر می باشد. شیب کف فلوم توسط لایه هایی از ذرات شن 2+% تنظیم شد آزمایشات در پنج سری آزمایشی صورت گرفت که شامل: 1- بستر شنی، بدون پوشش گیاهی در جداره و جریان یکنواخت، 2- بستر شنی، بدون پوشش گیاهی در جداره و جریان کند شونده، 3- بستر شنی، پوشش برنج (rice) در جداره و جریان کند شونده ، 4- بستر شنی، پوشش نی (straw) در جداره و جریان کند شونده و 5- بستر شنی، پوشش لویی (typha latifolia ) در جداره و جریان کند شونده. تمام ساقه ها در دیواره فلوم ثابت نگه داشته شدند. مقاطع اندازه گیری در فواصل 5/6>(m)x>5/5 (فاصله از ابتدای فلوم=x) انتخاب شد. در مقاطع اندازه گیری جریان کاملاً توسعه یافته می باشد. برای بررسی تأثیر پوشش های گیاهی دیواره کانال بر توزیع سرعت و تنش برشی، سرعت های جریان در سه فاصله از دیواره (m15/0، 05/0، 03/0=d) اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که در حضور پوشش گیاهی، پروفیل های سرعت بصورت محدب بوده و محل وقوع مقادیر سرعت حداکثر زیر سطح آب رخ می دهد. در نزدیکی دیواره ها توزیع سرعت، تنش رینولدز و نوسانات سرعت بطور غیر خطی تغییر می کند و به ماکزیمم مقدار زیر سطح آب می رسد.

مطالعات آماری چند دهه ی اخیر نشان می دهد که آبشستگی از جمله مهمترین علل هیدرولیکی تخریب پلهاست. اما مهمترین مشکل در حل این مسئله بررسی مکانیک سیالات و شناخت پروسه آبشستگی در اطراف پایه پل است. همچنین بسیاری از جریان ها با سطح آزاد در تعامل با پوشش گیاهی می باشند. برای مثال انتقال آب در مجاری طبیعی با پوشش گیاهی در حاشیه و در داخل کانال، الگوی کاملاً خاص جریان از نظر توزیع سرعت و توزیع تنش رینولدز را نشان می دهند که ضرورت توجه ویژه ای را در مطالعه ی تعامل آب، مواد رسوبی و پوشش گیاهی در بررسی هیدرودینامیک و مهندسی رودخانه ایجاب می کند. در این تحقیق از دستگاه سرعت سنج adv به منظور برداشت داده های آزمایشگاهی استفاده شده و توزیع های سرعت، تنش های رینولدز و توربولانس مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در یک کانال به طول 7 متر، عرض 32 سانتی متر و عمق 36 سانتی متر با ذرات ماسه به قطر 71/0 میلی متر انجام شد. سری اول از آزمایشات بر روی سه شکل از تکیه گاه ها انجام شد که عبارت بودند از مستطیلی، ذوزنقه ای لبه تیز و ذوزنقه ای لبه گرد، هدف از این دسته آزمایشات بررسی و شناخت پروسه آبشستگی حول تکیه گاه ها و اثر شکل تکیه گاه بر این پروسه بود. مرحله ی دوم از تحقیق حاضر بررسی اثر پوشش گیاهی بر مشخصات جریان بود. بررسی آبشستگی در حضور پوشش گیاهی بر روی تکیه گاه ذوزنقه ای لبه تیز انجام شد. میزان برداشت پروفیل های سرعت در هر سری از آزمایشات بستگی به گسترش گودال آبشستگی داشت و در مجموع بیشتر از صد پروفیل سرعت و در هر پروفیل بسته به عمق آبشستگی بین 25-15 نقطه برداشت گردید. بررسی های انجام شده بر روی پروفیل های سرعت وتنش حول تکیه گاه ها نشان دهنده ی حضور توأمان گرداب های نعل اسبی و جریان های رو به پایین در بالادست جریان می باشد، در پایین دست جریان حضور گرداب های برخاستگی سبب به وجود آمدن نامنظمی های فراوان در ساختار جریان گردیده است. نتایج آزمایشات انجام شده بر روی شکل تکیه گاه کاهش عمق و زمان تعادل آبشستگی با گرد شدن لبه های تکیه گاه را نشان می دهد به طوری که حداکثر عمق آبشستگی در تکیه گاه ذوزنقه ای لبه گرد 25 درصد نسبت به تکیه مستطیلی کاهش یافته است وزمان تعادل از 25 ساعت به 17 ساعت تقلیل یافته است که علت آن حضور گرداب های نعل اسبی قوی تر در بالادست جریان برآورد شده است. آزمایشات انجام شده برای بررسی اثر پوشش گیاهی بر عمق و زمان تعادل آبشستگی، نشان از کاهش حداکثرعمق آبشستگی از 4/8 سانتی متر به 2/3 سانتی متر و زمان تعادل از 20 ساعت به 9 ساعت را دارد. همچنین پوشش گیاهی آستانه ی حرکت ذرات را تغییر داده به طوری که ذرات در سرعت برشی کمتری شروع به حرکت نمودند. بررسی مشخصات جریان در حالت با پوشش نشان داد که پوشش گیاهی سبب تضعیف گرداب های اولیه در بالادست تکیه گاه گردیده است ولی اثرات برخاستگی جریان همچنان در پایین دست مشاهده می گردد.

ایجاد و گسترش آب شستگی در تکیه گاه پل ها از مهمترین عوامل آسیب و خرابی پل ها می باشد. پیش بینی نحوه ایجاد، گسترش و وضعیت نهایی گودال آب شستگی از مهمترین موارد طراحی هیدرولیکی پل ها می باشد. مطالعات زیادی برای تعیین عمق آب شستگی در اطراف تکیه گاه های پل در شرایط ساده آزمایشگاهی انجام شده است. برای محاسبه دقیق عمق آب شستگی نیاز به فهم بیشتری از الگوی جریان و مکانیزم های حاکم بر آب شستگی موضعی اطراف تکیه-گاه ها است. برای این منظور مطالعات زیادی جهت بررسی الگوی جریان اطراف پایه انجام شده است ولی مطالعات بسیار کمی روی جریان اطراف تکیه گا ه ها وجود دارد. جریان جدا شده سه بعدی، اثر متقابل آن با انتقال رسوب مشکلات زیادی را در تحلیل آب شستگی موضعی در اطراف تکیه گاه ها به صورت تئوری ایجاد می کند. اندازه گیری-های دقیق جریان اطراف تکیه گاه های پل به تحلیل تئوری مسئله کمک می کند. در این تحقیق الگوی جریان اطراف تکیه گاه ها با شکل بیضی بررسی شده است. آزمایشات در کانالی به طول 7 متر، عرض 32/0 متر، ارتفاع 35/0 متر و دبی 13 لیتر در ثانیه انجام شد. کانال با مقطع مستطیلی بوده و دیواره و کف آن از جنس پلاکسی گلاس شفاف می باشد. این آزمایشات بر روی چهار نوع تکیه گاه، به شکل استوانه با مقطع نیم بیضی با اندازه های (6-2)، (11-4)، ( 15-4) و (11-6) سانتی متر و دو اندازه خاک با اندازهmm 75/0 و mm 26/0 انجام شده است. اندازه گیری های سرعت های سه بعدی لحظه ای در مقاطع مختلف افقی و عمودی با استفاده از دستگاه سرعت سنج صوتی (adv)انجام شده است. مولفه-های سرعت متوسط، مقادیرآشفتگی، تنش های رینولدز، انرژی جنبشی با استفاده ازسرعت های لحظه ای اندازه گیری شده، محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد که مقادیرآشفتگی، تنش های رینولدز، انرژی جنبشی در درون گودال آب شستگی و برای تکیه گاه با قطر cm (6-11) به حداکثر مقدار خود می رسد. همچنین در توزیع سرعت در پشت تکیه گاه تأثیر جریان های ثانویه غیر قابل انکار می باشد و باعث می شود به جز در تکیه گاه با قطر cm(11-6) در این ناحیه جدایی جریان مشهود نباشد. عرض این تکیه گاه نقش مهمی در مشاهده جدایی جریان در پشت تکیه گاه ایفا نموده است.

از سیستم های متداول سرریز و دریچه برای اندازه گیری دبی جریان در کانال های روباز استفاده می شود. ولی در مواردی که آب انتقالی حاوی مواد رسوبی یا شناور باشد موجب بروز مشکلاتی در نحوه عملکرد آن ها شده و خطای اندازه گیری بالا می رود. برای حل این مشکل، می توان سرریز و دریچه را با هم ترکیب نمود و سیستم هیدرولیکی متمرکزی به نام سرریز-دریچه تشکیل داد که امکان انتقال مواد رسوبی از زیر دریچه و مواد شناور از روی سرریز را فراهم می آورد. به طور کلی سازه های آبی قبل از فرآیند ساخت، مدل سازی می شوند تا از صرف هزینه زیاد و بعضاً بی مورد جلوگیری گردد. اما مشکلی که وجود دارد این است که در برخی مواقع رفتار جریان در مدل فیزیکی با رفتار در سیستم واقعی متفاوت می باشد و در نتیجه، بسط اطلاعات بدست آمده از مدل همیشه تمام جنبه های سیستم واقعی را شبیه سازی نمی کند. ضمن اینکه مشکلات جدی در اندازه گیری وجود داشته و وسایل اندازه گیری نیز عاری از خطا نمی باشند. به همین منظور نرم افزارهایی طراحی شده اند تا با استفاده از مدل های ریاضی و پیشگویی های تئوری این اندازه گیری ها را در حوزه جریان انجام داده و تفاوت های بین مطالعات در مدل و نمونه اصلی را به حداقل برسانند. در این مطالعه شبیه سازی عددی جریان در مدل ترکیبی سرریز-دریچه به کمک نرم افزار cfx صورت گرفته است. دبی تفکیک شده با استفاده از نرم افزار با روابط ارائه شده توسط سوامی 1988 و کیندزواتر- کارتر 1957برای سرریز و روابط سوامی1992، بنجامین، و بیرامی برای دریچه مقایسه شد. همه روابط مقادیر قابل قبولی برای دبی نسبت به میزان محاسبه شده توسط مدل عددی ارائه نمودند. روابط ارائه شده برای سرریز و دریچه با یکدیگر ترکیب شده و میزان دبی عبوری از سازه ترکیبی سرریز و دریچه محاسبه شد و با مقادیر دبی عبوری در آزمایشگاه مقایسه شد. از بین روابط ترکیبی ارائه شده ترکیب رابطه کیندزواتر-کارتر 1957 برای سرریز و رابطه بنجامین برای دریچه کمترین مقدار خطا را نشان داد. بعد از مقایسه روابط ارائه شده با مقادیر آزمایشگاهی ضریب c برای روابط ترکیبی محاسبه شده و این روابط با شاخص های آماری مختلف مقایسه شدند. بجز ترکیب رابط انرژی برای دریچه و و روابط ارائه شده برای سرریز، سایر روابط حداکثر 6/3± درصد خطا را نشان می دهند. استفاده از رابطه کیندزواتر و کارتر برای محاسبه دبی سرریز و رابطه بنجامین برای محاسبه دبی عبوری از زیر دریچه کشویی کم ترین محدوده خطا را در محاسبه دبی عبوری از سازه ترکیبی سرریز - دریچه دارا بود. در محدوده مورد آزمایش مقدار این خطا برای کل دبی ها عبوری از سازه ترکیبی در محدوده 7/1± مشاهده شد. در بررسی تاثیر میزان استغراق دریچه بر میزان دبی عبوری از سرریز و دریچه در سازه ترکیبی مشاهده شد که با افزایش میزان استغراق تا زمانی که سرریز مستغرق نشود میزان دبی عبوری از دریچه تغییر نمی کند و با مستغرق شدن سرریز میزان دبی عبوری از دریچه کاهش می یابد.

آب شستگی پدیده ای طبیعی است که در نتیجه فرسایش بستر و کناره های رودخانه های آبرفتی توسط جریان آب رخ می دهد. این پدیده در اثر تأثیر متقابل هندسه آبراهه، بستر و مشخصات جریان در اطراف پایه به صورت موضعی ایجاد می شود. در واقع با برخورد جریان به پایه های پل حفره هائی دراطراف پایه تشکیل وسامانه های گردابی پیچیده ای به وجود می آیدکه عملکردآن ها باعث حفرگودالی دراطراف پایه ها شده که حفره آب شستگی نامیده می شود. توسعه این گودال در اطراف پایه ها باعث خالی شدن زیر پی ها و در نتیجه خرابی آن ها و خرابی پل می شود. پیش بینی عمق و وضعیت نهایی حفره آب شستگی از مهم ترین موارد طراحی هیدرولیکی پل ها می باشد. برای جلوگیری و کاهش آب شستگی در پایه ی پل ها دو روش اساسی، ارائه شده است. اول روش مستقیم که در آن مقاومت بستر در مقابل تنش های وارده افزایش می یابد و دیگری روش غیر مستقیم که در آن با تغییر الگوی جریان در اطراف پایه از تأثیر نیرو های مخرب کاسته می شود. ژئوتکستایل که از الیاف پلی پروپیلن و پلی استر تولید می شود گروه بزرگی از محصولات ژئوسنتتیک را تشکیل داده و و از نظر ساختار تجاری در دو دسته بافته شده و نبافته در بازار موجود است و می تواند به منظور تقویت بستر رودخانه در مجاورت پایه پل ها و کنترل آب شستگی اطراف آن ها استفاده گردد و کارکردی شبیه سنگ چین و طوقه را به طور همزمان ایفا نماید. بر این اساس، این تحقیق با هدف تعیین کارآئی پوشش ژئوتکستایل در کنترل آب شستگی پایه پل ها و انتخاب بهترین ابعاد این پوشش (متناسب با ابعاد پایه) برای به حداقل رساندن پدیده آب شستگی انجام شده است. آزمایش های این تحقیق در فلوم آزمایشگاهی مستقر در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهرکرد انجام شده است. این فلوم دارای مقطع مربع مستطیل به ابعاد 6/0 در 6/0 متر و طول 20 متر است. ابعاد صفحات تسلیح مورد استفاده(ژئوتکستایل ها) در آزمایش های این تحقیق شامل کاربرد صفحات بیضوی و دایره ای شکل، در اندازه های متفاوت به صورت نسبتی از قطر پایه بود که در شعاع های مختلف دور تا دور پایه استوانه ای را پوشش می داد و به همراه تیمار شاهد(بدون پوشش)، برای تعیین بهترین حالت پوشش بکار رفت. بررسی ها نشان داد که با بکار بردن ژئوتکستایل با پوشش مناسب علاوه بر تأخیر فرآیند آبشویی، محل آب شستگی به پایین دست منتقل شده و عمق آب شستگی کاهش می یابد. به عبارتی لایه ژئوتکستایل کارکردی دو جانبه در کاهش آب شستگی دارد یعنی هم بستر را در برابر جریان مقاوم می کند و هم الگوی جریان را تغییر می دهد. لایه ژئوتکستایل می تواند بهتر از سنگ چین در کاهش آب شستگی پایه پل عمل کند چرا که علاوه بر خواص سنگ چین، به علت کوچک بودن منافذ آن، تخریب غربالی نداشته و لایه همواره ثابت باقی می ماند. لذا با پوشش سنگ چین و ژئوتکستایل مشابه، آب شستگی در مجاورت لایه ژئوتکستایل کمتر است. همچنین بر اساس آزمایش های انجام شده الگوی نیم بیضی با پوشش نسبتا زیاد در پشت پایه با داشتن بیشترین تأثیر در کاهش آب شستگی به عنوان بهترین ابعاد پوشش پیشنهاد می شود.بررسی های انجام شده روی پروفیل های سرعت و تنش حول پایه ها نشان دهنده وجود گرداب های نعل اسبی و جریان روبه پایین در بالا دست و حضور گرداب های برخاستگی در پایین دست پایه می باشد که سبب بوجود آمدن نامنظمی های فراوانی در ساختار جریان می گردد.

امروزه مسئله آبشستگی یکی از مسائل مهم در علم مهندسی رودخانه می باشد. بطوریکه همه ساله با بروز سیلاب اکثر تخریب پل ها در اثر وجود پدیده آبشستگی به وقوع می پیوندد. آبشستگی در واقع نوعی فرسایش در اطراف پایه ها می باشد که در اثر جریانهای پیچیده گردابی رخ داده و بصورت کلی باعث ایجاد یک گودال در اطراف پایه می شود. با گذشت زمان ابعاد این گودال افزایش یافته و در نهایت می تواند خطرات جدی را برای سازه پیش آورد. پیش بینی عمق گودال آبشستگی از مهم ترین موارد طراحی هیدرولیکی پل ها می باشد. غالباً مصالح سازنده بستر رودخانه دارای دانه بندی غیر یکنواخت هستند که این امر سبب تشکیل لایه سپری که نقش یک قشر محافظ در مقابل فرسایش را برای مصالح زیرین ایفا می کند، می گردد. مطالعات آبشستگی در تک پایه ها توسط محققین زیادی مورد مطالعه قرار گرفته است در حالی که در زمینه آبشستگی در گروه پایه ها در حضور لایه سپری تحقیقات قابل توجهی انجام نشده است. به همین دلیل تحقیق در این مورد ضروری به نظر می رسد. در تحقیق حاضر به مطالعه و بررسی تأثیر لایه سپری بر آبشستگی موضعی در گروه پایه های استوانه ای شکل پرداخته شده است. در این تحقیق با آزمایش بر روی گروه پایه های دو تایی و سه تایی به فواصل b6، b8 و b10 (b: قطر پایه) در حضور لایه سپری و مقایسه آن با نتایج تک پایه، توسعه زمانی عمق آبشستگی و تأثیر فاصله بین پایه ها بر افزایش عمق آبشستگی مورد بررسی قرار گرفت. این آزمایش ها در کانالی به طول 7 متر، مقطع مستطیلی به عرض 34/0 متر در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه صنعتی اصفهان انجام گرفت. ناحیه آزمایش به وسیله دو لایه مصالح یکنواخت (مصالح یکنواخت زیرین که توسط لایه نازکی از مصالح درشت دانه محافظت می شود، پر می شود) انتخاب شد. بررسی ها نشان داد که در تمامی آزمایش های مربوط به گروه پایه دو تایی و سه تایی در حضور لایه سپری عمق آبشستگی در پایه جلویی بیشتر از تک پایه می باشد. همچنین آزمایش ها نشان داد که در گروه پایه های دو و سه تایی در حضور لایه سپری با افزایش فاصله بین پایه ها عمق آبشستگی کاهش می یابد. همچنین ساختار جریان در حفره آبشستگی در تک پایه و گروه پایه های دو تایی مورد بررسی قرار گرفت. بررسی های انجام شده روی پروفیل های سرعت، شدت های آشفتگی و پروفیل-های تنش حول گروه پایه ها نشان دهنده وجود گرداب های نعل اسبی و جریان روبه پایین در بالا دست و حضور گرداب های برخاستگی در پایین دست پایه می باشد که باعث بوجود آمدن نامنظمی های در ساختار جریان می گردد.

گسترش بی رویه جمعیت، توسعه کشاورزی و رشد سریع صنایع، هر روز تقاضای آب را افزایش می دهد. محدود بودن آب های قابل کنترل و افزایش مداوم نیازها وجود برنامه ریزی صحیح به منظور مدیریت منابع آب و بهره برداری بهتر این منابع محدود را طلب می کند. در صورتی که از منابع موجود به شکل بهتری بهره برداری شود، می توان نیاز فعلی و حتی آینده نزدیک را مرتفع ساخت. در یک منطقه مدیریت بهره برداری بهینه همزمان منابع آب سطحی و زیر زمینی موثرترین گام در حفظ منابع آب جهت جلوگیری با مواجه شدن چالش های محتمل در رابطه با کمبود آب می باشد. لذا مطالعه همزمان آب سطحی و زیرزمینی در یک منطقه به بهره برداری مناسب از منابع آب آن منطقه کمک می کند، به طریقی که بتوان با اعمال بهترین سناریوی مدیریتی تعادل را در برداشت از هر دو منبع در حال حاضر و آینده رعایت کرده و باعث پایداری منابع آب در منطقه شد. قابلیت پیش بینی تغییرات ممکن در شرایط منابع آب متأثر از سیاست های مختلف بهره برداری و مصرف آب می تواند کمک بزرگی جهت نیل به این هدف مهم یعنی مدیریت بهینه بهره برداری از منابع آب باشد. مخازن سدها به عنوان یکی از منابع مهم تامین آب در یک منطقه به خصوص در سالیان اخیر در همه جای دنیا و ایران مورد توجه بوده است. رویکرد پویایی سیستم ها بر گرفته از تفکر سیستمی، ابزاری مفید در مدیریت و برنامه ریزی ها می باشد که روشی برای شبیه سازی شئ گرا و بر پایه بازخورد بوده که می تواند ضمن شبیه سازی سیستم های پیچیده منابع آب، رفتار حال و آینده و مکانیزم های حاکم بر سیستم را نیز مورد ارزیابی قرار دهد. در تحقیق حاضر با بررسی سد طالقان با استفاده از روش پویایی سیستم اثرات احداث این سد بر پایداری و کنترل منابع آب زیرزمینی و نیز نحوه مدیریت بهره برداری از آن بررسی شده است. این سد در منطقه دشت قزوین به منظور استفاده بهینه از پتانسیل منابع آب سطحی رودخانه طالقان در جهت تامین بهتر نیاز کشاورزی دشت قزوین و همچنین تامین نیاز شرب مناطقی از استان تهران احداث شده است. بدین منظور مدل ایجاد شده شامل حوضه رودخانه و مخزن سد طالقان، رودخانه زیاران، شبکه های آبیاری محدوده مورد نظر، سایر رود خانه های اصلی مرتبط موجود در دشت و مخزن منابع آب زیرزمینی می باشد. اعتبارسنجی مدل با استفاده از مقایسه رفتار مدل با داده های مشاهداتی و کمک از معیارهای آماری انجام شد. سپس با اجرای مدل با سد و بی سد، به بررسی تاثیر احداث سد بر تامین نیاز کشاورزی و حجم منابع آب زیرزمینی پرداخته شد. همچنین با ارائه سناریوهای مختلف، شاخص های اطمینان پذیری تامین نیاز کشاورزی توسط سد، آسیب پذیری و پایداری سد تحت شرایط مختلف این سناریو ها محاسبه گردید. مشخص شد که احداث سد تاثیر مثبتی بر تامین نیاز کشاورزی و منابع آب زیرزمینی داشته است اما تامین مقدار بیشتری از نیاز شرب تهران توسط سد اطمینان پذیری تامین نیاز کشاورزی را کاهش و باعث افزایش افت سطح آب زیرزمینی می گردد که افزایش راندمان آبیاری برای کاهش این اثر توصیه می گردد.

چکیده آبشستگی اطراف پایه ها یکی از عمده ترین مشکلات سازه هایی نظیر پل ها است که پایه آنها در رودخانه های فرسایش پذیر قرار دارد. به طوریکه طبق تحقیقات انجام شده،60 درصد از تخریب پل ها را می توان به آبشستگی یا عوامل هیدرولیکی دیگر نسبت داد. روش های مختلفی برای جلوگیری و کاهش آبشستگی پیشنهاد شده است که از آن جمله می توان به استفاده از سنگچین، طوقه، شکاف و... اشاره کرد. استفاده از پره یکی دیگر از روش هایی است که برای کاهش آبشستگی موضعی پایه های پل پیشنهاد شده است. آبشستگی در تک پایه ها توسط محققان زیادی مورد مطالعه قرار گرفته است در حالیکه در زمینه آبشستگی گروه پایه ها تحقیقات زیادی انجام نشده است. از آنجا که آبشستگی در گروه پایه ها متأثر از عواملی است که در تک پایه ها تعیین کننده نیستند، تحقیق در این زمینه ضروری به نظر می رسد. عوامل موثر بر آبشستگی گروه پایه ها عبارتند از: عامل تقویت کنندگی عمق آبشستگی پایه های بالادست، عامل حفاظ بودن، گرداب های نعل اسبی به هم فشرده شده و گرداب های جاری. در این تحقیق تاثیر تغییر فاصله بین پایه های استوانه ای بر آبشستگی و نیز عملکرد پره در گروه پایه ها ی قرار گرفته در مسیر جریان در چهار فاصله مختلف بین پایه ها مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها تحت شرایط آب صاف و دبی ثابت در بازه زمانی 8 ساعت در فلوم آزمایشی به طول 7 متر، عرض 32/ متر و ارتفاع 35/0 متر در آزمایشگاه هیدرویک دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شد. 9 برداشت به صورت آزمایشات شاهد و 9 آزمایش اصلی با استفاده از پره انجام شد. برای این کار ازپایه هایی مدور به قطر 20 میلیمتر با فاصله بین پایه ها (مرکز تا مرکز) 2، 3، 4 و 5 برابر قطر پایه ها استفاده شد. پره های مورد استفاده دارای طولی برابر با قطر پایه، ضخامت 10 میلیمتر و ارتفاع 130 میلیمتر بودند و زاویه برخورد پره ها نسبت به جهت جریان اصلی 5/18 درجه بود. در این تحقیق از یک نوع ماسه ریخته گری گرد گوشه دارای mm71/0=d50 و 26/1=g? با چگالی نسبی 65/2 استفاده شد. اندازه گیری سرعت های سه بعدی لحظه ای در مقاطع مختلف طولی و عرضی در اطراف پایه ها با استفاده از دستگاه سرعت سنج صوتی انجام گردید. مولفه های سرعت متوسط، مقادیر آشفتگی و تنش های رینولدز با استفاده از سرعت های لحظه ای اندازه گیری شده، محاسبه گردید. گودال آبشستگی به وسیله سیمان تثبیت شد تا پروفیل برداری به آسانی انجام گیرد. نتایج آزمایش نشان داد، با توجه به اینکه عامل حفاظ بودن باعث کاهش عمق آبشستگی در پایه های عقبی می شود، حضور پره تأثیر این عامل را در گروه پایه ها افزایش می دهد. عملکرد پره در کاهش عمق آبشستگی پایه اول گروه پایه ها منفی است و تأثیری بر آنها ندارد. پره موجب می شود که با افزایش پایه ها از دوتایی به سه تایی پدیده تقویت کنندگی کاهش یابد و عملکرد آن در کاهش عمق نهایی آبشستگی پایه اول و دوم افزایش یابد. حضور پره در گروه پایه دوتایی در فواصل b2 و b3 عمق آبشستگی پایه دوم را به ترتیب 27 و 3/12 درصد نسبت به گروه پایه بدون پره کاهش داد. همچنین در گروه پایه سه تایی در فواصل b2 وb3 عمق آبشستگی پایه وسطی به ترتیب 8/41 و 7/32 درصد نسبت به گروه پایه بدون پره کاهش یافت. عمق آبشستگی پایه سوم با حضور پره در فواصل b2 وb3 به مقدار 5/28 و 18/18 درصد کاهش یافت. پره در گروه پایه دوتایی و سه تایی با فواصل b4 و b5 تأثیر مثبتی نداشت. بررسی های انجام شده روی پروفیل های سرعت و تنش حول پایه ها نشان دهنده حضور توأمان گرداب-های نعل اسبی و جریان های رو به پایین در بالادست پایه ها می باشد. در پایین دست جریان حضور گرداب های برخاستگی سبب بوجود آمدن نامنظمی های فراوان در ساختار جریان گردیده است. حضور پره موجب افزایش سرعت جریان رو به پایین در جلوی پایه شده است ولی در پایین دست پایه ها جریان رو به پایین مشاهده نشد. مقادیر نوسانات سرعت در بالادست پایه ها و به محض ورود به گودال آبشستگی افزایش می یابد از اینرو درون حفره یک هسته با شدت توربولانس زیاد در جلوی پایه ها وجود دارد که نتیجه ی جدایی جریان در آنجا است. بررسی پروفیل های شدت آشفتگی طولی و نیز سرعت طولی در مقاطع عرضی پشت پایه نشان می دهد که نوسانات شدید سرعت طولی در پشت پایه در اثر پدیده برخاستگی از عوامل مهم کاهش سرعت طولی در این منطقه است.

در حال حاضر کشاورزی تکیه گاه مهم امنیت غذایی و حیات اقتصادی کشور می باشد. در این میان آب به عنوان مهمترین و محدودترین عامل تولید از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. تهیه برنامه های آبیاری صرفاً بر اساس آزمایش های مزرعه ای دشوار، زمان بر و همراه با هزینه بسیار است. لذا مدل هایی که اثرات مقادیر مختلف آب بر عملکرد محصول را به صورت کمی شبیه سازی می کنند، ابزارهایی مفید در مدیریت آب در سطح مزرعه و بهینه سازی کارایی مصرف آب می باشند. مدل aquacrop که اخیراً توسط فائو بسط داده شده است، عملکرد محصول را بر اساس آب قابل استفاده تحت شرایط مختلف از جمله کم آبیاری شبیه سازی می کند. یک سیستم آبیاری بارانی تک شاخه ای تحت سطوح مختلف آب آبیاری و نیتروژن در طی دو فصل کشت برای سویا در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان اجرا شد. در این مطالعه با استفاده از مدل aquacrop، شبیه سازی عملکرد، بیوماس، پوشش گیاهی، تبخیر و تعرق، درصد رطوبت خاک و کارایی مصرف آب سویا در تیمارهای مختلف آب آبیاری و نیتروژن مورد بررسی قرار گرفت. با کاهش مقدار آب آبیاری و نیتروژن، خطای شبیه سازی افزایش یافت ولی نتایج شبیه-سازی در محدوده قابل قبولی بود. مقدار پوشش گیاهی شبیه سازی شده تقریباً مشابه با مقدار پوشش گیاهی واقعی از زمان کاشت تا زمان گلدهی گیاه بود. افزایش اختلاف بین مقدار پوشش گیاهی شبیه سازی شده و مقدار واقعی، بعد از زمان گلدهی مشاهده شد که می تواند به علت افزایش دمای هوا و در نتیجه پیری سریع تر پوشش گیاهی و کاهش پوشش گیاهی باشد. مقدار بیوماس تجمعی شبیه سازی شده توسط مدل aquacrop برای سطوح نیتروژن 100 و 80 درصد نیتروژن کاربردی، از دوره گلدهی تا انتهای فصل کمتر از مقدار واقعی تخمین زده شد. برای سطوح زیاد آب آبیاری و نیتروژن، خطای قابل توجهی در شبیه سازی وجود نداشت. با استفاده از مدل می توان مقادیر بهینه مصرف آب برای حصول حداکثر wue را تعیین نمود. حداکثر مقدار kc اندازه گیری شده در سال 1389 و 1390 به ترتیب برابر با 18/1 و 15/1 به دست آمد. مقدار kc شبیه سازی شده در سال 1389 و 1390 به ترتیب برابر با 15/1 و 12/1 به دست آمد. برای بررسی ضریب واکنش (ky) سویا نسبت به آب، مقادیر افت نسبی عملکرد نسبت به مقادیر افت نسبی تبخیر و تعرق رسم شد. در همه تیمارهای نیتروژن، ضریب واکنش عملکرد برای تمام دوره رشد کمتر از واحد است. بررسی مقایسه ای سه تیمار نیتروژن (میانگین دو ساله) نشان داد که تیمار n1 (نیتروژن کامل) نسبت به آب در مقایسه با دو تیمار دیگر نیتروژن، چون ky آن از همه بزرگتر می باشد (85/0 در مقابل 68/0 و 63/0)، دارای حساسیت بیشتری است. نتایج نشان داد که مقدار ky سویا برابر 85/0 است و مدل می تواند با درصد خطای قابل قبولی (کمتر از 10 درصد)، مقدار ky را پیش بینی کند. برای تخمین تابع تولید آب-نیتروژن از شکل های تابعی خطی ساده، کاب داگلاس، درجه دوم و متعالی استفاده شد. با مقایسه ضرایب و خطای استاندارد مشخص شد که از نظر خوبی برازش، تابع متعالی نسبت به سایر توابع بهتر است. بنابراین در تحلیل نتایج از مدل متعالی به عنوان تابع تولید سویا تحت شرایط تنش آب- نیتروژن استفاده شد. مقایسه سناریوهای مختلف کم آبیاری و نیتروژن نشان داد که گیاه سویا به تنش آب در مقایسه با تنش نیتروژن، حساسیت بیشتری نشان داد. به طور مثال اگر میزان آب کاربردی، 65 درصد کاهش یابد، میزان عملکرد به طور متوسط 3/57 درصد کاهش می یابد ولی اگر میزان نیتروژن کاربردی، 65 درصد کاهش یابد، میزان عملکرد به طور متوسط 6/15 درصد کاهش می یابد. با توجه به نتایج این پژوهش، می توان از مدل aquacrop به-عنوان یک ابزار مناسب و با قابلیت های مختلف جهت بهبود مدیریت آب و نیتروژن استفاده نمود.

اشکال بسترو پوشش گیاهی دیوار تأثیر بسزایی بر ساختار جریان در مجاری طبیعی و رودخانه ها دارند. هر چند تأثیر پوشش گیاهی دیواره بر ساختار جریان در برخی عوامل زیست محیطی رودخانه ها از جمله شکل های بستر هنوز روشن نیست. تعامل هدف از تحقیق حاضر بررسی اثر برهم کنش شکل بستر مقعر با پوشش گیاهی جداره در کانال های باریک، بر ساختار جریان، شدت توربولانس و تنش های رینولدز می باشد. آزمایش ها در یک کانال مستطیلی به طول 8 متر و عرض 40 و عمق 60 سانتی متر صورت گرفت. در این تحقیق اندازه گیری سرعت توسط دستگاه سرعت سنج صوتی adv انجام شد. قطرمیانه ذرات بستر10 میلی متر و پوشش گیاهی مورد استفاده ساقه های برنج بود. آزمایش در قالب 10 سری آزمایشی برای 4 زاویه شکل بستر، دو نسبت ظرافت و در دو حالت با و بدون پوشش گیاهی انجام شد. نتایج نشان داد که اثر تغییر زاویه یا گرادیان بستر بر جریان کندشونده بیشتر از جریان تندشونده است. در زوایای 15 و20 درجه مقادیر منفی سرعت مشاهده می شوندکه موجب تقویت جریان های برگشتی می شود. همچنین با نزدیک شدن به دیواره با پوشش گیاهی مقادیر منفی تنش در سطح آب مشاهده می شوند. انالیز کوادرانت نشان می دهد که مقادیر منفی ناشی از غالب بودن پدیده های درونی و بیرونی است. کاهش نسبت ظرافت باعث رخداد تنش ماکزیمم نزدیک بستر می شود، هر چند با افزایش نسبت ظرافت، حداکثر تنش رینولدز و شدت آشفتگی در نزدیکی سطح آب افزایش می یابند.

سرریزها سازه های هیدرولیکی هستند که برای عبور سیلاب، تنظیم سطح آب و اندازه گیری دبی جریان به طور گسترده در سیستم های انتقال آب و کانال های آبیاری و زهکشی مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از راه های بسیار موثر و اقتصادی به منظور افزایش طول موثر تاج، استفاده از سرریزهای چند وجهی می باشد. در این سرریزها، محور که به صورت خط شکسته است سبب می شود که طول تاج آن، در مقایسه با تاج مستقیم بیشتر باشد. سرریزهای چند وجهی مثلثی دارای عملکرد هیدرولیکی بهتری نسبت به سایر سرریزهای چند وجهی می باشند. محققین دریافتند که جهت جریان از روی این سرریزها بر خلاف سرریزهای خطی عمود بر لبه تاج نیست و تحت زاویه مایلی از روی تاج عبور می کند که باعث کاهش عملکرد هیدرولیکی به خصوص در دبی های بالا می شود. هدف از انجام این تحقیق ارائه راه حلی برای بهبود عملکرد هیدرولیکی سرریز چند وجهی مثلثی می باشد. به این منظور پره های هادی مستغرق به عنوان ابزاری جهت بهبود عملکرد هیدرولیکی در سرریز چند وجهی مثلثی مورد استفاده قرار گرفتند. پره ها با سه عرض یک، 2 و3 سانتی متر و به تعداد یک تا 6 عدد و با آرایش های مختلف در سه محور یک چهارم ابتدایی، میانی و یک چهارم نزدیک رأس در بالادست سرریز چند وجهی مثلثی قرار گرفتند. سرریز مورد نظر دارای زاویه وجه 45 درجه می باشد. با مدل سازی آزمایشگاهی جریان و در شرایط جریان آزاد به بررسی ضریب دبی عبوری از این مدلها پرداخته شد. نتایج نشان داد استقرار پره یک سانتیمتری در محور یک چهارم ابتدایی دارای عملکرد بهتری نسبت به پره 2 و 3 سانتیمتری می باشد. وقتی پره ها عریضتر می شوند، وجود همزمان دو پره در محور یک چهارم ابتدایی و به طور مشابه محور میانی، باعث کاهش ضریب دبی نسبت به وجود یک پره در آن محور می شود. در صورتی که برای عرض پره کمتر مدلهای با دو پره متقارن در این محورها دارای عملکرد بهتری می باشند. بیـشترین درصـد افزایش ضـریب دبی در بالاترین دبی اتفاق می افتد. بنابراین کاربرد پره های هادی مستغرق در دبی بالا تأثیرگذار می باشد و این نتیجه با نظر محققین پیشین مطابقت دارد. ثانیاً از بین مدل های موجود صرفنظر از عرض پره، مدل با حضور یک پره در محور میانی و مدل با یک پره در محور ابتدا به همراه یک پره در محور یک چهارم نزدیک رأس با 34/18 درصد افزایش ضریب دبی به عنوان بهترین مدلها شناخته شدند. با برداشت نیمرخهای سطح آب مشخص شد که عمق آب بالادست در مدلهای مربوط به گروه پره 3 سانتیمتری مقدار بیشتری نسبت به دو گروه دیگر و در برخی حالات نسبت به سرریز ساده دارد. نتایج مربوط به نیمرخهای عرضی نشان داد که حضور پره هادی مستغرق در بالادست سرریز باعث نوسانات بیشتر سطح آب در عرض می شود. در نهایت رابطه ای بهینه برای محاسبه ضریب دبی در سرریز چند وجهی مثلثی مورد آزمایش در شرایط حضور پره های هادی مستغرق توسط نرم افزار spss ارائه گردید.

پل ها از جمله مهمترین سازه های هیدرولیکی هستند که آب شستگی موضعی اطراف پایه های آن ها در طول جریان های سیلابی یکی از عوامل تهدیدکننده پایداری آن ها به شمار می آید. بنابراین ارائه روش های مناسب به منظور کنترل و کاهش آب شستگی موضعی که بتواند در شرایط بحرانی مقاومت نماید به گونه ای که توجیه اقتصادی نیز به دنبال داشته باشد به تحقیقات گسترده ای نیاز دارد. به طورکلی دو روش اساسی برای محافظت پل ها در مقابل پدیده آب شستگی وجود دارد که عبارتند از: بالابردن مقاومت مواد بستر و کاهش قدرت عوامل فرسایش. یکی از روش های اقتصادی جدید مطرح شده در کنترل آب شستگی پایه پل-ها استفاده از کابل پیچیده شده به دور پایه می باشد. در مطالعه حاضر با استفاده از طوق امکان افزایش کارایی کابل در کاهش آب شستگی مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر آن کارایی استفاده از شیار پیچیده شده به دور پایه به جای کابل مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین در این مطالعه با استفاده از شبکه حباب هوا، به عنوان یک راهکار جدید، در کنترل و کاهش آب شستگی استفاده گشته و با سایر روش ها مورد مقایسه قرار گرفت. سه قطر متفاوت کابل با نسبت قطر کابل به قطر پایه برابر با 05/0، 1/0 و 15/0 در سه زاویه پیچش 15، 30 و 45 درجه در پایه های محافظت شده با کابل و پایه های محافظت شده با کابل و طوق مورد بررسی قرار گرفت. همچنین سه زاویه پیچش 15، 30 و 45 درجه در پایه های محافظت شده با شیار مورد آزمایش قرار گرفت. علاوه بر روش های حفاظتی ذکر شده، روشی جدید و سازگار با محیط زیست مورد ارزیابی قرار گرفت. این روش عبارت است از یک شبکه تزریق حباب هوا که در این مطالعه موقعیت قرارگیری بهینه آن نسبت به بستر و فاصله قرارگیری آن نسبت به پایه در دو شرایط هیدرولیکی متفاوت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد با افزایش قطر کابل و کاهش زاویه پیچش میزان آب شستگی کاهش می یابد. بنابراین افزایش قطر کابل باعث کاهش قدرت جریان روبه پایین درنتیجه گرداب های نعل اسبی و گردابه های برخاستگی می گردد. همچنین کاهش زاویه پیچش باعث افزایش تأثیر زبری های موضعی گشته که این امر سبب تضعیف جریان روبه پایین و گردابه های نعل اسبی و همچنین گردابه های برخاستگی گشته در نتیجه راندمان کابل افزایش می یابد. نتایج آزمایشات مربوط به پایه های محافظت شده با شیار نشان داد که شیار در کنترل و کاهش آب شستگی موثر بوده و با کاهش زاویه پیچش به علت افزایش زبری های موضعی راندمان شیار افزایش یافته و دارای راندمان بالاتری نسبت به کابل می باشد. با استفاده کابل همزمان با طوق شروع آب شستگی به تأخیر می افتد و میزان تأخیر در شروع آب شستگی در پشت پایه بیش از کنار و جلوی پایه می باشد. علاوه بر آن عمق نهایی آب شستگی با استفاده طوق همزمان با کابل به میزان قابل توجهی کاهش پیدا کرده است. میزان راندمان در روش های حفاظتی کابل، شیار و کابل و طوق به طور همزمان در جلوی پایه به ترتیب برابر با 13%، 17% و 53% بدست آمد. نتایج نشان داد زمانی که از شبکه تزریق استفاده می گردد عمق آب شستگی کاهش می یابد. بنابراین حباب هوا دارای تأثیر مخرب در پروسه آب شستگی نخواهد بود. علاوه بر آن مشخص گردید زمانی که شبکه تزریق در زیر بستر قرار می گیرد نسبت به حالت همتراز با بستر دارای راندمان بالاتری است. زمانی که شبکه تزریق به طور کامل در اطراف پایه قرار گیرد نسبت به زمانی که تنها در جلوی پایه قرار داشته باشد کارایی بهتری را خواهد داشت. هر چه میزان فاصله شبکه تزریق تا پایه کمتر باشد حباب های هوا بهتر می توانند با عوامل ایجاد کننده آب شستگی مقابله نمایند در نتیجه راندمان افزایش می یابد. تزریق حباب هوا در شدت جریان های پایین تر دارای راندمان و اثربخشی بیشتری است. با برداشت پروفیل های سرعت در اطراف پایه مشخص گردید قانون لگاریتمی پس از صرف نظر کردن از سرعت های منفی در بالادست پایه در ناحیه داخلی برقرار می باشد. با استفاده از آنالیز کوادرانت مشخص شد رخداد غالب در پدیده آب شستگی در جلوی پایه حرکت جاروبی بوده، این در حالی است که در پایین-دست پایه هر چهار رخداد پدیده خود انفجار در فرآیند انتقال رسوبات سهیم می باشند.

سازه ها و روش های متعددی برای اندازه گیری دبی جریان در کانال های آبیاری وجود دارد که در بین آنها سرریز های لبه تیز و دریچه های کشویی کاربرد بیشتری در اندازه گیری و کنترل جریان در کانال های روباز دارند. برای کاهش نقاط ضعف سرریز و دریچه، آنها می توانند در یک سازه هیدرولیکی با هم ترکیب شده و ترکیبی از جریان روی سرریز و زیر دریچه را از خود عبور دهند. در این مطالعه، خصوصیات مدل هیدرولیکی سرریز- دریچه نظیرضریب دبی جریان و پارامترهای موثر بر جریان ترکیبی مورد بررسی قرار می گیرد. مجموعاً تعداد 38 مدل آزمایشگاهی در 5 گروه متفاوت از لحاظ شکل مقطع ساخته شده و در کانال آزمایشگاهی دانشگاه صنعتی اصفهان با دو شکل مقطع مختلف مستطیلی و دایره ای مورد آزمایش قرار گرفت. هر کدام از مدل ها در کانال مستطیلی در سه حالت جریان مورد آزمایش قرار گرفتند الف) حالت جریان آزاد ب) جریان آزاد از روی سرریز و جریان مستغرق از زیر دریچه ج) حالت جریان مستغرق. نتایج آزمایشگاهی برای مدل ترکیبی (در تمامی حالت های جریان) نشان می دهد با افزایش پارامتر بی بعد شده ارتفاع آب در بالادست، مقدار ضریب دبی افزایش می یابد و ضریب دبی حالت مستغرق کمتر از حالت آزاد می باشد. همچنین برای برآورد مقدار جریان عبوری از مدل ها، سه روش مختلف استفاده گردید. در روش اول با فرض ضریب دبی یکسان برای سرریز و دریچه، مقدار جریان عبوری از ترکیب روابط متداول موجود برای سرریز و دریچه بدست آمد. در روش دوم، مقطع کنترل با عمق بحرانی روی تاج سرریز فرض گردیده و با استفاده از رابطه مومنتوم مقدار دبی جریان محاسبه شد. در روش سوم جریان ترکیبی عبوری از مدل با جریان از زیر دریچه شبیه سازی گردید. مقادیر بدست آمده از روش ها با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده و از متوسط و واریانس درصد خطای نسبی برای ارزیابی دقت مدل ها استفاده گردید. این مقایسه نشان می دهد تمامی مدل ها به خوبی توانایی برآورد دبی جریان ترکیبی را دارا بوده و از بین آنها مدل اول بهترین مدل با کمترین خطا می باشد. مدل ها در کانال دایره ای در حالت جریان آزاد و به صورت انتهایی مورد آزمایش قرار گرفتند و از روش اول ذکر شده در بالا برای برآورد دبی جریان در آنها استفاده گردید و مقادیر بدست آمده با نتایج آزمایشگاهی مطابقت خوبی داشته و میزان خطای نسبی در بیشترین حالت در بازه اطمینان 95% کمتر از 5%± می باشد.

به دلیل محدود بودن منابع آب موجود استفاده از پساب در کشاورزی و فضای سبز امری اجتناب ناپذیر است. پساب ها منابع آب جدیدی هستند که کاربرد آنها مدیریت خاصی را می طلبد در صورتی که بتوان کاربرد پساب را باروش های مناسب آبیاری ادغام کرد همزمان می توان در جهت مشکلات بهداشتی آلودگی و بحران آب گام مهمی برداشت. به مختلف خاک و چمن برموداگراس تحقیقی در مرکز تحقیقات محمود آباد اصفهان انجام شد. این تحقیق به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با فاکتور اصلی روش آبیاری (آبیاری سطحی و زیرسطحی) و فاکتور فرعی آب اصلی و فشار کاربردی لوله تراوا در سه سطح به عنوان فاکتور فرعی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که آبیاری زیرسطحی میزان شوری، سدیم، منیزیم و روی لایه سطحی خاک را به طور معنی داری نسبت به آب چاه افزایش داده است. در آبیاری زیرسطحی در مقایسه با آبیاری سطحی میزان شوری لایه دوم (30-15 سانتیمتری) و لایه سوم خاک (60-30 سانتیمتر) کمتر می باشد. آبیاری با پساب در مقایسه با آب چاه به استثنای لایه سطحی خاک میزان منیزیم پتاسیم و مواد آلی در لایه اول و دوم و در اثر کاربرد پساب به طور معنی داری بیشتر از آب چاه می باشد. مشخصات ظاهری و تجزیه شیمیایی نمونه های چمن نشان داد که کاربرد پساب تاثیر معنی داری بر رنگ و تراکم چمن و جذب نیتروژه آهن و روی توسط چمن ندارد در حالی که در اثر آبیاری با پساب میزان ارتفاع و عملکرد و همچنین معنی داری نداشت. نتایج نشان داد اثر فشار آب بر آبدهی لوله تراوا در سطح 1 درصد معنی دار است. آبدهی لوله تراوا با کاربرد پساب بیشتر از آب چاه بود که این افزایش در فشار 4/0 اتمسفر در سطح 5 درصد معنی دار می باشد. همچنین اثرزمان بر آبدهی لوله در سطح 1 درصد معنی دار است. نتایج بررسی آزمایشگاهی لوله تراوا نشان داد میزان یکنواختی تراوش لوله با افزایش فشار کاربردی کاهش می یابد.

در این مطالعه 9 سیستم آبیاری شامل سه سیستم آبیاری سطحی سه سیستم آبیاری بارانی و سه سیستم آبیاری قطره ای فضای سبز شهر اصفهان به عنوان نمونه انتخاب و مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفتند. در انتخاب این سیستمها سعی گردید تا از روش های متداول و الگوهای پیشنهادی در منابع علمی استفاده شود. عرصه های آبیاری سطحی مورد مطالعه شامل فاز جنگل کاری شرق اصفهان، اراضی شیب دار فضای سبز اطراف کوه صف و ریفیوژهای حاشیه خیابان باغ گلدسته میباشند. عرصه های آبیاری بارانی مورد مطالعه شامل بوستان آبشار دوم، فضای سبز حاشیه میدان قائمیه و بوستان قلمستان و همچنین عرصه های آبیاری قطره ای مورد مطالعه شامل فضای سبز بختیار دشت و فازهای 1 و 5 فضای سبز شرق اصفهان میباشند. برای هر نوع از سیتسمهای مورد مطالعه فاکتورهای ارزیابی محاسبه گردید. در سه سیستم آبیاری سطحی، متوسط راندمان کاربرد، آب نفوذ، عمقی، رواناب و راندمان نیاز آبی به ترتیب برابر 2/61, 8/34, 4 و 4/84 درصد به دست آمد. در سه سیستم آبیاری بارانی، متوسط ضریب یکنواختی کریستیانسن، یکنواختی توزیع ربع پایین، راندمان واقعی کاربرد ربع پایین به ترتیب برابر 4/72، 5/65، 1/34، 4 و 4/84 درصد به دست آمد. در سه سیستم آبیاری بارانی، متوسط ضریب یکنواختی کریستیانسن، یکنواختی توزیع ربع پایین، راندمان واقعی کاربرد ربع پایین و راندمان واقعی کاربرد ربع پایین راندمان پتانسیل کاربرد ربع پایین به ترتیب برابر 4/72، 5/65، 1/43، 9/59 درصد محاسبه گردید. همچنین متوسط تلفات پاششی و تلفات نفوذ عمقی در حین آزمایش در این نوع سیستم برابر 9/20 و 24/0 درصد محاسبه شد.

رشد سریع جمعیت جهان و متناسب با آن افزایش نیاز آبی اعم از مصارف شرب و صنعت کشاورزی و توسعه شهری ضرورت برنامه ریزی در جهت استفاده بهینه از این منبع حیات بخش را بیش از پیش ایجاب می کند.به منظور جلوگیری از آلودگی هوا و ایجاد محیط زیست مناسب نیاز شدیدی به توسعه فضای سبز در داخل و حومه شهرها احساس می گردد.تخصیص منابع آب جدیدبرای ایجاد فضای سبز خصوصا" در مناطق خشک و بیابانی به دلیل محدودیت شدید منابع آبی با مشکلاتی روبرو می باشد.برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل گیاهان فضای سبز شهری به منظور کاربرد در برنامه ریزی طراحی و مدیریت طرح های آبیاری و زهکشی امری ضروری می باشد.در این راستا نیاز آبی دو گونه چمن( چمن لولیوم و اسپرت)و دو گونه درخت(زبان گنجشک و سرو نقره ای) با استفاده از لایسیمتر زهکش دار در مزرعه تحقیقاتی محمود آباد اصفهان در سال 84-3831 اندازه گیری شد.میزان تبخیر و تعرق پتانسیل برای دوره 8 ماهه فروردین تا آبان برای چمن اسپرت 1832 میلی متر چمن لولیوم 1937 میلی متر درخت زبان گنجشک 983 میلی متر و درخت سرو نقره ای 837 میلی متر بدست آمد.نسبت تبخیر و تعرق چمن لولیوم نسبت به تبخیر و تعرق چمن اسپرت برای کل دوره 1/055 بدست آمد.متوسط ضریب گیاهی درخت زبان گنجشک برای کل دوره 0/48 حداکثر آن 0/77 در مرداد و حداقل آن 0/2 در فروردین بدست آمد.متوسط ضریب گیاهی درخت سرو نقره ای برای کل دوره 0/43 حداکثر آن 0/58 در تیر و مرداد و حداقل آن0/3 در فروردین بدست آمد.

شوری منابع آب و خاک یکی از مهمترین مسایلی است که علاوه بر کاهش محصولات کشاورزی بتدریج سطح زیر کشت را کاهش می دهد. یکی از روش های موثر برای کاهش اثرات سوء شوری اعمال آبشویی و مدیریت آبشویی می باشد. در این مطالعه اثرات کیفیت و کمیت آب آبیاری شامل سه تیمار شوری آب آبیاری 4، 9، 12 دسی زیمنس بر متر و چهار میزان آبشویی صفر 17، 29 و 37 درصد بر عملکرد گندم و برخی پارامترهای شیمیایی خاک و زه آب در خاکی با بافت لوم سی سیلتی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش گلخانه دانشگاه صنعتی اصفهان به صورت طرح آزمایشی کاملا تصادفی در غالب فاکتوریل با هفت تکرار اجرا شد. نتایج نشان داد که شوری، نسبت جذب سدیم و درصد سدیم قابل تبادل خاک با افزایش شوری آب آبیاری و کاهش میزان آبشویی افزایش می یابند و میزان آن ها در عنق 15-0 سانتی متری خاک بیشتر از عمق 30-15 سانتی متری خاک بود. هر چند افزایش میزان ابشویی، اسیدیته خاک را افزایش داد و لایه زیرین نسبت به لایه بالایی میزان اسیدیته بالاتری داشت اما ایتن تغییرات ناچیز بود. با افزایش کیفیت و کمیت آب آبشویی میزان عملکرد دانه و گاه، طول ساقه و خوشه، تعداد دانه در خوشه، تعداد پنجه، درصد جوانه زنی، وزن 1000 دانه و شاخص برداشت گندم بیشتر و میزان کلر و سدیم گندم کمتر بود. افزایش شوری آب آبیاری سبب افزایش شوری زه آب و کاهش آب ورودی و زه آب خروجی از خاک شد. اعمال آبشویی در بهترین و بدترین کیفیت آب آبیاری اعمال شده (شوری 4 و 12 دسی-زیمنس بر متر) دارای بیشترین و کمترین راندمان آبشویی بود. شورترین زه آب ها و بیشترین تغییرات در شوری زه آب مربوط به سه آبیاری ابتدای فصل بودند. در آبیاری های بعدی تغییرات در شوری زه آب تا ح0دود زیادی کاهش یافت و روند تغییرات تقریبا ثابت ماند.

فرسایش خاک یکی از مهمترین مسایل اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی جهان است. طبق اطلاعات موجود، آسیا بیش از سایر قاره ها مشکل فرسایش دارد و در این میان ایران دارای میزان فرسایش خاک بالاییاست. مدیریت حوزه های آبخیز در کاهش فرسایش مهم می باشد. در کشور ما اکثر حوزه های آبخیز، به ویژه حوزه های آبخیز کوهستانی، فاقد ایستگاه های اندازه گیری به تعداد کافی می باشند و گاه ایستگاه های ناقص برای مدت طولانی فاقد آمار هستند. به خاطر محدودیت دسترسی به داده های هیدرولوژیک کافی، مدل سازی حوزه ها نقش مهمی در توسعه منابع دارد. در سال های اخیر، مدل های ریاضی هیدرولوژی حوزه ها به منظور بررسی طیف وسیعی از مشکلات زیست محیطی و منابع آب به کار گرفته شده اند. در مطالعه حاضر، توانایی مدل swat2000 در شبیه سازی جریان و رسوب حوزه بهشت آباد( از زیر حوزه های کارون شمالی) با مساحتی حدود 3860 کیلومتر مربع بررسی شد. این مدل برای پیش بینی تاثر روش های مدیریتی متفاوت بر جریان، رسوب، عناصر غذایی و بیلان مواد شیمیایی در حوزه هایی با خاک، کاربری اراضی و شرایط مدیریتی متفاوت برای دوره های زمانی طولانی ارایه شده است. واسنجی و آنالیز عدم قطعیت مدل با استفاده از برنامه sufi-2 انجام پذیرفت. برنامه sufi سعی می کند پارامترهای عدم قطعیت را به نحوی پیدا کند که اکثر داده های اندازه گیری شده در ناحیه عدم قطعیت تخمین قرار گیرند، در حالی که کوچکترین طیف عدم قطعیت تخمین ممکن را ایجاد می کند. مدل برای دوره زمانی 2004-1996 اجرا شد و از داده های شش ایستگاه هیدرومتری موجود در این حوزه برای واسنجی و اعتبار سنجی استفاده شد. سه چهارم از کل داده های موجود برای هر ایستگاه، دو مرحله واسنجی و یک چهارم داده ها، در مرحله اعتبار سنجی استفاده شدند. شاخص های r2,d-factor,p-factor و ناش-ساتکلیف به منظور ارزیابی و توانایی مدل swat در شبیه سازی رواناب و رسوب به کار برده شدند. نتایج مدل swat برای متوسط رواناب ماهانه در سه ایستگاه بهشت آباد، کوه سوخته و جونقان در مرحله واسنجی بسیار رضایت بخش بود. در مرحله واسنجی رواناب ماهانه، ضرایب r2,d-factor,p-factor و ناش ساتکلیف به ترتیب برای ایستگاه بهشت آباد، 61، 48/0، 85 و 75، برای ایستگاه کوه سوخته 86، 1/1، 74، 72، و برای ایستگاه جونقان 66، 94/0، 67 و 62 و در مرحله اعتبار سنجی رواناب ماهانه، این ضرایب برای این سه ایستگاه به ترتیب 53، 38/0، 85 و 57 و 80، 33/1، 80 و 62 و 83، 10/1، 57 و 52 به دست آمد. نتایج نشان می داد که مدل قادر به شبیه سازی جریان های حد اکثر نیست. در مرحله واسنجی رواناب روزانه، مدل برای سه ایستگاه بهشت آباد، کوه سوخته و جونقان و در مرحله اعتبار سنجی تنها برای دو ایستگاه بهشت آباد و جونقان شبیه سازی رضایت بخشی داشت. مدل برای شبیه سازی رسوب ضعیف عمل کرد و در مرحله واسنجی، رسوب روزانه را برای دو ایستگاه بهشت آباد و کوه سوخته و در مرحله اعتبار سنجی فقط برای ایستگاه کوه سوخته به صورت قابل قبولی ارایه کرد. در مرحله واسنجی رسوب روزانه ضرایب r2,d-factor,p-factor و ناش-ساتکلیف به ترتیب برای ایستگاه بهشت آباد 55، 41/0، 55 و 52 و برای ایستگاه کوه سوخته 76، 4/0، 91 و 88 و در مرحله اعتبار سنجی رسوب روزانه این ضرایب برای ایستگاه کوه سوخته به ترتیب 83، 43/0، 77 و 74 به دست آمد. در مجموع، مدل در شبیه سازی رواناب خیلی بهتر از رسوب عمل کرد. از علت های ضعف مدل در شبیه سازی رواناب در بعضی از ماه ها می توان به خوب شبیه سازی نکردن ذوب برف برای این حوزه کوهستانی، فرضیات مدل در انتقال جریان در لایه های یخ زده و اشباع تعداد کم داده ها، صحت داده ها و همچنین عدم بیوستگی اطلاعات رسوب استفاده شده در این مرحله اشاره کرد.

آب شستگی پدیده ای است طبیعی که در نتیجه عمل فرسایش بستر توسط جریان آب و حمل مواد جدا شده از آن به وسیله این جریان رخ می دهد. این پدیده باعث فرو ریختن پل ها شده و به خصوص در مواقع سیلاب در اثر وجود جریان های ناپایدار و حرکت اجسام شناور و معلق در آب، باعث صدمه زدن به پایه های پل ها و گرفتگی در مقطع سیلابی و افزایش عمق و سرعت جریان می شود. آب شستگی به سه نوع آب شستگی عمومی، آب شستگی انقباضی (تنگ شدگی) و آب شستگی موضعی تقسیم می شود. از روش های کنترل و کاهش میزان آب شستگی موضعی می توان به موارد زیر اشاره کرد: بالا بردن مقاومت مواد تشکیل دهنده بستر (استفاده از سنگ چین یا لایه سپری)، کاهش قدرت عوامل فرسایش موضعی (استفاده از طوق و یا پای ستون، استفاده از شکاف و پایه های آیرودینامیک و استفاده هم زمان از طوق و شکاف) و افزایش مقاومت مواد بستر هم زمان با استفاده از عوامل کاهش دهنده فرسایش موضعی. اکثر مطالعات انجام شده در این زمینه به صورت تجربی و آزمایشگاهی بوده است که علت این امر پیچیدگی این پدیده در اثر بروز جریان های ثانویه در اطراف پایه، ثابت نبودن مشخصات هیدرولیکی نسبت به زمان، تغییر شرایط مرزی و اندرکنش سه فاز مختلف آب، هوا و رسوب می باشد. در تحقیق حاضر اثر لایه سپری بر آب شستگی موضعی اطراف تکیه گاه های نیم دایره و نیم بیضی مورد مطالعه قرار گرفته است. به طور کلی اهداف مورد نظر در این تحقیق شامل مطالعه و شناخت توسعه آب شستگی آب زلال در لایه سپری در تکیه گاه ها، مطالعه و شناخت تأثیر شکل تکیه گاه ها بر آب شستگی واقع در لایه سپری، بررسی تأثیر پارامترهای هیدرولیکی نظیر عدد فرود بر حداکثر عمق آب شستگی در لایه سپری و بررسی تأثیر پارامترهای فیزیکی نظیر قطر ذرات سپر، قطر ذرات بستر و ضخامت لایه سپری بر روند و میزان آب شستگی اطراف تکیه گاه در حضور لایه سپری با استفاده از مدل آزمایشگاهی بوده است. آزمایش ها در یک کانال به طول 6/5 متر و عرض 30 سانتی متر با سطح مقطع مستطیلی انجام گرفته است. فاصله مورد نیاز به منظور فراهم آمدن شرایط لازم جهت توسعه کامل جریان در مقطع مورد آزمایش با اندازه گیری پروفیل های سرعت از ورودی کانال تعیین شده است. آزمایش ها روی دو نوع تکیه گاه به شکل های نیم بیضی و نیم دایره و به ابعاد3b/l= برای نیم بیضی و2b/l= برای نیم دایره انجام گرفت (b:عرض تکیـه گاه و l:جلو آمده گـی تکیـه گاه). تکیه گاه ها در مقطعی از کانال به طول 1 متر، عرض 3/0 متر و ارتفاع 4/0 متر که با دو لایه از رسوبات یکنواخت (بستر و سپر) پوشیده شده است، قرار گرفته و قطرهای مختلف ذرات رسوب بستر و لایه سپری مورد آزمایش قرار گرفته اند. بررسی ها نشان داد که سرعت جریان نقش بسزایی در نحوه گسترش گودال آب شستگی دارد. با افزایش قطر ذرات بستر در حضور یک لایه سپری ثابت ، عمق آب شستگی افزایش می یابد. با افزایش قطر ذرات لایه سپری در حضور بستر ثابت، عمق آب شستگی کاهش می یابد. در ضخامت لایه سپری ثابت با افزایش قطر ذرات بستر، عمق آب شستگی افزایش می یابد. در قطرهای کوچک بستر که بیشتر تحت اثر حفاظتی لایه سپری قرار دارند، افزایش سرعت تا زمانی که لایه سپر را تحت تأثیر قرار ندهد، سبب افزایش عمق لایه سپری ثانویه می گردد. عمق آب شستگی در تکیه گاه نیم بیضی کمتر از تکیه گاه نیم دایره است.

فرسایش خاک یکی از مهم ترین چالش های کشاورزی و منابع طبیعی جهان در حال حاضر بوده و از شاخص های اصلی در ارزیابی سلامت اکوسیستم می باشد. اطلاعات و آمار موجود نشان می دهد که 59 درصد از 17 حوزه مطالعه شده در ایران به شدت تخریب یافته اند. تکنولوژی تخمین فرسایش ابزار قدرتمندی است که بیشتر از نیم قرن است که استفاده می شود. هدف از این مطالعه شبیه سازی جریان و رسوب در حوزه ونک از زیرحوزه های کارون شمالی به مساحت 3198 کیلومتر مربع با استفاده از مدل swat2000 بود. swat یک مدل شبیه سازی پیوسته، مفهومی و طولانی مدت در مقیاس حوزه ای است که بر اساس دوره زمانی روزانه طراحی شده است. واسنجی و آنالیز عدم قطعیت مدل با استفاده از برنامه sufi-2 انجام شد. این برنامه با استفاده از برنامه swat-sai به swat متصل شده است. در این مطالعه از داده های جریان و رسوب چهار ایستگاه هیدرومتری آقبلاغ، کاسگان، سولگان و ونک برای واسنجی و اعتبارسازی مدل استفاده شد. از پنج معیار برای ارزیابی مدل استفاده شد که عبارت بودند از فاکتور درصد تفاوت، ضریب r2 ، ضریب نش- ساتکلیف، d-factorوp-factor.. ابتدا مدل با در نظر گرفتن سد و چشمه های موجود در منطقه اجرا شد که به دلیل عدم دقت آمار موجود و پیوسته نبودن داده های اندازه گیری شده، شبیه سازی جریان و رسوب با حذف آن ها صورت گرفت. طول دوره آماری در این مطالعه از سال 1989 تا 2004 در نظر گرفته شد. واسنجی مدل با سه چهارم داده ها و اعتبارسازی با یک چهارم داده های باقیمانده انجام شد. طی واسنجی، مدل توانست متوسط رواناب ماهانه سه ایستگاه کاسگان، سولگان و ونک را به صورت رضایت بخشی شبیه سازی کند. ضریب r2 ، ضریب نش- ساتکلیف، d-factorو p-factor به ترتیب برای ایستگاه های آقبلاغ 68/0، 41/0، 14/1 و 78/0، ایستگاه کاسگان 6/0، 58/0، 16/1 و 71/0، ایستگاه سولگان 7/0، 63/0، 97/0 و 79/0 و ایستگاه ونک 85/0، 76/0، 77/0 و 8/0 به دست آمدند. این معیارها در اعتبارسازی متوسط رواناب ماهانه به ترتیب برای ایستگاه آقبلاغ 72/0، 7/0، 95/0 و 81/ ، ایستگاه کاسگان 7/0، 1/0-، 04/2 و 79/0، ایستگاه سولگان 84/0، 75/0، 12/1 و 77/0، ایستگاه ونک 87/0، 78/0، 86/0 و 89/0 به دست آمدند. این مقادیر برای ایستگاه های آقبلاغ، سولگان و ونک از دقت قابل قبولی برخوردار است. نتایج شبیه سازی رواناب ماهانه در حوزه ونک نشان داد که مدل در تخمین حداکثر مقدار رواناب به طور ضعیفی عمل کرده که علت آن می تواند مربوط به فرایندهای ریزش برف-ذوب برف باشد که در این مطالعه در مدل وارد نشده اند. شبیه سازی مدل برای رسوب روزانه رضایت بخش نبود. از دلایل این عدم موفقیت می توان به تعداد کم و عدم دقت آمار موجود، در نظر نگرفتن شخم در جهت شیب در مدل و شبیه سازی نامناسب رواناب روزانه اشاره نمود. همچنین در این مطالعه اثر سه نوع وسیله شخم بر رواناب بررسی شد که عبارت بودند از گاوآهن برگردان دار (سوکی)، گاوآهن چیزل و کولتیواتور پا اردکی. گاوآهن سوکی وسیله شخم غالب در منطقه مطالعاتی بود. نتایج شبیه سازی رواناب با این سه وسیله شخم نشان داد که به کار بردن گاوآهن سوکی باعث افزایش حداکثر جریان و کاهش جریان پایه شد ولی استفاده از گاوآهن چیزل و کولتیواتور پا اردکی حداکثر جریان را کاهش و جریان پایه را افزایش داده است، دلیل آن می تواند این باشد که گاوآهن سوکی باعث مدفون ساختن بقایای گیاهی و آوردن خاک عمقی به سطح و اتلاف رطوبت خاک عمقی می شود ولی به کار بردن گاوآهن چیزل و کولتیواتور پا-اردکی با نگه داشتن بقایا در سطح خاک، فرسایش و تبخیر سطحی را محدود و سبب نفوذ بهتر و ذخیره رطوبت می شوند.

سدها از مهمترین سازه های آبی ساخته دست بشر می باشند که به منظور تنظیم و ذخیره آب، کنترل سیلاب، تأمین آب شهری و صنعتی، تولید انرژی برقابی، کنترل رسوب، تنظیم جریان زیست محیطی، مقاصد تفریحی و حمل و نقل آبی ساخته می شوند. یکی از مهمترین خصوصیات فیزیکی سدها و مخازن آنها منحنی های حجم – سطح می باشد. از این منحنی ها به منظور روندیابی سیلاب در مخزن، بهره برداری از مخزن، تعیین حجم و سطح مخزن در ترازهای مختلف، طبقه بندی مخازن و پیش بینی توزیع رسوب در مخازن سدها استفاده می شود. در تحقیق حاضر، از شباهت بین منحنی تابع لگاریتم طبیعی با منحنی ارتفاع - حجم مخازن استفاده شده و معادله ریاضی منحنی بدون بعد ارتفاع – حجم مخازن به دست آمده است. معادله به دست آمده دارای یک مجهول بوده و ضریب مخزن نامیده شده است. با مشتق گیری از معادله حجم – ارتفاع به دست آمده، معادلات ریاضی منحنی سطح - ارتفاع و ضریب مخزن به دست آمده است. برای بررسی دقت معادلات به دست آمده، از داده های حجم - سطح 21 سد و 2 دریاچه در آمریکا و 11 سد در ایران استفاده شده است. برای مخازن مورد مطالعه، نتایج به دست آمده نشان می دهد که معادله ارتفاع - حجم در مقایسه با معادله سطح - ارتفاع دارای دقت بیشتری می باشد. به گونه ای که متوسط خطای همبستگی بین معادله بدون بعد ارتفاع - حجم با داده های بدون بعد ارتفاع - حجم مخازن بین 0001/0 تا 0044/0 می باشد، درحالی که متوسط خطای همبستگی بین معادله بدون بعد سطح – ارتفاع با داده های بدون بعد سطح - ارتفاع مخازن بین 001/0 تا 0121/0 می باشد. جهت ارایه یک مدل مناسب برای پیش بینی توزیع رسوب در مخازن سدهای ایران، از داده های حاصل از رسوب سنجی های انجام شده در مخازن 11 سد در نقاط مختلف ایران استفاده شده است. بررسی تغییرات ضریب مخزن این سدها نشاندهنده چهار فاز مختلف رسوب گذاری در این سدها می باشد. این فازها به ترتیب فاز مقدماتی، فاز انتقال، فاز تعادل و فاز تخلیه نامیده شده اند. فاز مقدماتی از زمان بهره برداری از مخزن شروع شده و تا رسیدن پیشانی رسوبات به پشت بدنه سد ادامه می یابد. در طی این فاز ضریب مخزن کاهش می یابد. فاز انتقال بعد از رسیدن پیشانی رسوبات به پشت بدنه سد شروع شده و در طی آن ضریب مخزن افزایش می یابد تا به یک مقدار ثابت برسد. فاز تعادل بعد از فاز انتقال اتفاق می افتد و طی آن با افزایش حجم رسوبات، ضریب مخزن ثابت می گردد. فاز تخلیه بعد از رسیدن تراز رسوبات به تراز اولین دریچه آبگیر سد اتفاق می افتد و طی این فاز رسوبات از طریق دریچه آبگیر از مخزن خارج شده و در نتیجه کف آبگیر به عنوان نقطه کنترل عمل می کند و از افزایش عمق رسوبات در پشت بدنه سد جلوگیری می کند. در طی فاز تخلیه با افزایش حجم رسوبات ضریب مخزن کاهش می یابد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که طی فاز تعادل ضریب مخزن بین 57/0 تا 61/0 ثابت می گردد. با توجه به ثابت ماندن ضریب مخزن طی فاز تعادل و ثابت ماندن عمق مخزن طی فاز تخلیه و استفاده از معادلات به دست آمده، معادلات پیش بینی توزیع رسوب برای دو فاز تعادل و تخلیه به دست آمده است.

آب توسط ذرات خاک در طیف گسترده ای از انرژی پتانسیل نگهداری میشود ولی از آنجا که ریشه های گیاه فقط در دامنه کوچکی از انرژی میتوانند آب خاک را جذب نمایند، شناخت و محاسبه نیروهایی که در جذب آب توسط خاک نقش دارند برای متخصصان آب و خاک از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در شرایط همدما و در غیاب نیروهای خارجی، پتانسیلهای ماتریک و اسمزی تشریح کننده وضعیت و حرکت آب در خاکهای غیر اشباع میباشند. با توجه به دشواری اندازه گیری پتانسیل اسمزی خاک به طور مستقیم، در عمده مطالعات آب و خاک هدایت الکتریکی عصاره خاک ملاک برآورد شوری خاک بوده و غالبا مبنای واسنجی شیوه های مختلف تعیین شوری خاک میباشد. پتانسیل اسمزی آب خاک در شرایط رطوبتی مختلف با محاسبه هدایت الکتریکی عصاره اشباع و کاربرد رابطه ریچاردز و با فرض اینکه با افزایش غلظت املاح خاک هدایت الکتریکی عصاره و به تبع آن پتانسیل اسمزی خاک به طور خطی کاهش می یابد محاسبه میگردد. در این مطالعه با استفاده از روش کاغذ صافی پتانسیل اسمزی 4 نوع بافت خاک غالب منطقه اصفهان اندازه گیری شد.

یکی از مشخصه های جریان روباز در کنترل آلودگی، ضرایب پخشیدگی آشفته هستند. افزایش این ضرایب درراستای سه محور، عامل رقیق سازی و افزایش تبادل مواد با بستر جریان و به طور کلی باعث کاهش طول اختلاط کامل می شود. به منظور بررسی تأثیر بلوک های موضعی بر ضریب اختلاط عرضی، آزمایشاتی در دو کانال آزمایشگاهی مستطیلی انجام گرفت. کانال اول به طول 7 متر، عرض32/. متر و ارتفاع 35/. متر و کانال دوم به طول 20 متر، عرض 6/0 متر و ارتفاع 6/0 متر بوده و نصب بلوک های مستغرق به صورت موضعی با آرایش های گوناگون، انجام شده است. کانال اول توسط دو پمپ با حداکثر دبی 4/16 لیتر در ثانیه و کانال دوم توسط پمپی با حداکثر دبی 75 لیتر بر ثانیه تغذیه می شد. تنظیم دبی خروجی از پمپ توسط شیر تنظیم تعبیه شده پیش از دهانه ورودی به مخزن بالادست صورت می گرفت. آب در سیکل بسته از منبع اصلی به مخزن کوچک ابتدای فلوم پمپاژ شده و در آنجا با عبور از یک آرام کننده وارد کانال می شد. جریان به صورت یکنواخت و عمق جریان در دامنه 5- 15 سانتیمتر در کانال اول و 5/17 سانتی متر در کانال دوم توسط دریچه کنترل در پایین دست کنترل می-گردید. پس از حصول جریان توسعه یافته در کانال، در ترازی بالاتر از لبه کانال از یک مخزن هوایی حاوی محلول رقیق شده نمک با غلظت معلوم به عنوان ماده ردیاب استفاده شد. غلظت ها در 4 الی 5 مقطع و در هر مقطع 27 نقطه اندازه گیری گردید. ضریب اختلاط عرضی با استفاده از روابط ساده شده معادله بقای جرم و با استفاده از روش تبادل ممان، برای آرایش-های مختلف بلوک های موضعی محاسبه شد. همچنین مقدار ضریب مذکور بدون حضور بلوک ها مورد محاسبه قرار گرفت تا مبنایی جهت مقایسه تأثیر بلوک ها بر ضریب اختلاط عرضی قرار گیرد. در این تحقیق همچنین، تأثیر نسبت عرض به عمق بر ضریب فوق الذکر مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل از تجزیه وتحلیل های آزمایشگاهی نشان داد که در کانال اول آرایش های مختلف زبری نتایج متفاوتی بر ضریب اختلاط عرضی گذاشته ولی در کانال دوم وجود زبری ها در هر موضعی باعث افزایش آشفتگی و جریان های عرضی و نهایتاً افزایش ضریب اختلاط عرضی شدند. همچنین در کانال اول، با افزایش فاصله زبری های موضعی از منبع آلودگی، تأثیر این زبری ها بر ضریب اختلاط عرضی و به تبع آن طول اختلاط کامل افزایش یافت ولی در کانال دوم تغییر مشخصی دیده نشد. با کاهش فاصله تناوبی بین زبری ها در کانال اول، شیب واریانس توزیع غلظت و در نتیجه ضریب اختلاط عرضی افزایش یافت و از طول اختلاط کامل کاسته شد و در کانال دوم بهترین فاصله تناوبی 1 متر بدست آمد. به علاوه در سرعت ثابت، مقدار این ضریب با افزایش نسبت عرض به عمق افزایش یافت. بطور کلی در سرعت و عرض ثابت، با افزایش عمق جریان ضریب اختلاط عرضی کاهش یافت.

سرریزها سازههایی هستند که به منظور اندازه گیری دبی جریان، در مسیر کانال های انتقال آب و رودخانه ها نصب و یا ساخته میشوند. در این سازهها تنها با اندازه گیری عمق جریان بالادست، دبی عبوری محاسبه میشود. با وجود تحقیقات گسترده در زمینه سرریزها و در میان شکلهای متفاوت سرریزهای لبهتیز، تاکنون مطالعهای در زمینه سرریز با دیواره سینوسی صورت نگرفته است. هدف از این مطالعه، ارائه رابطه هد- دبی و بررسی خصوصیات جریان در سرریز سینوسی با یک سیکل میباشد. بدین منظور، پس از معرفی شکل سرریز مورد نظر با رابطهای ساده و قابل کاربرد برای تمامی کانالها، تعداد چهار مدل سرریز با دیواره سینوسی و دو مدل شاهد مستطیلی ساخته شد. پس از نصب مدلهای ساخته شده در کانال آزمایشگاهی، دبی و عمق جریان بالادست برای محاسبه ضریب دبی و همچنین نیمرخهای سرعت بهمنظور بررسی خصوصیات جریان عبوری از روی این سرریزها برداشت شد. بهمنظور تعیین رابطه هد- دبی با استفاده از روابط تئوری حاکم بر جریان ، رابطه بهدست آمده بهعلت دارا بودن توابع انتگرالی، چندان مناسب اهداف عملی نبود. لذا با حذف توابع انتگرالی، رابطهای کاربردی برای تعیین دبی جریان ارائه شد. در رابطه هد- دبی اصلی، که شامل توابع انتگرالی است، ضریب cd با نسبت هد نسبی(h/p) تغییرات چندانی ندارد و میتوان آن را تقریباً ثابت و برابر با مقدار متوسط 57/0 در نظر گرفت. اما در رابطه دبی ساده شده بین ضریب دبی با نسبت (h/p) یک رابطه دورهای مشاهده شد. با بررسی نیمرخهای سرعت مشخص شد که با افزایش هد آب روی تاج سرریز در یک فاصله معین در عرض، مقادیر سرعت vx و vy از کف کانال تا نزدیکی محل تاج به بیشترین مقدار خود میرسد و با فاصله گرفتن از تاج به سمت سطح آب مجدداً کاهش مییابد. بیشینه مقادیر سرعت vx و vy در مرکز سرریز و روی محور تقارن سازه رخ میدهد. با فاصله گرفتن از مرکز به سمت دیوارههای کانال، سرعت به تدریج کاهش مییابد، که میتوان علت این امر را وجود مقاومت ناشی از دیوارههای سرریز در برابر جریان دانست. همچنین مقادیر سرعت vz در مرکز ناچیز و تقریباً برابر صفر فرض شده است. علت این امر را میتوان ناچیز بودن مقاومت جریان در مرکز سرریز دانست. بنابراین میتوان جریان در مرکز تاج سرریز را تقریباً دوبعدی فرض نمود. با فاصله گرفتن از مرکز به سمت دیوارههای کانال، سرعت vz به تدریج افزایش و در لبه دیواره سرریز به بیشترین مقدار خود میرسد. با تحلیل جریان عبوری از روی سرریزهای سینوسی و مقایسه آن با سرریزهای شاهد مستطیلی، خصوصیات هیدرولیکی جریان و روند تغییرات جریانهای ثانویه در مجاورت سرریزها مورد بحث و بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که شکل خاص دیواره سرریزهای سینوسی، سبب تشدید تغییرات جریانهای ثانویه و کاهش رسوب میشود.

سرریز جانبی سازه ایست که در کناره کانال نصب می شود تا جریان اضافی از کانال را خارج کند. یک راه ساده به منظور بهبود عملکرد هیدرولیکی سرریز جانبی، استفاده از پره های هادی می باشد. در این تحقیق ضریب دبی و خصوصیات جریان روی سرریز جانبی مستطیلی لبه تیز در حالت حضور پره های هادی بررسی شد. خصوصیات هیدرولیکی سرریز جانبی در حالت بدون حضور پره های هادی جهت مقایسه با حالت حضور پره های هادی نیز بررسی شد. بررسی داده های سه بعدی سرعت نشان داد که در هر دو حالت حضور و عدم حضور پره های هادی بیشترین و کمترین مقدار سرعت طولی به ترتیب در ابتدا و انتهای سرریز جانبی رخ می دهد. نتایج نشان داد که در حالت حضور پره های هادی مقدار سرعت طولی در مقایسه با حالت بدون حضور پره های هادی کاهش یافت. بررسی داده ها نشان داد که در دو حالت حضور و عدم حضور پره های هادی جهت سرعت در نزدیکی سطح آب رو به پایین بود و با نزدیک شدن به تاج سرریز جانبی جهت سرعت برعکس شده و سرعت رو به بالا تولید شد. نتایج نشان داد که پره های هادی به ترتیب باعث کاهش و افزایش مقدار سرعت رو به بالا و رو به پایین شد. در هر دو حالت حضور و عدم حضور پره های هادی بیشترین سرعت جانبی در انتهای سرریز جانبی مشاهده شد. نتایج نشان داد که پره های هادی باعث افزایش سرعت جانبی شده و باعث می گردد که دبی بیشتری از سرریز جانبی عبور کند. نتایج نشان داد که پره های هادی به طور متوسط باعث افزایش ضریب دبی به میزان 30 درصد می گردد.

آگاهی از میزان حمل رسوبات رودخانه ای در پروژه های آبی و مباحث مهندسی منابع آب از اهمیت زیادی برخوردار ‏است. بااین حال تاکنون مطالعات دقیق و جامعی در این زمینه صورت نگرفته است. از روشهای معمول در برآورد بار معلق ‏رودخانه ها، روشهای هیدرولوژیکی می باشد. هدف از انجام این تحقیق، بدست آوردن مناسب ترین معادله جهت برآورد ‏بار معلق و تعیین دبی ویژه رسوب کل در حوضه های آبریز استان مازندران می باشد. در این تحقیق با استفاده شش روش ‏شامل: مدل های منحنی سنجه یک خطی، دسته بندی داده ها بصورت ماهانه، فصلی، سالانه، حد وسط دسته ها و ماه های ‏سیلابی و غیرسیلابی، انواع معادله های سنجه رسوب تهیه و اقدام به انتخاب بهترین مدل در برآورد بارمعلق گردید. به منظور ‏انجام این پژوهش از آمار متناظر دبی جریان و دبی رسوب که به‎صورت تصادفی در برخی روزهای سال در ایستگاه های ‏هیدرومتری اندازه گیری می شود استفاده شده است. همچنین جهت برآورد مقدار متوسط درازمدت بار معلق سالانه، داده های متوسط دبی جریان روزانه و ماهانه نیز مورد استفاده قرار گرفت. در نهایت بهترین مدل در هر ایستگاه با استفاده از ‏شاخص های آماری نظیر میانگین مربعات خطا (‏mse‏)، ضریب تبیین (‏r2‎‏)، میانگین خطای نسبی برآورد (‏rme‏) و ضریب ‏کارایی نش و ساتکلیف (‏ef‏) انتخاب گردید. با توجه به ارزیابی 26 ایستگاه هیدرومتری که در این تحقیق مورد مطالعه ‏قرار گرفتند مدل سالانه، تفکیک ماهانه و حد وسط دسته ها به ترتیب بهترین برآورد از بار معلق را دارا بودند. با بررسی ‏درصد رسوب حمل شده در فصول مختلف سال، مشخص گردید عمده رسوبات حوضه های آبریز مازندران مربوط به ‏فصل بهار می باشد. با محاسبه دبی ویژه رسوب کل در سطح حوضه های مورد بررسی، نتایج حاکی از آن بود که حوضه های ‏آبریز استان مازندارن از نظر رسوب دهی ویژه در محدوده کم تا متوسط قرار دارند. منحنی سنجه رسوب در ایستگاه های ‏رسوب سنجی مورد مطالعه، برآورد بار معلق را با 65- تا 20 درصد خطا نسبت به مقدار واقعی انجام می دهد و بطور ‏متوسط، این مقدار برای تمامی ایستگاه ها معادل 18- درصد بدست آمد.‏

بدلیل بالا بودن درصد رطوبت زباله های شهری، مقدار زیادی شیرابه در فرآیند تبدیل زباله به کمپوست تولید می شود که اگر به شیوه ای مناسب و درست جمع آوری نشود می تواند مشکلات زیست محیطی ایجاد نماید. بعنوان مثال روزانه 500 تن زباله در محل کارخانه کمپوست اصفهان به کود تبدیل می شود که حدود چهل هزار لیتر شیرابه تولید می کند. روش تصفیه ی زمینی برای کشور ایران که دارای منابع محدود آب و البته زمین های بدون کاربری زیاد است در صورتی که مدیریت مناسبی اعمال شود می تواند روشی کارآمد برای تصفیه ی شیرابه ی زباله قبل از رهاسازی در محیط زیست و یا استفاده به عنوان آب آبیاری به حساب آید. هدف این تحقیق بررسی امکان تصفیه ی زمینی شیرابه ی کمپوست کارخانه ی کود آلی می باشد، همچنین تأثیر شیرابه بر خصوصیات فیزیکی خاک نیز مورد مطالعه قرار گرفت. تحقیق در قالب طرح آماری کاملاً تصادفی با 3 تکرار و 6 تیمار (a: تیمار خاک کارخانه (به عنوان خاک سبک)، f: تیمار خاک کارخانه به علاوه 5 درصد وزنی زئولیت، b: تیمار خاک کارخانه به علاوه 10 درصد وزنی زئولیت، c: تیمار 50 درصد خاک کارخانه به علاوه 50 درصد خاک مزرعه خاتون آباد (به عنوان خاک متوسط)، d: تیمار 50 درصد خاک کارخانه به علاوه 50 درصد خاک مزرعه خاتون آباد به علاوه 5 درصد وزنی زئولیت و e: تیمار 50 درصد خاک کارخانه به علاوه 50 درصد خاک مزرعه خاتون آباد به علاوه 10 درصد وزنی زئولیت) صورت گرفت. آزمایشات در 18 لایسیمتر از جنس پلاستیک و با سطح مقطع دایره ای شکل به قطر 60 سانتیمتر و ارتفاع 100 سانتیمتر که توسط تیمارهای تحقیق پر شدند، انجام گرفت. برای آبیاری لایسیمترها از شیرابه کارخانه کود آلی اصفهان استفاده گردید. ستون ها به ارتفاع 5 سانتیمتر شیرابه به صورت غرقابی (سطحی) و با دور 7 روز، برای 16 مرتبه آبیاری شدند. نتایج این تحقیق نشان داد افزودن شیرابه باعث کاهش چگالی ظاهری، نفوذپذیری و هدایت هیدرولیکی خاک گردید. خاک سبک قادر به جذب فلزات سنگین و کاهش شوری نبود درحالیکه خاک متوسط توانایی بالایی در جذب فلزات سنگین داشت همچنین خاک متوسط در کاهش شوری شیرابه بسیار موثر بود. 10 درصد زئولیت در خاک سبک تأثیر معنی داری در کاهش شوری و جذب فلزات سنگین (کادمیوم، نیکل، کروم و سرب) شیرابه داشته است. درخاک متوسط، زئولیت تأثیر مثبتی نداشته است و خاک بدون زئولیت عملکرد بهتری در کاهش شوری و جذب فلزات سنگین داشته است.

سرریز جانبی سازه ای هیدرولیکی است که در زمانی که سطح آب در کانال اصلی از حدی مشخص بالاتر می رود جریان را به کانال جانبی منتقل می نماید. سرریز جانبی که به عنوان سرریز کناری هم شناخته می شود به صورت گسترده ای برای خروج جریان و تنظیم ارتفاع آب در سیستم های آبیاری و زهکشی و سیستم فاضلاب شهری مورد استفاده قرار می گیرد. سرریز های جانبی به شکل های هندسی مختلف از جمله مستطیل، مثلث و غیره ساخته می شوند. سرریزهای جانبی در پلان نیز می توانند مستطیل، مثلث و غیره ساخته شوند. این سرریزها به عنوان سرریز جانبی چندوجهی شناخته می شوند. مطالعات متعددی روی سرریزهای جانبی مستطیلی و مثلثی در کانال های مستقیم صورت گرفته است. با این حال این مطالعات برای سرریزهای جانبی چندوجهی صحیح نیست. در این تحقیق خصوصیات هیدرولیکی سرریز جانبی چندوجهی مثلثی با طول-های مختلف در جریان زیر بحرانی مورد بررسی قرار گرفته شده است. بدین منظور ضرایب دبی، نیم رخ های سطح آب، تغییرات انرژی مخصوص در امتداد سرریز، توزیع سه بعدی نیم رخ های سرعت واقع در روی سرریز جانبی و تغییرات زاویه جریان روی سرریز جانبی مورد بررسی واقع شده است. بررسی نتایج نشان می دهد که ضریب دبی سرریز جانبی چندوجهی مثلثی دارای مقدار بیشتری نسبت به ضریب دبی سرریز جانبی مستطیلی می باشد. دلیل اصلی آن را می توان افزایش طول تاج سرریز بیان نمود. با افزایش طول تاج سرریز شدت جریان ثانویه افزایش می یابد. ضریب دبی سرریز جانبی چندوجهی مثلثی تک سیکل 5/1 تا 2/2 برابر سرریز جانبی مستطیلی محاسبه شد. همچنین ضریب دبی سرریز جانبی چندوجهی مثلثی دو سیکل 8/1 تا 5/2 برابر سرریز جانبی مستطیلی بدست آمد. ضریب دبی سرریز جانبی چندوجهی مثلثی دو سیکل نیز 1/1 تا 5/1 برابر ضریب دبی سرریز جانبی چندوجهی مثلثی تک سیکل محاسبه گردید. با افزایش ضریب دبی (cd) مقدار پارامتر بدون بعد ارتفاع سرریز (p/h1) و 1fr افزایش خواهد یافت. همچنین با افزایش پارامتر بدون بعد طول سرریز (l/w) ضریب دبی افزایش می یابد. تحلیل نتایج مربوط به نیم رخ سطح آب نشان می دهد که در عدد فرود پایین برای سرریز جانبی مستطیلی نیم-رخ سطح آب تقریباٌ افقی است. با افزایش عدد فرود نیم رخ سطح آب در نزدیک به لبه ابتدای سرریز جانبی کمی پایین می-افتد. بعد از آن به آرامی تا لبه انتهایی تاج سرریز جانبی در پایین دست بالا می رود. بیشترین ارتفاع آب در لبه انتهای سرریز جانبی قرار دارد. نیم رخ سطح آب در سرریز جانبی چندوجهی مثلثی به این صورت است که کمترین ارتفاع آب در نزدیک به لبه ابتدایی تاج سرریز قرار دارد. بعد از این مقدار حدافل با حرکت در جهت جریان عمق آب افزایش یافته و بیشترین عمق در لبه انتهایی تاج سرریز در پایین دست اتفاق خواهد افتاد. نتایج نشان می دهد که نیم رخ سطح آب در بالادست و پایین دست سرریز جانبی که دور از صفحه سرریز قرار دارند تقریباٌ افقی بوده و مقادیر vyو vz ناچیز هستند. نتایج حاکی از آن بود که سرعت جریان در راستای کانال اصلی (vx) با نزدیک شدن به ابتدای سرریز افزایش یافته و بیشترین سرعت vx در نزدیکی لبه ابتدایی سرریز رخ می دهد. با ورود جریان به صفحه سرریز این سرعت کاهش یافته تا جایی که کمترین سرعت در نزدیکی لبه انتهایی سرریز می باشد. پس از عبور جریان از صفحه سرریز، سرعت vx دوباره افزایش یافته تا اینکه به مقدار تقریباٌ ثابتی برسد. با بررسی مقادیر سرعت در راستای عمود بر صفحه سرریز (vy) مشخص شد که این مولفه از سرعت قبل از شروع سرریز ناچیز است، اما با ورود جریان به صفحه سرریز به شدت افزایش می یابد. این افزایش سرعت در طول تاج سرریز ادامه داشته تا جایی که حداکثر سرعت vy در نزدیکی وسط سرریز مشاهده می شود. پس از آن این سرعت به صورت ناگهانی افت کرده به گونه ای که مقدار آن در پایین دست سرریز ناچیز می گردد. بررسی داده های سرعت در راستای عمق جریان (vz) نشان داد که در نزدیکی لبه تاج سرریز جریان به شدت از پایین به بالا حرکت دارد. اما در اعماق بالاتر این سرعت به تدریج کاهش یافته تا جایی که در نزدیکی سطح آب جهت سرعت vz معکوس گشته و راستای حرکت جریان از بالا به سمت پایین می گردد. نتایج مربوط به تغییرات زاویه جریان داخل کانال اصلی در محل سرریز جانبی نشان می دهد که در لبه ابتدایی سرریز جانبی در بالادست زاویه جریان در راستای طولی کانال اصلی می باشد. با ورود جریان به صفحه سرریز از مقدار آن کاسته شده تا جایی که کمترین مقدار ? در نزدیک به لبه انتهایی سرریز جانبی در پایین دست اتفاق می افتد در بالادست و پایین دست سرریز جانبی که دور از صفحه سرریز قرار دارند زاویه جریان در راستای طولی کانال اصلی می باشد. در مجاورت سرریز جانبی با افزایش 1fr، ? افزایش می یابد و در نتیجه زاویه جریان به سمت محور طولی کانال اصلی متمایل می گردد.

محدودیت منابع آبی در استان فارس، افزایش میزان تقاضای آب در بخش کشاورزی، خشک سالی ها و سپری شدن بیش از نیم قرن از عمر شبکه درودزن و اتلاف زیاد آب در آن ایجاب می کند بازنگری اساسی در نحوه تحویل و توزیع آب در شبکه صورت گیرد. بررسی های کلی بیان گر آن است که عملکرد اغلب شبکه های آبیاری پایین تر از حد انتظار است. یکی از عواقب مدیریت و بهره برداری ضعیف در شبکه های آبیاری تحویل و توزیع نامناسب آب به کانال ها و انشعابات و به تبع آن توزیع نامناسب آب در سطح اراضی می باشد. در مطالعه به عمل آمده، بررسی و تعیین گزینه‏های مناسب مدیریت تحویل و توزیع آب به لحاظ مکانی و زمانی در شبکه، با استفاده از شبیه سازی شرایط موجود شبکه و توسط مدل هیدرودینامیک سوبک در شبکه آبیاری و زهکشی درودزن فارس انجام گرفته است. عملکرد در سطح کانال درجه سه با استفاده از شاخص های داخلی کفایت، مازاد و عدالت بررسی شد. این شاخص ها برای 10 کانال درجه سه در طی سه ماه فصل آبیاری 1391 و 1392 با استفاده از تحویل های آب اندازه گیری شده و نیازهای آبی محصول محاسبه شدند. برای بررسی وضعیت مقطع کانال و نیز تدقیق اطلاعات موجود، بازدیدهایی قبل از شروع فصل آبیاری انجام شد. مدل برای ضریب مانینگ 016/0 کالیبره شد. شش گزینه بهره برداری مختلف که منطبق بر نیاز آبی واقعی محصول می باشند تعریف گردید و با شیوه ی کنونی بهره برداری مقایسه شدند. نتایج نشان می دهد کانال اردیبهشت از لحاظ عدالت توزیع مکانی و زمانی آب عملکرد خوبی ندارد و کانال های بالادست بیش از کانال های پایین دست آب برداشت می کنند. با محاسبه شاخص های توزیع آب برای گزینه های بهره برداری مختلف، مشخص گردید که شرایط فعلی بهره برداری در محدوده عملکرد ضعیف قرار دارد. نتایج نشان داد که گزینه آبیاری منطبق با نیاز آبی 15 روزه می تواند برای افزایش عملکرد تحویل آب در منطقه مورد مطالعه، مفید واقع گردد. همچنین برای تمام گزینه های بهره برداری، بازشدگی دریچه های قطاعی بهینه شدند و با حالت غیر بهینه مقایسه شدند. با تحلیل نتایج مشخص گردید که در هر گزینه بهره برداری بازشدگی دریچه های کشویی در حالت بهینه تفاوت زیادی با حالت غیر بهینه دارند.

شوری منابع آب و خاک یکی از مهمترین مسائلی است که علاوه بر کاهش محصولات کشاورزی به تدریج سطح زیر کشت را کاهش می¬دهد. یکی از روش های موثر برای کاهش شوری خاک، اعمال آبشویی همراه با مدیریت صحیح آبیاری است. برای تعیین اثر شوری آب آبیاری، آبشویی و مدیریت کاربرد آب بر خصوصیات و عملکرد گیاه چغندرقند، آزمایشی در منطقه رودشت اصفهان شامل سه تیمار شوری آب آبیاری 2، 8 و 12 دسی زیمنس بر متر و دو تیمار بدون اعمال آبشویی و آبشویی برای حصول 75 درصد عملکرد و دو تیمار آبیاری با کیفیت آب یکنواخت از ابتدا تا انتهای فصل و تیمار آبیاری با آب با شوری 2 دسی¬زیمنس بر متر تا مرحله جوانه زنی گیاه و پس از آن آبیاری با آبهای شورتر تا انتهای فصل، با چهار تکرار به صورت طرح آماری بلوکهای کامل تصادفی در قالب کرتهای دو بار خرد شده ( اسپلیت اسپلیت پلات)در خاکی با بافت لومی رسی سیلتی در سال 1386 اجرا شد. با توجه به نتایج به دست آمده، اثر شوری آب آبیاری بر صفات عملکرد اندام هوایی، درصد قند ملاس، ازت مضر و سدیم در سطح احتمال یک درصد و بر مقدار عملکرد غده، عیار خالص قند، عملکرد قند قابل استفاده و پتاسیم در سطح احتمال 5 درصد معنی¬دار شد. در اثر افزایش شوری آب آبیاری، عملکرد غده، عیار خالص قند و عملکرد قند قابل استفاده کاهش و عملکرد اندام هوایی، درصد قند ملاس، ازت مضر، سدیم و پتاسیم غده افزایش یافت. اثر مدیریت آبیاری بر مقدار پتاسیم غده در سطح احتمال یک درصد و بر مقدار عیار خالص قند و عملکرد اندام هوایی و درصد قند ملاس در سطح احتمال 5 درصد معنی¬دار گردید. در اثر مدیرت آبیاری با آب با شوری 2 دسی¬زیمنس بر متر از ابتدای کاشت تا مرحله استقرار گیاه و سپس اعمال آب با کیفیتهای مختلف تا زمان برداشت، عملکرد اندام هوایی، درصد قند ملاس و پتاسیم غده کاهش و عیار خالص قند افزایش یافت. اثر آبشویی بر عملکرد قند قابل استفاده و عملکرد قند در سطح احتمال یک درصد و بر مقدار عیار خالص و ناخالص قند، درصد قند ملاس و سدیم در سطح احتمال 5 درصد معنی¬دار گردید.با اعمال آبشویی عیار خالص و ناخالص قند و عملکرد قند قابل استفاده افزایش و مقدار سدیم غده و درصد قند ملاس کاهش یافت.اثر متقابل شوری آب آبیاری و مدیریت آبیاری فقط در مورد میزان سدیم غده و در سطح 5 درصد معنی¬دار شد و باعث کاهش این صفت گردید. در اثر متقابل شوری آب آبیاری و آبشویی عملکرد غده و عملکرد قند در سطح 5 درصد و پتاسیم غده در سطح یک درصد معنی¬دار شدند. در این حالت عملکرد غده و عملکرد قند افزایش و پتاسیم غده کاهش یافت. اثر متقابل مدیریت آبیاری و آبشویی بر مقدار پتاسیم غده، عملکرد اندام هوایی و درصد قند ملاس در سطح احتمال 5 درصد اثر معنی¬دار داشت و باعث کاهش این سه صفت گردید. اثر متقابل شوری آب آبیاری و مدیریت آبیاری و آبشویی در مورد هیچ صفتی معنی¬دار نشد.

افزایش جمعیت و کاهش میزان منابع آب قابل استفاده انسان را به استفاده از منابع آب با کیفیت نامطلوب از جمله منابع آب شور سوق داده است. اخیراً استفاده از جاذب های متخلخل کربنی به دلیل سطح ویژه زیاد، ساختار میکروپوری و گروه‎های عاملی فعال، کاربرد وسیعی در حفظ محیط زیست پیدا کرده است. هدف تحقیق حاضر تبدیل بقایای کم ارزش محصولات کشاورزی به جاذب های متخلخل کربنی و بررسی کاربرد جاذب های تهیه شده در حذف یون های اصلی ایجاد کننده شوری آب می باشد. در بخش اول، از شلتوک برنج برای تهیه زغال زیستی، کربن فعال شده با بخار آب، کربن فعال شده با هیدروکسید پتاسیم (koh) و کربن فعال شده با بخار آب و koh استفاده شد. خصوصیات جاذب های تهیه شده به وسیله ایزوترم جذب و واجذب نیتروژن در دمای 196- درجه سلسیوس، پ- هاش بار صفر، تیتراسیون بوهم و ftir تعیین گردید. با افزایش دمای کربن سازی، سطح ویژه افزایش و گروه های اسیدی سطح کاهش یافت. فعال سازی شیمیایی موثرترین روش برای تولید کربن فعال با سطح ویژه و تخلخل زیاد بود. بیشترین سطح ویژه (2201 متر مربع بر گرم) و حجم حفره ها (96/0 سانتی متر مکعب بر گرم) متعلق به کربن فعال شده شیمیایی با نسبت koh به زغال زیستی برابر 3 (ak3) بود. میزان زیاد خاکستر شلتوک برنج، واکنش بخار آب با محتوای کربنی را کاهش داد که سبب توسعه نسبتاً ضعیف ساختار حفره های کربن فعال شده فیزیکی گردید. فعال سازی فیزیکی- شیمیایی در غلظت های کم koh باعث توسعه مزوپورها در ساختار داخلی کربن فعال شد. بیشترین میزان جذب سدیم متعلق به جاذب ak3 و برابر با 2/134 میلی گرم بر گرم به دست آمد. با افزایش پ- هاش اولیه از 2 به 10، میزان جذب سدیم توسط جاذب ak3 از 1/12 میلی گرم بر گرم به 8/147 میلی گرم بر گرم افزایش یافت. دو مدل سینتیک شبه رده اول و پخشیدگی درون ذره ای از توانایی بسیار خوبی برای پیش بینی میزان سدیم جذب شده توسط جاذب ak3 برخوردار بودند. ظرفیت شوری زدایی جاذب های تهیه شده، از منابع آب با tdsهای 15179، 11149 و 5113 میلی گرم بر لیتر به ترتیب در محدوده 2/383- 5/88، 5/315 -8/72 و 5/112 -7/32 میلی گرم بر گرم به دست آمد. در بخش دوم، از ساقه کلزا برای تهیه کربن فعال شده با بخار آب استفاده گردید. کربن فعال تهیه شده در دمای کربن سازی 485 درجه سلسیوس، دمای فعال سازی 825 درجه سلسیوس و زمان فعال سازی 55 دقیقه (acs-o) بیشترین ظرفیت شوری زدایی (1/292 میلی گرم بر گرم) از منبع آب با tds حدود 15179 میلی گرم بر لیتر را به خود اختصاص داد. معادلات فروندلیخ و لانگمویر از توانایی خوبی برای پیش بینی میزان کلسیم و منیزیم جذب شده توسط جاذب acs-o برخوردار بودند. این جاذب از تمایل بیشتری برای جذب کلسیم در مقایسه با جذب منیزیم برخوردار بود. همچنین، استفاده از نانوذرات مغناطیسی fe3o4 برای مغناطیسه کردن کربن فعال به منظور سهولت جداسازی آن از محلول آبی مورد بررسی قرار گرفت. جاذب acs-f5 که با اضافه کردن 5% وزنی نانوذرات آهن به جاذب acs-o به دست آمد، به علت ظرفیت شوری زدایی و خصوصیات مغناطیسی خوبی که داشت جاذب مغناطیسی مناسبی به نظر می رسد.

بی شک مهمترین چالش پیش روی بشر در دهه های آینده دسترسی به منابع آبی پایدار و با کیفیت می باشد. با این حال آلاینده-های متعددی در حال آلوده کردن منابع آب سالم می باشند. در بین آلاینده های موجود، فلزات سنگین به دلیل پایداری و ماندگاری طولانی مدت در محیط زیست از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. اگر چه استفاده از کربن فعال به دلیل تخلخل و سطح ویژه بسیار بالا (600 تا 2000 مترمربع بر گرم) یکی از روش های موثر در حذف فلزات سنگین از محلول های آبی به شمار می رود لیکن به دلیل قیمت بالا استفاده از آن در مقیاس های بزرگ و صنعتی توسعه نیافته است. بر همین اساس در سال-های اخیر مطالعات زیادی جهت تولید و معرفی جاذب های ارزان قیمت صورت گرفته است. در این بین بقایای گیاهی و ضایعات کشاورزی به دلیل ارزان بودن و دسترسی آسان، گزینه مناسبی در این زمینه تلقی می شوند. در این پژوهش امکان استفاده از زغال زیستی تولید شده از پوست سخت پسته، به عنوان یک زیست جاذب جهت حذف فلز سنگین سرب از محلول-های آبی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش های جذب در شرایط پیوسته و ناپیوسته انجام شد. در آزمایش های ناپیوسته قابلیت ذغال زیستی به عنوان جاذب با تغییرات غلظت اولیه سرب، میزان جاذب، زمان تماس و پ – هاش محلول آلاینده بررسی شد. بیشترین میزان جذب سرب توسط زغال زیستی در شرایط ناپیوسته برای محلول آلاینده با پ – هاش برابر با 5/5 در زمان بهینه تماس جاذب و آلاینده 3 ساعت و غلظت اولیه 10 میلی گرم بر لیتر، 7/49 میلی گرم بر گرم به دست آمد. همچنین میزان جذب پس از گذشت 24 ساعت برابر با 8/41 میلی گرم بر گرم بود. به منظور مشخصه یابی زغال زیستی از روش های ftir، sem، bet و chnso استفاده شد. سطح ویژه زغال زیستی با استفاده از روش bet، 442 متر مربع بر گرم بدست آمد. دو مدل سینتیک شبه مرتبه اول و تابع توانی از توانایی بسیار خوبی برای پیش بینی میزان جذب سرب توسط زغال زیستی برخوردار بودند. به منظور تکمیل مطالعات درباره جاذب مورد مطالعه، آزمایشات ستونی با در نظر گرفتن سه سطح دبی عبوری از ستون، 2، 3 و4 میلی لیتر بر دقیقه و سه مقدار متفاوت از جاذب، 2، 3 و 4 سانتی متر انجام شد. بیشترین میزان جذب سرب توسط زغال زیستی در شرایط پیوسته در دبی 3 میلی لیتر بر دقیقه، ارتفاع جاذب 2 سانتی متر و غلظت اولیه 10 میلی گرم برلیتر برابر با 3/91 میلی گرم بر گرم به دست آمد. با توجه به ضرایب تبیین (r2) حاصل از برازش مدل های thomas، yoon-nelson و dose response، بر داده های حاصل از آزمایشات ستونی، هر سه مدل توانایی بسیار خوبی در پیش بینی فرآیند جدب داشتند. میزان حذف فلز سنگین سرب در شرایط پیوسته، در بهترین حالت 54 درصد نسبت به شرایط ناپیوسته کاهش داشته است.

سرریزها از مهمترین سازه های هیدرولیکی هستند که به منظور اندازه گیری دبی آب، کنترل سیلاب در مخازن سدها و تنظیم سطح آب در کانال ها و شبکه های آبیاری ساخته می شوند. در تحقیق حاضر، سرریز تاج ربع-دایره ای معرفی و مورد مطالعه قرار گرفته است. از نظر هندسی، این سرریز از یک تاج ربع-دایره ای به شعاع r، یک صفحه شیب دار در بالادست و یک صفحه قائم در پایین دست تشکیل شده است. صفحه بالادست مماس بر سطح تاج سرریز بوده و صفحه پایین دست آن بایستی به خوبی هوادهی گردد. نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان داد که ضریب دبی سرریز تاج ربع-دایره ای یک مقدار ثابت بوده و برابر با 1.261 می باشد. این مقدار در حدود 13 درصد بیشتر از ضریب دبی سرریز لبه تیز است. در مقایسه با سرریز تاج دایره ای، این سرریز دارای عملکرد هیدرولیکی بهتری است.

کاهش منابع آب و سرانه تجدید پذیر در 30 سال اخیر، ایران را در آستانه بحران آب قرار داده است. از این رو در چند دهه اخیر پساب ها به عنوان منابعی جدید برای استفاده در زمینه های مختلف در دستور کار قرار داده شده اند. استفاده مجدد از پساب از راهکار های مبارزه با کم آبی و جلوگیری از تخلیه به محیط زیست می باشد. فاضلاب ها حاوی مقادیر قابل توجهی آلاینده های محیطی هستند که درصورت عدم تصفیه، موجب آلودگی محیط زیست می گردد. شهرک های صنعتی روزانه مقدار قابل توجهی فاضلاب تولید نموده که در صورت عدم وجود سیستم مناسب تصفیه، ممکن است این فاضلاب به منابع سطحی تخلیه شود. تخلیه فاضلاب های تصفیه نشده، علاوه بر پیامد های زیست محیطی باعث کاهش منابع آب در دسترس خواهد شد. از این رو اجرای سیستم های تصفیه پساب های صنعتی در محل تولید فاضلاب ضرورت می یابد. تصفیه بیولوژیکی از روش های قابل اعتماد جهت استفاده مجدد از پساب برای مصارف کشاورزی، صنعت و مصارف غیرشرب می باشدکه با حذف همزمان cod، bod، فسفر، نیتروژن و tss باعث تولید پساب هایی با کیفیت مطلوب می شود. هدف از این تحقیق بررسی حذف مواد آلی، فسفر و نیتروژن در تصفیه ترکیبی بی هوازی هوازی می باشد.از اهداف دیگر تحقیق کاهش زمان ماند هیدرولیکی با در نظر گرفتن کارایی حذف مطلوب مواد آلی می باشد. در این پژوهش یک پایلوت بیولوژیکی نوین بی هوازی هوازی (ao) با بستر لجن استفاده شده است که تحت رژیم تغذیه پیوسته قرار گرفته و بررسی ها بر روی 12 پارامتر اصلی و کنترلی انجام گرفته است. آزمایش ها بر اساس آنالیز طراحی و پارامتر ها با استفاده از روش نمونه گیری لحظه ای اندازه گیری شده اند. پایلوت در زمان ماند های مختلف و هوادهی بین 5 تا 15 ساعت، مورد مطالعه قرار گرفت. بر اساس آنالیز آماری بر روی راندمان حذف cod در زمان ماند های مختلف، زمان ماند 24 ساعت به عنوان زمان ماند هیدرولیکی مطلوب برای کارایی حذف انتخاب شد. راندمان های به دست آمده برای این زمان ماند تقریباً برابر تصفیه خانه های مشابه با زمان ماند های بالاتر از 48 ساعت بود. درنتیجه می توان گفت زمان ماند هیدرولیکی 24 ساعت به عنوان زمان ماند بهینه می تواند bod5 و cod را به میزان قابل قبول کاهش دهد. نتایج حاصل، میانگین حذف 86/63 درصدی bod5 در فاز بی هوازی و 99/83 درصدی در فاز هوادهی را نشان می دهد. کارایی حذف برای cod به ترتیب در قسمت های بی هوازی و هوازی 5/76 و 35/74 درصد بوده و در کل پایلوت میانگین حذف bod5 و cod به ترتیب 24/95 و 80/94 به دست آمد. همچنین این روش دارای کارایی 67/62 درصدی برای حذف فسفات موجود در پساب بوده و میزان فسفات خروجی پایلوت را به 42/13 میلی گرم بر لیتر تقلیل داد. کارایی حذف برای نیتروژن کل و tss به ترتیب برابر با 35/51 و 21/92 درصد بوده و غلظت نیترات خروجی به طور میانگین به 54/25 میلی گرم بر لیتر رسیده است. مقادیر پارامتر های اندازه گیری شده به مراتب کمتر از استاندارد های لازم برای مصارف کشاورزی، تخلیه به منابع سطحی و تغذیه آب های زیرزمینی می باشد.

محدودیت های منابع آبی و بحران آب در کشور از یک سو و افزایش آلودگی آب های سطحی و زیرزمینی به وسیله آلاینده-های حاصل از بخش های صنعت و کشاورزی از سویی دیگر، لزوم استفاده از روش های نوین و قابل قبول محیط زیستی برای بهبود کیفیت آب های نامتعارف را نمایانتر کرده است .نانو ذرات آهن با ظرفیت صفر سال های زیادی است که برای تصفیه آب های آلوده مورد بهره برداری قرار گرفته اند، لکن هنوز کاربرد این ذرات مشکلاتی به همراه دارد، مانند تجمع ذرات، عدم پایداری و معضل جداسازی نانو ذرات از محیط محلول پس از اتمام فرآیند جذب آلاینده ها. در رساله حاضر، هدف تثبیت نانو ذرات آهن بر روی بستری مناسب جهت غلبه بر چالش های موجود در به کارگیری نانو ذرات آهن خالص می باشد. بنابراین از تعدادی مواد زیستی و معدنی (شن (sa)، زئولیت طبیعی (ze)، پوسته سخت فندق(hs) و کربن فعال تهیه شده از پوسته سخت فندق (hsac)) جهت تثبیت نانو ذرات آهن صفر ظرفیتی (nzvi) استفاده شد. سنتز nzvi تثبیت شده بر اساس روش کاهش فاز مایع با استفاده از بروهیدرات سدیم انجام شد. جاذب های سنتز شده با استفاده از تکنیک های پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی و اندازه گیری سطح ویژه مشخصه یابی شدند. در مطالعات مرحله اول، کارآیی جاذب های ze، hs، hsac، nzvi خالص، sa-nzvi، ze-nzvi، hs-nzvi و hsac-nzvi در حذف نیترات، سرب و کادمیوم (به عنوان آلاینده های مدل) طی آزمایش های همدمای جذب بررسی شد. نتایج مطالعات مرحله اول نشان داد که جاذب ze-nzvi پایدارتر بوده و همچنین کارآیی بیشتری در حذف آلاینده ها داشت. در مطالعات مرحله دوم اثر پارامترهای مختلف: (ph محلول، غلظت اولیه آلاینده، مقدار جاذب، زمان تماس، دما و حذف همزمان آلاینده های رقیب) بر فرآیند جذب آلاینده ها توسط ze-nzvi در سیستم ناپیوسته بررسی شد.

با توجه به اهمیتی که رودخانه ها در تأمین منابع آب بشر دارند، آگاهی از میزان رواناب و بار رسوبی که حمل می کنند می تواند بشر را در برنامه ریزی های آینده در منابع آب یاری نماید. امروزه، کاربرد روش های سیستمی به خاطر توانایی پردازش حجم بالایی از داده ها در مدت زمان کوتاه در برنامه ریزی منابع آب در حال افزایش می باشد. از آنجایی که مدل swat2009 یک مدل جامع و کامل جهت ارزیابی فرآیندهای هیدرولوژیک در سطح حوضه ی آبریز می باشد و کاربرد آن در مطالعات هیدرولوژیک در سراسر دنیا در حال افزایش است، در این پژوهش از این مدل جهت ارزیابی مقدار بار رسوب و رواناب حوضه ی آبریز مازندران به وسعت 92/29666 کیلومتر مربع و همچنین تأثیری که احداث سد بر آن ها دارد، استفاده شده است. واسنجی و اعتبار سنجی مدل نیز با استفاده از نرم افزار swat-cup و بکارگیری الگوریتم sufi-2 از این نرم افزار انجام شده است. مدل برای بازه ی زمانی 2000 تا 2010 اجرا شد و از داده های 57 ایستگاه باران سنجی، 6 ایستگاه سینوپتیک و 12 ایستگاه هیدرومتری به نام های پل سفید، گلورد، آبلو، قرآن تالار، کیاکلا، پنجاب، بلده، رزن، پل ذغال، نهالستان کلاردشت و ریگ چشمه جهت اجرای مدل استفاده شده است. شاخص های ضریب ns، r-factor، p-factor و r2 جهت ارزیابی مدل بکار گرفته شده اند. نتایج مدل swat برای رواناب و رسوب روزانه در ایستگاه های ذکر شده در مرحله ی واسنجی و اعتبارسنجی مدل، شبیه سازی بسیار ضعیفی را نشان می-دهند. مقادیر ضریب نش- ساتکلیف، r-factor، p-factor و r2 در مرحله ی واسنجی رواناب به ترتیب 07/0- تا 77/1- ، 04/0 تا 33/0، صفر تا 44 درصد و صفر تا 28 درصد برای ایستگاه های هیدرومتری انتخاب شده بدست آمد. مقادیر ضریب نش- ساتکلیف، r-factor، p-factor و r2 در مرحله ی واسنجی رسوب نیز به ترتیب 07/0- تا 11/6-، 08/0 تا 28/6، 3 تا 41 درصد و صفر تا 25 درصد بوده است که نشان دهنده ی ضعف مدل در شبیه سازی رواناب و رسوب حوضه ی آبریز مازندران است. نتایج مرحله ی اعتبارسنجی مدل نیز نشان از شبیه سازی ضعیفی در حوضه دارد. در مجموع مدل در این حوضه ی آبریز ، رواناب و بار رسوب را به خوبی شبیه سازی نکرده است و این مسأله میتواند ناشی از وجود 8 سد در بالادست زیرحوضه های انتخابی باشد. در واقع مدل بدون در دست داشتن اطلاعات کافی از سد از جمله حجم ذخیره، سطح دریاچه و غیره قادر به اعمال اثر سد در حوضه نخواهد بود. از جمله دلایل دیگر در شبیه سازی ضعیف در حوضه، تنوع در خاک و کاربری اراضی می باشد که امکان دقیق نبودن نقشه های مورد استفاده را فراهم می سازد و باعث ایجاد خطا در شبیه سازی می گردد. از طرفی اکثر ایستگاه های انتخابی در مسیر رودخانه هایی واقع شده اند که بیشتر آب آن ها از ذوب برف و چشمه سارها تأمین می گردد. شبیه سازی ضعیف رواناب در این ایستگاه ها نشان دهنده ی این است که مدل قادر به شبیه سازی مناسبی از ذوب برف و آب چشمه سارها نبوده است. به طور کلی می-توان نتیجه گرفت که شبیه سازی ضعیف در حوضه ی آبریز مازندران به دلایل مختلفی بستگی دارد که از آن جمله می توان به دقت نامناسب نقشه های موجود مثل شبکه جریان، نقشه ی رقومی ارتفاعی، کاربری اراضی و غیره، شبیه سازی ضعیف ذوب برف و عدم وجود اطلاعات کافی برای سدهای موجود در منطقه اشاره کرد.

در قرن اخیر، با رشد تکنولوژی، میزان مواد زائد صنعتی افزایش چشمگیری داشته است. در چند سال گذشته افزایش بهای مواد اولیه و آگاهی از آثار نامطلوب مواد زائد صنعتی بر انسان و محیط زیست، باعث توجه بیش از پیش صاحبان صنایع به مدیریت و کنترل مواد زائد شده است. در مدیریت و کنترل مواد زائد بایستی هر ماده از مرحله تولید تا دفع نهایی بررسی و به صورت دقیق کنترل شود. در حال حاضر در کشورهای درحال توسعه ازجمله ایران حجم زیادی فاضلاب الکل تولید می شود. در کارخانه الکل سازی علویجه اصفهان از خرما و چغندر برای تولید الکل استفاده می شود. استفاده ازفرآیندهای بیولوژیکی یکی از روش های موثر در تصفیه این گونه فاضلاب ها است که پساب آن می تواند بدون مشکل وارد محیط زیست شود و یا درکشاورزی مورد استفاده قرارگیرد. مسئله ی مهم در این گونه سیستم ها، آگاهی دقیق و شناخت صحیح ازنوع فرایند بیولوژیکی مورداستفاده می باشد. لذا در این مطالعه از روش بیولوژیکی بی هوازی و راکتور بافل دار با جریان رو به بالا (uabr) باهدف تصفیه فاضلاب صنعت الکل سازی استفاده شد. از اهداف دیگر این تحقیق کاهش زمان ماند هیدرولیکی با در نظر گرفتن کارایی حذف مطلوب مواد آلی است. بررسی ها بر روی پارامترهای اصلی و کنترلی انجام گرفته است. آزمایش ها بر اساس آنالیز طراحی و پارامترها با استفاده از روش نمونه گیری لحظه ای اندازه گیری شده اند. پایلوت موردنظر در بارگذاری مختلف آلی(28/1، 73/1، 54/2، 47/3، 39/4 و 78/5) گرم cod بر لیتر در روز و زمان ماندهای هیدرولیکی (09/2، 75/2، 52/3، 83/4، 14/7 و17/7) روز آنالیز شد. نتایج حاصل میانگین حذف 84 درصدی bod5 و 30/79 درصدی cod را نشان می دهد. زمان ماند بهینه 17/7 روز با 01/88 درصد حذف نیاز اکسیژن خواهی شیمیایی (cod)، 97/90 درصد حذف نیاز اکسیژن خواهی شیمیایی محلول (scod)، 30/89 درصد حذف نیاز اکسیژن خواهی بیولوژیکی (5bod) و 52/88 درصد حذف نیاز اکسیژن خواهی بیولوژیکی محلول (5bod) به دست آمد. کارایی حذف برای کل مواد جامد معلق (tss) و مواد معلق فرار (vss) در راندمان بهینه 6/59 و 12/56 درصد بود. در بهترین زمان ماند هیدرولیکی 17/7hrt = روز، در اتاقک اول 11/40 درصد حذف cod صورت گرفت که فرآیند هیدرولیز و اسیدسازی اتفاق می افتد. 05/50 درصد حذف cod باقی مانده در سایر اتاقک های راکتور رخ داد که به ترتیب 28/16، 24/12، 31/8، 10/7 و 12/6 درصد بود. 15غلظت اسید های چرب فرار را در خروجی راکتور موردمطالعه نشان می دهد. غلظت استیک اسید و پروپیونیک و بوتریک اسید در بارگذاری gcod/l.d 28/1 به ترتیب 08/306، 68/79 و 48/46 میلی گرم بر لیتر بوده که با افزایش بارگذاری به تدریج غلظت اسید های چرب نیز افزایش یافته و در بارگذاری gcod/l.d 78/5 غلظت ها به 07/2132، 66/616 و 32/335 میلی گرم بر لیتر می رسد.

بررسی تأثیر زبری های موضعی در کنترل و کاهش آبشستگی موضعی تکیه گاه پل و تعیین عوامل در عملکرد این زبری ها در کاهش آبشستگی و همچنین بررسی الگوی جریان اطراف تکیه گاه و تعیین تاثیر زبری بر تغییرات الگوی جریان

در دهه های اخیر با تغییر اقلیم و خشکسالیهای ممتد ، تقاضا برای آب افزایش یافته و موجبات کاهش سرانه آب تجدید شونده را با توجه به محدودیت این منابع در مناطق مختلف دنیا فراهم آورده است. با توجه به شرایط خاص هیدرولوژیکی کشور، سیلابهای فصلی و نزولات جوی اهمیت خاصی پیدا کرده که استفاده از طرحهای تغذیه مصنوعی اجتناب ناپذیر می باشد. یکی از معضلات مهم و اساسی در بسترهای تغذیه مصنوعی و سایر تاسیسات آن، اثرات سو ته نشینی مواد معلق بوده که باعث کاهش سرعت نفوذ بستر خواهند شد. راههای مختلفی برای کنترل پدیده مسدود شدگی بسترها مورد توجه قرار گرفته که دراین تحقیق استفاده از مواد مالچی مختلف جهت بهبود نفوذپذیری بسترهای تغذیه مصنوعی مورد بررسی قرار می گیرد.

در این مطالعه خصوصیات هیدرولیکی گرداب ، از قبیل افت انرژی ، عمق گرداب، طول گرداب و عمق جریان در کانال پائین دست شیب شکن قائم با جریان زیربحرانی در بالادست و شیب معکوس در کانال پائین دست مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. همچنین مشخص شد که جریان در کانال پائین دست شیب شکن می تواند زیربحرانی و یا فوق بحرانی باشد.معادله ای تجربی نیز برای پیش بینی رژیم جریان توسعه داده شد. همچنین توزیع فشار وارد بر کف شیب معکوس در اثر برخورد جت ضربه ای مسطح مورد آزمایش قرار گرفت. مطالعه اخیر از دو بخش تحلیلی و آزمایشگاهی تشکیل شده است. آزمایشها در آزمایشگاه هیدرولیک دانشکده عمران دانشگاه صنعتی اصفهان صورت گرفته است.دو مدل ریاضی برای بیان ویژگیهای کمی شیب شکن مورد استفاده قرار گرفته است . در مدل ریاضی اول فرضیات استفاده شده توسط محققین قبلی، برای مدل جدید تعمیم داده شده است. در مدل ریاضی دوم جت سقوط یافته با جت مستغرق شبیه سازی شده و بیشترین سرعت جریان بر روی محور جت، در نزدیکی دال کف کانال پائین دست از فرمولهای تجربی بدست آمده است.

در این تحقیق خصوصیات هیدرولیکی جریان روی مقاطعی از سرریزهای تاج دایره ای در 7 گروه و 30 مدل آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. سه گروه سرریزهای استوانه ای ، نیم استوانه ای و ربع استوانه ای هر کدام در چهار شعاع انتخاب گردیدند. سایر گروه ها با تغییرات شیب بالادست ، شیب پایین دست و ارتفاع سرریز مورد مطالعه و بررسی آزمایشگاهی قرار گرفتند. تاثیر تغییر کمان تاج در بالادست ، شیب پایین دست و ارتفاع سرریز مورد مطالعه و بررسی هازمایشگاهی قرار گرفتند. تاثیر تغییر کمان تاج در بالادست نیز مورد بررسی قرار گرفت . خصوصیات هیدرولیکی جریان شامل ضریب دبی و توزیع سرعت ، توزیع فشار ، افت انرژی ، پروفیل سطح آب و عمق روی تاج می باشد. آزمایشات در کانال آزمایشگاه هیدرولیک دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان انجام گردید.با حل عددی معادلات جریان اطراف استوانه رابطه های بدون بعدی برای ضریب دبی و سرعت روی تاج سرریز های استوانه ای ارائه شد. این رابطه ها با داده های آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفته و تطابق خوبی بین داده های آزمایشگاهی و نتایج بدست آمده از راه حل تحلیلی وجود داشت. نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل داده های آزمایشگاهی نشان داد که در سرریزهای استوانهای و نیم استوانه ای با افزایش بار دبی ، ضریب دبی افزایش می یابد و در سرریزهای ربع استوانه ای با افزایش بار ضریب دبی ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد . تغییرات شیب دیواره بالادست و تغییر کمان تاج در بالادست تاثیر ی بر روی ضریب ندارد و افزایش شیب دیواره پایین دست و ارتفاع سرریز موجب افزایش ضریب دبی گردید.سرعت نزدیک کف تاج دارای بیشتر مقدار و با نزدیک شدن به سطح آب مقدار آن کاهش می یابد. تغییرات شیب پایین دست ، ارتفاع و کمان تاج در بالا دست بر توزیع سرعت در تاج بدون تاثیر بود. فشار روی تاج هیدروستاتیک نبوده و با افزایش بار کاهش یافت.افت انرژی در سرریزهای استوانه ای بیشتر از نیم استوانهای و در سرریز های نیم استوانه ای بیشتر از ربع استوانه ای بود .افزایش شیب بالادست و پایین دست موجب افزایش افت گردید. عمق جریان روی تاج در سرریز های استوانهای و ربع استوانهای به ترتیب برابر با 69/0 و 81/0 بار کل از سطح تاج بود. با افزایش شیب بالا دست موجب افزایش عمق روی تاج گردید.

در این تحقیق کنترل آب شستگی موضعی در پایه پل با استفاده از بیست مدل آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است . مدلها شامل یک پایه استوانه ای بدون شکاف ، سه پایه مستطیلی پیشانی گرد بدون شکاف ، با نسبت طول به عرض 2 ، 3 و 4 همچنین شانزده پایه شکافدار بود. شکافها دارای دو ارتفاع مساوی عرض (قطر) پایه و دو برابر آن بودند. به علاوه در دو موقعیت نزدیک بستر و بالاتر از بستر قرار داشتند. آب شستگی در شرایط زلال بررسی گردید. برای هر پایه 5 آزمایش و در مجموع 100 آزمایش بر اساس سرعت جریان ترتیب داده شد و اثر شکاف روی پارامترهای مختلف آبشستگی مانند عمق های آب شستگی بالادست و پایین دست و شعاع حفره آب شستگی در جهت جریان و عمود بر آن و همچنین الگوی آب شستگی پایین دست پایه بررسی گردید. آزمایشها در کانال آزمایشگاه هیدرولیک دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان انجام پذیرفت. بسته به سرعت جریان زمان ، اندازه و موقعیت شکاف ،درصد کاهش پارامترهای آب شستگی پایه شکافدار به پایه بدون شکاف از 100 تا 0 درصد و حتی منفی متغیر بود. نتایج نشان دادند که شکافهای بالای بستر به جز در حالت مجاور سطح آب نه تنها بر پارامترهای فوق بی اثر بودند بلکه در اغلب اوقات باعث افزایش آنها شدند . شکافها مجاور سطح آب با توجه به سرعت بالای جریان در این حالت دارای اثر کاهشی اندک به میزان حداکثر 5 درصد در پایه استوانهای و 13 در صد در پایه مستطیلی بودند. شکافهای نزدیک بستر در کلیه پایه ها و در کلیه سرعتها در ساعت اول آزمایش که بین 50 تا 60 درصد آب شستگی رخ می دهد تا 100 درصد کاهش در پارامترهای آب شستگی ایجاد می کنند که با افزایش سرعت و گذشت زمان این میزان کاهش می یابد. با افزایش طول پایه از استوانه ای به مستطیلی اثر افزایشی و یا کاهشی شکافهای پایه بر پارامترهای آب شستگی تا پایه ‏‎9*3‎‏ بیشتر شده و در پایه ‏‎12*3‎‏ کاهش می یابد.ارتفاع شکاف بستر پارامتر مهمی در فرایند کاهش است به طوریکه شکاف بزرگ بستر تاثیر بسیار بیشتر از شکاف کوچک بستر (بین 20 تا 100 درصد بیشتر) در کاهش آب شستگی داشت. بر خلاف آب شستگی بالادست که پس از گذشت زمانی (ولوطولانی) به تعادل می رسد، روند تغییرات الگوی پایین دست پایه به هیچ وجه قطع نشده و به تعدل نمی رسد. شکاف های نزدیک بستر با از بین بردن منطقه کم فشار پایین دست پایه و ایجاد جت جریان مانع از تشکیل تپه در مجاورت پایه می شوند. و محل تشکیل آن را به نقطه ای پایین تر از پایه منتقل می کنند. همچنین وجود شکافهای نزدیک بستر به عنوان عامل تاخیر تشکیل الگوی پایین دست پایه هستند.

یکی از مشکلاتی که شبکه های آبیاری با آن مواجه می باشند تغییر میزان آبگیری به واسطه نوسانات شدت جریان در کانال اصلی می باشد. با توجه به رابطه دبی و بار هیدرولیکی در سرریزها، برای کاهش نوساسانات بار هیدرولیکی در دبی های مختلف، لازم است طول تاج سرریز افزایش یابد. برای کاهش نوسانات سطح آب در آبگیرها از سرریزهای چندوجهی استفاده می شود. سرریزهای چندوجهی از وجوه متصل به همی تشکیل شده که در پلان به شکل های مختلف دیده می شوند. به دلیل تغییرات جزئی بار استاتیکی روی تاج به وجود نوسانات شدید شدت جریان، سرریزهای چندوجهی، نسبت به انواع دیگر سرریزها، سازه هایی اقتصادی برای کنترل سطح آب در شبکه های آبیاری محسوب می شوند. ظرفیت سرریزهای چندوجهی بستگی به بار هیدرولیکی، طول و ضریب دبی سرریز دارد. ضریب دبی سرریز بستگی به عواملی همچون بار هیدرولیکی، ارتفاع سرریز، ضخامت، نسبت وجه عمودی، شکل پلان و زاویه دیواره های جانبی با جهت اصلی جریان دارد. مطالعاتی که تاکنون بر روی سرریزهای چندوجهی صورت پذیرفته است بیشتر بر روی شکل های ذوزنفه ای و مثلثی می باشد. در این تحقیق، سرریزهای چندوجهی مستطیلی و ‏‎u‎‏ شکل مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش ها بر روی 18 مدل در آزمایشگاه هیدرولیک دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان انجام گرفت. مدل های مورد نظر در فلوم شیشه ای به طول 7 متر، عرض 32 سانتی متر و ارتفاع 35 سانتی متر آزمایش شده اند. دبی به روش حجم-زمان و با استفاده از یک مخزن 500 لیتری اندازه گیری شد. در این تحقیق، از سرریزهای مستطیلی به طول 92، 122 و 152 سانتی متر و سرریزهای ‏‎u‎‏ شکل به طول 42، 92 و 122 سانتی متر و با 4 ارتفاع 6، 8، 10 و 12 سانتی متر استفاه شده است. در این تحقیق همچنین از یک سرریز مثلثی به طول 92 و ارتفاع 10 سانتی متر با زاویه راس 30 درجه و یک سرریز خطی به طول 32 و ارتفاع 10 سانتی متر استفاده شده است. در این مطالعه، تاثیر پارامترهای نظیر ارتفاع سرریز، طول سرریز، شکل آستانه سرریز و همچنین تاثیر ارتفاع آب در پایین دست بر روی ضریب دبی مورد تحلیل قرار گرفته است. همچنین، تعدادی از سرریزهای چندوجهی موجود در شبکه های آبیاری نکوآباد، آبشار و رودشت در دشت اصفهان مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایش ها نشان داد که در تمامی آزمایش ها، ضریب دبی سرریز ابتدا افزایش یافته و پس از رسدن به یک حداکثر شروع به کاهش می نماید. حدود تغییرات ضریب دبی در تمامی آزمایش ها بین 3/0 تا 7/0 بدست آمد. با افزایش ارتفاع سرریز، ضریب دبی سرریزهای مستطیلی و ‏‎u‎‏ شکل افزایش می یابد. همچنین افزایش ارتفاع آب در پایین دست سرریز باعث کاهش ضریب دبی در این گونه سرریزها می شود. شکل آستانه سرریز ضریب دبی را تحت تاثیر قرار داده و ضریب دبی برای آستانه ربع دایره ای مقادیر بیشتری را نسبت به آستانه لبه تیز نشان می دهد. با افزایش طول دیواره کناری، ضریب دبی افزایش می یابد و همچنین افزایش طول سرریز سبب کاهش ضریب دبی می شود. ضریب دبی سرریزهای مستطیلی از ‏‎u‎‏ شکل کمتر می باشد. نتایج آزمایش های مدلهای صحرایی مورد آزمایش در این تحقیق که از نوع ذوزنقه ای می باشند، نشان می دهد که ضریب دبی این سرریزها بین 5/0 تا حدود یک تغییر می نماید. با توجه به نتایج آزمایش ها، می توان نتیجه گرفت که سرریزهای چندوجهی ‏‎u‎‏ شکل نسبت به سرریزهای مستطیلی مناسبتر می باشند.

وقوع آب شستگی موضعی یکی از دلایل عمده عدم پایداری پل ها و در نهایت شکست آنها می باشد. به این ترتیب روشهای مناسب به منظور کاهش و کنترل عمق آب شستگی از جمله مسائلی است که بسیار مورد توجه بوده است. استفاده از شکاف در پایه پلها از جمله شیوه های نوین کنترل و کاهش آب شستگی موضعی می باشد. بررسی کارایی شکاف در کنترل آب شستگی موضعی برای تک پایه در مطالعات قبلی مورد توجه بوده است. اما زمانیکه آب شستگی بواسطه حضور گروه پایه به وقوع می پیوندد، بعضی از عوامل از جمله عامل تقویت کننده ، حفاظ بودن، گردابهای نعل اسبی فشرده و گردابهای جاری به وقوع می پیوندد که باعث پیچیدگی مسئله می شوند. به علاوه اثرات گروه پایه ها با تغییر در فاصله و زاویه برخورد جریان تغییر می یابد. در مطالعه حاضر تاثیر استفاده از شکاف مستطیلی در گروه پایه در شرایط آب زلال مورد بررسی قرار می گیرد.