آبخوان آزاد اوان یکی از مخازن زیرزمینی قابل اطمینان در شمال غرب استان خوزستان است که با احداث سد کرخه و گسترش شبکه آبیاری تزریق آب به درون آن افزایش یافته است. این بررسی به منظور ارزیابی میزان بالا آمدگی سطح آب زیرزمینی، تعیین محدودههای در معرض خطر تبخیر و برآورد حجم آب ورودی از مخزن سـد کرخه به آبخوان اوان صورت گرفته است. جهت بررسی تغییرات مکانی میزان بالا آمـدگی سطح آب زیرزمینی، نقشه تغییرات سطح ایستابـی در سالهای قبل و بعد از آبگیری سد، و بـه منظور بـررسی روند بـالا آمــدن سطح ایستابـی، هیدروگـراف پیزومترها تـرسیم گردیده است. ایـن بررسیها نشان داد که بعد از بهره برداری از سد کرخه به طور متوسط تراز سطح آب زیرزمینی دشت حدود 5 متر بالا آمده و بیشترین مقدار آن در غرب و شمال غرب حدود 14 متر است. برای محاسبه میزان جریان ورودی از دریاچه سد کرخه به آبخوان دشت اوان از دو روش مقایسه کانالهای جریان و بیلان شیمیایی استفاده شد که بر این اساس حجم آب ورودی به آبخوان دشت اوان از دریاچه سد کرخه با استفاده از هر دو روش یکسان و حدود 3/7 میلیون متر مکعب، برآورد گردید.
The Avan unconfined aquifer is one of the reliable groundwater storages in the west of Khuzestan province.The great Karkheh dam and the irrigation network development resulted in more water injection into the Avan aquifer. The purpose of this investigation is to evaluate uprising of groundwater table, to demarcate zones most affected by the water level and evaporation, and to estimate annual volume of water from the Karkheh dam storage into the Avan aquifer. In order to assess the spatial spreading of the groundwater level in different parts, pre- and post-dam water level maps were prepared . To understand the general trend of water level, unit hydrograph of the plain was also prepared. The collected results indicated that in average the water level risen about 5 meters and the most up coning was about 14 meters in the west and north. Two methods including flow channel and chemical balance was used to compute the flow input from the Karkheh dam into the aquifer. The annual water inflow from the Karkheh dam storage into the aquifer using the average data was 7.3 MCM.
بهرهبرداری بیرویه از منابع آبهای زیرزمینی به دلیل عدم موازنه میان کل برداشت و تغذیه منجر به کاهش سطح آبهای زیرزمینی با نرخی سریعتر خواهد شد. به منظور برقراری تراز بین برداشت و تغذیه، راهکارهای عمده مشتمل بر تقویت مدیریت منابع آبهای زیرزمینی، بکارگیری سیاستهای مدیریت تقاضا، بهبود راندمان آبیاری و افزایش عرضه آب میباشد. در این مطالعه با بهره گیری از روش برنامه ریزی آرمانی در جهت مدیریت پایدار منابع آب زیرزمینی، میزان انحراف از آرمانهای کاهش در مصرف آب به اندازه 10، 20 و 30 درصد و رسیدن به سود ایده آل با وزنهای مختلف ارائه گردید. اطلاعات لازم از طریق مصاحبه با 112 بهره بردار دشت فیروز آباد استان فارس در سال زراعی 86-87 جمع آوری شد. نتایج در سطح دشت نشان داد که پمپاژ سالانه آبهای زیرزمینی با کنترل بهینه کمتر از پمپاژ کنونی آب با نرخ تنزیل کمتر از 18 درصد میباشد. بر اساس نتایج بدست آمده از برنامه ریزی آرمانی برای همه گروههای همگن درصد کاهش سود کمتر از درصد کاهش برداشت است. همچنین نتایج نشان داد که اتخاذ استراتژیهای کم آبیاری و بکارگیری سیستم آبیاری بارانی منجر به کاهش برداشت از آبهای زیرزمینی در مقایسه با شرایط کنونی میشود به طور مثال در حالتی که وزن یکسان به آب مصرفی و سود داده شود به آرمان کاهش مصرف آب به طور کامل میتوان دست یافت. در این حالت محصولات با روش آبیاری بارانی همراه با استراتژی کم آبیاری در الگوی کشت حضور دارند. نهایتا اینکه نتایج مطالعه حاضر میتواند به کشاورزان در انتخاب الگوی کشت، استراتژی و روش آبیاری، به گونهایکه درآمد زارعین و برداشت آب از سفرههای زیرزمینی همزمان بهینه گردند، کمک نماید.
Overexploitation of groundwater resources may result in lowering the groundwater table at a faster rate. In order to balance groundwater exploitation with recharge, the major remedial measures suggested are to strengthen groundwater management, to adopt water demand policies, to raise water use efficiency, and to increase water supply from other sources. The relationship between farmers’ income and the withdrawal was then examined using goal programming with 10, 20 and 30 percent deficit from water consumption target. The needed data were obtained from a random sampling. 112 farmers were chosen in the selected villages. The results at plain level showed that annual groundwater pumping; with optimal control is less than current groundwater pumping at discount rate less than 18 percent. The decrease percentage on benefit was less than that of the withdrawal for all representative farmers, based on the result obtained from goal programming. For example with the equal weight assigned to the water consumption and to the benefit objective, the water consumption target can be fully achieved. In this case products with deficit irrigation strategies and sprinkler irrigation method are used in the crop pattern. This study also revealed that the application of deficit irrigation strategies and sprinkler irrigation method lead to a decrease in extracting groundwater compared to the current status. Finally, the results can help farmers to choose crop pattern, irrigation strategies and irrigation method in such a way that both farmers’ income and withdrawal are simultaneously optimized.
باغات سنتی قزوین با قدمتی طولانی نقشی با اهمیت در گذشته شهر قزوین داشتهاند. ولیکن امروزه به علت دو مشکل عمده کمبود آب و توسعه شهر به سمت این باغات وضعیت چندان مناسبی ندارند. در این مقاله با استفاده از روش تحقیق در عملیات تلاش گردیده تا یک برنامه منسجم مدیریتی با دو سیاست محوری حیات بخشی باغات در افق کوتاه مدت و شکوفایی باغات در افق بلند مدت ارائه گردد. با استفاده از مدل بهینه سازی تهیه شده که بر مبنای برنامهریزی خطی عمل میکند برنامه عمل سیاستگذاران در جهت نیل به توسعه پایدار در مجموعه باغات مشخص میشود. نتایج به دست آمده از این مدل نشان میدهد که در چارچوب سیاستهای ذکر شده، توزیع آب و هزینههای مربوطه در کلیه مناطق باغات مورد مطالعه به صورتی عادلانه خواهد بود. همچنین راندمان آبیاری در مجموعه باغات از 33 درصد وضع موجود به 38 درصد در افق کوتاه مدت و 59 درصد در افق بلند مدت ارتقاء یافته است.
Qazvin’s traditional gardens have had important roles in the history of Qazvin. But today because of two major problems, water shortage and city expansion, these gardens are in an improper situation. In this paper using the Operational Research method, it is tried to develop a management inclusive plan with two fundamental policies: gardens vitalize in a short-term horizon and gardens flourish in a long- term horizon. The action plans are determined for the policy makers in order to achieve sustainable development in the garden complex. According to the results of this study, in the framework of policies mentioned, water distribution and related expenses over the gardens would be fair. Also the irrigation efficiency in the garden complex would be improved from 33% in current situation to 38% in short-term horizon and 59% in long-term horizon.
در منطقه شیرین بهار تاقدیسهای شلار و چالهمنار با پوشش آهک آسماری (km2160) به شدت تحت تأثیر فرآیندهای تکتونیکی قرار گرفته و منجر به توسعه قابل توجه اشکال ساختمانی همچون گسل، درزه و شکستگی شده است. رخنمون وسیع سنگهای کربناته، گسترش این ساختارها و ویژگیهای آب و هوایی مناسب (بارندگی سالانه mm 815)، شرایط خوبی را جهت ایجاد پدیدههای کارستی در منطقه شیرین بهار فراهم کرده است. بررسیهای ساختاری این منطقه نشان میدهد که علاوه بر گسلهای بزرگ مقیاس، گسلهای محلی نیز وجود دارد و تراکم درزههای طولی بیش از عرضی میباشد. در این تحقیق ویژگیهای ساختاری و خصوصیات هیدروژئولوژیکی چشمه دره اناری با آبدهی حدود m3/sec 8/2 در منطقه شیرین بهار مورد بررسی قرار گرفته است. برای شناسایی ویژگیهای هیدروژئولوژیکی چشمه دره اناری در دوره مطالعاتی از آنالیز هیدروگراف چشمه استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که رژیم جریان غالب آبخوان کارستی چشمه دره اناری، کانالی- انتشاری است و مساحت حوضه آبگیر این چشمه حدود 154 کیلومتر مربع برآورد میشود.
In the study area Chaleh Monar and Shelar anticlines covered by the Asmari formation (160km2), areheavily affected by tectonic processes. As a result a variety of structural features such as fracture, folding and faulting has been developed. The extensive exposure of carbonate rocks and suitable climatic condition (815 mm annual rainfall) created good conditions for karst phenomena in the Shirin Behar area. The structural study indicated that in addition to large scale faults, local faults have been developed. Besides, thefracture’s longitudinal density is more than the lateral density. The aim of this study was to determine hydrogeological characteristics of the Dreh-e-Anari spring with discharge of 2.8 m3/s in Shirin Bahar area. To assess hydrogeological characteristics of the Dreh-e-Anari spring, spring’s hydrograph was analyzed. Analyses of the Darah-e- Anari recession curve showed that the dominant flow regime was conduit- diffuse.The catchment area of the spring was estimated to be about 154 km2.
به منظور بررسی دقت روشهای رگرسیونی چاو و استوکاستیک برای برآورد دبی حداکثر سالیانه در منطقه البرز مرکزی با استفاده از آمار دبیهای حداکثر روزانه اقدام به بازسازی دبیهای حداکثر سالیانه شد. در این تحقیق از روش همبستگی برای بازسازی دبیهای حداکثر سالیانه استفاده شد. پس از بررسی و تکمیل آمار، دادههای 23 ایستگاه هیدرومتری موجود در منطقه با طول دوره آماری مشترک 20 ساله برای بررسی و تجزیه و تحلیل انتخاب شدند. روش بررسی به این ترتیب بود که دادههای هر ایستگاه به سریهای آماری 10، 15 و 20 ساله تقسیم شدند که در مجموع 414 سری آماری برای کل منطقه به دست آمدند. برای بهدست آوردن بهترین توزیع آماری برای دادههای موجود از نرمافزار 1HYFA استفاده و از روی بهترین توزیع آماری به دست آمده دبیهای حداکثر در دوره بازگشتهای 2، 5، 10، 15، 20، 25، 30، 50، 100، 500، 1000 ساله بهدست آمدند. با استفاده از روشهای رگرسیونی چاو و استوکاستیک هم در هر سری آماری دبیهای با دوره بازگشتهای مذکور به دست آمدند سپس نتایج این روشها با استفاده از شاخصهای آماری میانگین مربعات خطا 2(MSE) و میانگین قدر مطلق خطا 3(MBE) با نتایج توزیعهای آماری مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج به دست آمده نشان میداد که روش رگرسیونی چاو (گمبل اصلاح شده توسط چاو) در بیشتر دوره بازگشتهای مورد بررسی نسبت به روش استوکاستیک برای برآورد دبی حداکثر سالیانه در البرز مرکزی روش بهتری میباشد. همچنین مقایسه برآوردهای روشهای مورد مطالعه با توزیعهای آماری برازش یافته به دادهها با استفاده از آزمون تجزیه واریانس و در سطح 5 درصد تفاوت معنیداری را نشان ندادند.
In this research the level of accuracy for Chow regression and stochastic methods is compared for estimating annual peak flood in central Alborz region. The annual peak flood data in this region were incomplete, and regression method was used for data completion. 23 gauge stations with 20 years common data were selected for the analysis. The observed data at each station was divided into time series of 10, 15 and 20 years preparing 414 time series of annual peak floods for the analysis. Using 7 important frequency distributions including, Normal, 2 parameters Log Normal, 3 parameters Log Normal, 2 parameters Gama, Pearson type 3, Log Pearson type 3, and Gumbel lthe probabilities were accounted for each of these time series. Then the best distribution was chosen and the annual peak floods for 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 50,100,500, and 1000 years return periods were estimated. Peak discharges for these return periods were estimated using chow’s regression and Stochastic methods, and then compared using probability indices such as, MSE and MBE. This research showed that Chow’s regression method gives better results for estimating annual peak flood in the central Alborz region.
مسائل مربوط به طراحی بهینه احیای آبهای زیرزمینی بسیار پیچیده، غیرخطی و از نظر محاسباتی پر هزینه هستند. روشهای فراکاوشی مختلفی برای طراحی بهینه این مسائل مورد استفاده قرار گرفته که نتایج مناسبی را به همراه داشته است، اما اکثر آنها از نظر زمان اجرای محاسبات بسیار پرهزینه بوده اند. در این تحقیق برای اولین بار از الگوریتم جامعه مورچگان برای حل مسائل تصفیه آلودگی آبهای زیرزمینی استفاده شده است و کارایی آن با الگوریتم ترکیبی نورد شبیهسازی شده و الگوریتم ژنتیک مقایسه شده است. در مسئله موردی بررسی شده محل چاهها و مقادیر تزریق و تخلیه از این نقاط، به عنوان متغیرهای تصمیم در نظر گرفته شدهاند و شبیهسازی جریان کمی و کیفی آبهای زیرزمینی با استفاده از نرمافزار BIOPLUMEII انجام یافته است. با توجه به خصوصیات الگوریتم مورچهها، با گسستهسازی مقادیر دبیهای پمپاژ و تخلیه تعداد فراخوانی شبیه ساز به مقدار قابل توجهی کاهش پیدا میکند. خطای ناشی از گسستهسازی متغیرهای تصمیم در حدود 8/1 درصد است و این در شرایطی است که کاهش زمان محاسبات و تعداد فراخوانی شبیهساز در حدود 56 درصد است. با پیچیدهتر شدن مشخصات آبخوان و گسترش ابعاد مسئله، کاهش زمان ناشی از این رویکرد اهمیت بیشتری خواهد داشت.
Optimal groundwater bioremediation formulation are often complex, nonlinear, and involve intensive computations. Population-based optimization techniques allow solution of more complex nonlinear problems compared to the traditional gradient-based approaches, but computationally they are more intensive. For the first time, this study, proposed ant colony optimization (ACO) algorithm for groundwater bioremediation problems. Performance is compared to the hybrid genetic algorithm and simulated annealing. Rates of injection and extraction pumping and well locations are decision variables. The BIOPLUMEII is used as simulation model. Results showed the phenomenal capability of ACO algorithm in cutting calculation cost, in comparison to Hybrid simulated annealing and genetic algorithm, with a minor calculation error of 1.8%. Optimization results showed that ACO note worthily reduces computational time (56%) compared to the hybrid genetic algorithm and simulated annealing. ACO can be used as an alternative method for solving larger-scale groundwater remediation problems.
موج ناشی از شکست سد پدیدهای است که در اثر رها شدن ناگهانی آب در یک آبراهه بوجود میآید. با هدف بررسی این موضوع از دیدگاهی عددی، در نوشتار پیش روی یک مدل حجم محدود مبتنی بر معادلات آب کم عمق ارائه میگردد که در آن از الگوی عددی شار متوسط وزن دار برای تخمین شار بین سلولی استفاده شده است. این الگوی عددی دارای خاصیت تسخیر شوک بوده و برای شبیه سازی انتشار امواج بر روی بستر خشک به تمهید خاصی نیاز ندارد. با ارائه نیمرخ سطح آزاد جریان برای حالات مورد مطالعه، مراحل مختلف انتشار امواج مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. همچنین با طرح چندین آزمون محاسباتی و مقایسه نتایج عددی با حل تحلیلی و یا دادههای موجود آزمایشگاهی، کارآیی مدل ارائه شده در شبیه سازی جریان ناماندگار ناشی از شکست سد به اثبات رسید.
Dam break wave is a phenomenon resulting from sudden release of water in a channel. Aiming at a numerical study on such waves, this paper presents a finite volume model based on shallow water equations which utilizes the Weighted Average Flux (WAF) scheme to estimate inter-cell numerical fluxes. The model has a shock capturing feature, and requires no special treatment to handle waves propagating over dry beds. Different stages of wave propagation were analyzed by offering free surface profiles for the cases studied. Furthermore, several computational tests, including comparison with the existing analytical solution as well as experimental data, are provided to confirm the performance of the model in simulating unsteady flow due to the dam break.
برای گروهبندی بارش ماهانه ایران به نواحی همگن از تحلیل مولفههای اصلی و خوشهای استفاده شد. چنین گروه بندی به عنوان مرحله اول و مهم در پیش پردازش فرو مقیاس نمودن خروجیهای مدلهای عمومی جو در نظر گرفته میشود. دادههای بارش ماهانه 42 ایستگاه همدیدی برای دوره 2003-1967 ( 37 ساله) تشکیل یک ماتریس 42 در 444 داد که به عنوان فایل ورودی تحلیل مولفههای اصلی بکار برده شد. با استفاده از تحلیل مولفههای اصلی این ماتریس به یک ماتریس 42 در 33 که 96% از کل واریانس در سریهای زمانی مشاهده شده را توجیه کرد، کاهش یافت. ماتریس کاهش یافته به عنوان فایل ورودی تحلیل خوشهای استفاده شد. نتایج نشان داد که کشور به شش ناحیه مختلف پهنه بندی میشود.
Principal components and cluster analysis were used for grouping the monthly precipitation over Iran into some homogeneous regions. Such grouping is considered as an essential and primary step for pre-process in downscaling of the general circulation models outputs. The monthly precipitation data of 42 stations for the period of 1967-2003 (37 years) forming a 42×444 matrix was used as input file of the principal components analysis. Using PCA, this matrix was reduced into a 42×33 matrix that accounted for about 96% of total variance in the observational time series. The reduced matrix was used as the input file of the Cluster analysis. The results regionalized the country into six different regions.
خشکسالی هیدروژئولوژیکی از جمله مخاطرات طبیعی است که به دلیل متأثر شدن سامانه آب زیرزمینی از خشکسالی بوجود میآید. در این خشکسالی ابتدا مقدار تغذیه تنزل یافته، سپس افت تراز سطح ایستابی و در نهایت کاهش و یا توقّف تخلیه ناشی از رودخانهها و چشمهها را به دنبال دارد. در این تحقیق اثرات تغذیه مصنوعی آبهای زیرزمینی بر توزیع زمانی و مکانی خشکسالیهای هیدروژئولوژیکی دشت گربایگان با استفاده از شاخص حالت پیزومتریک (PSI) مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج این مطالعه نشان داد، اثر بخشی سامانه پخش سیلاب در کاهش افت ناشی از خشکسالیها تنها در سالهای اولیّه بوده بهطوریکه از 1376 تا سال 1387، محدوده واقع در پایین دست پروژه پخش سیلاب به تدریج متحمّل خشکسالیهای هیدروژئولوژیکی شدیدی شده است.
Hyrogeological drought is a natural hazard that develops when groundwater systems are affected by drought., First the groundwater recharge is decreased. Then the groundwater levels and finally, groundwater discharge by rivers and springs are decreased or stopped. This research analysed the effects of artificial recharge of groundwater on temporal and spatial distribution of hydrogeological droughts using Piezometric State Index (PSI) in Garbaygan plain. The results of this study showed that the efficiency of flood spreading systems for reduction of groundwater level drop caused by droughts, limited to the initial years exclusively andsevere hydrogeological droughts have gradually been initiating since 1376 to 1387 in the south of the implemented flood spreading project.