per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2010-11-22
6
3
0
1
16032
پیشگفتار
Preface
محمد کارآموز
karamouz@ ut.ac.ir
1
https://www.iwrr.ir/article_16032_9b428596fe2156ff2799473b5c3e0413.pdf
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2010-11-22
6
3
1
11
15868
Original Article
بررسی پارامتریک انتقالMTBE از مخازن سوخت تهران بزرگ به منابع آب زیر زمینی
Parametric Analysis for the Fate of Methyl Tertiary Butyl Ether (MTBE) in Groundwater Resources from a Fuel Storage Tank in Northern Tehran
غلامرضا اسدالله فردی
fardi@tmu.ac.ir
1
احمد خدادادی
akdarban@modares.ac.ir
2
معصومه یعقوبی
3
استادیار /دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه تربیت معلم تهران
دانشیار / دانشکده فنی دانشگاه تربیت مدرس تهران
دانشجوی کارشناسی ارشد/ مهندسی عمران- محیط زیست دانشگاه تربیت معلم تهران
عموماً فرآیندهای برداشت، تصفیه، انتقال و مصرف مواد نفتی دارای پتانسیل آلایندگی شدیدی هستند و در صورت تخلیه به محیط سبب آلودگی منابع خاک، هوا و آبهای سطحی و زیرزمینی میشوند. عموماً نشت مواد نفتی در زمین و نفوذ به سفرههای آب زیرزمینی موضوع جدیدی نبوده است. در ایران با توجه به وجود مخازن سوخت، آلودگی سفرههای آب زیرزمینی به مواد نفتی و بررسی رفتار آلاینده دارای اهمیت است. با در نظر گرفتن این نکته که علاوه بر آبیاری اکثر زمینهای کشاورزی از طریق چاههای زیرزمینی، مورد استفاده شرب نیز قرار میگیرد. از میان مواد نفتی MTBE یک ماده آلی اکسیژندار سمی و سرطانزا است که در ایران و بسیاری از کشورهای جهان به صورت گسترده در تولید بنزین بدون سرب استفاده میشود. لذا بررسی پارامترهای موثر در تجزیه و انتقال آن در محیط آب زیرزمینی ضروری است. در این مطالعه ضمن مروری بر مدلهای BIOSCREEN به عنوان مدل تحلیلی و BIOPLUMEIII به عنوان مدل عددی با استفاده از روش تفاضل محدود میزان تجزیه بیولوژیکی و انتقال MTBE در محدوده شمال تهران (جایگاه سوخت شماره 25 مجاور شیرخوارگاه آمنه) توسط مدلهای یاد شده مورد بررسی قرار گرفته است. پیشبینی در این مدلها براساس اطلاعات هیدروژئولوژی محل، نشت شامل سرعت آب زیرزمینی، ضریب نفوذپذیری ومشخصات خاک شامل ضریب جذب و دانسیته وپارامترهای شیمیایی آب زیرزمینی برای تجزیه بیولوژیکی به عنوان پذیرنده الکترون نظیر میزان اکسیژن محلول، آهن، نیترات وسولفات میباشد. نتایج نشان میدهد که غلظت ترکیبات پذیرنده الکترون تاثیر نسبتا زیادی بر تجزیه بیولوژیکیMTBE دارد. این فرضیات استفاده از شرایط محیطی یا نیمه تحلیلی انتقال را امکان پذیر میسازد. این مدلها به دلیل ارائه راهحلهای تحلیلی وعددی از لحاظ سهولت محاسبهای و وضوح نسبت به بقیه برتری دارد و دو مدل مذکور برازش قابل قبولی را نشان داده است.
Procedures of extraction, refinement, transmission and consumption of oil have a high pollution potential to soil, air, and water resources. The leaking of oil into the ground and toward the groundwater resources is a common phenomenon in pollution studies. Regarding the considerable oil resources in Iran, the groundwater pollution is a major issue due to different oil-based pollutants in the main source of drinking and agricultural water. Methyl Tertiary Butyl Ether (MTBE) which is toxic and very soluble in water is one of the most common oxygenated compounds used in producing lead-free gasoline in Iran and many other countries. The parametric study of the factors which affect the biodegradation and transport of MTBE is very important. In this study the most important biodegradation models are reviewed. BIOSCREEN as an analytical and BIOPLUME as a numerical model based on finite difference approximation are among these models. As the case study, the geochemical field data is used for one of the gasoline stations in Tehran (gasoline station no. 25 next to Ameneh Nursery) to predict the fate of MTBE in groundwater resources in the vicinity of the station. This is performed based on the biogeochemical properties of the soil and the groundwater including the soil density, soil adsorption, and groundwater velocity. The concentrations of dissolved oxygen, nitrate, sulfate, and iron are also considered as electron acceptors. The result of the study showed that the electron acceptors have a considerable effect on MTBE biodegradation. The results also indicated that the model outputs are in good agreement with the field data and can be used as a good tool for the prediction of natural biodegradation of petroleum products in groundwater.
https://www.iwrr.ir/article_15868_4b2c7420d4e4e914cd3ef22cc4eb9846.pdf
آلودگی آب زیرزمینی
MTBE
تجزیه بیولوژیکی و پذیرنده الکترون
Groundwater pollution
MTBE
BIOSCRREN Models
Biodegradation
Electron acceptors
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2010-11-22
6
3
12
24
15880
Original Article
ارزیابی شبیه سازی رواناب حوزه های برفی با مدل شبیهسازی (SRM) و شبکه عصبی برای برآورد انرژی برقابی در مواجهه با کمبود آمار
Runoff Simulation in Snowbound Catchments, Using SRM and ANN Models to Estimate Hydropower Potentials in Data Scarcity Situations
مجید دهقانی
1
سعید مرید
morid_sa@modares.ac.ir
2
علی اکبر نوروزی
3
دانش آموخته/مقطع کارشناسی ارشد سازه های آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
دانشیار / گروه سازه های آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.
مربی / پژوهشی مرکز تحقیقات خاک و آبخیزداری جهاد کشاورزی، تهران، ایران
نیروگاههای برقابی کوچک میتوانند در تولید انرژی نقش زیادی ایفا نمایند. سرشاخههای رودخانهها مکانهای مناسبی برای احداث این نیروگاهها میباشند، ولی معمولاً این مناطق برفگیر هستند و به علت مشکلات دسترسی، فاقد آمار و یا کمآمار هستند. در این تحقیق تلاش شده تا با استفاده از حداقل آمار و اطلاعات در دسترس، شبیهسازی جریان در حوضه برفگیر سردآبرود که حوضهای نسبتاً کوچک و دارای آمار کم میباشد به وسیله مدل SRM1 و شبکههای عصبی مصنوعی (ANNs)2 به انجام رسد و سپس اثر خطا در برآورد جریان به واسطه اطلاعات کم، بر مقدار برآورد انرژی تولیدی بررسی گردد. در اجرای مدل SRM نیاز به سطح تحت پوشش برف میباشد که با استفاده از تصاویر سنجنده AVHRR3 ماهواره NOAA4 برای سالهای 1999 و 2000 تأمین شد. برای ANNs مرحله آموزش با 1 (سال 1999 با استفاده از ایستگاههای موجود در منطقه) و 3 سال (1997 لغایت 1999 با استفاده از ایستگاههای منطقه و ایستگاههای مجاور) به طور جداگانه انجام و در هر دو مورد سال 2000 برای صحتسنجی در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد در صورتی که ANNs با آمار روزانه سه سال آموزش داده شود میتواند نتایج بهتری از SRM ارائه کند. هرچند هر دو روش در برآورد پرآبیها با مشکلاتی همراه هستند. برای بررسی اثر نتایج بالا در تولید برق، با استفاده از روشهای تداوم جریان و روندیابی متوالی جریان، میزان انرژی تولیدی برآورد و با هم مقایسه گردید. در این خصوص از نرمافزار RETScreen و برنامهای که طی تحقیق توسعه یافت، استفاده گشت. نتایج این بخش نشان داد که در شرایط مساوی طول دوره آماری (1999 و 2000) مدل SRM به طور مطلوبتری شبیهسازی جریان و متعاقب آن تولید انرژی را محاسبه کرده است. ولی در مورد ANNs با سه سال آموزش، نتایج به SRM نزدیکتر میگردد. هرچند رواناب شبیهسازی شده با SRM تولید برق را بهتر برآورد کرده است که علت آن را باید در شبیهسازی بهتر جریان در محدوده مورد استفاده برای توربینهای نیروگاه یافت.
Small hydropower plants can have an important role in energy generation. Upper catchments are normally proper locations to construct such plants, but they usually have snowy regimes and the availability of data is usually a problem. This paper is an attempt to simulate snowmelt-runoff with SRM and ANNs in the relatively small catchment of Sardabrood in northern Iran with scarce data. In the next step, effects of errors resulting from the streamflow simulation on the estimated hydropower energy potentials is investigated.
For the SRM model, a snow covered area is needed. This is met by the images of the AVHRR sensor of NOAA satellites for the years 1999 and 2000. In case of ANNs, the networks are trained with 1 year- (1999 using stations in the region) and 3 year- (1997 to 1999 using stations of the region and nearby) observed data. Year 2000 is used for verification. The results have shown that if ANNs get trained with 3-year data, it performs better than SRM. Both methods have problems in high flow simulations. Duration-Curve method and Sequential Streamflow Routing method are applied to simulate electricity generation, based on the results of runoff simulations. The RETScreen software and a program developed in this research are implemented for this purpose. The comparisons suggested better performance of SRM in the equal time periods (1999 and 2000) and subsequently better energy generation prediction. ANNs with 3 years training have closer results to SRM. Although runoff simulated with SRM have better performance in energy generation. This is because of better simulation of runoff in the operational ranges of the turbines
https://www.iwrr.ir/article_15880_10d233e26b74f85062dce18d87f1ec43.pdf
رواناب ذوب برف
انرژی برقابی
مدل SRM
شبکههای عصبی مصنوعی
کمبود آمار
Snowmelt Runoff
hydropower
SRM
Artificial Neural Networks
Ungauged
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2010-11-22
6
3
25
34
15881
Original Article
ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی 9 شهر استان اصفهان برای مصارف شرب با استفاده از سیستم استنتاج فازی
Analysis of Groundwater Quality Acceptability for Drinking purposes in Nine Cities in Isfahan Province Using Fuzzy Inference System
سید ابراهیم هاشمی
hashemi@ag.iut.ac.ir
1
سید فرهاد موسوی
mousavi@cc.iut.ac.ir
2
سید محمود طاهری
taheri@cc.iut.ac.ir
3
عباس قره چاهی
4
دانشجوی دکتری / آبیاری و زهکشی، گروه آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان.
استاد / گروه آب ، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان
دانشیار / دانشکده علوم ریاضی، دانشگاه صنعتی اصفهان
سرپرست /آزمایشگاه مرکزی آب، شرکت آب و فاضلاب استان اصفهان.
ارزیابی فازی، سطح اطمینانی برای قابلیت پذیرش آب برای مصارف شرب با استفاده از حدود تعیین شده توسط سازمانهای مختلف و نظر کارشناس کیفیت آب ارائه میدهد. در این مطالعه از سیستم استنتاج نظریه فازی برای بررسی، تصمیمگیری و اظهار نظر در مورد کیفیت شیمیایی آبهای زیرزمینی که به منظور شرب به کار میروند استفاده شده است. شیوه به کار رفته بر اساس نظریه مجموعهها و منطق فازی و برای تعیین کیفیت آب از دادههای نادقیق زیستمحیطی و با استفاده از استانداردها و به صورت غیراحتمالاتی میباشد. مدل بهینه شده، با استفاده از قوانین فازی و 29 نمونه آب زیرزمینی که از چاههای تأمین آب شرب 9 شهر مختلف استان اصفهان جمعآوری شده بودند، به دست آمد. این نمونهها برای 11 پارامتر شیمیایی آنالیز شدند ولی از اطلاعات 9 پارامتر برای ارزیابی کیفیت آب استفاده شد. نتایج آنالیزها نشان داد که 10 نمونه از آبهای مورد مطالعه با سطح اطمینانی بین 84 تا 97 درصد در گروه مطلوب، 9 نمونه با سطح اطمینان 50 تا 100 درصد در گروه قابل قبول و 10 نمونه با سطح اطمینان 50 تا 95 درصد در گروه نامطلوب برای آشامیدن قرار گرفتند. همچنین، 65 درصد از نمونههای مورد آزمایش درحد مطلوب یا قابل قبول برای آشامیدن میباشند.
Fuzzy evaluation presents a certainty level for the acceptability of water for drinking purposes based on prescribed standards of various organizations and perception of the experts. In this study, fuzzy set theory was applied for decision making on the suitability of certain groundwater resources for drinking purposes based on chemical quality. The quality of water was expressed in indefinite environment of monitored data and prescribed standards given in a non-probabilistic sense. From the 9 cities in Esfahan Province, 29 groundwater samples that were collected from the drinking water wells are used in this study. These samples were analyzed for 11 chemical parameters. But, finally 9 parameters were used for evaluation of drinking water quality. The results showed that 10 water samples were in the “desirable” category with a certainty level of 84-97%, 9 samples were in the “acceptable” category with a certainty level of 50-100%, and 10 samples were in the “non-acceptable” category with a certainty level of 50-95%. Furthermore, about 65% of the samples were in the “desirable” or “acceptable” categories for drinking purposes.
https://www.iwrr.ir/article_15881_a3cefeb41747ef86f88673bb5b6c6db3.pdf
کیفیت آب شرب
مجموعه فازی
تابع عضویت
مشخصه زبانی
Drinking Water Quality
Fuzzy set
membership function
Linguistic description
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2010-11-22
6
3
35
41
15977
Original Article
رابطه جدید برای اندازه گیری دبی رودخانه با تزریق پیوسته ردیاب
Equation for Measuring River Discharge with Constant Rate Injection
یاسر طهماسبی بیرگانی
tahmasebi_yaser@yahoo.com
1
ندا محسنی
infomoseni@yahoo.com
2
دانشگاه علوم پزشکی جندی شاپور اهواز، دانشکده بهداشت، گروه بهداشت محیط، ایران، اهواز
مرکز تحقیقات و تعلیمات حفاظت و بهداشت کار منطقه جنوب غرب کشور، کارشناس بهداشت محیط، ایران، اهواز
در رودخانههایی که اندازه گیری سطح مقطع دشوار است، یا به سبب وجود جریانهای بسیار آشفته اندازهگیری سرعت آب با روشهای معمولی امکانپذیر نیست و یا مسیر عبور آب از مناطق کوهستانی با شیبهای تند و مقاطع نامنظم است میتوان روش اندازهگیری دبی با استفاده از تزریق ردیاب را به کار گرفت. جهت اندازه گیری دبی به روش تزریق ردیاب، دو رابطه تزریق با دبی ثابت (پیوسته) برای جریانهای کوچک و تزریق یکباره (لحظهای) ردیاب برای جریانهای بزرگ وجود دارد.در این مطالعه با استفاده از دادههای آزمایشگاهی یک رابطه جدید برای اندازه گیری دبی با استفاده از تزریق ردیاب با دبی ثابت ارائه شده است. همچنین آزمایشهایی برای مشخص شدن دقت رابطه جدید اندازه گیری دبی با تزریق ثابت ردیاب سدیم کلراید در شرایط یکسان کانال آزمایشگاه هیدرولیک و یک آبراهه با مقطع غیر هندسی صورت گرفته است.نتایج نشان از دقت رابطه جدید میدهد.
In river with non-regular cross sectional area or with turbulent flow, it is not possible to measure flow by usual methods. The tracing method is used in such circumstances. This method is applied in two ways: constant rate injection for small streams and slug injection for greater flows. These methods are based on tracer dilution in a stream. In this study a new equation is presented for discharge determination using constant rate injection in the laboratory and nonlinear regressions. Sodium chloride is used in this experiment as a tracer. This method is double-checked in the field. Experimental and field results confirm accuracy of the new equation
https://www.iwrr.ir/article_15977_35e0a3deef050248f5e89f421e371c9b.pdf
اندازهگیری دبی
تزریق با دبی ثابت
غلظت
ردیاب
رابطه جدید
Discharge measurement
Constant rate injection
concentration
Tracer
Equation
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2010-11-22
6
3
42
54
15981
Original Article
بررسی تغییرات زمانی و مکانی تبخیر بر اساس مهمترین عوامل هواشناختی مؤثر بر آن در ایران مرکزی
Investigating the Spatial and Temporal Variations of Evaporation Using the Climatic Parameters in Central Iran
حسین ملکینژاد
hmalekinezhad@yazduni.ac.ir
1
سمانه پورمحمدی
s.poormohammadi@yahoo.com
2
محمد حسن رحیمیان
mhrahimian@gmail.com
3
استادیار / دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه یزد، یزد، ایران
دانش آموخته کارشناسی ارشد / مدیریت مناطق بیابانی،دانشگاه یزد، ایران
کارشناس / مرکز ملی تحقیقات شوری، یزد، ایران
تبخیر یکی از فراسنجههای مهم اقلیمی و متاثر از چندین عامل مختلف دیگر است. تبخیر علاوه بر تاثیرپذیری از عوامل دیگر گاهی اوقات خود نقش مهمتری در اقلیم منطقهای بویژه در مناطق خشک و نیمه خشک دارد. برآورد درست مقدار تبخیر نقش اساسی در مدیریت بهینه منابع آب و تعیین نیاز آبی ایفا میکند. در این تحقیق 14 ایستگاه هواشناسی در مناطق خشک مرکزی و جنوبی ایران انتخاب شد. در این مرحله آمار دراز مدت مربوط به فراسنجههای اقلیمی موثر بر تبخیر که شامل ابرناکی، بیشینه، کمینه و میانگین دما، اختلاف بین بیشینه و کمینه دما، میانگین رطوبت، بیشینه و کمینه رطوبت نسبی و اختلاف بین بیشینه و کمینه رطوبت و سرعت باد مربوط به ایستگاههای فوق جمعآوری شد. سپس از بین فراسنجههای مذکور مهمترین عوامل موثر بر تبخیر با استفاده از روش تجزیه عاملی تعیین گردد. در مرحله بعد با انجام تحلیل خوشهای به جداسازی مناطق همگن اقلیمی در مناطق مطالعاتی پرداخته شده است. با بکارگیری همبستگی چندگانه در هر یک از این مناطق همگن ارتباط بین عوامل هواشناختی با تبخیر در هر ماه تعیین گردید و در نهایت با استفاده از معادلات همبستگی بدست آمده، تبخیر پتانسیل محاسبه شد. بمنظور مقایسه دقت نتایج حاصل از روابط استخراجی با دادههای مشاهداتی از آمارههای MAE و RMSE استفاده شد. در پایان نیز با اعمال روش زمین آمار (کریجینگ) بر روی دادههای تبخیر محاسباتی برای ایستگاههای مورد مطالعه، نقشه هم تبخیر برای هر منطقه همگن در ماههای مختلف سال ترسیم و سپس به تحلیل نمودارهای حاصل از این نقشهها پرداخته شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که تحلیل عاملی روش مناسبی برای تعیین اهمیت نسبی فراسنجههای هواشناختی موثر بر تبخیر است. هم چنین تقسیم منطقه به مناطق همگن اقلیمی با استفاده از تحلیل خوشه ای دقت برآورد تبخیر را افزایش میدهد. معادلات استخراج شده در این تحقیق برای برآورد تبخیر پتانسیل با روش همبستگی چند گانه می تواند با اطمینان زیادی مورد استفاده قرار گیرد. هم چنین نتایج استفاده از روش زمین آمار نشان داد که این تکنیک میتواند از راه کارهای مناسب جهت برآورد تبخیر برای مناطق فاقد آمار باشد.
Evaporation is one the most important climatic parameters in water resources management. This parameter depends on many other climatic factors and plays an important role in arid and semiarid regions. In this study, 14 weather stations were selected in arid areas in central and southern parts of Iran. The climatic historical data including cloudiness, maximum and minimum temperatures, the differences between maximum and minimum temperatures, mean relative humidity, wind speed, and some other factors were provided. An Attempt was made to determine the most important factors affecting evaporation by using Factor Analysis (FA). Then, by conducting Cluster Analysis (CA) through Minitab software, homogeneous regions were separated. Taking advantages of multiple regressions in each region, the relationship between climatic factors and evaporation on the basis of monthly routine was maintained. The verification and evaluation of derived regression equations was calculated using MAE or RMSE statistics. At the end, through applying the geo-statistic technique (Kriging) on calculated evaporation data of investigating stations, the monthly co-evaporation map for each homogeneous region was drawn and the resultant histograms were analyzed.
The results show factor analysis is an appropriate method for determining the relative importance of climatic parameters affecting evaporation. Also, division of a vast region to small subdivisions using cluster analysis increases the precision of derived evaporation equations. Results showed that the multiple regressions may be used in calculation of evaporation and consequently potential evaporation with great confidence. Utilization of geo-statistic technique is a proper approach for estimating potential evaporation in low or no data areas
https://www.iwrr.ir/article_15981_1d03cfa4361dfbd5e8ebfa9ac1307d7a.pdf
تبخیر
تحلیل عاملی
خوشه بندی
رگرسیون چند گانه
زمین آمار
evaporation
Factor analysis
Cluster analysis
Multiple regression
Geo-statistic
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2010-11-22
6
3
55
67
15983
Original Article
مدلسازی بهرهبرداری هوشمند از مخازن با استفاده از برخورد گروهی با دادهها (GMDH)
Intelligent Operation Modeling of Reservoirs Using Group Method of Data Handling (GMDH)
کورش قادری
kouroshqaderi @ mail.uk.ac.ir
1
داودرضا عرب
davoodrezaarab@yahoo.com.
2
محمد تشنهلب
3
آیدانای قزاق
ghazagh62@yahoo.com
4
استادیار /بخش مهندسی آب- دانشکده کشاورزی- دانشگاه شهید باهنر کرمان.
دکتری/ منابع آب.
دانشیار/ گروه برق- دانشکده برق- دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی، تهران، ایران
کارشناس ارشد منابع آب، شرکت سهامی آب منطقه ای گلستان.
در چند دهه گذشته تحقیقات بسیاری روی روشهای بهرهبرداری از مخازن انجام شده است. با توسعه و پیشرفت رایانهها (سختافزاری و نرمافزاری) و ابداع روشهای جدید شامل محاسبات نرم و الگوریتمهای تکاملگرا، طراحان و محققان امید بیشتری برای دستیابی به راهحلهای صحیح و واقعیتر دارند. از لحاظ تئوری برای مدل کردن یک سیستم لازم است که روابط ریاضی صریح بین متغیرها بطور دقیق معلوم باشد. در بسیاری از سیستمها این روابط نامعلوم هستند و استخراج چنین مدلسازی صریحی بسیار مشکل است. در این حالت میتوان از روشهای محاسبات نرماستفاده نمود که داده محور هستند و محاسبات را در شرایط مبهم انجام میدهند. روش گروهی کنترل دادهها(GMDH) یکی از انواع این روشها است که یک رویکرد خودسازماندهی داده بوده که به تدریج مدلهای پیچیدهتری در طول ارزیابی عملکرد مجموعه دادههای ورودی و خروجی تولید میکند. در این تحقیق برای بهرهبرداری سیستماتیک از مخازن چندگانه موجود در دشت تهران شامل سدهای لار، لتیان و کرج، مدلهائی بر اساس GMDH توسعه داده شده است. انتخاب و توسعه این تکنیک بر اساس خصوصیات مخازن موجود در محدوده مطالعاتی، دردسترس بودن دادهها و تناسب رویکرد استقرائی GMDH با سیستمهای داده محور صورت گرفته است. نتایج حاصل از مدلسازی GMDH برای بهرهبرداری از مخازن چندگانه دشت تهران دارای عملکرد بسیار بالائی میباشند.
Recently a lot of attention has been directed to advanced techniques of reservoir operation. The continuous evolution of the information technology (software and hardware) and the development of new techniques including soft computing, intelligent techniques, and evolutionary algorithms created a good environment for reality-based methods and tools. From the Theoretical point of view, modeling a system requires explicit mathematical relationships between inputs and outputs (variables). Since these relations are unknown in many systems, developing such an explicit model is very difficult. In this case, soft computing methods that are based on imprecise conditions and evolutionary algorithms provide capabilities in defining many nonlinear systems and identifying control issues. One of these heuristic self-organization methods is Group Method of Data Handling (GMDH) that produce increasingly complex models during the performance evaluation of input and output sets. Based on GMDH, in this research we have developed a model for the operation of reservoirs in the Tehran-Karaj plane including Lar, Latian and Karaj reservoirs. The GMDH is selected for reservoir operation based on the sufficiency of sampling, characteristics of reservoir in the region of study, and suitability of this technique in the data driven systems. Results of modeling showed high performance of GMDH in reservoir operation.
https://www.iwrr.ir/article_15983_f2a8780b4aa18b68876e1801a7d58785.pdf
محاسبات نرم
مدلسازی
بهرهبرداری از مخزن
GMDH
رویکرد استقرائی
Soft Computing
Modeling
Reservoir operation
GMDH
Inductive Approach
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2010-11-22
6
3
68
79
15984
Original Article
تحلیل زمانی– مکانی پایدار دریاچههای هامون
Temporal and Spatial Analysis of the Stability of the Hamoon Lakes
محمود خسروی
khosravi@hamoon.usb.ac.ir
1
دانشیار/گروه جغرافیای طبیعی و اقلیم شناسی ،دانشکده جغرافیا و برنامه ریزی محیطی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران
دریاچههای هامون به عنوان یکی از ناپایدارترین پهنههای آبی دنیا، از سالی به سال دیگر نوسانات شدیدی را نشان میدهند. قرارگیری منطقه منحصر به فرد تالاب هامون در دشت سیستان، اهمیت زیست محیطی خاصی را به آن بخشیده است و براساس کنوانسیون رامسر منطقه هامون به عنوان یک تالاب بینالمللی از ارزشهای اکولوژیکی خاصی برای جهانیان برخوردار است.
در این مقاله رابطه فضایی ـ زمانی تغییرات آبهای سطحی و پایداری دریاچههای هامون و گودرزه از دوره 1972 تا 2004 با استفاده دادههای سنجش از دور (تصاویر ماهوارههای لندست سنجندهها ی MSS ،TM و ETM+ و ماهواره IRS هند سنجندههای LISS-I و LISSII) بر اساس میزان ورودی آب هیرمند، پریان مشترک و رود سیستان مورد تحلیل قرار گرفته است. ورودی رودخانه هیرمند و شعبات آن در طی دوره آماری تحلیل و نقش آن در تغییرات سطح دریاچهها آشکارسازی شد. سپس با توجه به رژیم رودخانه، تصاویر ماهواره ای محدوده دشت سیستان در طی دوره مورد مطالعه در دو نوبت پرآبی و کم آبی مورد مقایسه قرار گرفت. عمق آب، وسعت دریاچهها و پوشش گیاهی دشت سیستان در یک دیدگاه سیستمی با استناد به این شواهد و با استفاده از عناصر اصلی تفسیر، تصاویر به روش اپتیکی تحلیل گردید. با استفاده از دادههای ماهواره Topax/Poseidon Jason تغییرات پهنه آبی هامون پوزک طی دوره بحرانی خشکسالی تعیین و در نهایت مشخص گردید. این دادهها که شامل 289 اندازه گیری ارتفاع سطح دریاچه در طی یک دوره 10 ساله میباشد، نشان داد در 80 درصد موارد سطح دریاچه خشک و کم آب بوده است.نتایج نشان دهنده وابستگی شدید پایداری فضایی-زمانی هامونها به ورودی آب هیرمند می باشد.ناپایدارترین پهنه هامون هیرمند و پایدارترین آنها هامون پوزک تشخیص داده شد. واکنش گودزره نسبت به خشکسالیهای هیدرولوژیک کمتر از سایر پهنههای آبی بوده است.با توجه به عمق کم منابع آب و وابستگی شدید پهنههای آبی به ورودی هیرمند و مخازن احداث شده در مسیر آن، متاسفانه طی خشکسالیهای اخیر تغییرات غیرقابل بازگشتی در پوشش زمین(Land Cover) این پهنههای باارزش ایجاد گردیده که برای حفظ تعادل هیدرواکولوژیک و جبران خسارات به این اکوسیستم آسیب پذیر به سالیان بیشتری ورود آب در حد نرمال نیاز است.
The Hamoon Lakes are located in the Sistan Basin, in south eastern Iran. Among the most unstable water bodies of the world, these lakes experience great annual fluctuations. The Hamoon wetlands, with unique ecological values, is a protected site under the Ramsar Convention.
In this paper, the temporal-spatial relationship between the surface water potential and the stability of Hamoon and Godzereh water bodies has been analyzed for the periods of 1972-2004. Based on the Hirmands' inflows, mainly Parian and Sistan rivers, this analysis was conducted using the remote sensing information. (Landsat MSS,TM and ETM+ sensors images and LISS1 and LISS2 sensors of IRS images)
The depths of water, the area of the lakes, and the vegetation of the Sistan Basin were analyzed and interpreted based on these images (two images per yes) using principle components of satellite visual interpretation.
The results suggested that the temporal-spatial stability of Hamoons mainly depends on the Hirmand inflow.
It is known that the Hirmand Hamoon Lake is more unstable than other water bodies in the basin. The Puzak Lake is more stable. It should be stated that in hydrological drought events the response of the hyper saline Godzereh lake is very gradual.
Analyzing the Topax/Poseiden Jason satellite data, the variation of the Puzak Hamoon during the critical long period of droughts is evaluated.
Irrevocable changes have occurred in land cover, due to the shallow depths and excessive dependence on the Hirmand inflow and operation of upper reservoirs (Kajaki and Arghandab dams in Afghanistan).
It is shown that a long period of normal discharge is needed for hydro-ecological balances and compensation of losses in this vulnerable ecosystem
https://www.iwrr.ir/article_15984_ce6e7b6e160d6bbb63c365a1e5096b80.pdf
ناپایداری هامونها
دشت سیستان
رود هیرمند
سنجش از دور
خشکسالیهای هیدرولوژیک
Hamoons Instability
Sistan Basin
Hirmand river
Remote Sensing
Hydrologic Droughts
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2010-11-22
6
3
80
95
15985
Original Article
ارزیابی آزمایشگاهی تأثیر برخی شرایط محیطی بر ویژگیهای تعدادی از ردیابهای منتخب به منظور کاربرد در مطالعات ردیابی منابع آب
The Impacts of Environmental Conditions on the Applicability of Selected Groundwater Tracers; A Laboratory Research
حمیدرضا جهانی
h.jahani@wri.ac.ir
1
فاطمه جعفری
fmsjafari@gmail.com
2
غلامعباس کاظمی
g_a_kazemi@shahroodut.ac.ir
3
غلامحسین کرمی
karamigh@yahoo.com
4
عضو هیأت علمی / مؤسسه تحقیقات آب، تهران، ایران
کارشناس / پژوهشی هیدروژئولوژی، مؤسسه تحقیقات آب، تهران، ایران
استادیار/ دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
استادیار / دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
امروزه عملیات ردیابی از کاربردیترین روشهای موجود در هیدروژئولوژی است که در آن انتخاب ردیاب مناسب از مهمترین عواملی است که موفقیت مطالعات وابستگی زیادی به آن دارد. در انتخاب ردیاب مناسب، شناخت کافی از رفتار ردیاب در شرایط محیطی مختلف ضروری است. دراین مقاله اثر فاکتورهایی همچون pH، نور، دما، شوری، کلر آزاد و جذب در محیط متخلخل بر تعدادی از ردیابهای عمدهی مورد استفاده در مطالعات ردیابی شامل اورانین، ائوزین و رودامینB (از ردیابهای رنگی فلورسنت)، پرمنگنات پتاسیم (از ردیابهای رنگی غیر فلورسنت) و کلرید سدیم و پتاسیم (از ردیابهای نمکی) بررسی شد. نتایج به دست آمده از آزمایشهای متعدد تأیید کننده کاهش چشمگیر ویژگی فلورسنس اورانین در محیط اسیدی و افزایش این ویژگی در محیط قلیایی میباشد. همچنین نتایج نشان داد که ائوزین ناپایدارترین ردیاب در برابر تابش نور خورشید بوده و به شدت دچار واپاشی فتوشیمیایی میگردد. پرمنگنات پتاسیم نیز در اثر تابش نور خورشید و افزایش دما تبدیل به پودر قهوهای رنگ اکسید منیزیم میشود و عملاً ویژگی خود را به عنوان ردیاب از دست میدهد. شدت فلورسنس رودامینB در اثر افزایش دما و همچنین افزایش شوری ناشی از NaCl و KCl کاهش مییابد در حالی که اورانین و ائوزین در برابر افزایش دما و شوری محیط از مقاومت بالایی برخوردارند. در رابطه با جذب در محیط ریزدانه، نتایج نشان داد از میان ردیابهای رنگی، رودامینB و پرمنگنات پتاسیم در محیط ریزدانه به شدت جذب میشوند. در حالی که اورانین و ائوزین از مقاومت بالایی نسبت به جذب برخوردارند. کلر مورد استفاده در تصفیه آب میتواند به عنوان یک اکسید کننده قوی حتی در غلظتهای کم نیز منجر به از بین رفتن ویژگی فلورسنس اورانین، ائوزین و رودامینB شود
In this research, the effects of a number of environmental factors such as pH, sunlight, temperature, salinity, free chlorine, and adsorption in porous media are evaluated on the applicability of selected groundwater tracers. Tracers from different categories as fluorescent dye tracers (uranine, eosin and rhodamine-B), chemical salts (NaCl and KCl), and non fluorescent dye tracer (KMnO4) have been tested in the laboratory. The results showed that uranine losses its florescence in acid environments, while in alkaline conditions its florescence increases. The results also showed that due to photochemical decay, if subjected to sunlight, eosin is the most unstable tracer. KMnO4 turns to brown under sunlight and high temperature conditions and may lose its usefulness as a tracer. Results also confirmed that the fluorescence intensity of rhodamine-B decreases as temperature and/or salinity increases. Uranine and eosin showed high resistance against high temperature and high salinity conditions. An important factor in groundwater tracing is adsorption of tracer in porous media environment. Our research showed that rhodamine-B would easily be adsorbed to fine grain porous media while uranine and eosin high resist against adsorption. KMnO4 is also easily adsorbed . Chlorine used in drinking water treatment is strongly oxidizing even in low concentrations and can lead to the elimination of fluorescence of uranine, eosin and rhodamine-B.
https://www.iwrr.ir/article_15985_a3c086b4a6c6f2c4abe9f7fa48d7668c.pdf
ردیابی آبهای زیرزمینی
ردیاب
pH
نور
دما
شوری
کلر
جذب
Groundwater tracing
Tracer
pH
Sunlight
Temperature
Salinity
Free chlorine
Adsorption
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2010-11-22
6
3
96
99
15986
Original Article
برآورد خودکار مشخصات حوضه با استفاده از خصوصیات هیدروگراف مشاهدهای، HEC-HMS، الگوریتم ژنتیک و AutoIt
Automated Simulation of Basin Characteristics Using HEC-HMS, Genetic Algorithm, and AutoIt on Observed Hydrograph Properties
کاظم شاهوردی
k_shahverdi@modares.ac.ir
1
جمال محمدولی سامانی
2
دانشجوی کارشناسی ارشد /گروه مهندسی سازه های آبی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
استاد /گروه مهندسی سازههای آبی دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
مهمترین هدف در واسنجی مدلهای مفهومی بارندگی-رواناب (CRR) پیدا کردن مقادیر بهینه برای مدل میباشد که با استفاده از آن بتوان بهترین منحنی را برای هیدروگرافهای مشاهده شده و محاسبه شده برازش داد. با وجود عمومیت این مدلها، در صورتی که نتوان یک مقدار بهینه منحصر به فرد برای پارامترهای آن با استفاده از واسنجی خودکار به دست آورد، کاربرد آن مدلها بسیار مشکل خواهد بود. همچنین استفاده از هیدروگرافهای واحد مصنوعی برای محاسبه سیلاب طراحی در حوضههایی که فاقد آمار میباشند امری اجتنابناپذیر است. در سالهای اخیر نشان داده شده است که در مسائل بهینهسازی ترکیبی استفاده از الگوریتمهای فراکاوشی نتایج بسیار مطلوبی را به دست میدهد. در این مطالعه دو مدل متفاوت الگوریتم Univariate-Gradient به عنوان بهینهساز کلاسیک با جستجوی موضعی و الگوریتم ژنتیک به عنوان بهینهساز سراسری برای واسنجی مدل هیدروگرافهای واحد اشنایدر، کلارک و SCS در نرمافزار HEC-HMS بکار برده شده است. سیل فراگیر 14 لغایت 18 بهمن سال 1371 رودخانه مهران-ایستگاه دژگان واقع در استان هرمزگان بمنظور مطالعه مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که تلفیق الگوریتم ژنتیک و روش اشنایدر برای پیشبینی مشخصات حوضهها روش مناسبی بوده و با استفاده از این روش، هیدروگراف مشاهدهای و تابع هدف میتوان مشخصات حوضه را بدست آورد. برای انجام خودکار عمل شبیهسازی و بهینهسازی از AutoIt استفاده شده است.
The main objective in calibration of conceptual Rainfall-Runoff models is to find a set of optimal model parameters that provide the best fitness between the observed and the estimated flow hydrographs. These models are general, but when there is a lack of data, their application will be too difficult. In basins without data using the synthetic unit hydrograph for calculation of design flood is inevitable. Recently, it is shown that the use of the heuristic algorithms in combinational optimization problems is very suitable. In this research, two different algorithms, Univariate-Gradient as a classic optimizer, and Genetic Algorithm as a throughout optimizer, were used for calibrating snyder, Clark, and SCS unit hydrograph models in HEC-HMS software. The flood of Bahman 14-18, 1371 (Shamsi Calendar) in Dejgan station, MehranRiver, Hormozgan Province, was used in this study. Results showed that the combination of GA and Snyder method is appropriate for forecasting the basin characteristics. The basin characteristic can be obtained using this method, observed hydrograph, and fitness function. “AutoIt” software was used for automated running of simulation and optimization.
https://www.iwrr.ir/article_15986_5c8f9a4cfe178e19b2aee4f4de5cf381.pdf
مدلهای مفهومی بارندگی- رواناب
الگوریتم ژنتیک
الگوریتم Univariate-Gradient
هیدروگراف واحد اشنایدر
کلارک
SCS
Conceptual Rainfall-Runoff models
Genetic algorithm
Univariate-Gradient Algorithm
Snyder
Clark and SCS Unit Hydrograph
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2010-11-22
6
3
1
12
15996
Original Article
ناحیه بندی حوضههای آبریز خراسان با استفاده از تحلیل خوشهای هیبرید
Regionalization of Khorasan Watersheds by Hybrid-Cluster Analysis
به علت کمبود آمار و اطلاعات همیشه امکان استفاده از تحلیل فراوانی مکانی جهت تخمین چندکهای سیلاب وجود ندارد. از آنجاکه استفاده از یک روش واحد برای ناحیهای کردن معمولاً نتایج قابل قبولی را به دست نمیدهد، لذا معمولاً چندین روش منطقهای بهطور توأم مورد استفاده قرار میگیرد. در این مطالعه سه الگوریتم خوشهای هیبرید که هر یک به طور جداگانه فرایند خوشهای کردن را برای تعیین نواحی مشابه به کار میبرند، مورد بررسی قرار گرفت. از الگوریتمهای خوشهای سلسله مراتبی متراکمی استفاده شد. الگوریتمهای خوشهای مورد استفاده شامل پیوند تکی، پیوند کامل و Ward، و الگوریتم خوشهای تفکیکی شامل الگوریتم K-means است. تأثیر تحلیل خوشهای هیبرید در ناحیهای کردن با استفاده از آمار و اطلاعات 68 حوضه آبریز استانهای خراسان مورد بررسی قرار گرفت. همچنین چهار شاخص آزمون خوشهای شامل ضریب کوفنتیک، عرض سیلهوت متوسط، شاخص Dunn و Davies-Bouldin جهت تعیین تعداد بهینه خوشهها مورد استفاده واقع گردید. تحلیل خوشهای هیبرید در حداقلسازی تلاش لازم جهت نیل به نواحی همگن مفید و مؤثر بود. نهایتاً هیبرید الگوریتم Ward و K-means برای استفاده در ناحیهای کردن پیشنهاد گردید. چهار ناحیه همگن تشخیص داده شد.
Because of the scarcity of flood data, it is not always possible to use at-site frequency analysis for flood quantiles estimations. No single procedure has a global acceptance in regionalization. In this paper, three hybrid-clustering algorithms are investigated. Each of these algorithms use the partitional clustering procedure to identify groups of similar catchments by refining the clusters derived from agglomerative hierarchical clustering algorithms. Their effectiveness in regionalization are then compared. The hierarchical clustering algorithms used are single linkage, complete linkage, and Ward’s algorithms. The partitional clustering algorithm used is the K-means algorithm. The effectiveness of the hybrid-cluster analysis in regionalization is investigated using data from 68 watersheds in former Khorasan Province, IRAN (now separated as three Provinces). Further, four cluster validity indices, namely cophenetic correlation coefficient, average silhouette width, Dunn’s index, and Davies–Bouldin index are tested to determine their effectiveness in identifying optimal partition provided by the clustering algorithms. The hybrid-cluster analysis is found to be useful in minimizing the effort needed to identify homogeneous regions. The hybrid of Ward’s and K-means algorithms is recommended for use. Four homogeneous zones were detected.
https://www.iwrr.ir/article_15996_b3ab3b92f31afed21ea99228409ed090.pdf
ناحیه بندی
تحلیل فراوانی سیلاب
گشتاورهای خطی
خوشه بندی
regionalization
flood frequency analysis
L-moments
Cluster analysis