انجمن علوم و مهندسی منابع آبتحقیقات منابع آب ایران1735-234710320141222Preface: Sustainable Water Supplyپیشگفتار: تأمین پایدار آب0116014FAحمید رضا جانبازJournal Article20160712انجمن علوم و مهندسی منابع آبتحقیقات منابع آب ایران1735-234710320141222A Mathematical Model for Agricultural Flood Loss Estimationارائه مدل ریاضی پیش بینی خسارت کشاورزی ناشی از سیل11313459FAزهرا گنجیعضو هیئت علمی گروه سازه های آبی ، دانشگاه صنعتی شاهرودعلیرضا شکوهیدانشیار /گروه مهندسی آب، دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه بینالمللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایرانJournal Article20130903In Iran, the history of the scientific study of flood loss is not so long and is limited to structural losses. The calculation of agricultural losses due to flood are more difficult to assess, due to its dependence on plant type, plant's strength during flood period, and the coincidence of the flood occurrence with the plant growing stages. In this article, the required functions for determining the expected loss with respect to the most important hydraulic parameters and the plant's growing stages are presented for rice. In the case study the two factors of loss percent per growing stage (β) and the probability of the coincidence of flood occurrence with different growing stages (α) were used to calculate the expected loss. The CCHE was used as the hydraulic model and all calculations were performed in GIS environment. Currently for any flood prone area, the flood loss is considered as 100%. While the outcomes of this research illustrates that flooding may even cause no loss and one may find points in the flood prone area where the loss is zero. The presented procedure can be used as a basis for determining the required criteria for flood risk management and developing a comprehensive insurance program against flood.
بررسی علمی خسارت ناشی از سیلاب درکشور ما قدمت چندانی ندارد و بیشتر به خسارتهای ساختمانی محدود میگردد. محاسبه خسارت کشاورزی به علت وابستگی به نوع گیاه، میزان مقاومت گیاه در هنگام بروز سیل، تطابق زمان رخداد سیل با یکی از دورههای رشد بسیار پیچیدهتر از دیگر انواع خسارتها میباشد. در این پژوهش، کـه بطور موردی روی بـرنج صورت گـرفته است، تـوابع لازم بـرای تعیین خسارت محتمل بـر حسب مهمترین پـارامترهای هیدرولیکی مؤثر و بـرای دورههای مختلف رشـد بـرنج بدست آورده شده است. در مطالعه مـوردی صورت گـرفته از دو ضریب تأثیر ( میزان خسارت بر حسب دوره رشد (β) و احتمال همزمانی سیلاب با دورههای رشد (α)) برای تعیین امید ریاضی خسارت استفاده شده است. مدل هیدرولیکی مورد استفاده، CCHE میباشد و محاسبات در محیط GIS صورت گرفته است. در حال حاضر خسارت برای هر منطقه سیلگرفته صددرصد در نظر گرفته میشود و خسارت وارده برحسب مساحت سیلگرفته و نوع محصول برآورد میگردد. یافتههای تحقیق نشان میدهند که سیلگرفتگی به معنای خسارت صددرصد نبوده و میتوان نقاطی با خسارت صفر درصد را نیز در منطقه سیلزده یافت. روش مورد استفاده در این تحقیق میتواند زمینهساز تعیین معیارهای لازم برای مدیریت سیلاب و بیمه محصولات کشاورزی باشد.انجمن علوم و مهندسی منابع آبتحقیقات منابع آب ایران1735-234710320141222Long Term Prediction of Drinking Water Demand:
(Case Study of Neyshabur City, Iran)پیش بینی بلند مدت تقاضای آب شرب (مطالعه موردی: شهر نیشابور)142513460FAمسعود تابشاستاد /دانشکده مهندسی عمران و عضو قطب علمی مهندسی و مدیریت زیرساختهای عمرانی پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران0000-0002-8982-8941صادق بهبودیانکارشناسی ارشد/ مهندسی عمران - آب، دانشکده مهندسی عمران، پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهرانسهیلا بیگیدانشجوی دکتری مهندسی عمران - آب/ دانشکده مهندسی عمران، پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهرانJournal Article20130903Potable water in Iran, like most parts of the world, is scarcer every day under the effect of factors such as the drought, population growth, and increasing per capita consumption. In these conditions human effort for optimum use of this non-replacable resource seems necessary. In this regard, estimates of water demand in the future, provides the opportunity for decision makers to consideri the constraints and leading disasters to adopt of the necessary measures. In this study, the per capita water demand forecasts from both point and interval approach is used. After estimating water demand function, the possible scenarios for the future of the independent variables are predicted. Then effects of changes in economic parameters in the water use for domestic water demand are discussed. The results emphasize the importance of commodity water. In order to point prediction, four scenarios were defined and independent variables were predicted. Percent of the first three scenarios of water demand (for the case that the subsidies plan is not implemented) for the period 2011 to 2032 is 40 to 57 percent. In the fourth scenario that assumes subsidies plan, amounts of per capita water demand decreases 3 and 2 cubic meters, resepectively for years 2011 and 2013 compared to the situation that the subsidies were not implemented. Finally, by use of neural networks, the long-term water demand is predicted. The results showed that the use of indecisive part of time series in demand prediction by neural networks can solve the introspection problem of these models to some extent. پیشبینی تقاضای آب خانگی و شناخت عوامل مؤثر بر آن یکی از گامهای مهم در مدیریت و کنترل بحران آب است، زیرا راه حل مؤثر، تنها عرضه آب نیست بلکه اتخاذ سیاستها و تدابیر لازم مبتنی بر الگوی مصرف و توجه کافی به عوامل تقاضای آب از اهمیت بالایی برخوردار است. برآورد تقاضای آب در آینده، این امکان را برای تصمیمگیران فراهم میسازد که باتوجه به محدودیتها و بحرانهای پیشرو تدابیر لازم را اتخاذ نمایند. در این تحقیق برای پیشبینی تقاضای سرانه آب از دو رویکرد نقطهای و بازهای استفاده شده است. بعد از تخمین تابع تقاضای آب، با تعیین سناریوهای محتمل مقادیر متغیرهای مستقل برای آینده پیشبینی میشود. در ادامه به بررسی اثر تغییرات پارامترهای اقتصادی در مصرف آب بر تقاضای آب خانگی پرداخته شده است. نتایج بر ضروری بودن کالای آب تاکید میکند. با جمعآوری اطلاعات مورد نیاز در شهر نیشابور، بهمنظور پیشبینی نقطهای، چهار سناریو تعریف گردید و متغیرهای مستقل پیشبینی شدند. درصد تغییرات تقاضای آب سه سناریو اول (برای حالتی که طرح هدفمندسازی یارانهها اجرا نگردد) برای دورهی 1390 تا 1410 بین 40 تا 57 درصد در طول این بازه میباشد. در سناریو چهارم که فرض بر اجرای طرح هدفمندسازی یارانهها میباشد مقادیر تقاضای سرانه آب نسبت به حالتی که این طرح اجرا نگردد در سال 1390، 3 متر مکعب و در سال 1392، 2 متر مکعب کاهش مییابد. در انتها با استفاده از شبکه عصبی تقاضای آب بصورت بلند مدت پیشبینی شده است. نتایج نشان داد، استفاده از جزء غیرقطعی سریهای زمانی در پیشبینی با شبکههای عصبی میتواند مشکل درونگرا بودن این مدلها را تا حدی حل نماید.انجمن علوم و مهندسی منابع آبتحقیقات منابع آب ایران1735-234710320141222Development of a New Method for Estimation of SCS Curve Number Based on Saturation Excess Conceptتوسعه روشی نوین برای تخمین شماره منحنی حوضه با استفاده از مفهوم مازاد اشباع (مطالعه موردی: حوضه آبریز کسیلیان)263713461FAاصغر عزیزیاندانشجوی دکتری/ سازه های آبی دانشگاه تهران، تهران، ایران0000-0002-6556-2931علیرضا شکوهیدانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی خمینی , قزوین، ایرانJournal Article20131228In recent years, many empirical methods and mathematical models have been developed to estimate runoff, among which the SCS curve number is the most important and widely used method. In this method a parameter called Curve Number (CN) is used for transforming rainfall to runoff. Currently, different techniques such as RS and GIS in combination with filed surveying are used to estimate this parameter. These methods due to the huge amount of required data, field investigation, and computation burden are costly and time consuming. In this research based on the saturation excess concept, which is used in the structure of a semi distributed model called TOPMODEL, a new efficient method with a minimum data requirement was developed to estimate the SCS curve number. The proposed method depends on three parameters: soil porosity, average distance to the catchment water table, and the parameter that controls the effective depth of the saturated soil. The Kasilian catchment in northern Iran is used to investigate the proposed method. In this study, using lansat7 ETM<sup>+</sup> images and performing some modification on the images the landuse map was obtained. Finally, by combining this map and the watershed soil and slope maps and also the results of an extensive filed survey, the SCS curve number map was developed for the entire watershed. Also, TOPMODEL was calibrated in the Kasilian catchment for the estimation of proposed method parameters. Results indicate that the watershed's average curve number based on RS/GIS and the proposed methods are about 59.6 and 62.8, respectively. Furthermore, the results showed that the minimum and maximum differences between the Curve Number obtained from RS and GIS techniques and from the proposed method for the whole range of the used parameters are about 0.3% and 12% respectively. در سالهای اخیر روشهای تجربی و مدلهای ریاضی متعددی جهت تخمین رواناب توسعه داده شده است که از مهمترین و پرکاربردترین این روشها میتوان به روش شماره منحنی SCS اشاره نمود. یکی از ویژهگیهای بارز این روش استفاده از پارامتری به نام شماره منحنی (CN) برای تبدیل بارش به رواناب میباشد. در حال حاضر از ابزارهایی همچون GIS، RS و تلفیق نتایج آنها با نقشههای خاکشناسی و بازدیدهای میدانی جهت محاسبه این پارامتر استفاده میشود. این روشها به علت نیاز به اطلاعات و عملیات محاسباتی و میدانی متعدد، زمان و هزینه زیادی را برای برآورد قابل اعتماد رواناب تحمیل مینمایند. در این تحقیق با استفاده از مفهوم مازاد اشباع به کار رفته در ساختار مدل نیمه توزیعی TOPMODEL، روشی ارائه شده است که به کمک آن میتوان مقدار شماره منحنی حوضه را با سرعت زیاد، هزینه کم و دقت قابل قبول بدست آورد. رابطه پیشنهادی در این روش به سه پارامتر تخلخل خاک، متوسط فاصله از سطح زمین تا تراز سطح ایستابی حوضه و پارامتر کنترلکننده عمق مؤثر خاک اشباع وابسته میباشد. حوضه آبریز کسیلیان که به عنوان یکی از حوضههای معرف کشور میباشد برای ارزیابی نتایج حاصل از رابطه پیشنهادی مورد استفاده قرار گرفت. در این تحقیق از تصاویر ماهوارهای سنجنده ETM+ ماهواره لندست 7 در تاریخ 2010 استفاده گردید و با انتقال تصاویر به محیط نرم افزار Geomatica و انجام برخی تصحیحات موردنیاز، نقشه کاربری اراضی حاصل و با تلفیق آن با نقشههای خاکشناسی، شیب و بازدیدهای میدانی نقشه شماره منحنی حوضه حاصل گردید. همچنین برای تخمین پارامترهای رابطه پیشنهادی از دادههای جریان ثبت شده در ایستگاه هیدرومتری ولیکبن و نیز واسنجی مدل نیمه توزیعی TOPMODEL استفاده بعمل آمد. نتایج نشان داد که متوسط وزنی شماره منحنی حوضه بدست آمده از روشهای متداول و رابطه پیشنهادی به ترتیب در حدود 6/59 و 8/62 میباشد. همچنین نتایج حاکی از آن است که حداقل و حداکثر اختلاف بین متوسط وزنی شماره منحنی بدست آمده از رابطه پیشنهادی و روشهای مبتنی بر GIS و RS بترتیب در حدود 3/0 و 12 درصد میباشد.انجمن علوم و مهندسی منابع آبتحقیقات منابع آب ایران1735-234710320141222Assessment of changes in hydro-meteorological variables upstream of Helmand Basin during the last century using CRU data and SWAT modelارزیابی تغییرات متغیرهای هواشناسی و هیدرولوژیکی در بالادست حوضه هیرمند طی سده گذشته با استفاده از دادههای اقلیمی CRU و مدل SWAT385213462FAحمیدرضا حاجی حسینیدانشجوی کارشناسی / ارشد مهندسی منابع آب دانشگاه تربیت مدرسمحمدرضا حاجی حسینیدانشجوی کارشناسی / ارشد مهندسی منابع آب دانشگاه تربیت مدرس، تهرانعلیرضا نجفیرئیس / گروه مطالعات و برنامه ریزی دفتر رودخانه های مرزی وزارت نیروسعید مریداستاد /گروه مهندسی منابع آب دانشگاه تربیت مدرس، تهران0000-0002-7024-1657مجید دلاوراستادیار / گروه مدیریت منابع آب دانشگاه تربیت مدرسJournal Article20131211Helmand River basin upstream Kajakai dam (Afghanistan), has a considerable role in its annual water yield. In order to deal with the ever going water conflict between Iran and Afghanistan, the knowledge about this basin’s long term hydro-meteorological conditions can be a useful measure for exploitation of the basin’s water resources. It is obvious that such an evaluation needs long term data that is a serious obstacle in Afghanistan due to the poor hydro-infrastructures. For such region with serious scarcity of data, application of the global databases and rainfall-runoff models can be a good alternative. The CRU database is one of these databases with relevant temporal and spatial resolution, which contains these climate data since 1901. SWAT model is also a well know rainfall-runoff model that has been applied for a few trans-boundary basins. Nevertheless, any application of CRU data and SWAT needs pre-assessments, which construct the main objectives of this research work. For this, the paper compared CRU data with the observed data of 17 meteorological stations in Afghanistan that resulted 313 mm compared to 323 mm as annual precipitation for the study area (the upper Helmand). The next step relates to calibration and validation of SWAT, which were done by a limited observed discharge data (1969 to 1979). Furthermore, the model was run using measured and CRU climate data, which the latter performed better. The results of SWAT for the entire period of CRU data set (1913-2012) revealed that there is heterogeneity between the time series before and after 1940, such that the annual rainfall decreases and annual temperature increases. Same behavior was seen for the time series of discharges and its annual average of discharges decreases from 8.1 BMC to 6.07 BMS for the same period. One of the considerable points of this research work is its methodology that can be applied for other transboundary river basins. با توجه به نقش بالادست رودخانه هیرمند قبل از سد کجکی در آورد این رودخانه، شناخت هیدرولوژیکی آن و بخصوص در بلند مدت میتواند در بهره برداری از منابع آب آن که همواره محل اختلاف ایران وافعانستان بوده، مفید باشد. بدیهی است که برای چنین ارزیابی هایی، وجود داده های بلند مدت همواره مانعی جدی خواهد بود که در افغانستان این مشکل بیشتر نقش آفرینی میکند. برای حل این مشکل، استفاده از داده های جهانی و مدلهای بارش-رواناب میتواند گزینه مناسبی باشد. پایگاه اطلاعات اقلیمی CRU<sup>1</sup> از جمله پایگاههایی است که این اطلاعات را با قدرت تفکیک مکانی و زمانی نسبتاً مناسبی را از سال 1901 دارا میباشد. مدل SWAT<sup>2</sup> هم میتواند برای شبیه سازی فرآیند بارش-رواناب مورد توجه قرار گیرد که سابقه آن برای حوضه های فرامرزی موجود است. اما در هر حال ارزیابی این دو، قبل از هرگونه استفاده عملیاتی لازم خواهد بود. مجموع موارد فوق هدف این مقاله را رقم می زنند که نهایتاً بتوان ارزیابی از تغییرات آورد رودخانه هیرمند تا محل سد طی یک صد سال اخیر داشته باشد. بدین منظور، ابتدا دادههای CRU با استفاده از 17 ایستگاه هواشناسی زمینی در کشور افغانستان مقایسه و مورد ارزیابی قرار گرفتند که نتایج، به ترتیب مقدار 313 و 323 میلیمتر در سال را نشان داد. برای واسنجی و صحت سنجی SWAT، آمار محدودی از ورودی به سد کجکی طی سالهای 1969 تا 1979 تهیه شد. اجرای مدل یکبار با دادههای اقلیمی مشاهداتی و یکبار با دادههای CRU انجام شد که نتایج براساس دادههای CRU عملکرد بهتری داشتند. در ادامه مدل واسنجی شده با دادههای CRU برای سالهای 1913 الی 2012 شبیه سازی شد. نتایج نشان داد که بین دادههای دما و بارش CRU طی صد ساله اخیر نوعی ناهمگنی در قبل و بعد از اوائل دهه 1940 وجود دارد. بطوریکه بارشها قبل از این تاریخ بیشتر و دما کمتر می باشد. همین رفتار نیز در سری زمانی تولید شده از رواناب ملاحظه گردید و شاهد کاهش میانگین سالیانه حجم از 1/8 به 07/6 میلیارد مترمکعب در محل ورودی به سد کجکی هستیم. از نکات قابل توجه تحقیق، روششناسی آن است که میتوان برای شبیه سازی حوضه های آبریز فرامزی پیرامون کشور بخوبی مورد استفاده قرار گیرد. انجمن علوم و مهندسی منابع آبتحقیقات منابع آب ایران1735-234710320141222An Algorithm for Risk Analysis and Management of Wastewater Treatment Plantsتدوین الگوریتمی برای تحلیل و مدیریت ریسک تصفیهخانههای فاضلاب536513467FAمسعود تابشاستاد / دانشکده مهندسی عمران، قطب علمی مهندسی و مدیریت زیرساخت های عمرانی، پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران0000-0002-8982-8941ابراهیم بدلی باوانیدانش آموخته کارشناسی ارشد عمران/ محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهرانمائده عسگریاندانش آموخته کارشناسی ارشد عمران/ محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران.عباس روزبهانیدانش آموخته دکترای مهندسی عمران/ آب، دانشکده مهندسی عمران، پردیس دانشکده های فنی و استادیار پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران.Journal Article20131214Wastewater Treatment Plants (WWTPs) are vital infrastructures for ensuring the human and environmental health. Environmental protection, preventing contamination of underground water resources and promoting public health, are the reasons that the WWTPs systems are one of the most important elements in the civilized societies. Failures in WWTPs operation may lead to adverse outcomes such as untreated wastes exclusion from WWTPs containing various chemical and biological pollutants and their entry into the urban environments and agricultural lands. That can lead to serious crises such as outbreaks of contagious diseases in the community. Hence, assessing the potential risks in WWTPs and designing the prevention and mitigation plans are necessary. In this paper, an algorithm has been proposed for risk assessment and management of WWTPs. In the proposed algorithm, the risk of a specific element of a WWTP is calculated by multiplying three parameters comprising probability of failure, intensity of probable damages, and vulnerability of element. The aforementioned parameters is quantified by means of experts and policy-makers’ viewpoints which are elicited from questionnaires. Based on the values of operational risk elements (probability, intensity, and vulnerability), different mitigation or prevention plans could be proposed to reduce risks. The proposed algorithm has been implemented on the Tehran South WWTP as a case study and earthquake risk in "biogas tanks" and the explosion risk in "disinfection units" gained first and second rank in the results, respectively. Result of this study shows that the proposed algorithm can be employed by managers and policy-makers of WWTPs as a robust and practical decision-making tool.تصفیه خانه های فاضلاب به عنوان یکی از مهمترین زیرساختهای شهری، وظیفه بازیافت آب و مواد مغذی را از فاضلاب جمعآوری شده از منازل و واحدهای صنعتی بر عهده دارند. وقوع شکست در تصفیهخانههای فاضلاب، اغلب پیامدهای نامطلوبی همچون خروج پسابهای کاملاً تصفیه نشده حاوی انواع آلودگیهای شیمیایی و بیولوژیکی از تصفیه خانه و ورود آنها به محیطهای شهری و زمینهای کشاورزی را به دنبال خواهد داشت که میتواند در سطح جامعه بحرانهای جدی همچون شیوع بیماریهای واگیردار را ایجاد نماید. از این رو شناسایی نقاط آسیب پذیر، تخمین احتمال وقوع حوادث نامطلوب و شدت اثرات ناشی از وقوع این حوادث در تصفیهخانههای فاضلاب به منظور تدوین و اجرای برنامههای مدیریت ریسک برای مدیران و تصمیمگیرندگان این زیرساختها از اهمیّت بالایی برخوردار است. در تحقیق حاضر، الگوریتمی بهمنظور ارزیابی و مدیریت ریسک تصفیهخانههای فاضلاب معرفی شده است. پس از مرحله تشخیص خطر، محاسبه ریسک خطرات از سه جزء تشکیل میشود که عبارتند از: احتمال رخداد، شدت رخداد، و تشخیص رخداد. برآیند ریسکهای اجزای یک واحد، ریسک کلّی آن واحد از تصفیهخانه فاضلاب را مشخص مینماید. بر اساس نتایج ارزیابی ریسک، راهکارهای مدیریت ریسک متناسب نیز پیشنهاد شده است. برای محاسبه اجزای مختلف ریسک (مقادیر تهدید، شدت خسارت و آسیب پذیری) از تلفیق روشهای پرسشنامه تخصصی (اخذ نظرات کارشناسی از خبرگان) و تصمیمگیری چندشاخصه استفاده شده است. همچنین با انتخاب تصفیهخانه فاضلاب جنوب تهران به عنوان یک مطالعه موردی، الگوریتم پیشنهادی ارزیابی شده و مدیریت ریسک سامانه تصفیهخانه در مورد آن پیاده سازی شده است. نتایج حاصل از مطالعه موردی مبیّن آن است که الگوریتم پیشنهادی به عنوان یک ابزار مدیریتی کارآ، قابل استفاده برای مدیران تصفیه خانه های فاضلاب خواهد بود.انجمن علوم و مهندسی منابع آبتحقیقات منابع آب ایران1735-234710320141222The Drought Threshold, a Realistic Water Resources Management Measure for Urmia Lake Basinتعیین آستانه خشکسالی ابزار مدیریت واقعبینانه منابع آب در حوضه دریاچه ارومیه667613468FAفاطمه قبادیدانشجوی دکتری مهندسی عمران-آب/ واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامیبهرام ثقفیاناستاد/ گروه مهندسی عمران-آب/ واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی0000-0003-2846-2840شهاب عراقی نژاداستادیار / گروه مهندسی آبیاری و آبادانی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایرانJournal Article20140129Domestic, industrial and agricultural water supply has become a formidable challenge in light of population growth. Various water stakeholders, particularly in arid and semiarid basins, compete for profit that brings about severe conflicts in water allocation. Upstream stakeholders usually take their increasing share such that downstream water demands are becoming more difficult to meet. In this respect, environmental demands, such those of lakes and wetlands, are increasingly neglected.Urmia Lake in northwestern Iran, known as the second largest saline lake in the world, is a vivid example of negligence in providing environmental water rights. Urmia Lake is currently under the environmental threat due to prolonged droughts which causes reduction in rainfall, inflow, and water level in the lake. For a realistic water resources management in such situation, the estimation of inflow threshold for each drought severity state is the first and most important step . In this study, based on the analysis of lake’s historical inflow time series, environmental requirement subject to various drought severity conditions was estimated as thresholds for decision making in the future. Then analysis of existing condition (current inflow with regard to in operation dams and water withdrawals) was considered by system dynamic approach and water inflow to the lake was calculated under each scenario and compared by determined thresholds. Results of basin simulation revealed that if the water inflow to the lake remained the same as the current condition and water withdrawals were continued as previous, the lake will remain in moderate hydrological drought condition even with no dam construction or development in the basin. Therefore we need a trade-off between the current development in the basin due to water withdrawals and water resources projects and maintain required lake inflow for surviving it.رشد جمعیت و بهتبع آن نیاز به منابع آب بیشتر برای مصارف شرب و بهداشت، کشاورزی و صنعت، مدیریت آب را با چالش توزیع عادلانه منابع آب کشور و تأمین به موقع نیازها روبرو نموده است. محدودیت منابع آب در مقابل نیازهای روز افزون در حوضههای با اقلیم خشک و نیمهخشک موجب گردیده تضادهایی بین ذینفعان در مناطق مختلف حوضه آبریز بوجود آید که نتیجه آن، رقابتی منفی برای در اختیار گرفتن هر چه بیشتر منابع آب بدون توجه به اثرات زیست محیطی پاییندست، بهخصوص نیاز آبی تالابها و دریاچهها، است. دریاچه ارومیه در شمالغرب ایران به عنوان دومین دریاچه آب شور دنیا، نمونه بارزی از بیتوجهی در تأمین الزامات زیست محیطی است. تداوم شرایط خشکسالی در این حوضه موجب کاهش میزان بارندگی و جریانات سطحی ورودی به دریاچه، ادامه روند کاهش تراز سطح آب دریاچه و ایجاد بحران زیست محیطی در منطقه گردیده است. جهت مدیریت واقعبینانه در چنین شرایطی اولین و مهمترین اقدام تعیین آستانه وقوع هر سطح خشکسالی بر مبنای جریان ورودی به دریاچه میباشد. در این تحقیق ابتدا حداقل ورودی تجربه شده دریاچه به عنوان حداقل نیاز زیست محیطی دریاچه با ارائه روشی جدید مبتنی بر تحلیل سری تاریخی جریانات ورودی به دریاچه در سطوح مختلف خشکسالی به عنوان مقادیر آستانه جهت تصمیمگیری در شرایط آتی برآورد شد. شرایط فعلی دریاچه (ورودیهای فعلی با توجه به طرحهای بهرهبرداری موجود در حوضه و برداشتهای سنتی فعلی) با روش پویایی سیستم تحلیل شد و جریان ورودی به دریاچه در سناریوهای مختلف برآورد گردید. سپس مقادیر جریان ورودی به دریاچه با آستانههای خشکسالی تعیین شده، مقایسه شد. نتایج حاصل از مدلسازی دریاچه تحت تاثیر طرحهای بهرهبرداری و برداشتهای فعلی بیانگر آن است که در صورت تغییر نکردن شرایط ورودی دریاچه و ادامه روند برداشتهای فعلی حتی بدون توسعه برداشت و یا احداث سد جدید، متوسط میزان ورودی به دریاچه تقریباً معادل ورودی تاریخی در شرایط خشکسالی متوسط است. به عبارت دیگر در صورت ساماندهی ننمودن برداشتهای فعلی، دریاچه از شرایط خشکسالی هیدرولوژیکی در دراز مدت خارج نخواهد شد. بنابراین بین حفظ توسعه فعلی ناشی از برداشتهای سنتی کشاورزی و طرحهای توسعه منابع آب و حفظ ورودی مورد نیاز برای ادامه حیات دریاچه، نیاز به انجام مصالحه وجود دارد.<strong> </strong>انجمن علوم و مهندسی منابع آبتحقیقات منابع آب ایران1735-234710320141222Improvement in Groundwater Resources Contaminated with Nitrate using Nano Zero Valent Iron/Nickel Particlesبهبود کیفیت منابع آب زیرزمینی آلوده به نیترات به کمک نانوذرات آهن/نیکل778713469FAمحمدرضا فدائی تهرانیدانشجوی دوره دکتری/ دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایرانمنوچهر وثوقیاستاد / عضو هیئت علمی.دانشکده مهندسی شیمی و مرکز بیوتکنولوژی و زیست فنآوری (IBT)، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران.ابوالفضل شمسائیاستاد/ عضو هیئت علمی.دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران.میترا نوریکارشناس ارشد /در رشته مهندسی عمران گرایش آب. دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقاتJournal Article20130526In this study, the in-situ application of nano zero valent Iron/Nickel particles for Nitrate removal in groundwater resources was investigated. First, nano-particles were produced and stabilized with starch. Second, it was employed in batch and continuous experiments, using transparent column and bench-scale models. Based on batch experiments, the reaction kinetics was consistent with the adsorption model by the order of 1 to 1.3. The variation of the kinetics order depends on pH and Nickel content. So that highest reactivity was observed for Iron nano particles with 3% of Nickel. Based on continuous experiments, a seepage velocity of 10 m/d yielded the maximum removal efficiency. Furthermore, Nitrate remediation in a continuous system was mostly influenced by seepage velocity, quantity and freshness of nano particles, and grain size of porous media. In the batch mode, the maximum Nitrate removal was 99% while in the continuous mode it did not exceed 70%.در این پژوهش نانوذرات دوفلزی آهن/نیکل جهت بهبود کیفیت منابع آب زیرزمینی آلوده به نیترات بصورت درجا مورد استفاده قرار گرفته است. در مرحله اول پس از سنتز نانوذرات آهن/نیکل جهت افزایش تحرک پذیری، سطح آن به کمک بیوپلیمر نشاسته اصلاح گردید. در مرحله بعد آزمایشهای ارزیابی واکنشپذیری نانوذرات تولیدی، در دو گروه منقطع و جریان پیوسته صورت گرفت. آزمایشهای پیوسته هم در ستون متخلخل شفاف در شرایط آزمایشگاهی و هم در مدل نیمهصنعتی در شرایط واقعی آب زیرزمینی انجام شدند. براساس آزمایشهای منقطع مرتبه واکنش حذف نیترات بین 0/1 تا 3/1 متغیر است و با کاهش pH و افزایش نسبت استکیومتری آهن/نیترات، مرتبه و سرعت واکنش بیشتر میشود. همچنین در حالتی که نسبت وزنی بین آهن/نیکل در ترکیب نانوذرات معادل 3 درصد باشد، حداکثر واکنشپذیری نانوذرات در حذف نیترات رخ میدهد. براساس نتایج آزمایشهای جریان پیوسته، در سرعت تراوش برابر m/d10 بالاترین راندمان حذف نیترات فراهم میگردد. همچنین مقدار و تازگی نانوذرات آهن/نیکل تزریقی و اندازه دانههای محیط متخلخل پارامترهای اصلی تاثیرگذار در حذف درجای نیترات میباشند. راندمان حذف نیترات در شرایط کنترل شده آزمایشگاهی به بالاتر از 99درصد نیز میرسد لیکن در شرایط واقعی حداکثر راندمان حذف 70درصد مشاهده شده است.انجمن علوم و مهندسی منابع آبتحقیقات منابع آب ایران1735-234710320141222Regionalization of Aras Watershed by SOFMمنطقه بندی حوضه ی آبریز ارس با استفاده از نگاشتهای خود سازمانده889813470FAعلی آهنیدانش آموخته ی کارشناسی ارشد / سازه های آبی، دانشگاه صنعتی شاهرودسید سعید موسوی ندوشنیاستادیار / پردیس فنی و مهندسی شهید عباسپور، دانشگاه شهید بهشتی، تهرانJournal Article20140415Self-Organizing Feature Maps (SOFM) are a category of artificial neural networks with a special ability in pattern recognition and data clustering using attributes of data points. In this study, ability of Kohonen self-organizing feature maps has been assessed in regionalization of Aras watershed in order to perform regional flood frequency analysis. Results showed SOFM can be used as an efficient tool for data clustering and regionalization of watersheds. Furthermore the results showed that the cluster validity measure is equal to optimum value for regionalization of Aras watershed, when the number of regions is equal to 4. Also heterogeneity measures are equal to optimum values, when number of regions is equal to 2 or 4. However, when number of regions is equal to 2, largest regions can be formed.نگاشت های خودسازمانده کوهونن گونهای از شبکه های عصبی مصنوعی با توانایی ویژه در تشخیص الگو و خوشه بندی دادهها با استفاده از ویژگیهای آنها هستند. در این مطالعه، توانایی نگاشت های خودسازمانده کوهونن در منطقه بندی حوضهی آبریز ارس به منظور اجرای تحلیل فراوانی منطقه ای سیلاب با استفاده از الگوریتم گشتاورهای خطی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان داد که نگاشتهای خودسازمانده میتوانند به عنوان ابزاری مفید در زمینهی خوشهبندی دادهها و منطقه بندی حوضههای آبریز به کار گرفته شوند. افزون بر این، براساس شاخص صحت خوشهبندی، حالت 4 منطقهای از نظر کیفیت خوشهبندی به عنوان حالت بهینه برای منطقهبندی حوضهی آبریز ارس شناخته شد. همچنین بر اساس شاخص های ناهمگنی این حالت در کنار حالت 2 منطقه ای، برای اجرای تحلیل فراوانی منطقه ای سیلاب در حوضه ی آبریز ارس مناسب ارزیابی شدند. به علاوه، هنگامی که تعداد مناطق برابر 2 باشد، تشکیل مناطق بزرگتر امکانپذیر خواهد بود.انجمن علوم و مهندسی منابع آبتحقیقات منابع آب ایران1735-234710320141222Technical Note
Recognition of Homogeneous Regions Using
K-means Partitional Cluster Analysis Method Based on Second-order L-moment
(Case Study: Roodbar Dam and Bakhtiari Dam Basins)یادداشت فنی تعیین مناطق همگن سیلابی به روش تحلیل خوشهای افرازی K-means براساس گشتاورهای خطی مرتبه دوم (مطالعه موردی: حوضه سدهای رودبار و بختیاری)9910313471FAرسول شاهسوندانش آموخته ی کارشناسی ارشد مهندسی رودخانه/ پردیس فنی و مهندسی شهید عباسپور، دانشگاه شهید بهشتیعلی آهنیدانش آموخته ی کارشناسی ارشد/ سازه های آبی . دانشگاه صنعتی شاهرودسید سعید موسوی ندوشنیاستادیار/ پردیس فنی و مهندسی شهید عباسپور، دانشگاه شهید بهشتی، تهرانعلی مریدیاستادیار / پردیس فنی و مهندسی شهید عباسپور، دانشگاه شهید بهشتی، تهرانJournal Article20130503A group of sites with sufficient homogeneity in producing flood mechanisms form a homogeneous region for regional flood frequency analysis. Cluster analysis is the generic name of a variety of multivariate statistical procedures that are used to classify given data into similar groups or clusters. This procedure is an efficient method for regional flood frequency analysis. In this article, cluster analysis of annual maximum flow data of 34 gauging stations located in Lorestan province in Roodbar Dam and Bakhtiari Dam basins for 2 to 6 clusters has been performed using R programming language. K-means algorithm that is a type of partitional clustering has been used for cluster analysis. Merged groups of sites have been formed and homogeneous groups of Roodbar and Bakhtiari dam basins has then been identified by performing homogeneity test.گروهی از سایت ها با همگنی کافی در فرآیندهای تولید سیلاب، یک منطقه ی همگن برای تحلیل فراوانی منطقه ای سیلاب را تشکیل میدهند. تحلیل خوشهای عنوان گونه ای از روش های تحلیل چند متغیری آماری برای گروه بندی یک سری داده به چندین گروه یا خوشهها است. این روش، روش کارآمدی برای تحلیل فراوانی منطقهای سیلاب است. در این گزارش با استفاده از زبان برنامه نویسیR، تحلیل خوشهای بر اساس گشتاورهای خطی مرتبه دوم دادههای حداکثر لحظهای 34 ایستگاه هیدرومتری واقع در استان لرستان و در محدوده حوضه سدهای رودبار و بختیاری برای تعداد 2 تا 6 خوشه صورت گرفته است. در تحلیل خوشهای، از الگوریتم K-means که در نوع خوشهبندی افرازی دستهبندی میشود، بهره گرفته شده است. گروههای ادغام شده از ایستگاهها تشکیل شده و سپس با انجام آزمون همگنی گروههای همگن حوضه سدهای رودبار و بختیاری تعیین شدهاند.انجمن علوم و مهندسی منابع آبتحقیقات منابع آب ایران1735-234710320141222Environmental Aspects of Brine Management in Seawater Desalinationیادداشت فنی مدیریت شورآبههای ناشی از نمکزدایی آب دریا از منظر محیط زیست10411213472FAمحمد امین علایی شهمیرزادیدانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی شیمی/ دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس.سید سعید حسینیاستادیار / مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس.Journal Article20140426Seawater desalination is recently considered as an important source for providing drinking water largely due to the increased water consumption as well as depletion of available and accessible water resources. This is especially important in case of Iran which is located in an arid region facing the challenges of water resources shortage. Due to the progressive development of seawater desalination processes, the discharge of brine can potentially bring about physical, chemical, and ecological effects on the environment of receiving water resources. Therefore, the necessity of more accurate and better understanding of such effects and different aspects of desalination processes as well as the brine as the by-product is undeniable. The focus in the present paper is investigation on the effects of brine discharge on the quality of various parameters in the receiving water and providing solutions for minimizing the side-effects. Techniques such as use of cooling water in power plants, combination of brine with municipal sewage, groundwater desalination, and proper selection of sites and discharge procedures are among the practical proposed strategies.امروزه به دلیل افزایش مصرف آب آشامیدنی و همچنین کاهش منابع آن در سطح دنیا، نمک زدایی از آب دریا به عنوان روشی مهم به منظور تامین آب آشامیدنی بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. این موضوع با توجه به قرار گرفتن کشور ما در منطقه ای از جهان که با بحران کمبود منابع آب روبروست، بسیارحائز اهمیت میباشد. با توجه به روند رو به توسعه استفاده از فرایندهای نمکزدایی آب دریا به عنوان منبع تامین آب آشامیدنی، تخلیه شورآبههای ناشی از این فرآیندها میتواند اثرات فیزیکی (دما، شوری)، شیمیایی و اکولوژیکی بر محیط زیست محیط دریافت کننده را در پی داشته باشد. لذا ضرورت شناخت دقیق تر و بهتر نسبت به آثار و جنبههای مختلف فرآیندهای نمکزدایی و همچنین شورآبههای حاصل از آن به صورت محصول جانبی غیر قابل انکار میباشد. مطالعه پیشرو به ارائه و بررسی اثرات شورآبهها بر پارامترهای مختلف آب دریافت کننده پرداخته و برخی از راه حلهای عملی به منظور به حداقل رساندن آنها را ارائه مینماید. راهکارهایی نظیر استفاده از آب خنک کننده نیروگاهها، ترکیب شورآبه با فاضلاب شهری، نمکزدایی از آبهای زیر زمینی و انتخاب محل و روش مناسب به منظور تخلیه شورآبهها از جمله پیشنهادهای مؤثر مطرح شده بهشمار میروند.