علوم آب و خاک

حوضچه‌های آرامش معمولاً در پایین‌دست سازه‌های هیدرولیکی به‌عنوان مستهلک‌کننده انرژی استفاده می‌شوند. ابعاد حوضچه‌های آرامش به مشخصات پرش هیدرولیکی بستگی دارد. در مطالعه حاضر، پرش هیدرولیکی واگرای معکوس با به‌کارگیری بلوک‌های میانی و آبپایه انتهایی به‌صورت آزمایشگاهی بررسی و اثر میزان واگرایی دیواره‌های کانال، شیب کف معکوس و بلوک‌های میانی بر مشخصه‌های پرش هیدرولیکی بررسی شد. در مجموع، آزمایش‌ها برای مقاطع مستطیلی با شیب کف معکوس 0، 0/25، 0/5 و 0/75 و زوایای واگرایی 3، 5 و 9 درجه و با قرار دادن بلوک‌های اتلاف‌کننده‌ انرژی انجام شد. دامنه تغییرات مقادیر دبی و عدد فرود از 39 الی 81/7 لیتر بر ثانیه و 4/44 الی 56/8 بود. نتایج نشان داد بلوک‌های میانی طول نسبی پرش و نسبت عمق ثانویه را به‌ترتیب به میزان 18 درصد و 12 درصد کاهش می‌دهد (در مقایسه با حوضچه‌ واگرای معکوس بدون بلوک). نتایج همچنین نشان داد به‌کارگیری بلوک‌های میانی و آبپایه انتهایی در جهش هیدرولیکی واگرای معکوس، منجر به پایدارسازی جهش و بهبود وضعیت ناپایداری جریان شده است.

در این مطالعه، یک مدل مفهومی مبتنی بر سیستم پویا برای بهینه‌سازی مدیریت آب، زمین و تولید محصولات کشاورزی (چای و برنج) در نواحی آبیاری شبکه آبیاری و زهکشی سفیدرود توسعه داده شد. به‌منظور شناخت رفتار شبکه و تهیه مدل شبیه‌سازی سیستم از یک مدل مفهومی مبتنی بر مدل پویایی سیستم استفاده شد که در محیط MATLAB/Simulink شبیه‌سازی مدل انجام شد. در ادامه با استفاده از روش بهینه‌سازی الگوریتم ژنتیک مدل بهینه‌سازی سیستم مورد مطالعه به‌صورت یک مدل چندهدفه توسعه داده شد و سپس با استفاده از روش وزن‌دهی توابع هدف، شرایط مختلف مدیریتی اجرا شد. نتایج نشان داد که انتخاب بهترین پاسخ از مدل‌های بهینه‌سازی چندهدفه به مقادیر وزنی توابع هدف وابسته است و با تغییر این مقادیر، تصمیم‌گیرندگان می‌توانند پاسخ‌های متنوعی برای مسائل پیچیده بهینه‌سازی ارائه دهند. مدل بهینه‌سازی با ترکیب وزنی مختلف، سطح زیر کشت و تخصیص آب را به‌گونه‌ای تعیین می‌کند که کمبود آب کمینه و عملکرد محصولات بیشینه شود. علاوه بر این، یافته‌ها حاکی از آن است که کانال‌های شبکه آبیاری نقش حیاتی در تأمین نیاز آبی دارند و تخصیص عادلانه آب برای جلوگیری از برداشت بی‌رویه و پیامدهای منفی مانند پیشروی آب شور و فرونشست زمین ضروری است. مطالعه نشان می‌دهد که بهترین راهکار به شرایط محلی و سیاست‌های تصمیم‌گیرندگان بستگی دارد. برای دستیابی به بیشترین سود اقتصادی و پاسخگویی به نیازهای آب، پیشنهاد می‌شود از ترکیب وزنی نزدیک به   استفاده شود. درنهایت، این مدل به مدیران و تصمیم‌گیرندگان کمک می‌کند تا با تغییر سطح زیر کشت و بهره‌برداری بهینه از منابع آب، کمترین میزان کمبود آبی را در منطقه ایجاد کنند.