45 نتیجه برای شبیهسازی
سهیلا اسمعیلیان، مهدی پژوهش، نسرین قرهی، خدایار عبداللهی، غلامرضا شمس،
جلد 28، شماره 2 - ( 6-1403 )
چکیده
مطالعه فرایند فرسایش خاک و ارزیابی عوامل مؤثر در آن از مهمترین پیشنیازهای مدیریت صحیح منابع آبوخاک است. پژوهش حاضر بهمنظور بررسی مجموع رواناب و رسوب سطحی و تونلی با استفاده از بارانساز مصنوعی بر روی خاک سیلت لوم در آزمایشگاه انجام شد. برای انجام این پژوهش ابتدا خاک از منطقه موردنظر جمعآوری و به آزمایشگاه منتقل شد. آزمایشها در یک مخزن خاک مستطیلشکل همراه با سه تونل در شیبهای 2، 6، 10، 14 و 18 درصد و تحت باران شبیهسازی شده با شدت 30 میلیمتر بر ساعت به مدت 60 دقیقه انجام شد. برای تحلیل نتایج نمودارهای مربوطه در محیط Excel رسم شد. همچنین برای بررسی همبستگی بین مقادیر رواناب و رسوب در هر شیب از آزمون همبستگی اسپیرمن در نرمافزار SPSS استفاده شد. نتایج نشان داد که با افزایش شیب مجموع رواناب و رسوب سطحی و تونلی در طی زمان افزایش داشت. برای نمونه در شیب دو درصد مقدار رواناب و رسوب در دقایق ابتدایی آزمایش از صفر به مقدار 3/1 لیتر و 26/2 گرم بر مترمربع در پایان آزمایش رسید. همچنین ضریب همبستگی بین رواناب و رسوب نیز در شیبها به ترتیب برابر با 0/98، 0/62، 0/4، 0/93 و 0/15 بوده است. باتوجهبه سطح معناداری، رابطه بین دو متغیر در برخی از شیبها معنادار و در برخی دیگر به دلیل وجود ریزش در خاک معنادار نبوده است.
محمدامین عبداللهی، جهانگیر عابدی کوپایی، محمد مهدی متین زاده،
جلد 28، شماره 3 - ( 8-1403 )
چکیده
امروزه در پی تغییر اقلیم و گرمشدن کره زمین و باتوجهبه تغییراتی که در نوع بارشها اتفاق افتاده و عموماً از برف به باران تبدیل شده، مشکلات مربوط به سیل و آبگرفتی بهویژه در مناطق شهری افزایش یافته و به دنبال آن توجه به مدلهای شبیهسازی بارش – رواناب بهمنظور مدیریت، کاهش و حل این مشکلات نیز افزایش یافتهاست. در این پژوهش با استفاده از نرمافزار SewerGEMS، سناریوهای مختلف با هدف عملکرد این مدل باتوجهبه مساحت و تعداد زیرحوضهها (2 و 8)، دورههای بازگشت مختلف (2 و ۵ساله) و همچنین مقایسه چهار روش محاسبه زمان تمرکز (SCSlag، Kirpich، Bransby Williams، Carter) برای شبیهسازی هیدروگراف سیلاب در شهر شهرکرد بررسی شد. نتایج حاکی از آن است که با تغییر دوره بازگشت از 2 به 5 سال، دبی اوج تقریباً در همه سناریوها افزایش یافتهاست. همچنین باتوجهبه میزان خطای پیوستگی محاسبهشده، روش Kirpich در برآورد زمان تمرکز برای تعداد زیرحوضههای بیشتر با مساحتهای کوچکتر، ارجحیت دارد. برای سناریوی 2 زیرحوضه، 4 درصد برای دوره بازگشت ۲ ساله و 19 درصد برای دوره بازگشت ۵ ساله، میزان خطای پیوستگی محاسبه شدهاست. روش SCSlag در برآورد زمان تمرکز برای تعداد زیرحوضههای کمتر با مساحتهای بزرگتر، ارجحیت دارد. در سناریوی 8 زیرحوضه، 16درصد برای دوره بازگشت ۲ ساله و 11 درصد برای دوره بازگشت ۵ساله، محاسبه شده است.
علی رضا واعظی، فرزاد بشارت، فرشته آذری فام،
جلد 28، شماره 4 - ( 9-1403 )
چکیده
الگوی توزیع زمانی بارندگی میتواند در تولید رواناب و هدررفت خاک طی بارندگی نقش ایفا کند. در این پژوهش چهار الگوی بارندگی یکنواخت، پیشافتاده، بینابین و دیرکرده بررسی شدند. مقدار بارندگی در همه الگوهای بارندگی 20 میلیمتر بود. در الگوی بارندگی یکنواخت، شدت بارندگی (20 میلیمتر بر ساعت) ثابت بود و در الگوهای بارندگی غیریکنواخت، بیشترین شدت (40 میلیمتر بر ساعت) در دوره 15 دقیقه اعمال شد. آزمایشها در کرتهایی به ابعاد 60 سانتیمتر در 80 سانتیمتر در دامنهای با شیب 9 درصد در سه تکرار انجام گرفت. الگوهای بارندگی در پنج رخداد با فاصله یک هفته بر کرتها اعمال شدند. نتایج نشان داد که تفاوتی معنیدار بین الگوهای بارندگی از نظر رواناب و هدررفت خاک وجود دارد (0/01 >p). این تفاوت بهدلیل تخریب ساختمان خاک سطحی و کاهش نفوذپذیری خاک بهویژه در زمان اوج شدت بارندگی (40 میلیمتر بر ساعت) بود. بیشترین مقدار رواناب در باران دیرکرده (3/43 میلیمتر) 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؛ درحالیکه در سایر الگوها تغییرات هدررفت خاک از تغییرات رواناب پیروی نکرد. این نتایج نشان میدهد که در الگوهای بارندگی غیریکنواخت، در کنار مقدار تولید رواناب، دردسترسبودن ذرات فرسایشپذیر نیز عامل مؤثر در هدررفت خاک است. نتایج این پژوهش ضرورت آگاهی از الگوی توزیع بارندگی و تغییرات رخداد به رخداد آن را برای پیشبینی دقیق فرسایش خاک در منطقه نیمهخشک آشکار میکند.
مجید رنجبری حاجی آبادی، جهانگیر عابدی کوپایی، محمد مهدی متین زاده،
جلد 28، شماره 4 - ( 9-1403 )
چکیده
رواناب شهری بهدلیل شهرنشینی و تغییرات آبوهوایی بهعنوان یک مسئله جدی دارای اهمیت است و به این دلیل توجه به مدلهای شبیهسازی بارش - رواناب برای مدیریت و کاهش پیامدهای ناگوار مهم است. در پژوهش حاضر با استفاده از نرمافزار SewerGEMS، حالتهای مختلف برای بررسی عملکرد این نرمافزار بر اساس تعداد و مساحت زیرحوضهها 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، برنسبای - ویلیامز، کارتر) بهمنظور شبیهسازی 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، برنسبای - ویلیامز و کارتر استفاده شد که نتایج نشان داد، میزان خطای پیوستگی نرمافزار در همه حالتها برای روش برنسبای - 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 زیرحوضهها بیشتر از مدت بارندگی 6 ساعته است، بین دادههای دبی اوج حاصل از روش کرپیچ و روش برنسبای – ویلیامز، آزمون t-Test انجام شد و باتوجهبه اینکه دادههای دو روش در سطح 95 (0/05 >p) درصد با یکدیگر اختلاف معناداری نداشته و همچنین روش کرپیچ برای محاسبه زمان تمرکز در حوضههای 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 بهدستآمده مشاهده شد که با ادغام زیرحوضهها و کاهش تعداد آنها از هفده به نه زیرحوضه و در نتیجه افزایش مساحت زیرحوضهها، 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 میرسد که نشاندهنده افزایش حجم کل رواناب تولیدی و بیشینه دبی اوج رواناب است.
امیرمهدی بیات، محمد شایان نژاد، محمود اکبری،
جلد 30، شماره 1 - ( 1-1405 )
چکیده
مدلهای ریاضی ابزار مناسبی برای طراحی آبیاری سطحی هستند. مدل EDOSIM بهعنوان یک مدل شبیهسازی - بهینهسازی آبیاری سطحی، از شبیهسازی با مدل بیلان حجمی و بهینهسازی فراابتکاری بهره میبرد. در این مطالعه با هدف بهبود شبیهسازی فاز پیشروی در مدل EDOSIM، مدل هیدرودینامیک کامل جایگزین مدل بیلان حجمی برای طراحی آبیاری جویچهای شد و منجر به توسعه مدل EDOSIM-HD شد. بدینمنظور معادلات سنت - ونانت با استفاده از شمای ضمنی تفاضل محدود پرایزمن، گسسته و به مجموعهای از معادلات غیرخطی در قالب دستگاه معادلات تبدیل شدند. دستگاه معادلات حاصل با استفاده از روش نیوتن - رافسون، خطی و با استفاده از روش ماتریس اسپارس حل شد. نتایج حاصل با نرمافزار SIRMOD بهمنظور اعتبارسنجی شبیهسازی مقایسه شد. با استفاده از حلگر particleswarm جعبهابزار بهینهسازی نرمافزار MATLAB، متغیر تصمیم دبی ورودی بهمنظور بهینهسازی تابع هدف هیدرولیکی متشکل از راندمان، کفایت و یکنواختی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج در مزرعه مطالعاتی نشان داد در شبیهسازی اولیه با دبی ورودی 1/4 لیتر در ثانیه، زمانهای مهم آبیاری، حجم نفوذ، شاخصهای عملکرد، نیمرخها و آبنمودها، هدررفت عمقی حدود 50 درصدی آب را نشان دادند. همچنین نتایج مدل EDOSIM-HD نسبت به مدل EDOSIM به مدل هیدرودینامیک نرمافزار SIRMOD نزدیکتر بود. با بهینهسازی و افزایش دبی بهینه (1/8 لیتر در ثانیه) نسبت به دبی اولیه، کاهش زمانهای پیشروی، قطع جریان، تخلیه و پسروی و عدم تغییر زمان مورد نیاز نفوذ رخ داد. کاهش حجم نفوذ نیز بهواسطه اعمال دبی بیشتر در زمان کمتر صورت گرفت. تمامی شاخصهای عملکرد نیز به وضع بهینه خود نزدیکتر شدند؛ به جز نسبت رواناب پایاب (TWR) که افزایش اندک 11 درصدی آن (به خاطر دبی بیشتر)، نسبت به کاهش شدید 22 درصدی نسبت نفوذ عمقی (DPR) و افزایش 10 درصدی راندمان کاربرد (Ea) قابل اغماض بود. در مجموع با توجه به شاخصهای عملکرد حاصله در اعتبارسنجی با SIRMOD، شبیهسازی مدل EDOSIM-HD در فاز پیشروی طراحی آبیاری جویچهای، بهتر از مدل EDOSIM بود.
