44 نتیجه برای شبیهسازی
حبیب کریمی اورگانی، علی رحیمی خوب، محمد هادی نظری فر،
جلد 23، شماره 3 - ( 9-1398 )
چکیده
در سالهای اخیر پژوهشهای زیادی روی مدل آکواکراپ انجام شده است و نتایج بهدست آمده نشان میدهد که این مدل عملکرد محصول را برای شرایط کمآبیاری با دقت خوبی شبیهسازی میکند. ولی این مدل مثل سایر مدلهای شبیهساز به مقادیر متغیرهای مستقل (ورودی مدل) حساس است. در این پژوهش حساسیت مدل آکواکراپ برای چهار پارامتر ورودی تبخیر و تعرق مرجع، بهرهوری آب نرمال شده، درصد پوشش گیاهی مرحله اول رشد و حداکثر پوشش گیاهی با استفاده از روش بون برای محصول جو بررسی شد. تیمارهای آبیاری شامل آبیاری کامل و دو تیمار کمآبیاری 80 و 60 درصد بود که در سال زراعی 94-1393 در مزرعه پردیس ابوریحان اعمال شد. مقادیر اندازهگیریشده زیستتوده در تیمارها بهعنوان مقادیر مبنا استفاده شدند. نتایج نشان داد بیشترین حساسیت مدل نسبت به تبخیر و تعرق گیاه مرجع است، بهطوری که مقدار ضریب حساسیت این پارامتر برای تیمارهای آبیاری کامل، 80 درصد آبیاری کامل و 60 درصد آبیاری کامل بهترتیب برابر 1/1-، 2/1- و 3/2- بهدست آمد که علامت منفی نشان میدهد، درصورتی که مقدار تبخیر و تعرق مرجع بیش از مقدار واقعی به مدل وارد شود، عملکرد محصول کمتر از واقعیت شبیهسازی میشود و در این میان هر قدر درجه کمآبیاری بیشتر شود، حساسیت مدل بیشتر میشود.
فریده انصاری سامانی، سیدحسن طباطبایی، فریبرز عباسی، ابراهیم علایی،
جلد 23، شماره 3 - ( 9-1398 )
چکیده
شبیهسازی انتقال آب و املاح در خاک، در مدیریت بهینه مصرف آب و کود در مزرعه بسیار مؤثر است. در این پژوهش از مدل HYDRUS -1D در شبیهسازی انتقال آب و برومید در یک ستون آزمایشگاهی خاک با بافت لومرسی استفاده شد. پارامترهای هیدرولیکی خاک شامل (عکس نقطه ورود هوا) α، (هدایت هیدرولیکی اشباع) ks، (رطوبت باقیمانده) qr، (رطوبت اشباع) qs، (پارامتر پیوستگی خلل و فرج) l و (پارامتر شکل منحنی رطوبت) n از طریق اندازهگیری و با استفاده از نرمافزار Retc بهدست آمدند. پارامترهای انتقال املاح شامل ضریب انتشار و سرعت واقعی با استفاده از پارامترهای هیدرولیکی خاک و دادههای غلظت برومید به روش مدلسازی معکوس براورد شد، با توجه به ضرایب هدف، آنالیز حساسیت مدل فیزیکی انجام شد. نتایج حاصله نشان داد که ضریب همبستگی غلظت برومید مشاهدهای و شبیهسازی شده در حالت بهینه برابر 0/84 درصد بود. بر این اساس مقدار ضریب انتشار برابر 4/09 سانتیمتر براورد شد. بر پایه نتایج آنالیز حساسیت، هدایت هیدرولیکی اشباع بیشترین تأثیر را در تغییرات این پارامتر داشت بهطوری که مقدار ضریب حساسیت این پارامتر برابر با 2/64 بود. ضریب RMSE با مقدار 0/04 کمترین و ضریب ME با مقدار 0/001- بیشترین تغییرات پارامتر را داشتند.
شعله قبادی علمداری، اصغر اصغری مقدم، علی اکبر شهسواری،
جلد 23، شماره 4 - ( 9-1398 )
چکیده
استفاده ناهماهنگ از منابع آب سطحی و زیرزمینی، باعث ایجاد بحران در یکی از این منابع میشود. برداشت تلفیقی از منابع آبهای سطحی و زیرزمینی بهویژه در مناطق خشک و نیمهخشک راهکاری علمی و عملی در راستای مدیریت پایدار منابع آب است. هدف اصلی این پژوهش شبیهسازی سیستم هیدروژئولوژیکی آبخوان دشت دهلران است، سپس روی مدل ساخته شده سناریوهای مدیریتی استفاده تلفیقی اعمال شد و اثرات آن روی تغییرات ذخیره آبخوان بررسی شد. در این راستا سیستم جریان آب زیرزمینی دشت دهلران در محیط نرمافزار GMS 9.1 با استفاده از کد MODFLOW شبیهسازی شد و اطلاعات رودخانه نیز در آن وارد شد. از شرایط متوسط سال آبی90-1389 برای شبیهسازی حالت ماندگار استفاده شد. سپس با استفاده از آن مدل از مهر 89 تا شهریور 90 در حالت غیر ماندگار در چهار دوره تنش و هر دوره تنش در سه گام زمانی واسنجی شد و پس از بهینهسازی پارامترهای هیدروژئولوژیکی، مدل برای سال آبی 91-1390 صحتسنجی شد. پس از واسنجی مدل در شرایط غیر ماندگار مقادیر خطای میانگین، خطای میانگین مطلق و مجذور مربعات خطاهای اندازهگیری شده در پیزومترها بهترتیب 0/24-، 0/46 و 0/65 بهدست آمد. نتایج حاصل از صحتسنجی توانایی مدل را در شبیهسازی شرایط حاکم بر آبخوان تأیید کردند. سرانجام اعمال سناریوهای مختلف نشان داد که استفاده تلفیقی صحیح از منابع آب سطحی و زیرزمینی میتواند سبب افزایش ذخیره آبخوان تا حدود 2/23 میلیون مترمکعب در سال شود.
یوسف حسنی، سید مهدی هاشمی شاهدانی، بنفشه زهرائی،
جلد 24، شماره 1 - ( 3-1399 )
چکیده
این تحقیق به معرفی رویکرد بهرهبرداری- اقتصادی بهعنوان راهبرد جدیدی در بهرهبرداری شبکههای آبیاری پرداخته است. برای رسیدن به این مهم، دو مدل مجزای اقتصادی و بهرهبرداری با هم تلفیق شدند. هدف کلی از تلفیق این مدلها در قالب ساختار توسعهیافته واحد، تحویل و توزیع بهینه آب به واحدهای زراعی شبکه آبیاری بر اساس متوسط ارزش اقتصادی محصولات کشاورزی واقع در الگوی کشت موجود آنها است. گفتنی است که بهمنظور فراهم کردن امکان ارزیابی عملکرد سامانه بهرهبرداری کانال آبیاری با بهرهگیری از رویکرد بهرهبرداری- اقتصادی، شاخص ارزیابی عملکرد کفایت تحویل و توزیع آب مورد بازنگری قرار گرفت. بهمنظور ارزیابی ساختار توسعه داده شده، کانال اصلی شبکه آبیاری رودشت در حوضه زایندهرود بهعنوان مورد مطالعاتی این تحقیق انتخاب شد و مدیریت بهرهبرداری این کانال قبل و بعد از بهکارگیری ساختار ارائه شده، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مدلسازی اقتصاد کشاورزی شبکه مورد مطالعه نشان داد که در واکنش به سیاست تحویل آب بر اساس ارزش اقتصادی آن در شرایط کمآبی، یونجه و گلرنگ در مقایسه با سایر محصولات (بهخصوص گندم)، از جمله محصولاتی هستند که در الگوی زراعی کشاورزان، سطح زیر کشت را با شدت بیشتری کاهش میدهند. دلیل این امر ارزش اقتصادی کمتر آب و سود ناخالص کمتر در واحد هکتار دو محصول گفته شده نسبت به سایر محصولات زراعی، بوده است. علت نوسانات کمتر محصول گندم را نیز میتوان با وجود هزینههای بالا، در قیمت تضمینی و بالای آن در مقایسه با سایر محصولات زراعی توجیه کرد. نتایج ارزیابی عملکرد سامانه بهرهبرداری توسعه داده شده در این تحقیق بر اساس شاخص ارزیابی عملکرد کفایت تحویل آب حاکی از آن بود که در بهرهبرداری معمول کانال (عدم بهرهگیری از رویکرد اقتصادی) بیشترین مقادیر شاخص کفایت تحویل آب مربوط به چهار آبگیر واقع در بالادست کانال بهدست آمده است. این درحالی است که با بهکارگیری رویکرد بهرهبرداری- اقتصادی، آبگیرهای 1، 6، 5 و 12 که مطابق نتایج مدلسازی اقتصادی بالاترین اولویت تحویل آب را بهدست آوردهاند، مطلوبترین مقادیر شاخص کفایت را دارا هستند.
امیر علیزاده، بهروز یعقوبی، سعید شعبانلو،
جلد 24، شماره 2 - ( 5-1399 )
چکیده
در این مطالعه، ضریب دبی سرریزهای لبه تیز واقع بر کانالهای دایرهای با استفاده از مدلهای انفیس و انفیس-کرم شبتاب شبیهسازی شد. همچنین برای بررسی افزایش قابلیت مدلهای عددی از شبیهسازیهای مونتکارلو استفاده شد. این درحالی است که روش اعتبارسنجی ضربدری برای صحتسنجی مدلهای عددی بهکار گرفته شد. با توجه به پارامترهای ورودی، چهار مدل انفیس و انفیس-کرم شبتاب معرفی شد. تجزیهوتحلیل نتایج عددی نشان میدهد که مدل برتر ضریب دبی را بهعنوان تابعی از عدد فرود (Fr) و نسبت عمق جریان روی تاج سرریز به ارتفاع تاج سرریز (h/P) شبیهسازی کرد. مقادیر MARE، RMSE و R برای مدل برتر بهترتیب برابر 0/001، 0/002 و 0/999 محاسبه شد. این درحالی است که حداکثر مقدار MARE برای این مطالعه کمتر از 2 درصد بود.
افسانه کاغذچی، سید مهدی هاشمی شاهدانی، عباس روزبهانی، محمد ابراهیم بنی حبیب،
جلد 24، شماره 3 - ( 9-1399 )
چکیده
هدف اصلی تحقیق حاضر شبیهسازی بهرهبرداری کانال اصلی آبیاری و ارزیابی نقطهای، منطقهای و کلی تحویل و توزیع آب با استفاده از شاخصهای کفایت، راندمان و عدالت توزیع آب، و محاسبه شاخص کلی مطلوبیت تحویل و توزیع آب است. بدین منظور، مدل هیدرودینامیکی HEC-RAS در کانال اصلی شبکه آبیاری رودشت ایجاد شد. نتایج کالیبراسیون و صحتسنجی مدل هیدرودینامیکی حاکی از رضایتبخش بودن کارکرد مدل داشت. سناریوهای مختلف بهرهبرداری شامل نرمال، کمآبی و نوسانی بهمنظور ارزیابی تحویل و توزیع آب در همه شرایط ممکن درنظر گرفته شد. در ارزیابی نقطهای کفایت تحویل و توزیع آب در محدوده 7 تا 85 درصد متغیر بوده و میزان راندمان در همه سناریوها 100 درصد محاسبه شد. مقادیر شاخصهای کفایت، راندمان و عدالت در ارزیابی منطقهای بهترتیب در محدودههای6 تا 89 ، 91 تا 100 و 13 تا 46 درصد متغیر هستند. ارزیابی کلی نشان داد که مطلوبترین وضعیت، مربوط به سناریو شدید افزایشی است که مقادیر شاخصهای کفایت، عدالت و راندمان بهترتیب برابر 82 ، 23 و 91 درصد هستند. محاسبه شاخص مطلوبیت تحویل و توزیع آب نشان از عملکرد ضعیف در همه سناریوهای بهرهبرداری داشت و تنها در سناریو نوسانی شدید افزایشی با میزان 82 درصد، عملکرد کانال متوسط برآورد محاسبه شاخص مطلوبیت تحویل و توزیع آب نشان از عملکرد ضعیف تحویل و توزیع آب در همه سناریوهای بهرهبرداری داشت و تنها در سناریوی نوسانی شدید افزایشی با میزان 82 درصدی شاخص مطلوبیت تحویل و توزیع آب ، عملکرد کانال متوسط برآورد شد. نتایج ارزیابی تحویل و توزیع آب نشان داد که تحویل و توزیع آب در کانال مورد مطالعه در ارزیابیهای نقطهای، منطقهای و کلی مطلوب نبوده و نیازمند ارائه راهکارهایی بهمنظور بهبود عملکرد کانال است.
حمزه علی علیزاده، علیرضا حسینی، مریم سلطانی،
جلد 24، شماره 3 - ( 9-1399 )
چکیده
توسعه شبکه آبیاری دشت عباس و انتقال آب سد کرخه بدون توجه به منابع آب زیرزمینی دشت، باعث ماندابی شدن اراضی کشاورزی دشت در سالهای اخیر شده است. هدف از این مطالعه بهینهسازی تلفیق منابع آب سطحی و زیرزمینی دشت عباس برای حداقل کردن مشکلات ماندابی شدن اراضی و دستیابی به حداکثر درآمد خالص دشت بود. برای این منظور ابتدا رفتار آبخوان دشت با استفاده از روش پویایی سیستمها شبیهسازی شد. سپس با استفاده از روش بهینهسازی چندمعیاره مدل Vensim تلفیق آبهای سطحی و زیرزمینی با تابع هدف حداکثرسازی درآمد خالص دشت بهینهسازی شد. زمان شروع مدلسازی سال 1380 و پایان آن سال 1410 و بهمدت 30 سال است. مدل با استفاده از دادههای زمانی سال 1380 تا 1388 واسنجی و با استفاده از دادههای زمانی سال 1388 تا 1395 صحتسنجی شد. نتایج ارزیابیها نشان داد که مدل قادر است متغیرهای کلیدی تراز آب زیرزمینی (ME برابر 60 سانتیمتر، R2 برابر 97 درصد وRMSE برابر 47 سانتیمتر) و شوری آب زیرزمینی (ME برابر0/123 میکروموس بر سانتیمتر، R2 برابر 74 درصد و RMSE برابر 100 میکروموس بر سانتیمتر) را با دقت مناسب شبیهسازی کند. همچنین نتایج مدل بهینهسازی نشان داد که بهینهترین نسبت مصرف آب سطحی و زیرزمینی برای تأمین نیاز کشاورزی دشت عباس بهترتیب 65 و 35 درصد است. بهطور کلی میتوان نتیجه گرفت که با بهینهسازی تلفیق آب سطحی و زیرسطحی با صرفهجویی سالانه حدود 10 میلیون متر مکعب آب میتوان 800 هکتار اراضی جدید را آبیاری کرد.
محمود اکبری،
جلد 24، شماره 4 - ( 9-1399 )
چکیده
هدف این پژوهش، توسعه یک مدل شبیهسازی- بهینهسازی هیدرولیکی- اقتصادی برای طراحی آبیاری کرتی بود. این مدل شبیهسازی هیدرولیکی (طراحی آبیاری کرتی) را با معادله بیلان حجم، شبیهسازی اقتصادی را از طریق محاسبه مجموع 4 هزینه در طول فصل و بهینهسازی را با الگوریتم فرا ابتکاری چندهدفه NSGAII انجام میدهد. بهمنظور برنامهنویسی، از نرمافزار برنامهنویسی MATLAB استفاده شد. برای بهینهسازی توابع هدف، از بهینهسازی تابعی، چندبعدی، ایستا، مقید، پیوسته، چندهدفه و فرا ابتکاری استفاده شد. متغیرهای تصمیم که از بین ورودیهای شبیهسازی انتخاب شدند، بهگونهای محاسبه شدند که توابع هدف هیدرولیکی (کمینهسازی ترکیب خطی هفت شاخص عملکرد) و اقتصادی (کل هزینه فصل آبیاری بر اساس مجموع هزینههای آب، کارگر، آمادهسازی کرت و حفر نهر) کمینه شود. برای شبیهسازی از اطلاعات یک مزرعه آزمایشی استفاده شد. پس از شبیهسازی اولیه، بهینهسازی مزرعه آزمایشی بهوسیله الگوریتم فرا ابتکاری چندهدفه NSGAII با پارامترهای تنظیم شده انجام شد. بهینهسازی با استفاده از مدل پیشنهادی باعث کاهش (بهبود) توابع هدف نسبت به عملکرد اولیه شبیهسازی شد. در مجموع مدل پیشنهادی که ابزاری تخصصی برای آبیاری کرتی است، با وجود سادگی کارایی مناسبی داشت.
فرشاد حیاتی، احمد رجبی، محمد علی ایزدبخش، سعید شعبانلو،
جلد 25، شماره 1 - ( 3-1400 )
چکیده
تخمین و شبیهسازی روند بارندگی در نواحی مختلف جهان بهدلیل خشکسالی و تغییر اقلیم از اهمیت فراوانی برخوردار است. در این مطالعه، یک مدل هوش مصنوعی ترکیبی برنامهریزی بیان ژن- موجک (WGEP) برای مدلسازی بارندگی درازمدت 67 ساله شهر انزلی برای اولین بار توسعه داده شد. این مدل از ترکیب تبدیل موجک (Wavelet) و برنامهریزی بیان ژن (GEP) بهدست آمد. در ابتدا، بهینهترین عضو خانواده تبدیل موجک معرفی شد. سپس با تجزیه و تحلیل نتایج مدلسازی، دقیقترین تابع اتصال و برازش برای مدل برنامهریزی بیان ژن بهدست آمد. در ادامه، با استفاده از تابع خودهمبستگی و خودهمبستگی نسبی و تأخیرهای مختلف، 15 مدل WGEP توسعه داده شد. مدلهای WGEP برای بازههای زمانی 37، 20 و 10 ساله بهترتیب آموزش، آزمون و صحتسنجی شدند. همچنین، با انجام تحلیل حساسیت، مدل برتر و مؤثرترین تأخیرها برای شبیهسازی بارش درازمدت شناسایی شدند. مدل برتر مقادیر تابع هدف را با دقت بالایی تخمین زد. بهعنوان مثال، مقادیر ضریب همبستگی و شاخص پراکندگی برای این مدل در شرایط صحتسنجی بهترتیب برابر با 0/946 و 0/310 محاسبه شدند. علاوه بر این، تأخیرهای شماره 1، 2، 4 و 12 بهعنوان مؤثرترین تأخیرها در مدلسازی بارش توسط مدل ترکیبی معرفی شدند. همچنین، نتایج مدل برتر ترکیبی با مدل برنامهنویسی بیان ژن مقایسه شد که مدل ترکیبی دقت بیشتری داشت.
اردوان قربانی، مهدی معمری، فرید دادجو، لیدا عندلیبی،
جلد 25، شماره 2 - ( 6-1400 )
چکیده
هدف این تحقیق مدلسازی زیتوده گیاهی فرمهای رویشی و کل توسط پارامترهای خاک در مراتع هیر- نئور استان اردبیل بود. ابتدا با درنظر گرفتن تیپهای گیاهی و عوامل محیطی، در مرحله اوج رویش گیاهان، زیتوده گیاهی با استفاده از پلاتهای یک مترمربعی بهروش قطع و توزین برداشت شد. در امتداد هر یک از ترانسکتها یک نمونه خاک برداشت و به آزمایشگاه خاکشناسی منتقل و برخی خصوصیات آن با روشهای متداول اندازهگیری شد. با استفاده از رگرسیون خطی چندگانه توسط عوامل خاک، معادله پیشبینی زیتوده فرمهای رویشی و کل سطح مراتع استخراج و نقشههای مربوطه شبیهسازی شد. با توجه به نتایج، پارامترهای سیلت، هدایت الکتریکی، کلسیم، پتاسیم محلول، کربن آلی، کربن آلی ذرهای، pH، منیزیم، آهک، رس، فسفر و رطوبت حجمی بیشترین اثرگذاری و درصد پیشبینی را داشتند (01/0>P). صحت نقشههای شبیهسازی شده نیز با استفاده از معیار RMSE برای گندمیان، پهنبرگان علفی، بوتهایها و کل بهترتیب 81/0، 65/0، 34/0 و 46/0 محاسبه شد. یافتههای این تحقیق نه تنها به اهمیت عوامل خاک بر تغییرات زیتوده مراتع اشاره دارد، بلکه بهعنوان اطلاعات پایه برای مدیریت مراتع در راستای ایجاد حالت تعادل در میزان عرضه و تقاضای انرژی و توازن کربن اکوسیستم قابل استفاده است.
فاطمه زهرا اسدی، رامین فضل اولی، علیرضا عمادی،
جلد 25، شماره 3 - ( 9-1400 )
چکیده
بررسی و شناخت مسائل مربوط به تغییرات رودخانه¬ها یکی از عوامل مهم در علوم هیدرولیک رسوب و مهندسی رودخانه است. این مطالعات میتواند به کمک مدل¬های فیزیکی، ریاضی و یا هردو انجام گیرد، ولی بهدلیل محدویت¬های مالی و زمانی، مدل¬های ریاضی عمومی¬تر بوده و اغلب مورد استفاده قرار می¬گیرند. در پژوهش حاضر از مدل ریاضی GSTARS بهمنظور مطالعه فرسایش و رسوبگذاری و انتخاب مناسبترین تابع در بازه¬ای به طول 12/5 کیلومتر از رودخانه تالار در استان مازندران استفاده شد. شبیه¬سازی مدل بر اساس داده¬های هندسی 55 مقطع عرضی سال 1385، دبی روزانه ایستگاه هیدرومتری شیرگاه واقع در ابتدای بازه و مشخصات رسوب انجام شد. صحت¬سنجی مدل با استفاده از مقاطع عرضی نقشه¬برداری شده در سال 1390 نشان داد معادله انتقال رسوب یانگ، بیشترین تطابق را با واقعیت داشته و می¬تواند برای پیش¬بینی روند تغییرات بستر رودخانه مورد استفاده قرار گیرد. میزان رسوب خارج شده از بازه با استفاده از رابطه یانگ، معادل 8590 تن در سال برآورد شد. همچنین بررسی پروفیل طولی رودخانه با توابع انتقال رسوب مختلف نشان داد بازه مطالعاتی در محدوده انتهایی دارای روند فرسایشی بوده و قابلیت برداشت شن و ماسه را ندارد.
مهندس حامد نوری خواجه بلاغ، پروفسور سید فرهاد موسوی،
جلد 25، شماره 3 - ( 9-1400 )
چکیده
در تحقیق حاضر، به بررسی اثرات تغییر اقلیم بر کمیت و کیفیت رواناب شهری قسمتی از حوضه آبریز شهر کرج در استان البرز، با استفاده از مدل CanESM2 و شبیهساز بارش و رواناب SWMM، پرداخته شده است. بر همین اساس، دورۀ پایه (2005-1985) و دورۀ آتی (2040-2020) درنظر گرفته شده است. بر اساس سامانه اصلی و فرعی زهکشی رواناب موجود و بهمنظور بالا بردن دقت، حوضه آبریز در فضای نرمافزار ArcGIS به 37 زیرحوضه تقسیم شد. برای شبیهسازی بارش و رواناب، منحنی شدت- مدت- فراوانی در سه حالت پایه و سناریوهای اقلیمی RCP2.6 و RCP8.5 بر پایۀ دادههای بارش اخذ شده از ایستگاه سینوپتیک هواشناسی کرج، برای تدوام بارش دو ساعته و دورۀ بازگشت 10 ساله، تهیه شده است. نتایج نشان داد که میزان میانگین بارش 24 ساعته در سناریوهای RCP2.6 و RCP8.5 نسبت به مقادیر مشاهداتی در دورۀ پایه بهترتیب 21 و 11 درصد افزایش داشته و حداکثر بارش 24 ساعته نیز بهترتیب 17 و 23 درصد با کاهش روبهرو شده است. همچنین، با بررسی نتایج بهدست آمده از مدلسازی کمی و کیفی رواناب در حوضه مطالعاتی، و با توجه به هیدروگراف سیلاب خروجی در دو سناریوی RCP2.6 و RCP8.5، دبی سیلاب بهترتیب 5/8 و 7/10 درصد و حجم آبگرفتگی در سطح حوضه نیز بهترتیب 13 و 15/28 درصد نسبت به دورۀ پایه کاهش خواهد داشت. مقادیر غلظت آلایندهها در سناریوهای RCP2.6 و RCP8.5، شامل کل مواد جامد معلق بهترتیب با افزایش غلظت 48/7 و 24/9 درصد، نیتروژن کل بهترتیب با افزایش غلظت 6/93 و 8/48 درصد و آلاینده سرب بهترتیب با افزایش غلظت 7/32 و 8/91 درصد نسبت به دورۀ پایه همراه خواهد بود.
محمد قدس پور، مهدی سرائی تبریزی، علی صارمی، حمید کاردان مقدم، محمود اکبری،
جلد 25، شماره 3 - ( 9-1400 )
چکیده
استفاده از مدل¬های شبیه¬سازی- بهینه¬سازی ابزار ارزشمندی برای انتخاب الگوی کشت مناسب هستند. هدف اصلی این تحقیق، توسعه یک مدل شبیه¬سازی- بهینه¬سازی دوهدفه برای تعیین الگوی کشت و تخصیص آب است. این مدل پس از شبیه¬سازی حالات مختلف الگوی کشت، بهینهسازی را با الگوریتم فراابتکاری چندهدف شیرمورچه MOALO)) انجام میدهد. بر این اساس متغیرهای تصمیم شامل زمین و آب تخصیصیافته به دورههای ده روزه رشد گیاهان به¬گونه ای طراحی شدند که حداقل بهرهبرداری از منابع آب و حداکثرسازی اقتصادی به عنوان توابع هدف مشخص شدند. مدل توسعهیافته برای شبیه¬سازی و بهینه¬سازی الگوی کشت با سطح زیرکشت 5500هکتار و تخصیص آب دشت سمنان با آب تجدیدپذیر به میزان 60/8 میلیونمترمکعب استفاده شد. سناریویهای برداشت 80 (GW80) و 100 (GW100) درصد از آب تجدیدپذیر زیرزمینی و سناریوهای تغییر در الگوی کشت موجود 30 (AC30) و 60 (AC60) درصد در نظر گرفته که هر یک از این 4 سناریو با الگوریتم MOALO شبیهسازی شدند. بهینه¬سازی با استفاده از مدل پیشنهادی در چهار سناریو، باعث بهبود توابع هدف آبی و اقتصادی نسبت به عملکرد اولیه شبیه¬سازی شد. نتایج نشان داد که چهار سناریوی پیشنهادی با کمینهسازی تابع هدف آبی و بیشینه سازی تابع هدف اقتصادی نسبت به وضع موجود(شبیه سازی) بدست آمده است. در مجموع مدل پیشنهادی که ابزاری تخصصی برای بهینه¬سازی الگوی کشت زراعی با تخصیص آب است، با وجود سادگی کارایی بسیار مناسبی داشت.
بیتا مروج الاحکامی، محمدحسن رحیمیان،
جلد 26، شماره 1 - ( 3-1401 )
چکیده
پژوهش حاضر بهمنظور ارائه روشی دقیق و سریع برای تخمین نفوذ از طریق بهینهسازی ضریب زبری مانینگ در آبیاری کرتی انجام شد. روش بهینهسازی دو مرحلهای ضریب زبری مانینگ با توسعه مدل شبیهسازی zimod و با استفاده از روشهای گروه نفوذ اولیه USDA-NRCS (نفوذ مبتنی بر خصوصیات خاک) و گروه نفوذ اصلاح¬شده (نفوذ مبتنی بر خصوصیات خاک و دبی جریان ورودی) ارائه شد. ارزیابی نتایج مدل با توجه به پیشروی، پسروی و ذخیره سطحی مشاهده شده در مزرعه نشان داد خطای نسبی برآورد حجم ذخیره سطحی با اصلاح روش گروه نفوذ اولیه بین 38 تا 50 درصد کاهش یافت. خطای جذر میانگین مربعات نرمال¬شده (NRMSE) برای برآورد پیشروی در روش گروه نفوذ اولیه بین 0/22 تا 0/85 بود و در روش گروه نفوذ اصلاح¬شده بین 0/9 تا 0/5 بود. NRMSE برآورد پسروی در روش گروه نفوذ اولیه بین0/13 تا 0/75 و در روش گروه نفوذ اصلاح¬شده بین 09/0 تا 19/0 بود. روش ارائه¬شده مبتنی بر اصلاح روش گروه نفوذ ضمن افزایش دقت برآورد نفوذ نسبت به روش گروه نفوذ اولیه با صرف زمان به مراتب کمتر نسبت به روشهای بهینهسازی کامل پارامترهای نفوذ و ضریب زبری مانینگ، قادر به ارزیابی قابل قبول آبیاری کرتی است.
میرعلی محمدی، حمزه ابراهیم نژادیان، محسن عسگرخان مسکن، ونوس وزیری،
جلد 26، شماره 2 - ( 6-1401 )
چکیده
بررسی آمار خسارت سالانه ناشی از وقوع سیلابها در ایران و جهان بیانگر گستردگی صدمات ناشی از سیلاب به منابع طبیعی و انسانی مناطق مختلف است. تعیین پهنه سیلابی رودخانهها در راستای صیانت از منابع ملی و کاهش خسارات سیل، امکان حفاظت رودخانه در مقابل دستاندازی و احداث هرگونه تأسیسات غیرمجاز در آن را فراهم میسازد. از اینرو در تحقیق حاضر بهمنظور ارزیابی قابلیت مدلهای عددی در شبیهسازی پهنه سیلابی رودخانهها بازهای از رودخانه قوشقرای آذرشهر با استفاده از مدل هیدرولیکی دوبعدیHEC-RAS 5.0.7 و مدل یکبعدی HEC-RAS شبیهسازی و مقایسه شد. تغییرات مشخصههای هیدرولیکی جریان سیلابی شامل عمق، سرعت در مقاطع عرضی مختلف در مدلها مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که نتایج تراز سطح آب (عمق جریان) مدل دوبعدی HEC-RAS نسبت به مدل یکبعدی، کمترین خطا را در مقایسه با سایر پارامترهای هیدرولیکی جریان سیلابی دارد. مدل دوبعدی HEC-RAS، بیشترین میزان خطا را در پارامتر سرعت جریان با مدل یکبعدی نشان داد. بهعلاوه مدل دوبعدی HEC-RAS 5.0.7، سطح پهنه سیلگیر را 12/46 درصد بیشتر از مدل یکبعدی HEC-RAS نشان میدهد که تطبیق پهنههای حاصل روی وضع موجود رودخانه و مقایسه با عکس هوایی سال 1346 رودخانه، گویای دقت بالاتر مدل دوبعدی HEC-RAS در تخمین پهنه سیلابی رودخانه است.
مهری صادقی، سید تقی امید نائینی، فواد کیلانهئی، مجید گلوئی،
جلد 26، شماره 3 - ( 9-1401 )
چکیده
یکی از اجزا مهم در هیدرولیک سدها، سرریزها هستند. مبنای طراحی سرریزهای اوجی، پروفیل زیرین جریان عبوری از سرریز لبهتیز است. چنانچه پروفیل سرریز اوجی در حالت دبی حداکثر از پروفیل زیرین جریان عبوری از سرریز لبهتیز تبعیت نماید، فشار وارده به کف سرریز برابر با صفر میشود. بنابراین، در این مقاله به طراحی سرریز اوجی براساس پروفیل زیرین جریان عبوری از سرریز لبهتیز مستطیلی حاصل از شبیه¬سازی عددی در حالت دو بعدی قائم و سهبعدی و مقایسه آن با پروفیل استاندارد سرریز اوجی پرداخته شده است. نتایج نشان داد که پروفیل استاندارد سرریز اوجی و پروفیل زیرین به دست آمده از حالت دو بعدی کاملاً بر یکدیگر منطبق شدند ولی در مقایسه با پروفیل سهبعدی تفاوتهایی مشاهده شد، که این مهم به عدم در نظر گرفتن دیوار هدایت¬ها در داخل مخزن سد مرتبط بود. با توجه به تحلیل¬ها، درصورتی که جریان ورودی به سرریز به صورت موازی با محور آن باشد پروفیل زیرین سرریز لبهتیز در تطابق کامل با پروفیل استاندارد خواهد بود. از آنجا که هندسه دیوار هدایت سرریزها معمولاً بوسیله ساخت مدل فیزیکی در آزمایشگاه بوده و این عمل نیز اغلب بصورت سعی و خطا و با هزینه زیاد انجام میشود، در این مقاله بر اساس مطالعه موردی سرریز سد کارون 3، سعی شده است با استفاده از مدلسازی عددی نزدیکترین هندسه به هندسه دیوار هدایت سرریز که کمترین اختلاف را در سرعت-های عرضی ایجاد نماید، به دست آید. این روش باعث خواهد شد تا روند طراحی و مدلسازی فیزیکی سرریز نیز از نظر زمانی و اقتصادی بهینه¬تر و سریعتر انجام شود.
ساناز بیگدلی، کیومرث ابراهیمی، عبدالحسین هورفر، علی اکبر داودی راد،
جلد 26، شماره 4 - ( 9-1401 )
چکیده
در این تحقیق تدقیق شبکه عصبی فازی (ANFIS) در ترکیب با الگوریتم گرگ خاکستری (GWO-ANFIS) برای اولین بار در پیشبینی تراز آب زیرزمینی با کاربرد دادههای چاپ نشدۀ مشاهدهای 1397-1377 از آبخوان زرندیه ارزیابی شد. سه چاه مشاهدهای بصورت تصادفی برای تجزیه و تحلیل انتخاب شد. بررسی معیارهای ارزیابی نشان داد که از بین سناریوهای بکار رفته با کاربرد مدل ترکیبی، سناریوی D با ترکیب دادههای ورودی، تراز آبزیرزمینی ماه قبل، بارش، دما و بهرهبرداری از آب زیرزمینی بهعنوان سناریو بهینه مدل ترکیبی انتخاب شد. برای سناریو D، چاه مشاهدهای اوّل پارامترهای MAPE، RMSE، NASH بهترتیب مساوی 0/29، 0/47 متر و 0/99 بهدست آمد. برای چاه مشاهدهای دوّم سناریوی C با ترکیب دادههای ورودی، تراز آب زیرزمینی ماه قبل، بارش و بهرهبرداری از آب زیرزمینی بهعنوان سناریو بهینه انتخاب شد و برای همان پارامترها مقادیر 0/20 ، 0/26 متر و 0/99 بهدست آمد. برای چاه سوّم سناریوی A با دادههای ورودی، تراز آب زیرزمینی ماه قبل بهعنوان سناریو بهینه مدل ANFIS-GWO انتخاب شد و مقادیر همان پارامترها برای این سناریو برابر 0/29، 0/41 متر و 0/99 بهدست آمد. بر اساس نتایج، الگوریتم گرگ خاکستری در آموزش مدل ANFIS توانست میانگین خطای پیشبینی را به مقدار 03/ 0 (RMSE) و 0/02 (MAPE) متر کاهش و مقدار میانگین NASH را به میزان 0/01 افزایش و سبب افزایش دقت پیشبینیها شود.
جهانگیر عابدی کوپایی، علیرضا وهابی،
جلد 27، شماره 2 - ( 6-1402 )
چکیده
با توجه به آشکارشدن تغییرات اقلیمی در اکثر مناطق دنیا و اثر آن بر بخشهای مختلف چرخه آب، آگاهی از وضعیت منابع آب بهمنظور مدیریت صحیح منابع و برنامهریزی برای آینده ضروری است. از اینرو مطالعات زیادی در مناطق مختلف با هدف تحلیل اثرات تغییر اقلیم بر فرآیند هیدرولوژیک در دورههای آتی انجام شده است. در مطالعه حاضر به بررسی اثرات تغییر اقلیم بر رواناب سطحی با استفاده از مدل گردش عمومی جو (AOGCM) در شهرستان خمینیشهر پرداخته شد. برای این کار از شبیهسازی دمای حداکثر و حداقل و بارش دوره آتی (2049-2020) با استفاده از میانگینگیری وزنی از سه مدل با کمترین خطا برای هر یک از پارامترهای دمای حداقل و حداکثر و بارش، بر اساس سناریوی انتشار A2 و B1 (حالت بدبینانه و خوشبینانه) از مجموعه مدلهای AOGCM-AR4 استفاده شد و بهمنظور ریزمقیاسنمایی، از مدل LARS-WG استفاده شد. بهمنظور پیشبینی رواناب نیز از نرمافزار HEC-HMS استفاده شد. نتایج بهدست آمده ناشی از بررسی اثر تغییر اقلیم در دوره آتی (2049-2020) نسبت به دوره مشاهداتی (2000-1971)، در سناریو A2 برای دمای حداقل و حداکثر بهترتیب و بهطور میانگین افزایش 1/1 و 1/6 درجه سانتیگراد و کاهش 17/8 درصدی بارش را نشان داد و در سناریو B1 نیز برای دمای حداقل و حداکثر بهترتیب و بهطور میانگین افزایش 1/1 و 1/4 درجه سانتیگراد و کاهش 13 درصدی بارش بهدست آمد. نتایج مربوط به رواناب در شش سناریوی موجود متفاوت بود، بدین صورت که بیشترین کاهش رواناب مربوط به سناریوی کاربری اراضی ثابت و سناریو A2 (کاهش 22/3 درصدی) و بیشترین افزایش مربوط به سناریوی افزایش 45 درصدی شهری و سناریوB1 (افزایش 5/8 درصدی) است. پس با توجه به اینکه در آینده بدون شک افزایش بافت شهری وجود خواهد داشت به همین دلیل حجم رواناب در آینده، قابل ملاحظه خواهد بود که از این حجم میتوان برای تغذیه آب زیرزمینی و آبیاری باغات و فضای سبز شهرستان بهره برد.
ناهید پورعبدالله، منوچهر حیدرپور، جهانگیر عابدی کوپایی،
جلد 27، شماره 3 - ( 9-1402 )
چکیده
پرش هیدرولیکی برای از بین بردن انرژی در پاییندست سازههای هیدرولیکی از جمله سرریزها، تندآبها و دریچهها مورد استفاده قرار میگیرد. در این پژوهش نتایج حاصل از اندازهگیریهای آزمایشگاهی و همچنین شبیهسازی عددی پرش هیدرولیکی آزاد با استفاده از نرمافزار Flow 3D در 6 حالت مختلف شیب معکوس، بستر زبر و پله انتهایی با هم مقایسه شد. گفتنی است، برای شبیهسازی عددی از دو مدل آشفتگی k-ε و RNG استفاده شد. بر اساس نتایج، دقت شبیهسازی با کاربرد مدل RNG بیشتر از مدل k-ε بود. شاخصهای آماری NRMSE، ME، NS و R2 برای مقایسه نتایج پروفیل سطح آب حاصل از کاربرد مدل RNG بهترتیب 4/34، 0/0052، 0/995 و 0/983 بدست آمد. همچنین مقدار این شاخصها برای نتایج پروفیل سرعت با استفاده از مدل مذکور بهترتیب 14/92، 0/127، 0/982 و 0/962 محاسبه شد. بطور کلی میزان خطای حاصل از شبیهسازی پروفیل سطح آب و سرعت بهترتیب برابر 5/31 و 12/4 درصد بدست آمد. همچنین بیشینه خطای نتایج شبیهسازی عددی D2/D1، Lj/D2 و Lr/D1 بهترتیب برابر 12± ، 12± و 16± درصد بود. بنابراین استفاده از نرمافزار Flow-3D همراه با کاربرد مدل آشفتگی RNG برای شبیهسازی عددی پرش هیدرولیکی در شرایط مختلف پیشنهاد میشود.
سهیلا اسمعیلیان، مهدی پژوهش، نسرین قرهی، خدایار عبداللهی،
جلد 27، شماره 3 - ( 9-1402 )
چکیده
آگاهی از میزان تغییرات رواناب و رسوب در شیبهای مختلف میتواند در مدلسازی تولید رواناب و رسوب مفید واقع شود. از اینرو این پژوهش با هدف بررسی تولید رواناب و رسوب سطحی و تونلی در خاک شور و سدیمی تحت شیبهای مختلف انجام شد. برای انجام این پژوهش خاک شور و سدیمی جمعآوری و به آزمایشگاه منتقل شد. آزمایشها روی خاک در یک مخزن مستطیل شکل در شیبهای 5، 10 و 15 درصد و تحت باران شبیهسازی شده با شدت 30 میلیمتر بر ساعت به مدت یک ساعت انجام شد. برای بررسی اثر شیب بر تولید رواناب و رسوب از روش تجزیه واریانس استفاده شد. مقایسه میانگینها با استفاده از آزمون دانکن در سطح پنج درصد و با استفاده از نرمافزار SPSS نسخه 26 انجام شد. نتایج نشان داد که تفاوت معنیدار بین شیبها از نظر رواناب (0/001>P) و رسوب (0/001>P) وجود داشت. در دقایق اولیه آزمایش بهدلیل عدم وجود رطوبت در خاک مقدار رواناب کم بود اما با گذشت زمان بر مقدار آن اضافه شد که دلیل آن مسدود شدن منافذ خاک در اثر فرایند پراکندگی ذرات بهواسطه وجود یون سدیم و کاهش نفوذپذیری بود. همچنین در دقایق پایانی، جریان خروجی از تونل دیده شد که این جریان تنها در شیب 10 و 15 درصد اتفاق افتاد. مقدار رسوب نیز در دقایق اولیه کم بوده که دلیل آن را میتوان کم بودن مقدار رواناب و عدم جابهجایی ذرات رسوب دانست، اما پس از گذشت زمان مقدار آن افزایش یافت که دلایل اصلی افزایش رسوب را میتوان کاهش نفوذپذیری، افزایش رواناب و درنتیجه شسته شدن ذرات ریز از سطح خاک دانست.
