علوم آب و خاک

بررسی کارایی نرم‌افزار SewerGEMS در شبیه‌سازی رواناب شهری برای حوضه‌های کوچک (مطالعه موردی: شهر میناب)

جهانگیر عابدی کوپایی

رواناب شهری به دلیل شهرنشینی و تغییرات آب وهوایی به عنوان یک مسئله جدی دارای اهمیت است و به این دلیل توجه به مدل های شبیه سازی بارش - رواناب برای مدیریت و کاهش پیامدهای ناگوار مهم است. در پژوهش حاضر با استفاده از نرم افزار SewerGEMS، حالت های مختلف برای بررسی عملکرد این نرم افزار بر اساس تعداد و مساحت زیرحوضه ها در دو حالت نه و هفده زیرحوضه و مدت بارندگی مختلف 6 و 12 ساعته و همچنین مقایسه عملکرد سه روش محاسبه زمان تمرکز (کرپیچ، برنس بای - ویلیامز، کارتر) به منظور شبیه سازی هیدروگراف سیلاب در شهر میناب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که میزان حجم کل رواناب تولیدی در حالت نه زیرحوضه، 4 درصد نسبت به حجم کل رواناب تولیدی در حالت هفده زیرحوضه بیشتر است. همچنین مقدار بیشینه دبی اوج رواناب در حالت نه زیرحوضه، 20 درصد نسبت به بیشینه دبی اوج رواناب در حالت هفده زیرحوضه بیشتر است. همچنین برای محاسبه زمان تمرکز از سه روش کرپیچ، برنس بای - ویلیامز و کارتر استفاده شد که نتایج نشان داد، میزان خطای پیوستگی نرم افزار در همه حالت ها برای روش برنس بای - ویلیامز کمتر از دو روش دیگر است و روش کارتر بیشترین خطای پیوستگی را دارد. اما از آنجایی که مقدار زمان تمرکز محاسبه شده از این روش در بعضی از زیرحوضه ها بیشتر از مدت بارندگی 6 ساعته است، بین داده های دبی اوج حاصل از روش کرپیچ و روش برنس بای – ویلیامز، آزمون t-Test انجام شد و باتوجه به اینکه داده های دو روش در سطح 95 (0/05 >p) درصد با یکدیگر اختلاف معناداری نداشته و همچنین روش کرپیچ برای محاسبه زمان تمرکز در حوضه های کوچک کاربرد خوبی دارد، برای محاسبه زمان تمرکز در حالت مقایسه بین دو حالت نه و هفده زیرحوضه از روش کرپیچ استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده مشاهده شد که با ادغام زیرحوضه ها و کاهش تعداد آن ها از هفده به نه زیرحوضه و در نتیجه افزایش مساحت زیرحوضه ها، حجم کل رواناب تولیدی از حدود 123839 مترمکعب به 128446 مترمکعب و بیشینه دبی اوج رواناب از حدود 2/400 مترمکعب بر ثانیه به 2/884 مترمکعب بر ثانیه می رسد که نشان دهنده افزایش حجم کل رواناب تولیدی و بیشینه دبی اوج رواناب است.

تأثیر الگوی توزیع زمانی شدت بارندگی بر رواناب و هدررفت خاک در دامنه‌ای شیب‌دار در منطقه نیمه‌خشک

علی رضا واعظی

الگوی توزیع زمانی بارندگی می تواند در تولید رواناب و هدررفت خاک طی بارندگی نقش ایفا کند. در این پژوهش چهار الگوی بارندگی یکنواخت، پیش افتاده، بینابین و دیرکرده بررسی شدند. مقدار بارندگی در همه الگوهای بارندگی 20 میلی متر بود. در الگوی بارندگی یکنواخت، شدت بارندگی (20 میلی متر بر ساعت) ثابت بود و در الگوهای بارندگی غیریکنواخت، بیشترین شدت (40 میلی متر بر ساعت) در دوره 15 دقیقه اعمال شد. آزمایش ها در کرت هایی به ابعاد 60 سانتی متر در 80 سانتی متر در دامنه ای با شیب 9 درصد در سه تکرار انجام گرفت. الگوهای بارندگی در پنج رخداد با فاصله یک هفته بر کرت ها اعمال شدند. نتایج نشان داد که تفاوتی معنی دار بین الگوهای بارندگی از نظر رواناب و هدررفت خاک وجود دارد (0/01 >p). این تفاوت به دلیل تخریب ساختمان خاک سطحی و کاهش نفوذپذیری خاک به ویژه در زمان اوج شدت بارندگی (40 میلی متر بر ساعت) بود. بیشترین مقدار رواناب در باران دیرکرده (3/43 میلی متر) و بیشترین مقدار هدررفت خاک (61/47 گرم بر مترمربع) در باران بینابین رخ داد که دلیل آن وقوع اوج شدت بارندگی در اواخر بارندگی و نقش مؤثر آن در تخریب بیشتر ساختمان خاک و کاهش شدت نفوذ بود. بررسی تغییرات رواناب و رسوب در رخدادهای بارندگی نشان داد که روند هدررفت خاک در الگوی بارندگی یکنواخت همسو با روند تولید رواناب است؛ درحالی که در سایر الگوها تغییرات هدررفت خاک از تغییرات رواناب پیروی نکرد. این نتایج نشان می دهد که در الگوهای بارندگی غیریکنواخت، در کنار مقدار تولید رواناب، دردسترس بودن ذرات فرسایش پذیر نیز عامل مؤثر در هدررفت خاک است. نتایج این پژوهش ضرورت آگاهی از الگوی توزیع بارندگی و تغییرات رخداد به رخداد آن را برای پیش بینی دقیق فرسایش خاک در منطقه نیمه خشک آشکار می کند.

بررسی پتانسیل و کارایی پنج مالچ شیمیایی و معدنی در تثبیت تپه‌های ماسه‌ای

سید مرتضی ابطحی

فرسایش بادی و گردوغبار ناشی از آن امروزه به صورت یک معضل زیست محیطی، نه تنها مناطق بیابانی بلکه کل کشور را تحت تأثیر خود قرار داده و هزینه های بسیاری در پی داشته است. مبارزه با فرسایش بادی در بسیاری از مناطق بیابانی با بهره گیری از مالچ های نفتی و کشت گیاهان سازگار، از دهه 40 آغاز شده است. اما استفاده گسترده از مالچ های نفتی علاوه بر مشکلات زیست محیطی، به دلیل هزینه های زیاد خریداری، جابه جایی و پاشش، صرفه اقتصادی ندارد. بدین منظور در این پژوهش، کارایی پنج مالچ غیرنفتی و شیمیایی در احیای بیولوژیک تپه های ماسه ای حاشیه نوار ریگ بلند کاشان بررسی شد. این پژوهش در قالب طرح کامل تصادفی تحت تیمار مالچ شامل: شاهد (بدون مالچ)، مالچ پلیمری، پتاس، فارس، پایا و آکرلیکی در 3 تکرار (3 تپه ماسه ای) انجام شد و میزان بادبردگی (به کمک شاخص های چوبی تعبیه شده در تپه ها)، زنده مانی گیاهان کشت شده به صورت قلمه و نهال، درصد رطوبت و دمای عمق 15 سانتی متری هر تکرار، اندازه گیری و مورد تجزیه واریانس قرار گرفت. مشاهده شاخص های چوبی نشان داد که مالچ های فارس، پایا و آکرلیکی باتوجه به میزان بادبردگی (تقریباً بدون بادبردگی) به لحاظ استحکام از مقاومت تقریباً یکسانی برخوردارند. در مالچ فارس پس از گذشت هشت ماه از پاشش، ترک های ریزی دیده شد که ناشی از دست دادن انعطاف است. بررسی آمار دمای خاک نشان داد که تیمارهای تحت مالچ، تفاوت دمایی چندانی نسبت به تیمار شاهد ندارد که این خود مزیت مالچ های مورد استفاده را نشان می دهد. مقایسه داده های درصد رطوبت خاک، گویای درصد زیاد رطوبت در تیمار مالچ پتاس بود. بررسی درصد زنده مانی گیاهان کشت شده در تیمارهای پایا و آکرلیکی بیشتر بود. باتوجه به نتایج این پژوهش مالچ های آکرلیکی، پایا و فارس برای تثبیت ماسه های روان توصیه می شود. از محدودیت های پژوهش در عرصه های بیابانی، غیر قابل کنترل بودن شرایط محیطی و انسانی است؛ بنابراین محصور کردن کل عرصه مالچ پاشی و استفاده از دستگاه تونل بادی سیار در محل اجرای طرح و تعیین میزان بادبردگی در سرعت های مختلف پیشنهاد می شود.

برآورد شاخص برفی SZIsnow در مقیاس حوضه‌ای با استفاده از پایگاه اطلاعاتی GLDAS

محمدرضا شریفی

پایش خشکسالی در حوضه های برفی، مستلزم اصلاحاتی در شاخص های متداول خشکسالی تحت عنوان شاخص های خشکسالی برفی است. جدیدترین شاخص برفی توسعه یافته عبارت از SZIsnow است. محاسبه شاخص مزبور، علاوه بر داشتن الگوریتم خاصی، مستلزم دسترسی به مقادیر 22 متغیر مختلف اقلیمی و فیزیکی از جمله رطوبت خاک در عمق 0 تا 10 سانتی متر، رطوبت خاک در عمق 100 تا 200 سانتی متر، دمای هوا، آب معادل برف، رواناب حاصل از ذوب برف، ، بارش برف، بارش باران، نرخ کل بارندگی، تبخیر و تعرق، سرعت باد، رواناب سطحی، رواناب آب زیرزمینی، تبخیر بالقوه، فشار هوا، رطوبت نسبی، شار خالص گرمای نهان، شار حرارتی زمین، شار خالص حرارتی محسوس، تبخیر از خاک لخت، تبخیر از تاج پوشش، تعرق و تبخیر و تعرق بالقوه است. شاخص مزبور، تاکنون فقط در مقیاس قاره ای محاسبه شده است. این در حالی است که پایش خشکسالی در مقیاس حوضه ای به عنوان یکی از جنبه های مدیریتی منابع آب دارای اهمیت است. از طرفی به دلیل نبودن اطلاعات کافی برای تخمین پارامترهای مزبور، استفاده از اطلاعات پایگاه های داده جهانی راه گشا خواهد بود. از این رو در پژوهش حاضر، علاوه بر معرفی فرایند محاسبه شاخص SZIsnow، در حوضه آبریز دز، اقدام به استخراج پارامترهای مورد نیاز شاخص در مقیاس زمانی 3، 6 و 12ماهه و دوره ۴۱ساله (1982 تا 2023) با استفاده از داده های GLDASو سپس پایش خشکسالی حوضه مورد مطالعه شد. نتایج نشان داد که شاخص جدید SZIsnow، چندمتغیره ای است که به واسطه وجود پارامترهایی که فاقد مشاهدات زمینی است و از سوی دیگر دردسترس بودن پایگاه معتبر GLDAS، امکان محاسبه شاخص را فراهم می آورد. همچنین نتایج نشان داد که در گام های زمانی 3، 6 و ۱۲ماهه به ترتیب جولای، به میزان 0/59-، ماه ژوئن به میزان 0/45- و ماه اکتبر به میزان 0/35- بیشترین میزان خشکسالی را دارد.

بررسی روند تغییرات دمایی و ارزیابی ارتباط بین دما با عملکرد و زیست‌توده (مطالعه موردی: ذرت علوفه‌ای در قزوین)

هادی رمضانی اعتدالی

عوامل اقلیمی نقش بسیار اساسی در رشد و نمو گیاهان دارند و بنابراین بر کشاورزی مؤثرند. آستانه تحمل گیاهان در رابطه با هر یک از این عوامل محدود است. هرگونه تغییر در این عوامل می تواند به طور مستقیم و غیرمستقیم بر تولیدات کشاورزی اثرهای چشمگیری داشته باشد. دراین بین تنش دمایی از جمله مهم ترین پدیده های زیان بخش است که مشکلات بسیاری برای تولید محصول و عملکرد ایجاد می کند. در این پژوهش، به زمان وقوع تنش دمایی با دوره آماری ۴۴ساله (2023-1980) و بررسی وجود ارتباط بین دمای هوا با عملکرد و زیست توده پرداخته شد. بر اساس داده های هواشناسی، ماه های خرداد، تیر و مرداد گرم ترین ماه های سال شناخته شدند. از سوی دیگر بیشترین امواج گرمایی در تیر و مرداد در سال های 1997، 2014 و 2018 دیده شد که منجر به کاهش کیفیت محصول و یا ازبین رفتن گیاه شد. طبق نتایج مربوط به ارزیابی مدل، دقت مدل در شبیه سازی روز تا گلدهی و روز تا رسیدگی با استفاده از آماره های R2 (0/8 و 0/51) و NRMSE (15/36 و 7/12) تأیید شد. همچنین مدل عملکرد ماده خشک را برای مزارع مورد بررسی به ترتیب با 1/92، 5/65، 4/94، 1/58، 0/96 و 1/49 درصد انحراف شبیه سازی کرد که نشان داد، مدل عملکرد رضایت بخشی داشته و می توان از آن در برنامه ریزی های مربوط به تولید ذرت استفاده کرد. در ادامه رابطه بین دما با عملکرد و زیست توده بررسی شد که طبق نتایج، رابطه منفی و معنادار بین آن ها در سطح اطمینان 99% وجود داشت.

ارزیابی روش‌های زمین‌آماری به‌منظور پهنه‌بندی ویژگی‌های حاصل‌خیزی خاک اراضی جنوب غرب شیراز با کاربری‌های مختلف

حمیدرضا اولیایی

آگاهی از توزیع مکانی ویژگی های خاک به عنوان عامل اساسی برای برنامه ریزی کشاورزی پایدار در نظر گرفته می شود. روش های زمین آماری به طور گسترده ای به منظور تعیین تغییرپذیری مکانی ویژگی های خاک در نقاط ناشناخته استفاده می شود. این پژوهش به منظور ارزیابی روش های زمین آماری به منظور پهنه بندی برخی ویژگی های حاصل خیزی منطقه دارنگان با کاربری های مختلف (زراعی- باغی و مرتعی) در جنوب غرب شیراز انجام شد. 134 نمونه خاک سطحی با الگوی شبکه ای، از کاربری های مختلف برداشت و ویژگی های حاصل خیزی آن ها اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که بهترین مدل با بیشترین دقت، برای فسفر، نمایی ساده، پتاسیم و آهن، J-Bessel، کلسیم و منگنز، مدل Stable، نیتروژن و منیزیم، چندوجهی کروی و روی مدل گوسی و مس، مدل منطقی درجه دوم بوده اند. ساختار مکانی برای روی، ضعیف، برای نیتروژن، پتاسیم و منگنز متوسط و برای سایر متغیرها قوی برآورد شد. بر اساس نقشه های پهنه بندی، 96، 28 و24 درصد از اراضی مورد مطالعه به ترتیب با کمبود نیتروژن، فسفر و پتاسیم مواجه هستند. در ارتباط با عناصر ریزمغذی نیز 78 و 63 درصد از اراضی به ترتیب دارای کمبود آهن و روی هستند. مقایسه آماری ویژگی های مطالعه شده بیانگر تفاوت معنی دار مقادیر فسفر، پتاسیم، آهن، منگنز، کلسیم، منیزیم و ظرفیت تبادل کاتیونی در کاربری های مختلف است.

بررسی کاربرد آبیاری با زه‌آب کشاورزی در سطوح مختلف شوری و کم‌آبی بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه کینوا (مطالعه موردی در شرایط آب‌وهوایی اهواز)

سعید برومندنسب

کینوا گیاهی با ارزش غذایی مطلوب و پتانسیل رشد و تولید در شرایط نامساعد محیطی است که در برابر شوری تحمل زیادی دارد. استفاده مجدد از زه آب کشاورزی یک روش طبیعی و مهم در مدیریت زه آب است که موجب افزایش درآمد کشاورزان، تولید پایدار و امنیت غذایی خواهد شد؛ بنابراین این پژوهش با هدف بررسی آبیاری با زه آب کشاورزی و تنش شوری و کم آبی بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه کینوا (رقم تیتیکا) تحت سطوح شوری 2، 10، 15 و 20 دسی زیمنس بر متر و سطوح آبیاری کامل، آبیاری 80 و 60 درصد نیاز آبی گیاه با سه تکرار و در قالب کرت های خردشده و با طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در مزرعه آزمایشی دانشکده مهندسی آب و محیط زیست دانشگاه شهید چمران اهواز در دو فصل پاییز و بهار در سال های 1401 و 1402 انجام شد. نیاز آبی گیاه با استفاده از اندازه گیری رطوبت خاک قبل از هر آبیاری و افزایش رطوبت به مقدار ظرفیت زراعی به روش وزنی انجام شد. تیمارهای آزمایشی پس از جوانه زنی بذرها و از ابتدای کشت اعمال شد. پس از رسیدن فیزیولوژیکی گیاه عملیات برداشت به صورت بریدن بوته از سطح خاک انجام شد و نمونه ها به منظور خشک کردن تعیین اجزای عملکرد به آزمایشگاه منتقل شد.

نتایج نشان داد که تنش شوری در مقایسه با تنش کم آبی (در سطح احتمال یک درصد) میزان تأثیر بیشتری روی کاهش عملکرد و اجزای عملکرد کینوا داشته است. همچنین بر اساس نتایج این مطالعه، بیشترین و کمترین میزان عملکرد دانه به ترتیب در فصل پاییز 5/45 و 1/8 و در فصل بهار 3/87 و 0/73 تن در هکتار به طور مشابه در تیمارهای S1I1 و S4I3 به دست آمد.

بررسی افت انرژی در پرتاب‌کننده جامی دندانه‌ای و مثلثی دندانه‌ای در شرایط آزمایشگاهی و عددی

علیرضا مسجدی

استفاده از پرتاب کننده های جامی و مثلثی با شکل های مختلف، به دلیل ایمنی و استهلاک بهتر انرژی برای محافظت از بستر پایین دست ابنیه های آبی و همچنین مزایای اقتصادی نسبت به سایر مستهلک کننده های انرژی بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. هدف این پژوهش بررسی افت انرژی جریان عبوری در سرریز جامی دندانه ای و مثلثی دندانه ای در شرایط آزمایشگاهی و عددی است. مدل سازی فیزیکی و عددی در یک فلوم مستطیلی به طول 9 متر، عرض 0/5 متر و ارتفاع 0/5 متر و سرریز جامی و مثلثی با دندانه با ابعاد مشخص مطابق استاندارد USBR در شدت جریان های مختلف در شرایط آزمایشگاهی و عددی استفاده شد. میزان افت انرژی در سرریز جامی دندانه ای 71/4 درصد و مثلثی دندانه ای 74/8 درصد در شرایط آزمایشگاهی به دست آمد که نشان داد سرریز مثلثی دندانه ای در زمینه اتلاف انرژی عملکرد مناسب تری نسبت به سرریز جامی دندانه ای دارد. نتایج به دست آمده نشان داد، شکل هندسه سرریز و وجود دندانه در انتهای سازه عامل مهم و تأثیرگذاری در میزان اتلاف انرژی جریان های عبوری از سرریزهای جامی دندانه ای و مثلثی دندانه ای دارد که باعث شکسته و فشرده شدن بیشتر خطوط جریان عبوری و به تبع آن افزایش سرعت در لحظه پرتاب و درنهایت اتلاف نسبی انرژی بیشتر در پایین دست سازه می شود. پس از تعیین عملکرد بهتر سرریز مثلثی دندانه ای در اتلاف انرژی، به شبیه سازی عددی سرریز مثلثی دندانه ای به روش محاسبات عددی در نرم افزار Flow-3D پرداخته شد. نتایج تحلیل نشان داد که میزان اتلاف انرژی در سرریز مثلثی دندانه ای در محاسبات عددی 87/5 درصد بود که نشان دهنده همسو بودن و صحت آزمایش های انجام شده با شرایط آزمایشگاهی است.

شبیه‌سازی هیدرولوژیک مناطق کوهستانی با استفاده از مدل SWAT

سعید اسلامیان

هدف این مطالعه، بررسی قابلیت شبیه سازی هیدرولوژیک محدوده ازنا - الیگودرز است که در بالادست حوضه کارون بزرگ و شرق استان لرستان واقع است. برای انجام این پژوهش از اطلاعات روزانه هواشناسی مربوط به ایستگاه سینوپتیک الیگودرز و بارش ایستگاه های باران سنج کمندان و دره تخت در بازه ۲۰۲۳-۱۹۹۱، دبی مشاهداتی مربوط به ایستگاه هیدرومتری ماربره در بازه ۱۹۹۱-۲۰۲۱ و نقشه خاک، کاربری اراضی و ارتفاعی حوضه ازنا - الیگودرز استفاده شد. دوره ۱۹۹۱ و ۱۹۹۲ به منظور وارم آپ مدل، واسنجی از سال ۱۹۹۳ تا ۲۰۱۶ و دوره صحت سنجی از ۲۰۱۷ تا ۲۰۲۱ در نظر گرفته شد. بر اساس شبیه سازی انجام شده در این منطقه، مدل دارای ضعف در شبیه سازی بود. بعد از شبیه سازی اولیه اقدام به واسنجی مدل شد. پس از تحلیل حساسیت پارامترهای مختلف، ۲۲ پارامتر مؤثر انتخاب و مدل واسنجی شد. نتایج ارزیابی نشان داد برای مراحل واسنجی و صحت سنجی، مقدار NSE به ترتیب برابر 0/60 و 0/56 و مقدار ضریب R2 به ترتیب برابر 0/61 و 0/78 به دست آمد. بر اساس ضرایب به دست آمده در هر دو مرحله واسنجی و صحت سنجی مشخص شد که مدل به طور کلی دارای دقت رضایت بخش در شبیه سازی هیدرولوژیک محدوده ازنا - الیگودرز بود.

شبیه‌سازی آب‌شستگی پشت دیواره‌های ساحلی به روش لاگرانژی با استفاده از مدل رئولوژی (I)𝜇

عطااله شیرزادی

حرکت سریع و پیچیده رسوبات در محیط های رودخانه ای و ساحلی با جریان بسیار فرسایشی و گذرا مشکلات زیادی را برای مهندسان رودخانه در موضوع ژئومورفولوژی رودخانه های آبرفتی ایجاد می کند. پیش بینی دقیق این پیچیدگی ها در سیستم آب - رسوب (یک سیستم جریان دانه ای متراکم چند فازی) هنوز یک چالش عمده برای مدل های مبتنی بر شبکه است. باتوجه به توانایی روش های لاگرانژی بدون شبکه در مدل سازی تغییر شکل های بزرگ و ناپیوستگی ها، روش های لاگرانژی بدون شبکه می توانند یک فرصت منحصربه فرد برای مقابله با چنین پیچیدگی فراهم کنند. پژوهش حاضر قابلیت های مدل نیمه ضمنی ذرات متحرک با تراکم ضعیف Weakly compressibility moving particle semi-implicit (WC-MPS) در مدل سازی برهم کنش خاک - سیال را توسعه می دهد تا امکان مدل سازی انتقال رسوب و اثرات آب شستگی را در پشت دیواره های ساحلی فراهم کند. در این روش مواد دانه ای به صورت یک سیال غیر نیوتنی و ویسکوپلاستیک در نظر گرفته شده است. برای پیش بینی رفتار غیر نیوتنی فاز دانه ای، از مدل رئولوژیکی 𝜇(I) استفاده شده است. به منظور تأیید کاربرد مدل حاضر در شبیه سازی برهم‏کنش فازهای مایع و جامد، ابتدا مسئله پرکاربرد شکست سد روی بستر فرسایش پذیر مدل سازی شد. متوسط خطای مدل مد نظر تقریباً 6 درصد محاسبه شد که نشان دهنده کارایی و دقت مدل مد نظر در این مسئله است. در انتها، آب شستگی دیواره های ساحلی شبیه سازی شد. بررسی ها نشان داد که فرایندهای مرتبط با فرسایش و آب شستگی به خوبی توسط روش لاگرانژی حاضر قابل مدل سازی بوده و نتایج عددی با اندازه گیری های آزمایشگاهی مطابقت بسیار خوبی (با متوسط خطای مدل برابر با 10 درصد) را نشان داد.

طبقه‌بندی نواحی زیست اقلیمی مرتعی ایران بر اساس تحلیل طیفی

رضا مدرس

این مطالعه با هدف ارائه یک پهنه بندی زیست اقلیمی مرتعی برای ایران بر اساس تغییرات طیف توان میانگین ماهانه تولید خالص اولیه (NPP: Net Primary Production) مناطق مرتعی ایران انجام شد. نوسانات طیف توان میانگین ماهانه سیگنال NPP مناطق مرتعی ایران طی سال های 2000-2022 با استفاده از روش چگالی طیف توان (Power Spectrum Density) در باند فرکانسی بین 0-100 هرتز مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفت. در 24 زیر پهنه زیست اقلیمی 4 دوره مشترک در همه سایت ها در فرکانس های 0 (هیچ تغییری تکرار نمی شود)، 8/34 (3/59 روز)، 16/66 (1/80 روز) و 25 (1/2 روز) هرتز دیده شد که نشان می دهد عمده تغییرات داده در آن دوره ها اتفاق می افتد و تغییرات NPP مرتعی ایران بیشتر تحت تأثیر اثرات جهانی و منطقه ای نسبت به اثرهای محلی است. بیشترین توان این طیف ها در مقیاس های زمانی زیاد متمرکز شده است؛ بنابراین چرخه های با فرکانس کمتر (مقیاس زمانی بیشتر) چرخه های مهم تری نسبت به چرخه های با فرکانس بیشتر (مقیاس زمانی کمتر) هستند و نشان می دهند که تغییرات NPP مرتعی ایران طولانی مدت و اقلیمی است. در پژوهش حاضر با استفاده از نتایج طیف توان میانگین ماهانه سیگنال NPP مرتعی و با کمک روش خوشه بندی واردز و فاصله مربع اقلیدوسی ایران به 1+5 پهنه زیست اقلیمی مرتعی طبقه بندی شد. به نظر می رسد این روش تطابق خوبی بین مرزهای زیستی و آب وهوا فراهم می کند. برای بررسی ارتباط طیفی بین مناطق زیست اقلیمی مرتعی در داخل گروه های همگن از تکنیک همبستگی پیرسون استفاده شد. نتایج همبستگی نشان داد همبستگی زیادی از نظر طیفی در داخل گروه ها با سطح معنی داری 0/01 درصد بین مناطق زیست اقلیمی مرتعی به خصوص در خوشه دوم و پنجم دیده شد.

تحلیل جریان نشت و گرادیان هیدرولیکی در بدنه و پی سد خاکی علویان

مهدی کوهدرق

سدها به عنوان سازه های مصنوعی دست ساز بشر، نقش بسیار مهمی در تأمین نیازهای آبی انسان در بخش های مختلف از جمله کشاورزی، صنعت، تولید برق، و کنترل سیلاب ایفا می کنند. از مصالح مختلف خاکی مانند ماسه ای، رسی و سنگی برای ساخت و استقرار سدهای خاکی استفاده می شود. در این پژوهش با عنوان بررسی و تحلیل جریان نشت و گرادیان هیدرولیکی در بدنه و پی سد خاکی علویان با استفاده از نرم افزار SEEP/W به بررسی اثرات جریان نشت و گرادیان هیدرولیکی در بدنه و پی پرداخته می شود. این پژوهش با استفاده از نرم افزار SEEP/W به تحلیل جزئیات این فرایند می پردازد و نتایج به دست آمده را تجزیه وتحلیل می کند. مبانی نظری مرتبط با جریان نشت و گرادیان هیدرولیکی در سدهای خاکی و اهمیت آن ها در پایداری سدها، به عنوان یکی از مهم ترین مسائل مهندسی عمران مورد بحث وبررسی قرار می گیرند. روش های کنترل نشت آب از سدهای خاکی شامل استفاده از آب بند، دیواره های ساخته شده با ملات دوغاب، هسته های نفوذناپذیر، سپرکوبی فلزی و پتوهای نفوذناپذیر در بالادست سد است. در این مطالعه از زهکش، آب بند و پتوی رسی به عنوان روش های کنترل نشت آب استفاده شده است. نتایج نشان می دهند که استفاده از دیوار آب بند باعث کاهش میزان نشتی می شود؛ زیرا این دیواره مانع هدایت آب از بدنه سده می شود. به طور کلی، این پژوهش با ارائه نتایج به حالت کمی و توصیه هایی برای بهبود پایداری سدها و کاهش احتمال خطرات ناشی از جریان نشت و گرادیان هیدرولیکی به پایان می رسد و عناصر مهمی را که در طراحی و ساخت سدهای خاکی باید در نظر گرفته شوند، بررسی می کند. در این مطالعه به بررسی اثرها و عملکرد سدهای خاکی با استفاده از روش های المان محدود پرداخته شده است و عملکرد هر یک از این سدها ارزیابی شده است. برای مدل سازی از نرم افزار المان محدود GEOSTUDIO استفاده شده است. نتایج حاصل از این مدل سازی شامل بررسی پارامترهایی مانند خطوط فریاتیک، تأثیر سطح آب پشت سد، پتوی رسی و آب بند است. همچنین مقدار دبی نشت یا به عبارت دیگر، میزان نشتی از بدنه سد برای حالت های مختلف تعریف شده در مدل استخراج و تحلیل شده است.