کاظم شاهوردی

چکیده : فرسایش و آبشستگی از مهمترین مسائل نگران کننده در ارتباط با کناره های رودخانه و سواحل می باشد. استفاده از آبشکن ها از جمله روش های نوین کنترل و کاهش فرسایش می باشد. آبشکن ها سبب انحراف حمله جریان از کناره ها و نواحی بحرانی شده و جریان را به سمت محور مرکزی رودخانه هدایت می نمایند. این پژوهش به منظور بررسی عددی آبشستگی در اطراف آبشکن های Lشکل، مستقیم و چوگانی تحت سه زاویه مختلف 30، 60 و 90 درجه نسبت به ساحل پایین دست کانال ،توسط نرم افزار Flow-3D انجام شده است . در پژوهش حاضر از داده های مطالعه باجلوند استفاده شده است . آزمایش ها در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه بوعلی سینا در فلومی به طول 5/10 متر، عرض و ارتفاع 5/0 متر انجام گرفته است. آبشکن های مورد استفاده در این پژوهش از نوع نفوذناپذیر و غیر مستغرق بود. جهت شبیه سازی آبشستگی حول آبشکن ها، مدل های سه آبشکن چوگانی و Lشکل و مستقیم در سه زاویه مختلف باتوجه به ابعاد آن ها توسط نرم افزار سه بعدی ساخته شد و در برنامه فراخوانی شد. سپس با در نظر گرفتن فیزیک های مسئله مورد نظر به شبیه سازی پرداخته شده است و سپس جهت شبیه سازی بهینه ترین تعداد سلول و مش بلوک انتخاب شده است و مدل آشفتگی RNG به عنوان بهترین مدل آشفتگی جهت شبیه سازی مورد نظرانتخاب شد. میزان درصد خطای نتایج عددی و آزمایشگاهی بین 33/2 تا 5/9 درصد براورد شد. نتایج عددی نشان داد مقدار حداکثر آبشستگی آبشکن چوگانی با زاویه 90 درجه 59/18درصد نسبت به 60 درجه و مقدار حداکثر آبشستگی در آبشکن چوگانی در زاویه 60 درجه نسبت به 30 درجه 7/13 درصد افزایش یافته است.همچنین مقدار حداکثر آبشستگی آبشکن Lشکل با زاویه 90 درجه 72/16درصد نسبت به 60 درجه و مقدار حداکثر آبشتگی در آبشکن 60 درجه نسبت به 30 درجه 26/15 درصد افزایش یافته است. با توجه به حل عددی، در حالت کلی می توان گفت که چاله آبشستگی آبشکن های چوگانی کوچکتر از آبشکن های L شکل و چاله آبشستگی آبشکن های L شکل کوچکتر از آبشکن مستقیم می باشد. با افزایش زاویه آبشکن ها از 30 به 90 درجه حداکثر عمق حفره آبشستگی در آبشکن های چوگانی 33/42 درصد و در آبشکنهای L شکل44/33 درصد افزایش می یابد.

اخیرا، توربین پیچ ارشمیدس به عنوان یک وسیله تبدیل انرژی جنبشی و پتانسیل آب در دبی و ارتفاع پائین به انرژی الکتریکی مورد توجه قرار گرفته است. اجزاء اصلی هندسی توربین شامل پره ها، قطر و گام پیچ می باشد. با عبور جریان از فضای بین پره ها که باکت نامیده می شود و تحت تاثیر نیروی مماسی آب بر پره ها، توربین پیچ ارشمیدس به چرخش در می آید. این چرخش توسط یک ژنراتور به نیروی الکتریکی تبدیل می گردد. در یک دهه اخیر، مطالعات زیادی در زمینه افزایش راندمان توربین انجام گرفته است. بیشتر این مطالعات در جهت بهینه سازی پارامترهای هندسی و تاثیر آن بر راندمان پیچ صورت پذیرفته است. در ایران، مطالعات انجام گرفته به صورت روش های عددی بوده و تاکنون نمونه آزمایشگاهی معتبر مورد مطالعه قرار نگرفته است. در تحقیق حاضر، برای اولین بار یک مدل آزمایشگاهی به روش تولید سنتی با استفاده از فرایندهای فلزکاری متعارف که در صنعت استفاده می شود، ساخته شد و با هدف بررسی عملکرد آن در شرایط مختلف هیدرولیکی در فلوم آزمایشگاهی دانشگاه بوعلی سینا نصب گردید. هشت دبی 3/1، 5/1، 7/1، 9/1، 1/2، 3/2، 5/2 و 7/2 لیتر در ثانیه آزمایش شد. در هر دبی، سه زاویه استقرار یا قرارگیری 21، 24 و 27 درجه بررسی شد. همچنین، برای هر زاویه استقرار سه وضعیت استغراق 50 درصد، 75 درصد و 100 درصد در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که راندمان توربین با افزایش دبی افزایش می یابد و توربین در زاویه استقرار 24 درجه دارای بهترین عملکرد است. نتایج حاصل از ایجاد استغراق نشان داد که استغراق 50 درصد باعث افزایش راندمان شده و با بالا رفتن استغراق راندمان به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. بهترین راندمان در دبی 7/2 لیتر در ثانیه، زاویه استقرار 24 درجه و استغراق 50 درصد برابر با 5/58 درصد بدست آمد.

از موضوعات مهم مورد بررسی محققان همواره بهره برداری از سازه های کنترل و تنظیم آب به منظور تحویل و توزیع عادلانه آب با راندمان و کفایت بالا می باشد. بهره برداری از این سازه ها در سامانه های انتقال و توزیع آب سنتی اکثراً به صورت دستی و در سامانه های مدرن به صورت خودکار هیدرولیکی یا الکترونیکی انجام می شود. جهت انجام کنترل با روشهای خودکار نیاز به یک شبیه ساز کانال و یک الگوریتم کنترل می باشد. محدودیت منابع آب و پایین بودن عملکرد اغلب شبکه های ،آبیاری ضرورت توجه بیش از پیش به بازنگری و بهبود عملکرد شبکه ها و بهره برداری بهینه از منابع آب موجود را ایجاب می کند. عملکرد روش های بهره برداری در شبکه های انتقال و توزیع آب تابع رفتار هیدرولیکی جریان در شبکه می باشد. هیدرولیک جریان به عواملی مانند نوع سیستم کنترل، ساختمان فیزیکی شبکه نوع روش بهره برداری و بالاخره سیاستهای مدیریتی تخصیص و تحویل آب بستگی دارد. مطالعه اثر عوامل فوق بر رفتار هیدرولیکی جریان و ارزیابی دقیق عملکرد روشهای مختلف ریاضی توانمند میسر خواهد بود با توجه به رفتار غیر ماندگار جریان در اثر عملیات بهره برداری برای پاسخگویی به تغییرات نیاز و مدیریت نامناسب آن تحویل آب به آبگیرها معمولاً با مازاد یا کمبود تحویل توام بوده و موجب کاهش راندمان یا عملکرد بهره برداری می گردد. با توجه به اینکه مدیریت توزیع و مصرف بهینه آب در شبکه های آبیاری نقش موثری در ارتقاء راندمان آبیاری ایفا میکند لذا ضروری است که سازه های آبی مربوطه به نحوی انتخاب، احداث و مورد بهره برداری قرار گیرند که انتقال آب به مزارع به طور موثر صورت گیرد. با شناخت مشکلات بهره برداری نیز میتوان با اصلاحاتی در سازه های موجود در شبکه نسبت به حل مشکلات اقدام کرد. سازه های انتقال تنظیم و توزیع آب از اجزای مهم در شبکه های آبیاری هستند که از یک سو نقش تحویل به موقع و هدفمند آب به بخشهای مختلف شبکه را به عهده داشته و از سوی دیگر عاملی حیاتی در توزیع عادلانه آب به شمار میروند در حقیقت کارکرد مناسب طراحی و اجرای یک شبکه آبیاری، که با تلاش فراوان و هزینه های بسیار صورت می پذیرد نیازمند عملکرد قابل قبول بخشهای مختلف شبکه و به خصوص سازه های تنظیم و توزیع آب در شبکه های فرعی که مستقیماً با مصرف کنندگان اصلی مرتبط می شوند، است.

امنیت غذایی یکی از معیارها و ابزارهای توسعه انسانی بوده و دستیابی به آن از اهداف اصلی هر کشور است. امنیت غذایی صرفا به معنای خودکفایی یا وجود مواد غذایی به اندازه کافی (دسترسی فیزیکی) نیست، بلکه توان خرید (دسترسی اقتصادی)، شیوۀ مصرف و ثبات نیز از مولفه های اصلی آن است. سبک زندگی، الگوی مصرف، درآمد خانوار، قیمت مواد غذایی، دانش تغذیه و ترجیحات و سلیقه مصرف کننده از مهمترین عوامل موثر بر سبد مصرفی خانوار هستند. در برخی موارد علیرغم دسترسی فیزیکی و اقتصادی، افراد با سوءتغذیه مواجه هستند. از سوی دیگر بخش دیگری از جامعه دسترسی اقتصادی به مواد مغذی ندارند. همچنین کشور در تولید محصولات کشاورزی با محدودیت منابع پایه نظیر منابع آب و محدودیت های محیط زیستی مواجه است. لذا تدوین یک سبد مطلوب تغذیه که از یک طرف به لحاظ اقتصادی کم هزینه و قابل دستیابی باشد و مواد مغذی مورد نیاز بدن را تامین کند و از سوی دیگر متناسب با وضعیت منابع آب و محیط زیست کشور باشد، دارای اهمیت است. هدف از مطالعه حاضر تدوین الگوی سبد مطلوب غذایی برای خانوار ایرانی است، که از یک سو هزینه کمتری نسبت به سبد مطلوب تدوین شده توسط وزارت بهداشت به خانوار تدوین کند و از سوی دیگر میزان مصرف آب مجازی و انتشار گاز CO2 را به حداقل برساند. برای دستیابی به هدف مذکور از مدل های برنامه ریزی ریاضی استفاده شد. داده های این تحقیق از طریق بانک مرکزی، مرکز آمار ایران، وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکی، وزرات جهاد کشاورزی و سازمان بهداشت جهانی بدست آمد. نتایج مطالعه نشان می دهد سبد غذایی تدوین شده در مطالعه حاضر از نظر میزان مواد مغذی مورد نیاز خانوارها نسبت به سبد تدوین شده توسط وزارت بهداشت دارای شرایط مطلوب تری برای خانوارها می باشد. همچنین بر اساس نتایج به دست آمده، سبد غذایی مطالعه حاضر، از نظر هزینه دسترسی، محتوی آب مجازی و انتشار گاز CO2 نسبت به سبد تدوین شده توسط وزارت بهداشت وضعیت بهتری دارد. با توجه به نتایج مطالعه پیشنهاد می شود جهت دسترسی اقتصادی دهک های پایین درآمدی به سبد مطلوب تدوین شده، سیاست های جبرانی درآمدی اعمال شود و برای دهک های بالای درآمدی دانش تغذیه و الگوی مصرف صحیح بین خانوارها ترویج یابد.

چکیده: تکیه گاه ها به عنوان یکی از سازه های مهم همواره در خطر آب شستگی قرار دارند . بنابراین راه های کاهش عمق آبشستگی مورد توجه بوده است. این پژوهش در آزمایشگاه هیدرولیک دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا انجام گرفت. فلوم مورد استفاده دارای طول 5/10، عرض و ارتفاع 5/0 متر می باشد. در این آزمایش به بررسی و مقایسه تاثیر مدل های مختلف تکیه گاه شامل مستطیلی،دایره و ذوزنقه ای بر میزان آبشستگی پرداخته شده است. هم چنین به منظور حفاظت از تکیه گاه در برابر آبشستگی از آب شکن و سنگ چین نیز استفاده شده است. آبشکن دارای ارتفاع 25 و عرض 6 سانتی متر در فاصله 40 سانتی متر در بالادست تکیه گاه نصب شده است. هم چنین از پوشش سنگ چین در پای تکیه گاه ها برای کاهش عمق آبشستگی استفاده شده است. سنگ چین حفاظتی دارای قطر متوسط یک سانتی متر می باشد که در اطراف تکیه گاه های موجود روی بستر استفاده، و تاثیر آن برمیزان آبشستگی مورد بررسی قرار گرفت. تکیه گاه های استفاده شده دارای عرض یا عمق ثابت10 ، ارتفاع 40 و طول 20 سانتی متر هستند و به دیواره فلوم نصب شده اند. نتایج نشان داد که با افزایش دبی جریان میزان آبشستگی نیز بیشتر می شود و بیشترین مقدار آبشستگی نیز مربوط به تکیه گاه مستطیلی است. استفاده از آبشکن محافظ و سنگ چین در بهبود مقدار عمق آبشستگی موثر بوده اند. بهترین حالت از نظر حداقل مقدار آبشستگی ، حالت تکیه گاه دایره ای با سنگ چین و آبشکن می باشد. مقدار آبشستگی تکیه گاه ذوزنقه ای حد فاصل بین دو تکیه گاه مستطیلی و دایره ای است. استفاده از پوشش سنگ چین تا حد زیادی روند آبشستگی به ویژه در لبه ابتدایی تکیه گاه ها را کاهش داده و با ایجاد پدیده سپرشدگی مانع از ایجاد گودال و افزایش عمق آن شده است.

کمبود آب یک مشکل شـایع در بیشـتر نقـاط جهـان محسـوب مـی شـود بـا توجـه بـه اینکـه ایـران، در منطقـه خشـک و نیمــه خشــک جهــان واقــع شــده، مســئله بحــران آب یکــی ازعمده ترین مسائل کشور است. لـذا انجـام اقـداماتی در راسـتای ارتقای بهره وری آب، امری ضروری است. دسـتیابی بـه هـدف مذکور با استفاده بهینـه از آب موجـود در بخـش هـای مختلـف به خصوص بخـش کشـاورزی فاریـاب، بـه عنـوان عمـده تـرین مصرف کننده آب، میسر می شود. شبکه های آبیـاری و زهکشـی به عنوان یکی از زیرسـاخت هـای مهـم در کشـاورزی فاریـاب، وظیفۀ اصلی تحویل و توزیع آب را بر عهده دارند. بررسی هـای صورت گرفته در ارتباط با عملکـرد مـدیریت انتقـال، توزیـع و تحویل آب در شبکه های آبیاری مختلف کشور نشان می دهد که عملکرد اکثر شبکه های آبیاری و زهکشی چـه از نظـر فراینـدی مثل رانـدمان تحویـل و توزیـع آب و چـه از لحـاظ خروجـی،منظور تولید محصول، مطلوب نبوده است بنـابراین، بهبـود عملکرد شبکه های آبیاری یک ضرورت اجتناب ناپـذیر اسـت. در شبکه های آبیاری معمولا میزان آب تحویلی به اراضی پایین دست هر دریچه با نیاز واقعی آن تطابق نداشته و در بعضی موارد به مقدار قابل توجهی از آن بیشتر و در بعضی موارد نیز به مراتب کمتر است. این عدم تناسب و بی عدالتی در تحویل و توزیع آب نه تنها موجب کاهش عملکرد محصول و نارضایتی زارعین که کمتر از نیاز خود آب دریافت کرده اند می گردد، بلکه برای مزارعی که آب بیش از حد دریافت داشته اند نیز ممکن است موجب کاهش محصول در اثر آبیاری بیش از حد گردد. به منظور ارزیابی عملکرد کانال های آبیاری راهکارهای مختلفی وجود دارد که یکی از آنها استفاده از شاخص های ارزیابی عملکرد می باشد. تحویل و توزیع نامناسب آب موجب افزایش تلفات آب در سطح شبکه و خسارات ناشی از آن نظیـرماندابی شدن اراضی پایین دست و نهایتا سبب کاهش بهـره وری آب کشاورزی خواهد شد. بنابراین یکی از اساسـی تـرین راه کارهـا بـرای ارتقای بهـره وری آب کـشاورزی، تعیـین و اجـرای روشهـای بهـره برداری بهینه در شبکه های انتقال و توزیع آب می باشد. از روشهـای کیفـی ارزیابی عملکرد طرحهای آبیاری ، بر این اصـل مـدیریت بنا شده است که ارزیابی عملکرد باید بر مبنـای درک واضـح ازاهداف اصلی و جزئی سیستم آغاز شود و دسـتیابی بـه اهـداف اصلی طرح (مانند بهبود رفاه کشاورزان) از طریق تام

آبشستگی از مهم ترین عوامل تخریب پایه ی پل هاست. یکی از راه هایی که باعث کاهش قدرت جریان سیستم گردابی در مکانیزم آبشستگی می شود، استفاده از شکاف در پایه ی پل است. با توجه به این که رسوبات رودخانه ها از مصالح طبیعی (رسوبات غیریکنواخت) می باشد بررسی تاثیر و عملکرد شکاف در رسوبات غیریکنواخت حائز اهمیت است. در این پژوهش آزمایشگاهی، سه دبی (8، 10 و 12 لیتر بر ثانیه) و سه مدل شکاف، به همراه پایه بدون شکاف به عنوان پایه شاهد، در رسوبات یکنواخت و غیریکنواخت با اندازه متوسط یک میلی متر و انحراف معیار هندسی به ترتیب 1٫3 و 2 بررسی شد. نتایج نشان داد با تبدیل رسوبات یکنواخت به غیریکنواخت تا 77 درصد از عمق آبشستگی در مدل های مختلف پایه کاسته می شود. برای دو نوع شکاف با ابعاد یکسان، شکافِ هم تراز با بستر تاثیر بیشتری نسبت به شکاف نزدیک به سطح آب دارد. افزایش ارتفاع شکاف هم تراز با بستر به اندازه 2/6 سانتی متر (حداکثر عمق آبشستگی در دبی 12 لیتر بر ثانیه برای پایه شاهد در رسوبات یکنواخت) در زیر بستر در رسوبات یکنواخت و غیر یکنواخت، منجر به کاهش عمق آبشستگی به طور میانگین به ترتیب 47 و 43 درصد نسبت به پایه شاهد می شود. با افزایش دبی و عدد فرود جریان، عمق آبشستگی در مدل های مختلف پایه و بستر افزایش یافته است. هم چنین با افزایش عمق جریان ناشی از افزایش دبی، عمق آبشستگی با توجه به نوع بستر و نوع مدل پایه افزایش یافته است. زمان تعادل آبشستگی متناظر دبی های 8، 10 و 12 لیتر بر ثانیه در بستر یکنواخت به ترتیب 300، 270 و 240 دقیقه و در بستر غیریکنواخت به ترتیب در دقیقه 60، 50 و 40 رخ داده است. با توجه به نتایج بدست آمده گودال آبشستگی در بستر غیریکنواخت با زمان کمتری نسبت به بستر یکنواخت به تعادل می رسد. الگوی جریان با استفاده از نرم افزار Flow3D مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد استفاده از شکاف در پایه پل جریان رو به پایین را که عامل اصلی ایجاد گرداب نعل اسبی و یکی از عوامل فرسایش اطراف پایه است را به فاصله ا ی دورتر از پایه منحرف کرده و باعث کاهش عمق آبشستگی می گردد.

آبشستگی از مهمترین عوامل تخریب پایه ی پلها ست. یکی از راههایی که باعث کاهش قدرت جریان سیستم گردابی در مکانیزم آبشستگی میشود، استفاده از شکاف در پایهی پل است. با توجه به اینکه رسوبات رودخانهها از مصالح طبیعی )رسوبات غیریکنواخت( میباشد بررسی تاثیر و عملکرد شکاف در رسوبات غیریکنواخت حائز اهمیت است. در این پژوهش آزمایشگاهی، سه دبی ) 8 ، 10 و 12 لیتر بر ثانیه( و سه مدل شکاف، به همراه پایه بدون شکاف به عنوان پایه شاهد، در رسوبات یکنواخت و غیریکنواخت با اندازه متوسط یک میلیمتر و انحراف معیار هندسی به ترتیب 1٫3 و 2 بررسی شد. نتایج نشانداد با تبدیل رسوبات یکنواخت به غیریکنواخت تا 77 درصد از عمق آبشستگی در مدلهای مختلف پایه کاسته میشود. برای دو نوع شکاف با ابعاد یکسان، شکافِ همتراز با بستر تاثیر بیشتری نسبت به شکاف نزدیک به سطح آب دارد. افزایش ارتفاع شکاف همتراز با بستر به اندازه 2 / 6 سانتیمتر )حداکثر عمق آبشستگی در دبی 12 لیتر بر ثانیه برای پایه شاهد در رسوبات یکنواخت( در زیر بستر در رسوبات یکنواخت و غیر یکنواخت، منجر به کاهش عمق آبشستگی به طور میانگین به ترتیب 47 و 43 درصد نسبت به پایه شاهد میشود. با افزایش دبی و عدد فرود جریان، عمق آبشستگی در مدلهای مختلف پایه و بستر افزایش یافته است. همچنین با افزایش عمق جریان ناشی از افزایش دبی، عمق آبشستگی با توجه به نوع بستر و نوع مدل پایه افزایش یافته است. زمان تعادل آبشستگی متناظر دبیهای 8 ، 10 و 12 لیتر بر ثانیه در بستر یکنواخت به ترتیب 300 ، 270 و 240 دقیقه و در بستر غیریکنواخت به ترتیب در دقیقه 60 ، 50 و 40 رخ داده است. با توجه به نتایج بدست آمده گودال آبشستگی در بستر غیریکنواخت با زمان کمتری نسبت به بستر یکنواخت به تعادل میرسد. الگوی جریان با استفاده از نرم افزار Flow3D مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد استفاده از شکاف در پایه پل جریان رو به پایین را که عامل اصلی ایجاد گرداب نعل اسبی و یکی از عوامل فرسایش اطراف پایه است را به فاصلهای دورتر از پایه منحرفکرده و باعث کاهش عمق آبشستگی میگردد.

کشاورزی و تولید محصولات زراعی یکی از عوامل بسیار وابسته به شرایط آب و هوایی است که احتیاجات انسان را از جهات مختلف تامین مینماید. تغییر اقلیم به احتمال زیاد بر بخشهای مختلفی می- تواند تاثیر بگذارد که در این خصوص بخش منابع آب و کشاورزی از اصلیترین بخشها میباشد. یکی از اثرات غیرمستقیم تغییر اقلیم اثر بر روابط آبی گیاه میباشد که تبخیر تعرق گیاه را تحت تاثیر قرار می – - دهد. در این مطالعه اثر تغییر اقلیم بر پارامترهای دما و بارندگی که تاثیر زیادی بر تبخیر تعرق گیاهی - دارند، در شبکه آبیاری عقیلی)کانال عقیلی شرقی( مورد بررسی قرار گرفت. دوره پایه برای این تحقیق دادههای سالهای آماری 7182 8331 میباشد. بدینمنظور ابتدا برای تعیین روند، دادههای اقلیمی - موجود توسط آزمون من کندال ارزیابی شد. سپس با استفاده از دادههای خروجی مدلسازی گردش - عمومی اقیانوسی جوی، تحت سناریوهای - RCP2.6 و RCP8.5 با مدل HadGEM2-ES ، تغییرات پارامترهای اقلیمی دما و بارندگی در دوره 7111 7178 شبیهسازی شد. بدلیل آنکه مدلهای گردش - عمومی جو دارای وضوح مکانی پایینی میباشند، در این تحقیق از روش آماری LARS-WG برای کوچک- مقیاس سازی دادهها استفاده شد و سپس نیاز آبی در سطح شبکه محاسبه شد. پس از تعیین دبی موردنیاز آبگیرها مقادیر دبی تحویلی نیز در سه حالت با استفاده از نرم افزار ICSS تعیین گردید و شاخصهای کفایت، راندمان، عدالت و پایداری تحویل برای آبگیرها و دو بلوک ابتدای کانال محاسبه شد. نتایج نشان داد که مقادیر شاخصها در وضعیت خوبی قرار دارند اما راندمان تحویل برای هردو سناریو نسبت به دوره پایه کاهش یافته است. در این تحقیق همچنین دو شاخص خطای حداکثر مطلق ) MAE ( و خطای مطلق تجمعی ) IAE ( نیز برای دو آببند ابتدایی کانال محاسبه شد. نتایج این دو شاخص نیز نشان داد خطای نوسانات سطح آب برای هر دو سناریو نسبت به دوره پایه افزایش یافته است.

یکی از اثرات نامطلوب بهرهبرداری ضعیف در شبکههای آبیاری، تحویل و توزیع نامناسب آب به کانالها و انشعابات و به تبع آن توزیع نامناسب آب در سطح اراضی میباشد. در بسیاری از مواقع در یک کانال آبیاری میزان آب تحویلی به اراضی پاییندست هر دریچه با نیاز واقعی آن مطابقت نداشته و ممکن است به مقدار قابل توجهی از آن کمتر و یا بیشتر باشد. در عمل میزان بازشدگی واقعی دریچهها با مقادیر برنامهریزی شده آنها متفاوت بوده و این تفاوت باعث میشود که رقوم سطح آب بالادست دریچههای تنظیمکننده و دبی آبگیرها با مقادیر برنامهریزی شده اختلاف پیدا کرده و عملکرد هیدرولیکی مورد انتظار به دست نیاید. هدف از این تحقیق، تجزیه و تحلیل عدم قطعیت خروجی شامل شاخصهای ارزیابی عملکرد کانال با اعمال عدمقطعیت پارامترهای ورودی مانند بازشدگی دریچه آبگیر میباشد. بدین منظور 055 سری داده با روش مونت کارلو شبیه سازی گردید و سپس با استفاده از نرم افزار Easy fit بهترین توزیع احتمالاتی آن مشخص و با کمک نرم افزار R اعداد تصادفی تولید شدند. با استفاده از این اعداد تصادفی و با استفاده از مدل هیدرودینامیک ICSS دبی تحویلی به آبگیر اول کانال عقیلی شرقی در طول زمان شبیهسازی ) 42 ساعت( تعیین گردید. با وجود دبی تحویلی و دبی مورد نیاز مزرعه، شاخصهای ) MPA, MPD, MAE, IAE ( تعیین گردید. با توجه به اختلاف زمان بهرهبرداری از دهانه ورودی کانال و دریچه آبگیر در این تحقیق سه سناریو در نظر گرفته شد. در سناریو اول بهرهبرداری از آبگیر همزمان با 5 ساعت / 5 ساعت و 541 / دهانه ورودی کانال در نظر گرفته شد و در سناریو دوم و سوم به ترتیب 888 بعد از تنظیم دهانه ورودی کانال، تنظیم سازه آبگیر انجام شد. نتایج نشان داد که ضریب تغییرات ،4/ مقادیر بازشدگی دریچه در سناریوی اول، دوم وسوم به ترتیب برابر 23 89 درصد / 84/32 و 91 میباشند. با استفاده از نتایج میتوان بیان نمود که عدمقطعیت ضریب تغییرات بازشدگی در سناریو سوم نسبت به سناریوهای دیگر بیشتر بوده و در این سناریو نا اطمینانی کمتری وجود دارد.

آب یکی از مهمترین منابع مورد نیاز جامعه بشری و اولین و اساسیترین عامل برای تولید محصولات کشاورزی است که بیش از 90 % از این مایع حیاتی در این بخش مصرف میشود. با توجه به مصرف آب در کشاورزی و محدودیتهای این منبع مهم و حیاتی و وجود خشک سالی های متناوب در کشور، بهینه سازی مصرف آب موجود، امری ضروری است. از مهمترین عواملی که عملکرد یک شبکه انتقال و توزیع آب را تحت تاثیر قرار میدهد، برنامه توزیع و تحویل آب میباشد. برنامهریزی توزیع و تحویل آب در شبکههای آبیاری عبارت است از تعیین مقادیر دبی، مدت زمان دوره یا فرکانس تحویل آب به هر انشعاب از کانال آبیاری است. در این تحقیق برای شبیه سازی از کانال عقیلی شرقی که طول این کانال 215 / 16 کیلومتر، حداکثر ظرفیت 5 متر مکعب در ثانیه و مقطع آن ذوزنقهای با شیب جانبی 1:1 میباشد که شیب کانال از 0004 / 0به 001 / 0 متغیر میباشد. این کانال دارای 20 سازه آبگیر و 11 سازه تنظیم کننده است. برای بدست آوردن نیاز آبی منطقه با استفاده از مدل همسان سازی دادههای زمینی میزان تبخیر تعرق منطقه بدست آمد و با دادههای زمینی) NETWAT ( کنترل شد، نتایج بیانگر دقت مناسب مدل همسانسازی دادههای زمینی میباشد. برای برنامه ریزی تحویل آب سناریوهای مختلفی تعریف شد. این سناریوها شامل تامین دبی از حالت مرسوم 24 ساعته به 12 و 6 ساعته، و مقایسه شاخصهای بهرهبرداری آنها و برآورد دادههای نیاز آبی منطقه با مدل همسان سازی زمینی) GLDAS ( و بهرهبرداری دستی از این دادهها و یادگیری تقویتی FSL میباشد. نتایج بررسیها نشان داد، شاخصهای بهرهبرداری 6 و 12 ساعته وضعیت بهتری نسبت به حالت مرسوم دارند. همچنین مقادیر شاخصهای بدست آمده در بهرهبرداری 6 و 12 ساعته دستی بعد از تعیین نیاز آبی با استفاده از مدل GLDAS عملکرد کانال را مناسب ارزیابی نمودند. شبیهسازی با استفاده از مدل بهینهسازی FSL نیز نشان داد که عملکرد کانال در حالت بهره برداری 6 ساعته میتواند نسبت به بهره برداری دستی افزایش یابد.

گسترش روزافزون جمعیت، توسعه کشاورزی و رشد سریع شهرها و صنایع، هر روزه رقابت و تقاضای آب را افزایش میدهتد. ارتقاء بهرهوری مصرف آب در بخش کشاورزی که بزرگترین مصرف کننده آب میباشد نقش مهمی در بهبود مصرف آب خواهد داشت. روشهای توزیع و تحویل آب نقش تعیین کنندهای در انعطافپذیری سامانههای آبیاری و بهبود بهرهوری آب دارند. از میان این روشها، روش برحسب درخواست انعطافپذیری بیشتری نسبت به روش گردشی دارد و نیاز به زیرساختهای پرهزینهی روش برحسب تمایل را نیز ندارد. در این روش، تنظیم مناسب سازهها و دستورالعمل بهرهبرداری آنها در فاصله بین درخواستهای متوالی که تابعی از میزان تغییرات دبی، فاصله زمانی تغییرات، همزمانی درخواستهای متعدد، ویژگیهای فیزیکی کانال و سازهها و رفتار هیدرودینامیک جریان میباشد، پیچیده است. با توجه به کاربرد موفق شبکه عصبی مصنوعی در بسیاری از مسائل، در این تحقیق شبکههای عصبی MLP و RBF معرفی شده و از آنها برای تعیین دستورالعمل بهرهبرداری روش برحسب درخواست در کانالهای آبیاری استفاده شده است. بهمنظور انجام این تحقیق در آبگیرهای مختلف کانال عقیلی شرقی از شبکه آبیاری عقیلی در استان خوزستان گزینههای مختلف تحویل و توزیع آب بهصورت سناریوهای مختلف تعریف گردید. سپس با استفاده از مدل هیدرودینامیک ICSS و شبکه عصبی اقدام به شبیهسازی این گزینهها گردید و دستورالعملهای مناسب بهرهبرداری شامل مقادیر تنظیمات سازههای آببند و آبگیر با توجه به حداکثر نمودن شاخصهای راندمان MPF و کفایت تحویل MPA ، و حداقل نمودن شاخصهای عدالت MPE و پایداری MPD بهدست آمد. در این تحقیق برای آموزش شبکه عصبی مصنوعی از دادههای دبی تحویلی و بازشدگی متناظر آنها در ده فصل زراعی کانال عقیلی شرقی استفاده گردید. در نهایت نتایج به دست آمده از این تحقیق با نتایج بهرهبرداری مشابه انجام شده با استفاده از روش یادگیری تقویتی FSL مقایسه شد. با توجه به نتایج بدست آمده مشاهده میشود که شاخص MPA در روش شبکه عصبی در دو بلوک اول و دوم این کانال به ترتیب برابر 952 / 0 و 919 / 0 و در حالت استفاده از روش FSL این مقادیر بهترتیب برابر 996 / 0 و 1 میباشند. همچنین شاخص MPF در شبیهسازی با استفاده از شبکه عصبی در هر دو بلوک 1 و در حالت FSL برابر 999 / 0 و 971 / 0 میباشد. شاخص حداکثر خطای سطح آب MAE نیز در تحقیق صورت گرفته در بلوک اول و دو

با توجه به محدودیت منابع آب و خاک و پایین بودن عملکرد اغلب پروژههای آبیاری، بازنگری اصلاح روشهای مرسوم در طراحی و بهره برداری شبکهها و ارزیابی و بهبود عملکرد آنها امری ضروری به نظر میرسد. به طور کلی بهبود تحویل آب در کانالهای آبیاری باعث ارتقای عملکرد کانال و شبکه آبیاری میگردد. برنامه ریزی تحویل آب علاوه بر مواقع بهرهبرداری از کانالهای آبیاری، در زمان طراحی آنها نیز مورد توجه قرار میگیرد. بهترین راه برای جلوگیری از این مسائل و مشکلات تهیه برنامه ریزی توزیع آب بر اساس شرایط خاص هر کانال میباشد. برنامهریزی تحویل آب در کاناله ا تاکنو ن اغلب ب ه صورت توصیفی و مبتنی بر قضاوت کارشناسی صورت میگرفته با توجه پیچیدگی موضوع و تاثیر عوامل مختلف ممکن است همواره مناسبترین برنامه نباشد با پیشرفتهای اخیر در زمینه علوم کامپیوتر و ارائه الگوریتمهای جدید با سرعت و همگرایی بالا برای مسائل بهینهسازی به نظر میرسد روش بهینه سازی روش مناسبی برای حل مسئله تحویل آب در کانالهای آبیاری است. در این تحقیق با در نظر گرفتن چند گزینه مختلف بهره برداری از کانال عقیلی واقع در شهرستان گتوند از استان خوزستان و با استفاده و دیگری بر مبنای روش بهینهسازی (FSL) از دو مدل بهینهسازی یکی بر اساس روش یادگیری تقویتی اقدام به تهیه دستورالعملهای بهینه بهرهبرداری از این کانال گردید. بهرهبرداری- (IcAc) جامعه مورچگان ها در شش سناریو 24 و 12 ساعته انجام گردید. پس از شبیهسازی و بهینهسازی خروجی مدلها مقادیر شاخصهای ارزیابی عملکرد راندما ن و کفایت تحوی ل آب و همچنی ن شاخصهای حداکثر و متوسط نوسانات سطح آب نسبت به عمق هدف محاسبه شدند. در کل نتایج بررسیها نشان داد که کاربرد مدل بر اساس روش بهینهسازی یادگیری تقویتی در تهیه دستور العملهای بهینه بهرهبرداری نسبت به روش بر پایه جامعه مورچگان موفق تر عمل نموده است. بهعنوان نمونه در گزینه سوم از سناریو 6 که بهرهبرداری 12 ساعته میباشد حداقل مقدار شاخصهای راندمان و کفایت با استفاده از روش یادگیری تقویتی در 12 0 میباشد / 0 و 954 / 0 و بهرهبرداری دوم به ترتیب برابر 978 / 0 و 963 / ساعت اول به ترتیب برابر با 969 اما همین مقادیر در هنگام استفاده از روش بهینهسازی جامعه مورچگان در 12 ساعت اول بهترتیب برابر 0 میباشند. / 0 و 725 / 0 و در 12 ساعت دوم برابر 749 / 0/68 و 69

دسترسی به آب شیرین و سالم یکی از مهمترین موضوعات مطرح برای انسان امروز است. لذا بهره برداری بهینه از منابع آب و جلوگیری از آلودگی منابع آب و منابع تجدید شونده یکی از ارکان اصلی برای توسعه می باشد. برای این منظور مدیریت منابع آب یکی از مهمترین اصولی است که محققین و مسیولین باید به آن توجه کنند. و یکی از مهمترین قدم های مدیریت منابع آب در آینده، برآورد داده است. در این تحقیق از روش عددی ARIMA برای برآورد ده ساله داده های آبدهی رودخانه طازران استفاده شد و سپس مدلسازی با استفاده از نرم افزار WEAP انجام گردید. در نرم افزار WEAP دو مدل برای داده های گذشته(تاریخی) و آینده ساخته شده و نتایج با هم مقایسه شدند و در آخر شاخص های عملکرد مخزن نیز محاسبه و مقایسه شدند. نتایج نشان دادند که این منطقه با حضور سد نیز با مشکل کم آبی مواجه بوده و با توجه به داده های برآورد شده، در آینده نیز با مشکلات بیشتری روبه رو می باشد. بنابراین میبایست راه حل های مناسبی جهت افزایش راندمان آب در همه بخش ها اعم از نوع محصول، مسیرهای آبرسانی و ... در نظر گرفته شود.دسترسی به آب شیرین و سالم یکی از مهمترین موضوعات مطرح برای انسان امروز است. لذا بهره برداری بهینه از منابع آب و جلوگیری از آلودگی منابع آب و منابع تجدید شونده یکی از ارکان اصلی برای توسعه می باشد. برای این منظور مدیریت منابع آب یکی از مهمترین اصولی است که محققین و مسیولین باید به آن توجه کنند. و یکی از مهمترین قدم های مدیریت منابع آب در آینده، برآورد داده است. در این تحقیق از روش عددی ARIMA برای برآورد ده ساله داده های آبدهی رودخانه طازران استفاده شد و سپس مدلسازی با استفاده از نرم افزار WEAP انجام گردید. در نرم افزار WEAP دو مدل برای داده های گذشته(تاریخی) و آینده ساخته شده و نتایج با هم مقایسه شدند و در آخر شاخص های عملکرد مخزن نیز محاسبه و مقایسه شدند. نتایج نشان دادند که این منطقه با حضور سد نیز با مشکل کم آبی مواجه بوده و با توجه به داده های برآورد شده، در آینده نیز با مشکلات بیشتری روبه رو می باشد. بنابراین میبایست راه حل های مناسبی جهت افزایش راندمان آب در همه بخش ها اعم از نوع محصول، مسیرهای آبرسانی و ... در نظر گرفته شود.

موضوع جریان آب تحت اثر نیروی ثقل در مجاری روباز به عنوان یکی از شاخههای مهم علم مکانیک سیالات یا هیدرودینامیک شناخته میشود و تحت عنوان هیدرولیک کانالهای باز مطرح میشود. جریانها را به طور کلی میتوان به دو دستهی کلی ماندگار و غیرماندگار تقسیم کرد، اگر در طول مسیر جریان عمق آب در هر نقطه در طول زمان ثابت بماند جریان را ماندگار گویند و جریانهای غیرماندگار به جریانهایی گفته میشود که عمق جریان نسبت به زمان مرتب در حال تغییر باشد. این جریانها نیز مانند جریانهای ماندگار به دو دستهی یکنواخت و متغیر تقسیم میشوند که جریانهای متغییر نیز به نوبهی خود به دو دسته متغیر تدریجی و متغیر سریع تقسیم میشوند. در جریان متغییر سریع، به علت تغییر ناگهانی در عمق جریان، موج انتقالی که ناشی از تغییر ناگهانی موج ضربهای است، شکل میگیرد. اهمیت بررسی جریانهای غیرماندگار ناگهانی از آنجا ناشی میشود که خطرات احتمالی حوادث بوجود آمده در این مورد بطور قابل توجهی متوجه جوامع بشری است . برای مطالعهی نحوهی انتشار جریانهای غیرماندگار از دو معادلهی پیوستگی جریان و معادلهی دینامیک جریان استفاده میشود که به معادلهی سنتونانت ) Saint-Venant ( مشهور میباشد. این معادلات به شکل معادلات دیفرانسیل جزئی غیرخطی و از نوع هذلولی میباشند که به طور تحلیلی قابل حل نیستند در نتیجه از روشهای عددی استفاده میشود. نمونهای از انواع حالتهایی که سبب ایجاد جریان غیردائمی میگردد میتوان به جریان غیرماندگار سریع ایجاد شده در بالادست دریچهای که به طور ناگهانی بسته شده است اشاره نمود. در این جریانها هر دو نوع جریان زیر و فوق بحرانی به شکل همزمان وجود دارد، به عبارت دیگر ناپیوستگی و یا شوک وجود دارد و طبیعتاً برای شبیهسازی آنها نیز لازم است که از روشهای مناسب برای شبیهسازی جریانهای دارای شوک که اصطلاحاً روشهای تسخیر شوک) Shock Capturing ( نامیده میشوند استفاده گردد. با توجه به اینکه مسئلهای از نوع ریمن نظیر شکست سد و جریانهای غیرماندگار، ممکن است از نظر عددی جوابهای متعددی داشته باشد که از نظر فیزیکی به دلیل کاهش آنتروپی سیستم قابلقبول نباشد، برای اطمینان از رسیدن به جوابهایی از نظر فیزیکی قابلقبول، از روش تغییرات کل از بینرونده ) TVD ( استفاده میکنیم. کانال مورد استفاده در شبیهسازی جریان غیرماندگار ناگهانی در این پژوهش، یک کانال بتنی با

یکی از مسائل مهم بهینهسازی در زمینه مدیریت منابع آب، مسئله بهرهبرداری بهینه از مخازن سدها است. در این پژوهش از الگوریتم فرا ابتکاری علف هرز مهاجم ) IWO ( برای یافتن استراتژیهای تخصیص بهینه منابع آب در سیستم تک مخزنه سد طازران واقع در حوضه آبریز رودخانه طازران)غرب کشور(، برای یک دوره 10 ساله )از سال آبی 83 - 82 تا 92 - 91 ( استفاده شده است. پس از اطمینان از درستی عملکرد الگوریتم IWO با استفاده از چندین تابع محک استاندارد، مدلی برای بهرهبرداری بهینه از سیستم مخازن حوضه آبریز رودخانه طازران برای سه شرایط الگوی کشت وضع موجود، بهبود و توسعه توسعه داده شد. تابع هدف در سیستم مورد مطالعه به صورت کمینهسازی کل کمبود در طول دوره آماری تعریف شده است. برای بررسی عملکرد الگوریتم مورد بررسی در بهرهبرداری بهینه از سیستم مخازن، از شاخصهای عملکرد قابلیت اعتماد زمانی، درصد تامین حجمی و آسیبپذیری استفاده شده است. در این پژوهش به دلیل توزیع نامتناسب جریان رودخانه طازران از جریان آب زیرزمینی جهت تامین نیاز کشاورزی روستای طازران و ایونده نیز استفاده شده است. بنابراین با استفاده از جریان آب زیرزمینی، سیستم قادر به تامین 00 / 82 ، 68 / 93 و 55 / 95 درصد از نیاز کل پاییندست سد طازران به ترتیب در شرایط وضع موجود، بهبود و توسعه است. شاخص اعتمادپذیری نیز به ترتیب برابر 63 / 63 ، 00 / 77 و 00 / 91 درصد میباشد.

فرایند بارش-رواناب از فازهای مهم چرخه هیدرولوژیکی محسوب می شود و اساس کار مدل هیدرولوژیکی، بررسی رابطه بین بارش و رواناب می باشد. برای تخمین مناسب پارامترهای ورودی مدل هیدرولوژیکی به منظور افزایش دقت در برآورد رواناب سطحی، استفاده از فرایند واسنجی و بهینه سازی پارامترهای مدل به امری ضروری مبدل گردیده است. در تحقیق حاضر جهت برآورد دقیق تر دبی های محاسباتی از طریق مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS در حوزه آبخیز مهابادچای، به واسنجی و بهینه-سازی پارامترهای شماره منحنی (CN)، ضریب تلفات اولیه (Ia) و زمان تاخیر Lt)) هر یک از زیر حوضه ها پراخته شده است. برای واسنجی خودکار پارامترهای هیدرولوژیکی از الگوریتم های تکاملی PSO و SA استفاده گردیده و تابع هدف RMSE به منظور کاهش اختلاف هیدروگراف های محاسباتی و مشاهداتی به کار برده شده است. از داده های ساعتی بارش-رواناب پنج رخداد مربوط به سال 1387 برای واسنجی و اعتبارسنجی پارامترهای بهینه استفاده شده است. برای ارتباط خودکار الگوریتم های بهینه ساز با مدل HEC-HMS از زبان برنامه نویسی AutoIt استفاده گردید. در مرحله اعتبارسنجی نتایج حاصل از واسنجی پارامترهای هیدرولوژیکی با معیارهای ارزیابی ضریب کارایی ناش-ساتکلیف، ریشه دوم میانگین مربعات خطا، ضریب همبستگی متقابل و میانگین قدر مطلق خطاها مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشانگر سرعت بالای الگوریتم بهینه سازی PSO در همگرایی به تابع هدف بهینه و واسنجی پارامترهای هیدرولوژیکی CN، Ia و Lt در مقایسه با الگوریتم SA می باشد. همچنین پارامترهای هیدرولوژیکی بهینه حاصل از الگوریتم SA نسبت به الگوریتم PSO، برازش خوبی از هیدروگراف های محاسباتی با مشاهداتی در مرحله اعتبارسنجی ایجاد نموده است.

سدهای خاکی بهعنوان سازههای مهارکننده آبهای سطحی و کنترل سیالب، میبایست قادر به ذخیره آب و جلوگیری از نفوذ آب از بدنه و پایداری در مقابل نیروهای وارده باشند. مسئله مهم در طراحی سدهای خاکی که با مصالح در دسترس ساخته میشود، تعیین طرحی است که عملکرد مورد انتظار را با ایمنی کافی و کمترین هزینه داشته باشد. با توجه به اینکه بررسی و تحلیل همه گزینههای ممکن برای انتخاب بهترین طرح، نیازمند صرف وقت و هزینه زیادی میباشد، طراحی سدهای خاکی میتواند به عنوان یک مسئله بهینهسازی فرمولبندی شود. در این تحقیق، بهمنظور طراحی بهینه سدهای خاکی با هدف حداقل نمودن سطح مقطع سد )حجم مصالح مصرفی در واحد طول سد(، مدل برنامهریزی غیرخطی ارائه شده است. بهینهسازی با اعمال محدودیتهایی که ایمنی شیروانیها را تضمین میکنند، انجام شد. بعالوه اینکه روابط ریاضی برای تقریب مقادیر ضرایب اطمینان شیروانیها، بهصورت روابط رگرسیونی جدیدی تعریف شد. به- منظور یافتن پاسخ بهینه، الگوریتم تکامل ترکیبی جوامع (SCE (با استفاده از برنامهنویسی توسعه یافت. عالوه بر بهینه- سازی فوق، متغیرهای طراحی با استفاده از نرمافزار LINGO نیز بهینهسازی گردید. سپس طرح اولیه سد خاکی برزک ارائه و کارایی مدل پیشنهادی در طراحی بهینه ابعاد سدهای خاکی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که هر دو روش بهینهسازی در برآورد مقادیر ابعاد بهینه و در نتیجه حجم مصالح بدنه، عملکرد یکسانی دارند. مساحت مقطع سد در طراحی بهینه برابر با 3/2721 مترمربع بدست آمد در صورتیکه در طرح اولیه، مساحت مقطع آن برابر 7/0011 مترمربع تعیین شده بود؛ بنابراین حجم سد به میزان 33 درصد که مقدار قابل توجهی میباشد نسبت به طرح اولیه کاهش یافته است.