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.

---

در این مقاله یک مدل عددی برای حل جریان یک بعدی آب در محیط غیراشباع معرفی گردیده است. جریان آب در لایه‌های غیراشباع خاک تابع یک معادله غیرخطی است، که حل تحلیلی آن بجز در موارد معدود و ساده امکانپذیر نیست. در این تحقیق معادلات دیفرانسیلی حرکت آب در خاک، با استفاده از یک روش تفاضل محدود جدید موسوم به روش عملگرهای مرجع حل گردید. روش عملگرهای مرجع برای جای‌گزین کردن معادلات دیفرانسیل جزیی با یک رشته معادلات تقریبی انتخاب گردیده که قابل حل کردن با روش‌های عددی هستند. بسیاری از روش‌های استاندارد تفاضل‌های محدود، حالت خاصی از این روش‌اند. ولی بر خلاف آنها، با استفاده از این روش می‌توان محیط‌های با مرز نامنظم را هم مدل نمود. یک مدل یک بعدی برای پیش‌بینی مکش آب خاک (بار فشار منفی) و مقدار رطوبت در خاک غیرهمگن، که دارای لایه‌بندی متفاوت است، با استفاده از روش عملگرهای مرجع ساخته شده، و با تعدادی حل تحلیلی و نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردید. نتایج نشان‌دهنده دقت خوب و قابل قبول مدل در شبیه‌سازی حرکت آب در خاک می‌یاشد

---

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.

---

سرریز، که از قدیمی‌ترین سازه‌های هیدرولیکی ساخته بشر است، از جمله وسایلی است که برای اندازه‌گیری و تنظیم جریان آب به کار می‌رود. متداو‌‌ل‌ترین نوع سرریزها، سرریز لبه پهن، سرریز لبه تیز، سرریز استوانه‌ای و تاج‌دایره‌ای و سرریز اوجی شکل است. برتری سرریزهای استوانه‌ای و تاج‌دایره‌ای نسبت به بیشتر سازه‌های اندازه‌گیری و کنترل جریان آب، سادگی طراحی، زیاد بودن ضریب جریان، جریان پایدار و از همه مهم‌تر و در مقیاس بزرگ، هزینه کمتر آن می‌باشد. در این پژوهش، با به کارگیری تابع جریان در اطراف یک استوانه، توزیع سرعت روی تاج تعیین، و یک مدل ریاضی برای تعیین ضریب جریان در سرریزهای تاج‌دایره‌ای گسترش داده شده است. نیم‌رخ توزیع سرعت و مدل ریاضی ضریب جریان، با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی به دست آمده از مدل فیزیکی سرریزهای استوانه‌ای، نیم‌استوانه‌ای و نیم‌استوانه‌ای با ارتفاعات مختلف، و هم‌چنین تئوری درسلر ارزیابی گردید. نتایج ارزیابی نشان داد که هم‌خوانی خیلی خوبی بین نیم‌رخ سرعت به دست آمده از مدل پیشنهادی، و نیم‌رخ حاصل از اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی وجود دارد. هم‌چنین، نیم‌رخ به دست آمده از طریق تئوری درسلر همواره مقادیر کمتری را نسبت به مدل پیشنهادی و اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی نشان می‌دهد. نتایج هم‌چنین نشان داد که بین مقادیر اندازه‌گیری مستقیم ضریب دبی (جریان) و مدل پیشنهادی هم‌خوانی خوبی وجود دارد. در این حالت، ضریب جریان برای مدل استوانه‌ای با هفت درصد خطا، و برای مدل نیم استوانه‌ای و نیم استوانه‌ای با ارتفاعات مختلف با پنج درصد خطا قابل پیش‌بینی است.

---

یکی از روش‌های تحلیل منطقه‌ای جریان کم، استفاده از روش رگرسیون چندگانه برای به‌دست آوردن روابطی بین دبی جریان کم با دوره‌های بازگشت معین و ویژگی‌های حوضه آبخیز است، که در این پژوهش برای برآورد دبی جریان کم با دوره‌های بازگشت مختلف در حوضه آبریز مازندران از آن استفاده شد. پس از تحلیل فراوانی نقطه‌ای جریان کم برای 20 ایستگاه آب سنجی، آزمون همگنی انجام شد و دو ایستگاه غیر همگن شناخته شده و از محاسبات حذف گردیدند. روابط منطقه‌ای بین دبی جریان کم با دوره‌های بازگشت 2، 5، 10 و 20 سال و ویژگی‌های حوضه شامل مساحت حوضه، ارتفاع متوسط حوضه، حداقل ارتفاع حوضه، فاکتور شکل، طول شاخه اصلی رودخانه، طول شاخه اصلی رودخانه از مرکز ثقل تا نقطه خروجی حوضه، در صد مساحت جنگلی، میانگین بارش سالانه و شیب متوسط حوضه به مدل‌ها راه یافتند. در نهایت میانگین خطای نسبی مدل برای دوره‌های بازگشت 2، 5، 10 و 20 سال به ترتیب برابر1/41، 41/3، 45/0 و 2/47 درصد به‌دست آمده، که در مقایسه با ب دیگران، مدل‌ها از خطای کمتری برخودار بودند.

---

موضوع آلودگی خاک توسط مواد شیمیایی باعث افزایش نگرانی‌هایی در مورد محیط زیست شده است. آب‌شویی مواد به آب‌های زیرزمینی و حرکت این مواد در خاک، مشکلات زیادی را برای آلودگی ماتریکس خاک، محلول خاک و آب زیرزمینی زیر آن به وجود می‎آورد. ازاین رو، به منظور بررسی تأثیر جریان ترجیحی(Prefrential Flow)، ساختمان خاک و کمپلکس‌های آلی بر تحرک و آب‌شویی فلزات کادمیوم، سرب و روی آزمایشی به صورت فاکتوریل با کرت‌های خردشده در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارهای خاک دست‌نخورده (U)، دست‌خورده (D) و دست‌خورده حاوی 3 درصد ماده آلی (O) به مدت یک ماه با محلول‌های حاوی غلظت‌های 20 میلی‌‌گرم در لیتر عناصر کادمیوم، سرب و روی آب‌شویی شدند و غلظت کادمیوم، سرب و روی در فواصل زمانی مختلف در محلول خروجی اندازه‌گیری شد. نتایج به دست آمده نشان داد که عناصر تفاوت معنی‌داری در سطح آماری یک درصد با یکدیگر در محلول خروجی داشتند و ترتیب تحرک آنها به صورت Zn>Pb>Cd بود. هم چنین بین تیمارهای مختلف خاک نیز در سطح آماری یک درصد تفاوت معنی‌داری وجود داشت و غلظت هر سه عنصر کادمیوم، سرب و روی در تیمارهای U و O بیشتر از تیمار D بود. علاوه‌ بر این بین فواصل زمانی آب‌شویی (حجم منفذها(Pore Volumes)) تفاوت معنی‌داری مشاهده شد(در سطح 1%). به طوری‌ که کادمیوم در تیمارهای U ، O و D به ترتیب 3 ، 3 و5 روز پس از آب‌شویی تفاوت معنی‌داری را در محلول خروجی نشان داد. ولی سرب در هر سه تیمار خاک 11 روز پس از آب‌شویی تفاوت معنی‌داری در محلول خروجی داشت و غلظت روی فقط در تیمار O در زما‌ن‌های مختلف آب‌شویی روند مشخصی داشت و پس از 8 روز آب‌شویی تفاوت معنی‌داری در این تیمار مشاهده شد.

---

طراحی مناسب کانال‌ها و بهینه سازی مقاطع رودخانه‌ها به طور قابل توجهی کاهش هزینه اقتصادی و امکان توجیه اجرای پروژه‌ها را فراهم خواهد ساخت. در این راستا تئوری رژیم، امکان بررسی تجربی و نیمه تجربی طراحی کانال‌های پایدار را که در آنها فرسایش و انتقال رسوب در حال تعادل است، فراهم می‌سازد. هدف این تحقیق بررسی و مقایسه تأثیر نوع جریان (یک‌نواخت و غیر یک‌نواخت) در پیش‌بینی مشخصات یک کانال پایدار می‌باشد. در بررسی اثر جریان یک‌نواخت از روابطی که بر اساس معادله‌های تجربی و نیمه تجربی (فرضیه حدی) توسعه یافته‌اند، استفاده به عمل آمده است. برای بررسی تأثیر جریان یک‌نواخت معادلات تجربی و نیمه تجربی (فرضیه حدی) لیسی، شیتال، کنداب و گارد و چانگ انتخاب شدند. مقایسه و برآورد قدرت پیش‌بینی هر یک از معادلات فوق با استفاده از روش‌های ترسیمی (گرافیکی) و آماری و 24 کانال طبیعی واقع در آمریکا که در شرایط رژیم قرار داشتند صورت پذیرفت. به منظور بررسی ساختار جریان غیر یک‌نواخت روی مشخصات کانال پایدار از 21 نیم‌رخ سرعت اندازه‌گیری شده در رودخانه گاماسیاب استفاده گردید. با کاربرد تئوری لایه مرزی، سرعت برشی برای هر یک از این نیم‌رخ‌های سرعت محاسبه شد. برای جریان غیر یک‌نواخت، پارامتر شیلدز که در آن تنش برشی به کمک روش لایه مرزی محاسبه می‌گردد، به عنوان مؤثرترین پارامتر پیش‌بینی مشخصات کانال رژیم شناخته شد. در نظر گرفتن هم‌زمان اثر جریان غیر یک‌نواخت و تئوری لایه مرزی نه تنها خطر هم‌بستگی ساختگی را از بین می‌برد، بلکه دقت پیش‌بینی مشخصات مقطع کانال پایدار را نیز افزایش می‌دهد.

---

ساختار جریان در آبگیرها ساختاری سه بعدی و بسیار پیچیده است. بنابراین کاربرد معادلات یک بعدی و دو بعدی در این نوع جریان‌ها واقعیت جریان را به اندازه کافی بیان نمی‌کند. در این پژوهش شبیه سازی عددی جریان منشعب شده از یک کانال اصلی به داخل کانال فرعی با زاویه 45 درجه مورد بررسی قرار گرفت و نتایج به دست آمده با مدل آزمایشگاهی مقایسه شد. در این مطالعه از دو مدل محاسباتی RNG K-ε ,Standard K-ε برای مدل‌سازی عددی جریان متلاطم استفاده گردید و محل جداشدگی، خصوصیات جداشدگی و توزیع سرعت به دست آمده از مدل‌های عددی با نتایج به دست آمده از داده‌های آزمایشگاهی مقایسه شد. نتایج نشان داد که مدل Standard K-ε سرعت جریان و ابعاد ناحیه جداشدگی را در دهانه آبگیر بهتر تخمین می‌زند. علاوه بر این در مدل‌های عددی و آزمایشگاهی دیده شد که در آبگیرهای 45 درجه محل جداشدگی جریان در پایین دست دهانه آبگیر اتفاق می‌افتد.

---

برآورد ویژگی‌های هیدرولیکی و پارامترهای انتقال املاح به روش حل معکوس، عمدتاً به تحلیل‌های یک بعدی در آزمایشگاه و با فرض شرایط ماندگار محدود شده است. علت این امر، هزینه زیاد و دشواری‌های اندازه‌گیری، جمع آوری و توصیف تغییرات زمانی و مکانی داده‌های مزرعه‌ای می‌باشد. در این مقاله، ویژگی‌های هیدرولیکی و پارامترهای انتقال املاح از آزمایش‌های مزرعه‌ای با آبیاری جویچه‌ای در شرایط دو بعدی و غیر ماندگار برآورد شده است. سه آزمایش در جویچه‌های با انتهای بسته و زمان آبیاری مشابه با مقادیر مختلف آب و املاح نفوذ یافته ناشی از عمق آب 6، 10، و 14 سانتی‌متر انجام گردیده است. دو آزمایش دیگر با مقادیر مشابه آب و املاح کاربردی و زمان آبیاری متفاوت در جویچه‌هایی با عمق آب 6 و 10 سانتی‌متر نیز انجام شد. هدایت آبی اشباع (K_s) و پارامترهای انتقال املاح در مدل تعادل فیزیکی جابه‌جایی- انتشار (CDE) و مدل غیر تعادلی روان - ساکن (MIM) به روش معکوس و با استفاده از الگوریتم شبیه سازی لونبرگ – مارکوارت و نرم افزار HYDRUS-2D بر آورد گردید. در حین بهینه سازی، داده‌های رطوبت خاک، نفوذ تجمعی و غلظت املاح در تابع هدف به کار رفت. مقادیر K_s بین 0996/0– 0389/0سانتی‌متر در دقیقه با ضریب تغییرات CV) 48) درصد متغیر بوده است. مقدار رطوبت ساکن برآورد شده (θ_im) کم و بیش در مقدار متوسط cm³cm^-3 0/025 ثابت ماند، در حالی‌که ضریب تبادل مرتبه اول (ω) بین min^-1 0/10 تا 52/19 تغییر نمود. ضریب انتشار پذیری طولی (D_L) بین 6/2 تا 8/32 سانتی‌متر و ضریب انتشار پذیری عرضی (D_T) بین 03/0 تا 20/2 سانتی‌متر متغیر بود. مقادیر D_L تا حدی به عمق آب و زمان کاربرد آب و املاح در جویچه‌ها وابسته بود اما چنین وابستگی برای مقادیر K_s و دیگر پارامترهای انتقال مشاهده نگردید. تطابق میان شدت نفوذ برآورد و اندازه‌گیری شده قابل قبول بوده است، در حالی که مقدار رطوبت خاک بیشتر از مقدار واقعی و غلظت املاح کمتر از مقدار واقعی برآورد گردید. تفاوت میان مقادیر برآورد شده غلظت املاح توسط مدل‌های انتقال CDE و MIM نسبتاً اندک بوده است. این نکته و هم‌چنین مقدار پارامترهای بهینه شده نشانگر آن است که داده‌های مشاهده‌ای به قدر کافی با استفاده از مدل ساده CDE قابل تخمین بوده و رطوبت ساکن نقش مهمی در فرایند انتقال ایفا نمی‌نماید.

---

در این تحقیق توانایی مدل‌های شبکه عصبی مصنوعی جهت شبیه سازی رفتار هیدرولوژیکی آب در حوزه‌های آبخیز مورد بررسی قرار گرفته است. هدف اصلی تحقیق بررسی کاربرد انواع مختلف شبکه‌های عصبی مصنوعی جهت شبیه سازی جریان در یک حوزه آبخیز با چند ایستگاه هیدرومتری و پیش بینی بهنگام جریان‌های سیلابی در پایین دست بوده است. منطقه مورد بررسی قسمت فوقانی رودخانه درونت (Derwent) می‌باشد که یکی از شاخه‌های اصلی رودخانه ترنت (Trent river)در ناحیه مرکزی انگلستان است. جریان سیلاب رودخانه 3، 6، 9 و 12 ساعت قبل از وقوع در محل ایستگاه هیدرومتری واتستندول (Whatstandwell) با استفاده از داده‌های اندازه‌گیری شده در بالا دست پیش بینی گردیده است. سه نوع شبکه عصبی مختلف که عبارت‌اند از شبکه پرسپترون چند لایه(MLP network) ، شبکه برگشتی (Recurrent network)و شبکه برگشتی با تأخیر زمانی(Time lag recurrent network) به‌صورت جداگانه مورد استفاده و ارزیابی قرار گرفتند. هم‌چنین جهت بررسی تأثیر طول داده‌های ورودی در کارایی مدل‌های شبکه عصبی، شبیه سازی‌های مختلف با استفاده از داده‌های هیدرولوژیکی با طول و تعداد متفاوت مورد استفاده قرار گرفت. داده‌های با فاصله اندازه‌گیری 30 دقیقه‌ای با طول دوره‌های 1 ماه، 6 ماه و سه سال ( که تولید تعداد مشاهده‌های متفاوتی را می‌نماید) بدین منظور مورد استفاده واقع شد. براساس نتایج به‌دست آمده هرچند شبکه‌های عصبی مصنوعی به‌صورت عمومی و کلی کارایی مناسبی را در شبیه سازی و پیش بینی دبی جریان از خود نشان داده‌اند ولی نوع شبکه عصبی مصنوعی و نیز خصوصیات داده‌های ورودی مدل خصوصاً داده‌های آموزشی پارامترهای بسیار مهمی هستند که تأثیر عمده‌ای را روی خروجی‌های مدل دارند.

---

ثعلب یک ترکیب هیدروکلوئیدی است که از ریشه‌های افشان، غده‌ای و یا ریزوم‌های خزنده گیاهان تیره ارکیده‌ها به‌دست می‌آید. این ترکیب، علاوه بر کاربردهای دارویی، دارای کاربردهای بسیاری در صنعت غذا به‌ویژه در بستنی‌سازی می‌باشد ولی به دلیل بومی بودن، تاکنون پژوهش‌های چندانی در این زمینه صورت نگرفته است. بنابراین، در پژوهش حاضر تأثیر متغیرهایی مانند دما (5 تا 55 درجه سانتی‌گراد)، زمان (چرخه 24 ساعته)، غلظت (3 تا 7 گرم در لیتر) و پ هاش (2، 4، 6، 7، 9 و 11) روی گرانروی ظاهری و رفتار جریان این محلول مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها نشان دادند که این محلول در غلظت‌های پایین (3 و 4 گرم در لیتر) رفتار نیوتنی و در غلظت‌های بالاتر (5، 6 و 7 گرم در لیتر) رفتار شبه‌پلاستیک داشته و افزایش غلظت سبب افزایش گرانروی ظاهری و بالا رفتن دما اثر عکس روی آن داشت. در ضمن، زمان و پ هاش اثر معنی‌داری روی گرانروی ظاهری محلول ثعلب نداشتند.

---

انتقال و پالایش باکتری‌های بیماری‌زا در محیط‌های متخلخل و آب‌های زیر‌زمینی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در سال های اخیر بررسی عوامل مؤثر بر پالایش و انتقال باکتری‌ها مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش اثر مقادیر مختلف سولفات کلسیم و کربنات کلسیم بر جذب و پارامترهای پالایش باکتری سودوموناس فلورسنس در ستون‌های شنی تحت شرایط رطوبتی اشباع بررسی شد. چهار سطح صفر، 5 ،10 و 20 درصد کربنات کلسیم و سه سطح صفر، 5 و 10 درصد سولفات کلسیم در مخلوط با شن (25/0-15/0 میلی‌متر) به‌عنوان تیمارهای اصلی (به‌صورت فاکتوریل) و در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار اعمال گردید. مخلوط‌های مذکور در سیلندرهای پیرکس به طول 20 و قطر 7 سانتی متر ریخته و شرایط جریان اشباع ماندگار با شدت جریان یکسان در آنها ایجاد شد. سوسپانسیون با غلظت 10⁶ باکتری سودوموناس فلورسنس در سانتی‌متر مکعب (C₀) به‌صورت تزریق پله‌ای روی ستون‌ها اعمال شد. آزمایش تا خروج زه‌آب از زیر ستون برابر پنج حجم آب منفذی (PV) ادامه یافت. هنگام آبشویی، غلظت باکتری (C) در زه‌آب با فواصل 0/25PVاندازه گیری شد. پس از پایان آبشویی، فراوانی باکتری در لایه های 5-0، 10-5، 15-10 و 20-15 سانتی‌متر از ستون‌ها نیز اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که اثر مقادیر کربنات کلسیم بر نگه‌داری و پالایش باکتری در لایه‌های 10-5 و 15-10 سانتی متری در سطح آماری 1 درصد و در لایه20-15 در سطح آماری 5 درصد معنی‌دار شد. هم‌چنین اثر مقادیر سولفات کلسیم در لایه های 15-10 و 20-15 سانتی‌متری در سطح آماری 5 درصد معنی‌دار شد. اثر متقابل سولفات کلسیم X کربنات کلسیم بر پالایش باکتری در لایه‌‌های 10-5 ، 15-10 و 20-15 سانتی متری در سطح آماری 1 درصد معنی‌دار گردید. نیمرخ غلظت باقی مانده و ضریب پالایش به خوبی نشان‌دهنده کاهش میزان پالایش باکتری با افزایش عمق در تیمارها بود. بنابراین می توان گفت معنی دار بودن اثر تیمارهای به‌کار رفته در لایه های سطحی نشان دهنده پالایش فیزیکی بیشتر در این لایه ها می باشد. بنابراین ظرفیت پالایش بالای کانی های کربناته و سولفاته می تواند از انتقال باکتری در محیط‌های متخلخل اشباع و به‌دنبال آن آلودگی آب های زیرزمینی بکاهد.

---

گیاه گز رودخانه‌ای در حاشیه رودخانه کارون رشد می‌کند. اندام بیرونی این گیاهان در زمان سیلابی باعث کاهش سرعت جریان و جلوگیری از فرسایش کناره‌ای می‌شود. اندازه‌گیری ضریب زیری گیاهان موجود در این سواحل و دشت‌های سیلابی و بررسی تأثیر آنها در کاهش سرعت و تنش برشی جریان از اهمیت خاصی برخوردار است. در این تحقیق با استفاده از مدل آزمایشگاهی به بررسی ضریب زبری گیاه گز رودخانه‌ای پرداخته شده است. این گیاه در شرایط غیر مستغرق و زیر بحرانی در فلوم شیشه‌ای به طول 6/12، عرض5/0 و ارتفاع 6/0 متر بررسی شد. ارتفاع گیاهان در این تحقیق 35 سانتی‌متر بود و با آرایش طبیعی و تصادفی در بازه‌ای از فلوم ه طول 8/2 متر در کف فلوم قرار داده شدند. تعداد کل آزمایش‌ها در این تحقیق 22 عدد بود. با توجه به آزمایش‌های انجام شده روی مدل فیزیکی و نمودارهای به دست آمده می‌توان نتیجه گرفت که ضرایب زبری گیاهان تابعی از شرایط جریان نظیر سرعت، عمق و شعاع هیدرولیکی و هم‌چنین تابعی از نوع و میزان پوشش گیاهی است. هم‌چنین در شرایط نیمه مستغرق گیاهان، با تغییر سرعت، عمق، عدد رینولدز، عمق استغراق و حاصل‌ضرب سرعت در شعاع هیدرولیکی در شرایط طبیعی تراکم، ضرایب زبری دارسی- ویسباخ و مانینگ دارای تغییرات غیر خطی می‌باشد.

---

در این تحقیق با استفاده از اندازه‌گیری ناحیه جدایی جریان، نیمرخ سطح آب و پروفیل سرعت در مدل سرریز جانبی تاج دایره ای، خصوصیات جریان روی این سازه ها بررسی شده است. با استفاده از آنالیز ابعادی، تحلیل آماری و ایجاد رگرسیون، معادله ای برای ناحیه جدایی جریان پیشنهاد شده است. نتایج نشان داد که طول ناحیه جدایی جریان به عواملی چون نسبت عمق آب در بالادست به پایین دست سرریز، عرض کانال به عمق آب در پایین دست و عدد فرود در بالادست سرریز بستگی دارد. از بررسی نیمرخ های طولی و عرضی سطح آب در محل سرریز جانبی مشخص گردید که نیمرخ سطح آب در مجاورت سرریز دارای تغییرات شدید بوده که علت آن وجود ناحیه جدایی جریان می‌باشد. بنابراین مناسب ترین محل برای اندازه‌گیری مشخصات جریان در راستای محور کانال پیشنهاد می گردد. هم‌چنین با بررسی پروفیل های سرعت مشخص شد که سرعت بیشینه در سرریز جانبی تاج دایره ای در زیر سطح آب اتفاق می افتد که علت آن وجود جریان های ثانویه روی سرریز می‌باشد. با فاصله گرفتن از سرریز جانبی در جهت طولی و عرضی کانال از تأثیر جریان های ثانویه کاسته شده و پروفیل های سرعت یکنواخت تری حاصل می گردد.

---

بررسی وقایع جریان‌های کم و دانستن ویژگی‌های آن در مطالعات هیدرولوژیکی بسیار با اهمیت می‌باشد. در تحلیل ریسک و فراوانی وقوع کم آبی، معمولاً دبی‌های پیک سالانه در نظر گرفته می‌شوند. با این وجود در طول سال وقایعی وجود دارند که به علت کوچک‌تر بودن ابعاد آنها نسبت به دبی پیک کم آبی هر چندکه از ریسک بالایی برخوردارند، نادیده گرفته می‌شوند. اما این حالت وقتی که از مدل سری مقادیر جزئی PDو یا مدل POTاستفاده می‌کنیم، برطرف می‌شود. در این مطالعه دبی جریان کم 7 روزه به منظور تحلیل فراوانی و بررسی تغیرات فصلی جریان‌های کم مورد بررسی قرار گرفت. پس از تحلیل فراوانی 14 ایستگاه مورد مطالعه دبی با دوره بازگشت 2 ساله به عنوان سطح آستانه برای هر ایستگاه در نظر گرفته شد و مقادیر پایین‌تر از آستانه به عنوان تعداد وقایع کم آبی(t)Λ جهت بررسی تغیرات فصلی با استفاده از دو روش گرافیکی مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که تنها دو فصل دارای وقایع مهم کم آبی در منطقه مورد مطالعه وجود دارد و در سایر اوقات سال تعداد وقایع پایین‌تر از آستانه ناچیز است. و در نهایت بر همین اساس حوزه مورد بررسی به دو گروه همگن فصلی از نظر تغیرات جریان کم تقسیم شد.

---

از مهم‌ترین حلقه‌های تشکیل‌دهنده زنجیره کشاورزی دقیق تهیه نقشه عملکرد محصول می‌باشد. در سال‌های اخیر در کشور ما به کشت ذرت توجه خاصی شده است. لذا به دنبال راه‌کاری برای اندازه‌گیری و نمایش عملکرد محصول ذرت علوفه‌ای سیلویی از میان روش‌های مطالعه شده همچون، استفاده از حسگر ضربه‌ای در دهانه خروجی چاپر، حسگر جابه‌جایی‌سنج غلتک‌های تغذیه، واگن اندازه‌گیری مداوم مواد خردشده و استفاده از گشتاورسنج‌، روش آخر مورد مطالعه و آزمایش قرار گرفت. گشتاورسنج ساخته شده از نوع میله پیچشی بود که به کمک دو حسگر لیزری مقدار پیچش محور را به صورت پر شدن خانه‌های شمارنده در میکروکنترولر ثبت می‌نمود. سپس تراشه دیگری به منظور همگام نمودن داده‌ها در انتقال به رایانه در مدار واسط دیجیتالی استفاده شد. برای واسنجی گشتاورسنج مذکور با جریان جرمی مواد در شرایط آزمایشگاهی، ریلی که مقدار مشخص و همگنی از مواد را با سرعت مشخص وارد چاپر می‌کرد، به کار گرفته شد. آزمایش‌ها برای سه دبی جرمی ‌ذرت و سه دنده‌کاری چاپر با سه تکرار انجام شد و رابطه جریان جرمی ‌ذرت و توان ثبت شده برای سه دنده مختلف چاپر شامل دنده‌های 1، 2 و 3 به صورت روابطی خطی به ترتیب با ضرایب هم‌بستگی (R2) 95/0، 98/0 و 98/0 به دست آمد.

---

افزودن سوبستراهای‌ آلی و غیرآلی به خاک‌ آهکی فقیر از ماده آلی و نیتروژن، فعالیت و بیومس میکروبی را تغییر می‌دهد. به منظور مطالعه تأثیر کود مرغی و اوره بر تولید 2CO و کربن بیومس میکروبی، آزمایشی در شرایط مزرعه‌ای، تحت کشت ذرت به صورت طرح کرت‌های خرد شده در قالب بلوک‌های کامل تصادفی با 7 تیمار شامل: 8/3، 6/7 و 5/11 تن بر هکتار کود مرغی و 100، 200 و 300 کیلوگرم نیتروژن از منبع کود اوره و شاهد در چهار تکرار انجام شد. نتایج نشان داد تیمار کودی و زمان، اثر معنی‌دار (05/0< P) بر جریان 2CO از خاک داشت. میانگین تولید 2CO از 8/21 گرم بر متر مربع در تیمار شاهد به 1/24 در سطح دوم کود مرغی افزایش یافت. هم‌چنین تأثیر کود مرغی بر تولید 2CO بیش از کود اوره بود. مشابه تولید 2CO ، کربن بیومس میکروبی نیز به طور معنی‌داری (05/0< P) تحت تأثیر تیمار کودی قرار گرفت. کربن بیومس میکروبی در تیمار کود مرغی 28% بیش از خاک‌های تیمار شده با کود اوره بود. در حالی‌که ضریب متابولیک (2CO q) در حضور کود اوره 10% بیشتر از کود مرغی بود. به‌طور کلی کود مرغی و اوره باعث بهبود خواص بیولوژیک خاک شدند، اما تأثیر کود مرغی و به ویژه سطح سوم آن بیش از کود اوره بود.

---

هر ساله با وقوع سیلاب در هر رودخانه تعداد زیادی از پل‌ها درست زمانی که بیشترین نیاز به آنها وجود دارد، تخریب می‌شوند. یکی از مؤثرترین عوامل این تخریب‌ها آبشستگی موضعی اطراف پایه‌ها در قوس رودخانه می‌باشد. یکی از روش‌های کاهش آبشستگی اطراف پایه‌های پل، نصب طوقه محافظ روی پایه است. طوقه‌ها بستر را در مقابل جریان‌های گردابی اطراف پایه محافظت می‌کنند. به منظور بررسی اثر طوقه در کنترل آبشستگی اطراف پایه پل در قوس رودخانه‌ها، آزمایش‌هایی در یک فلوم آزمایشگاهی با قوس 180 درجه و شعاع مرکزی 8/2 متر و عرض 6/0 متر با از جنس پلاکسی گلاس انجام پذیرفت. در این تحقیق با قرار دادن یک پایه استوانه‌ای به همراه چهار طوقه دایره‌ای با اندازه‌های مختلف در یک موقعیت از قوس با دبی و عمق ثابت، پدیده آبشستگی حول پایه‌ها در حالت آب زلال بررسی شد. محل نصب طوقه در آزمایش‌ها در 4 ارتفاع متفاوت انتخاب شد. برای مصالح کف فلوم از ماسه طبیعی با دانه‌بندی یک‌نواخت با قطر mm2 =50D و ضریب یک‌نواختی 3/1 استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد با افزایش قطر طوقه میزان آبشستگی موضعی در اطراف پایه به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد به‌طوری‌که حداقل میزان آبشستگی در هنگام نصب یک طوقه با قطر مؤثرسه برابر قطر پایه روی یک پایه استوانه‌ای در D 1/0 زیر بستر 93 درصد نسبت به حالت بدون طوقه ایجاد شد.

---

در این تحقیق برای بررسی عمق آبشستگی در اطراف پایه پل در قوس رودخانه، آزمایش‌هایی در یک فلوم آزمایشگاهی با قوس 180 درجه با 7/4 و از جنس پلاکسی گلاس انجام پذیرفت. بدین منظور با قرار دادن یک پایه استوانه‌ای به قطر 6 سانتی‌متر در فلوم با 4 دبی و عمق ثابت12 سانتی‌متر پدیده آبشستگی حول پایه در حالت آب زلال بررسی شد. برای مصالح کف فلوم از ماسه طبیعی استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که حداکثر عمق آبشستگی هنگام نصب پایه استوانه‌ای در طول قوس متفاوت بوده و در موقعیت 60 درجه بیشترین آبشستگی در اطراف پایه ایجاد می‌شود. هم‌چنین با افزایش دبی جریان در کلیه موقعیت‌ها، عمق آبشستگی نیز افزایش یافت.

---

شناخت الگوی جریان و بخصوص ابعاد لوله‌ جریان در دهانه آبگیرهای جانبی، برای مطالعه میزان دبی و رسوب ورودی به آبگیر و نیز روش‌های کنترل رسوب ورودی به آبگیر حائز اهمیت می‌باشد. تأکید مطالعات گذشته بر شناخت الگوی جریان در آبگیرهای منشعب از کانال مستقیم بوده‌است. در مطالعه حاضر ابتدا آزمایش‌های مختلفی در فلوم آزمایشگاهی روی آبگیرجانبی که با زاویه 30 درجه از دیواره کانال ذوزنقه‌ای منشعب شده بود انجام و مؤلفه‌های سه بعدی سرعت اندازه‌گیری شد. سپس با به‌کار بردن این داده‌ها مدل ریاضی SSIIM2 کالیبره و صحت‌سنجی شد و این مدل برای شرایط هیدرولیکی دیگری از جمله آبگیری از کانال مستطیلی نیز اجرا گردید تا محدوده قابل قبولی از داده‌ها حاصل شود. با اسستنتاج داده‌های حاصل، عرض تقسیم جریان برای شرایط هیدرولیکی مختلف تعیین و روابطی برای پیش‌بینی این ابعاد برازش و این روابط با روابط به دست آمده از دو محقق دیگر مقایسه گردید. نتایج نشان داد که عرض جریان جدا شده در کف و سطح با نسبت آبگیری رابطه مستقیم دارد. هم‌چنین نشان داده شد که در مقایسه با آبگیری از کانال مستقیم، عرض لوله‌ جریان درآبگیری از کانال ذوزنقه‌ای در سطح افزایش و در کف کاهش می‌یابد و چون غلظت رسوب در کف بیشتر از لایه‌های سطحی است، مایل بودن دیواره کانال اصلی سبب کاهش رسوب ورودی نیز خواهد شد