علوم آب و خاک

---

پایه‌های کناری پل‌ها معمولاً در ناحیه میادین غرقاب رودخانه‌ها قرار می‌گیرند، جایی که توزیع سرعت جریان و تنش برشی بستر در مقطع عرضی، به طور قابل ملاحظه‌ای غیریک‌نواخت است. تاکنون اثر هندسه مقطع و غیریک‌نواختی توزیع پارامترهای یاد شده بر پدیده آب‌شستگی، در مجاری با مقاطع مرکب، به طور جامع مورد بررسی قرار نگرفته است. در این تحقیق، که به منظور ارزیابی اثر انتقال جانبی در اندازه حرکت در جریان‌های مرکب، بر میزان عمق آب‌شستگی اطراف پایه‌های کناری پل‌ها صورت گرفته، اعماق مشاهده شده آب‌شستگی در جریان‌های متداخل و نامتداخل مورد مقایسه قرار گرفته است.

 نتایج نشان می‌دهد که در نسبت‌های کوچک اعماق جریان در میدان غرقاب، λ_a، به کل عمق جریان (H)، که انتقال جانبی اندازه حرکت شدید می‌باشد، میزان آب‌شستگی در جریان‌های متداخل می‌تواند تا حدود 30% نسبت به مقدار آن در جریان‌های نامتداخل افزایش یابد (λ_a/H<0.3). به این ترتیب، اهمیت انتقال جانبی اندازه حرکت در میدان‌های مرکب جریان، و اثر آن بر برآوردهای مهندسی روشن می‌شود. اما استنباط جامع و متقن برای ارائه نتایج کاربردی باید مبتنی بر طیف وسیعی از داده‌ها باشد، که خود ضرورت انجام مطالعات تفصیلی برای تعیین اثر پارامترهای مختلف بر پدیده آب‌شستگی در جریان مرکب را تبیین می‌کند.

---

کاربرد کودهای شیمیایی، بقایای گیاهی و لجن فاضلاب از جمله مواردی است که باعث تجمع کادمیم در خاک و گیاه می‌گردد. در استان خوزستان و در اراضی زیر کشت نیشکر، میانگین کود مصرفی شامل 400 کیلوگرم دی‌آمونیوم فسفات و همین میزان اوره می‌باشد. از چهار کشت و صنعت هفت تپه، کارون، شعیبیه و غزالی، با سابقه کشت 36، 20، 2 و 1 سال، تعداد 101 نمونه خاک از عمق صفر تا 30 سانتی‌متری برداشت گردید. نمونه‌های خاک از این ایستگاه‌ها، به تفکیک از کف جوی، روی پشته و خاک‌های کشت نشده و مجاور، به فاصله تقریبی 100 متر برداشت، و غلظت کادمیم، کلر، قابلیت هدایت الکتریکی، درصد رس و مواد آلی اندازه‌گیری گردید.

 نتایج بـه دست آمده نشان می‌دهد کـه بـا افزایش کلر، درصد رس و ماده آلی، میزان تجمع کادمیم در خاک افزایش می‌یابد. میزان این عنصر در جوی حداقل، و در کنترل (کشت نشده) حداکثر می‌باشد. هم‌چنین، نتایج نشان داد که غلظت این عنصر در خاک هفت تپه 02/0 میلی‌گرم در کیلوگرم و در کارون 03/0 میلی‌گرم در کیلوگرم کاهش داشته است.

---

کانال‌های جانبی کاربردهای گسترده‌ای در شبکه‌های انتقال و توزیع آب، سدهای مخزنی، تأسیسات تصفیه آب و فاضلاب، و در مجاری زه‌کشی سطحی دارند. جریان در این سازه‌ها از نوع متغیر مکانی با افزایش دبی است، و نیم‌رخ سطح آب آن از فاکتورهای مهم طراحی محسوب می‌شود. معمولاً علاوه بر افزودن عرض کف کانال در جهت جریان، در انتهای پایین‌دست کانال، سرریزی نصب می‌شود تا ضمن ایجاد مقطع کنترل، شرایطی فراهم نماید که نیم‌رخ سطح آب هموارتری در کانال به وجود آید. در این مقاله نتایج یک پژوهش آزمایشگاهی گزارش شده که برای تعیین میزان تأثیر نصب سرریز انتهایی با ارتفاع‌های مختلف بر ویژگی‌های سطح آب در یک کانال جانبی با مقطع غیر منشوری انجام شده بود. در هر آزمایش شش نیم‌رخ طولی به طور مشخص و متمایز دیده شد. اختلاف میان اعماق آب نقاط میانی نیم‌رخ‌های حداقل و حداکثر هر برداشت در بررسی اثر نصب سرریز به کار رفت. نتایج نشان داد که اختلاف اعماق نیم‌رخ‌های یاد شده بین نصف تا یک برابر عمق بحرانی ایجاد شده در انتهای پایین‌دست کانال جانبی می‌باشد. هم‌چنین، به کمک منحنی پوش داده‌ها روشی پیشنهاد گردید که در آن حداکثر میزان محتمل تأثیر یک سرریز انتهایی تعیین می‌گردد تا به عنوان راهنمای طراحی ارتفاع مناسب سرریز به کار گرفته شود.

---

بهره‌برداری شبکه‌های آبیاری، نتیجه یک فرایند تصمیم‌گیری است که در آن سه عنصر وضعیت فیزیکی موجود سازه‌ها، ظرفیت کنترل و رفتار هیدرولیکی سیستم نقش کلیدی ایفا می‌نمایند. این سه عنصر به نوعی در مفهوم حساسیت هیدرولیکی سازه‌ها مستتر بوده و از این روست که حساسیت هیدرولیکی سازه‌ها مهم‌ترین عامل مربوط به خصوصیات هیدرولیکی سیستم عنوان می‌شود. شیوه آنالیز حساسیت سازه‌های آبیاری از جمله روش‌های تحلیل جریان بوده که در سال‌های اخیر به منظور رفتارسنجی جریان در شبکه‌های آبیاری، توسعه یافته و در رفتارسنجی جریان چند شبکه آبیاری جهان مورد استفاده قرار گرفته است. مدول‌های تیغه‌ای از جمله مناسب‌ترین ابزار توزیع جریان بوده که امروزه در سطوح مختلف بهسازی شبکه‌های آبیاری مطرح و توصیه می‌شوند. در این مقاله معادلات حساسیت هیدرولیکی مدول‌های تیغه‌ای ارائه گردیده و به ارزیابی تغییرات کمّی این شاخص در شرایط بهره‌برداری و تأثیر آن در عملکرد سازه پرداخته شده است. نتایج محاسبه‌های انجام گرفته روی داده‌های موجود واسنجی جریان چند مدول از شبکه آبیاری دشت قزوین، بیانگر تغییرهای مقدار حساسیت هیدرولیکی این آبگیرها در شرایط بهره‌برداری است. در بعضی موارد این تغییرها به بیش از 100 درصد می‌رسد. تغییر در مقدار کمّی حساسیت سازه، تغییر در بازه عملکرد سازه را پیامد شده و مشکلاتی را در فرآیند توزیع جریان در سطح شبکه به‌وجود می‌آورد. بازه تغییرات دبی بعضی از دریچه‌های مدول‌های مورد بررسی نسبت به مقدار مجاز که 20 درصد می‌باشد، بیش از دو برابر افزایش یافته است.

---

سرریزشدن سیلاب از تاج سد یکی از عوامل اصلی شکست انواع سدها به‌شمار می‌آید. به‌منظور اجتناب‌ از سرریز آب از روی بدنه ‌سد، سد با یک یا چند سرریز مجهز می‌شود تا آب نگه‌داشته شده در مخزن را خارج نماید. تعداد و اندازه این سرریز‌ها براساس مقدار سیلاب طراحی تعیین می‌شوند. تعیین سیلاب طراحی سرریز سد را می‌توان به‌عنوان یک مسأله ریسک چندمنظوره فرموله ‌کرد و چنین مسأله‌ای را می‌توان با استفاده از روش‌های تحلیل کمی ریسک حل نمود. در اینجا چهار روش طراحی اقتصادی مبتنی بر تحلیل ریسک شامل انجمن ‌تحقیقات ‌ملی ‌آمریکا، مهندسین عمران آمریکا، منحنی‌واحد و تقسیم‌بندی ریسک چندمنظوره مورد بررسی قرارگرفت، و به‌منظور مقایسه این روش ها تحلیل ریسک برای تعیین مجدد سیلاب طراحی سرریز سد پیشین احداث شده روی رودخانه سرباز انجام ‌شد. برای حل روابط تعیین خسارت مورد انتظار در دو روش مهندسین عمران و تقسیم‌بندی ریسک که به صورت تحلیلی قابل حل نیستند، از روش انتگرال گیری عددی رامبرگ، و برای انجام محاسبات مربوط به انتگرال گیری عددی و ترسیم نمودارها از نرم افزار Excel استفاده شد. هم‌چنین تجزیه و تحلیل سیلاب ها جهت انتخاب توزیع مناسب با استفاده از نرم افزار Smada انجام گردید. نتایج نشان داد که سیلاب طراحی برآورد شده توسط سه روش مهندسین عمران، انجمن ‌تحقیقات ‌ملی آمریکا‌ و منحنی ‌واحد تقریباً مساوی، و مقدار آن کمتر از سیلاب ده‌هزارساله می‌باشد. در صورتی که سیلاب طراحی توسط روش تقسیم‌بندی ریسک چندمنظوره بزرگ‌تر از سیلاب ده‌هزار ساله برآورد ‌گردید.

---

آبیاری کرتی یکی از روش‌های آبیاری سطحی است که برای آبیاری بسیاری از محصولات کشاورزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله مدلEDOBASIN  به‌منظور ارزیابی، طراحی و بهینه‌سازی عملکرد آبیاری کرتی معرفی شده است. در این مدل راندمان‌های مورد نظر به‌صورت ترکیبی خطی در یک تابع هدف درنظر گرفته می‌شوند و براساس متغیرهای تصمیم‌گیری که شامل دبی ورودی، طول و عرض کرت و محدودیت‌هایی که برای آنها وجود دارد، طراحی بهینه انجام می‌شود. این مدل یک مدل شبیه‌سازی- بهینه‌سازی است که در آن از معادله موازنه حجم برای شبیه‌سازی هیدرودینامیک و از روش SA برای بهینه‌سازی استفاده می‌شود. ویژگی این مدل نسبت به مدل‌های قبلی طراحی از طریق بهینه‌سازی همزمان راندمان‌ها با گزینه‌های مختلف وزن‌دهی می‌باشد. مقایسه زمان پیشروی جبهه آب در مدل مورد نظر با مدل شناخته شده SIRMOD حاکی از دقت مدل در مرحله ارزیابی است. همچنین بهبود راندمان‌ها و تابع هدف در طراحی بهینه بیانگر قابلیت وکارایی مدل ارائه شده در مرحله بهینه‌سازی است به‌طوری که استفاده از مدل برای داده‌های یک کرت آزمایشی، توانست راندمان کاربرد و نسبت نفوذ عمقی را 20‌% ارتقاء داده و راندمان‌های نیاز آبی و یکنواختی توزیع را در حد 100‌% نگهدارد.
 

---