موضوع : پژوهش | مقاله

مقالات نشریه آب و توسعه پایدار دوره و شماره: دوره 1، شماره 1، اسفند 1392

تعداد مقالات: 12

استفاده از ظرفیت های بخش خصوصی در قالب قراردادهای BOO و BOT ، موردکاوی: تجربه شرکت مهندسی آب و فاضلاب کشور در ساخت و بهره برداری آب شیرین کن های کشور
سید حمید رضا کشفی؛ امیرحسین رقیمی
چکیده

یکی از زیرساختهای اساسی هر جامعهای، تأسیسات تأمین آب شرب و بهداشت میباشد. توسعه جوامع بدون اتکا به منابع آبی پایدار و مناسب امکانپذیر نبوده و با چالشهای فراوانی روبرو خواهد بود. کشور ایران با توجه به روند رو به رشد توسعه در تمامی ابعاد، نیازمند اجرای طرح های تامین آب مورد نیاز بخشهای شرب، بهداشت و صنایع بوده و از سوی دیگر با توجه به موقعیت جغرافیایی و اقلیمی کشور، با کمبود شدید منابع آبی نیز مواجه می باشد. به این ترتیب مدیریت صحیح منابع آبی در اختیار و همچنین تامین آب از روشهای غیرمتعارف آب نظیر احداث تأسیسات نمکزدایی آبهای شور و لبشور و همچنین بازچرخانی و استفاده مجدد آب، از رویکردهای اساسی و گزینههای گریزناپذیر برای آینده کشور میباشد. استفاده از رویکرد گسترش تأسیسات نمکزدایی برای تأمین آب شرب و بهداشت و ماهیت این تأسیسات، زمینه حضور بخش خصوصی را به منظور سرمایهگذاری در احداث این تأسیسات فراهم آورده است. از این رو جذب و سرمایهگذاری بخش خصوصی در احداث تأسیسات نمکزدایی در قالب ترتیبات قراردادی، به عنوان یک راهکار از طریق شرکت مهندسی آب و فاضلاب کشور پیگیری و با پیشبینی قوانین و بسترهای مناسب جهت تحقق این هدف، طی سالیان اخیر، تجربه بسیار موفــــقی در این زمینه صورت پذیرفته است.

نقش آب مجازی در مدیریت منابع آب
سید سجاد رضوی؛ کامران داوری
چکیده

طی سالهای اخیر در اثر تغییر اقلیم کره زمین و بروز خشکسالیها و از طرفی افزایش جمعیت جهان مشکلاتی برای بشر در تأمین آب و غذای مورد نیاز به وجود آمده است. بحران آب در کشورهایی همچون ایران که دارای اقلیم خشک و نیمه خشک هستند، جدیتر است. در واقع با توجه به منابع موجود و تقاضای فعلی، منابع آب موجود جوابگوی تامین نیاز آیندگان نخواهد بود. لذا توجه به شیوههای نوین تأمین آب بسیار ضروری است. یکی از شیوههای متداول در جهان، توجه به آب مجازی و آبرانه محصولات و تجارت آب مجازی است. دراین مقاله مفهوم آب مجازی و آبرانه و مفاهیم مرتبط با آن از جمله بهرهوری آب، آب تجدیدپذیر، الگوی مصرف خانوار و تعاریفی همچون برداشت، مصرف و آب برگشتی شرح گردیده و همچنین سعی شده تا این مفاهیم به صورت شماتیک و خلاصه شده در جداول و در عین حال به صورت جامع شرح داده شود. در نهایت به مشکلات و چالشهای محاسبه آب مجازی در ایران و راهکارهای رفع آن اشاره شده است.

مدلسازی تغییر شکل لوله و بسترآن در اثر بارگذاری در شبکه های انتقال آب
آرمین بوستانی؛ سیدحسن گلمایی؛ حسین انصاری؛ سید محمد کالوندی
چکیده

در شبکه‌های انتقال آب چگونگی استقرار لوله‌ها در ترانشه، متأثر از موقعیت مکانی، توپوگرافی مسیر و همچنین عوامل اقتصادی بوده که باید در طراحی این پروژه‌ها مد نظر قرار گیرد. ارزیابی رفتار این سازه‌های زیرزمینی و بررسی اثرات متقابل آن بر بستر اطراف لوله‌های مدفون در اثر بارگذاری‌های معمول، می‌تواند تحلیل مناسبی را برای انجام طراحی صحیح به مهندسین ناظر و طراحان این پروژه‌ها ارائه دهد. از این رو تعیین و تحلیل این مجاری و خطوط انتقال در اثر اعمال نیروهای موجود و تأثیرگذار در نشست و در پاره‌ای از مسائل تغییرشکل‌های جانبی امری ضروری می‌نماید. بدین منظور محدوده‌ای از طرح انتقال و توزیع آب سد دوستی به مشهد انتخاب گردید. سپس با احتساب بارگذاری‌های مختلف، مشخصه‌های لوله فولادی به کار رفته و مصالح پرکننده ترانشه، به بررسی نشست و تغییر شکل لوله و بستر آن توسط دو مدل عددی اجزای محدود Ansys و Plaxis پرداخته شد. میانگین جابجایی لوله در راستای قائم با پلاکسیس و انسیس بترتیب برابر 5/22 و 5/8 میلی متر شد. همچنین در مقطع مورد بررسی، لایه سطحی (آسفالت) 5 سانتی‌متر فرو نشست داشت. فرونشست سطحی با افزایش فشار داخلی لوله تا حد مجاز کاهش یافت. بدلیل مدل کردن بهتر اندرکنش سازه با خاک و نیروهای جانبی تأثیرگذار و در نظر گرفتن تغییر شکل‌های جانبی در جدار لوله، نتایج بدست آمده از مدل انسیس در مورد نشست کلی لوله و جناحین از پلاکسیس بهتر بوده و توصیه می‌شود در طراحی‌ها، نتایج این مدل لحاظ شود.

استفاده از طراحی شهری حساس به آب برای مدیریت آب های شهری
فاطمه کاظمی
چکیده

توسعه شهری به روشهای کنونی، تأثیرات منفی فراوانی بر منابع آب و نیز بر اکولوژی شهری گذاشته و سبب شده محیطهای شهری از اهداف توسعه پایدار فاصله بگیرند. در محدوده هیدرولوژی، مطالعات نشان میدهد که مدیریت آب باران در شهرها به روش سنتی تأثیرات منفی از جمله افزایش حجم روانابها و افزایش دبیهای اوج را در پی داشته است. همچنین روشهای سنتی مدیریت آبهای شهری، با حذف پوشش گیاهی بومی و افزایش سطوح سخت، سطح سرانه فضای سبز شهری را تا حد زیادی کاهش داده است. مفهوم طراحی شهری حساس به آب طی دهههای اخیر در برخی کشورها از جمله استرالیا توسعه یافته است. این مفهوم به عنوان راهکاری پایدار در توسعه شهری، برای رفع بسیاری از مشکلات حاصل از روشهای سنتی مدیریت چرخه آب از جمله افزایش سطوح سخت و کاهش فضای سبز شهری، نویدبخش بوده است. این مقاله به توصیف و بحث در مورد مفهوم طراحی شهری حساس به آب، اهداف و مقایسه آن با مفهوم سنتی در زمینه مدیریت چرخه آب در شهرها میپردازد. امید است که مقاله حاضر، به گسترش این مفهوم و ارزیابی آن برای توسعه شهری پایدار در ایران کمک نماید.

بررسی مدل های غیر خطی سینتیک و ایزوترم جذب برای نیترات توسط نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم
سارا دیوبند؛ پویا شیرازی؛ لاله دیوبند؛ سمیرا آزادی؛ پروانه تیشه زن
چکیده

حذف نیترات از آبهای آلوده یکی از مباحث مهم زیست محیطی است. در این تحقیق جذب نیترات توسط نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم مورد بررسی قرار گرفت و برای تعیین عوامل موثر در جذب از سیستم ناپیوسته استفاده شد. نتایج بررسیها نشان داد بیشینه ظرفیت نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم برای جذب نیترات در pH برابر با 5، در زمان تماس 120 دقیقه میباشد. از مدلهای تعادلی (لانگمویر و فروندلیچ) و غیر تعادلی (هو و همکاران و لاگرگرن) برای بررسی فرآیند جذب استفاده شد. ضرایب تبیین به دست آمده بین دادههای اندازهگیری شده و مدل هو و همکاران (98/0=R2) و همچنین دادهها و مدل لاگرگرن (95/0=R2) نشان داد که مدل هو و همکاران دادههای آزمایشگاهی را بهتر توصیف میکند. همچنین روابط مربوط به ایزوترم لانگمویر و فروندلیچ برای جذب نیترات توسط نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم نشان داد، ایزوترم فروندلیچ (99/0=R2) نسبت به لانگمویر (91/0=R2) برای توصیف فرایند جذب مناسبتر بوده و مطابقت بیشتری با دادههای آزمایشگاهی دارد.

پایش کیفیت آب در شبکه های توزیع با استفاده از نقاط ثابت نمونه برداری، فرصت ها و چالش ها
محمدرضا علی پور
چکیده

امروزه مسئله پایش کیفیت آب در مراحل مختلف تولید ازاهمیت بالایی برخوردار است. پایش کیفیت آب در شبکههای توزیع به عنوان آخرین مرحله در فرایند تولید آب اهمیت ویژهای دارد. دراین میان از روشهای مختلفی جهت پایش شبکه استفاده میشود. در این مقاله معیارهای انتخاب نقاط ثابت نمونهبرداری، مزایا و چالشهای پیش روی آن، به همراه شرحی از کلیه فعالیتهای انجام گرفته برای انتخاب نقاط نمونهبرداری و پایش و بروزرسانی آنها در شهر مشهد مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشاندهنده عملکرد بسیار مناسب این نقاط در بررسی روند تغییرات پارامترهای شیمیایی بود. ولی با توجه به وسعت شبکه و وجود تعداد زیاد چاههایی که مستقیماً به شبکه تزریق میشوند، پیشنهاد میشود برای پارامترهایی مانند کلر باقیمانده در شبکه (با توجه به اهمیت آن و تعداد آزمون مورد نیاز در سطح شبکه) تعداد نمونه برداری از نقاط تصادفی، حداقل دو برابر تعداد نمونهبرداری از نقاط ثابت باشد. در خصوص آزمون میکروبی نیز، نمونهبرداری از نقاط تصادفی حداقل برابر با تعداد نمونهبرداری از نقاط ثابت صورت گیرد. این مقدار میتواند برای شبکههای مختلف متفاوت بوده و باید بصورت مجزا بررسی گردد.

برآورد سطح ایستابی آب‌های زیرزمینی با استفاده از روش‌های زمین آماری (مطالعه موردی: دشت زاهدان)
صادق نیکبخت؛ معصومه دلبری
چکیده

با توجه به جایگاه آب‌های زیرزمینی به عنوان یکی از منابع آبی قابل استفاده و همچنین رو به کاهش، مطالعه و مدیریت مناسب بهره‌برداری از آن دارای اهمیت ویژهای است. از طرفی مدیریت صحیح منابع آب مستلزم داشتن اطلاع از تغییرات مکانی سطح آب زیرزمینی در سطح حوضه مورد مطالعه می‌باشد. برای دست‌یابی به اطلاعات مورد نظر، میان‌یابی و پهنه‌بندی صحیح سطح ایستابی براساس تعداد مشخصی داده معلوم لازم است. در سال‌های اخیر استفاده از روش‌های میان‌یابی زمین ‌آماری به دلیل دقت قابل قبولی که دارند رو به گسترش است. در مطالعه حاضر، دقت روش زمین آماری کریجینگ معمولی (OK)، وزن‌دهی عکس فاصله (IDW)، توابع پایه شعاعی (RBF) و چند جمله‌ای جهانی (GPI) برای تخمین سطح ایستابی مورد ارزیابی قرار گرفته است. داده‌های سطح ایستابی مربوط به تعداد 31 حلقه چاه واقع در دشت زاهدان که در سال 1390 برداشت شده‌اند، میباشد. برای ارزیابی روش‌ها از تکنیک اعتبارسنجی متقابل (cross-validation) با معیارهای آماری ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین انحراف خطا (MBE) استفاده شده است. براساس نتایج حاصل روش کریجینگ معمولی با مدل نیم‌تغییر‌نمای گوسی با m9/7 = RMSE و m97/0- = MBE به عنوان مناسب‌ترین روش جهت تخمین سطح ایستابی انتخاب شد. نقشه‌ پهنه‌بندی سطح ایستابی در سطح منطقه حاکی از این است که مناطق جنوب و جنوب‌غرب نسبت به مناطق شمال و شمال‌شرق دارای سطح ایستابی بالاتری است.

ارزیابی عملکرد مدل SWAT در برآورد رطوبت خاک (مطالعه موردی: حوضه آبریز نومل)
فاطمه ولی نژاد؛ خلیل قربانی؛ مهدی ذاکری نیا؛ امیراحمد دهقانی؛ بهنام آبابایی
چکیده

رطوبت خاک متغیر کلیدی برای درک فرآیندهای هیدرولوژیکی و شار انرژی در سطح زمین میباشد. بنابراین پیشبینی دقیق آن در طرحهای آبیاری، مدیریت زراعی، پیشبینی خشکسالی و سیل، مدیریت کیفیت آب و پیشبینی هوا و تغییر اقلیم اهمیت بالایی دارد. اما علیرغم اهمیت زیاد آن، اندازه‌گیری‌ صحرایی با توجه به تغییرات زیاد زمانی- مکانی خصوصیات خاک و همچنین هزینه‌های بالای آن منطقی نیست. بر این اساس استفاده از مدل‌های فیزیکی به عنوان راهکاری برای رفع این مشکل مدنظر پژوهشگران قرار گرفت. در مطالعه حاضر، مدل مفهومی و نیمه توزیعی SWAT برای برآورد رطوبت خاک حوضه آبریز نومل مورد بررسی قرار گرفت. الگوریتم SUFI2، در بسته نرم‌افزاری SWAT-CUP برای واسنجی براساس رطوبت اندازهگیری شده و تحلیل عدم قطعیت مدل SWAT در سطح حوضه استفاده شد. نتایج نشان داد که مقدار r-factor در اکثر زیرحوضهها کمتر از 1 و در کل حوضه 01/1 و مقدارp-factor در زیرحوضهها بین 50-99 درصد و در کل حوضه 90 درصد بودند. این مقادیر بیانگر واسنجی خوب رطوبت در حوضه و عدم قطعیت کم پیشبینیها است. ضریب 2bR بعد از واسنجی 58 درصد بوده است که نشاندهنده دقت قابل قبول واسنجی مدل در حوضه است. براساس این نتایج میتوان از مدل SWAT به عنوان ابزاری برای تخمین رطوبت خاک هم از نظر توزیع مکانی (در مقیاس زیرحوضه) و هم از نظر توزیع زمانی (در مقیاس روزانه) به همراه باند تخمین عدم قطعیت 95 درصد در مطالعات مربوط به آب و کشاورزی استفاده نمود.

تأثیر خودکارسازی سامانه های آبیاری قطره ای بر کاهش مصرف انرژی و آب (مطالعه موردی باغ علی آباد منجیل)
مهدی ذاکری نیا؛ عادله بلسی
چکیده

سیستمهای آبیاری تحتفشار از اقتصادیترین روشها در بهکاربردن آب، کود و سایر مواد شیمیایی کشاورزی در زمان و مقدار مناسب است. یک راه اساسی جهت مدیریت بهینه آبیاری تحتفشار، خودکارسازی با استفاده از دستگاه هواشناسی کشاورزی اینترنتی است. مطالعه موردی، طرح شبکه آبیاری تحت فشار باغ مادری زیتون علیآباد منجیل با وسعت 105 هکتار در شهرستان رودبار واقع در استان گیلان است. هدف از انجام این مطالعه بررسی تأثیر خودکارسازی آبیاری تحت فشار بر کاهش مصرف در انرژی و آب میباشد. نتایج نشان داد که با استفاده از خودکارسازی در آبیاری تحت فشار مقدار 21750 مترمکعب آب در سال میتوان ذخیره کرد. همچنین به میزان 52704 کیلو وات انرژی در سال کمتر استفاده شد که اگر هر کیلووات 120 تومان در نظر گرفته شود حداقل 6324480 تومان در سال در هزینه برق صرفه جویی خواهد شد.

ارائه چند شاخص کاربردی به منظور بررسی تعادل منابع آب و پایداری توسعه (مطالعه موردی: حوضه آبریز قره‌قوم)
مهری شاهدی؛ فاطمه طالبی حسین آباد
چکیده

آب در توسعه استان خراسان رضوی، مهمترین و در عین حال محدود‌کننده‌ترین عامل محسوب میشود. از یک طرف کاهش شدید منابع آب ناشی از بهره‌برداری‌های غیر مجاز و بی‌رویه، و از طرف دیگر رشد شدید تقاضا در بخش‌های مختلف مصرف، نقش این ماده حیاتی را در زمینه توسعه برجسته‌تر نموده است. در این مطالعه تعدادی شاخص مبتنی بر آب تجدیدپذیر‌ برای بررسی تعادل کمی منابع آب حوضه آبریز قره‌قوم بکار رفته است. بر این اساس نسبت مصرف به آب ‌تجدیدپذیر در حوضه آبریز معادل 24/1 برآورد شد؛ که با توجه به استاندارد، نشانه عدم تعادل در بیلان است. سرانه ‌آب‌تجدیدپذیر (شاخص فالکن مارک) نیز در حوضه آبریز معادل (نفر/m3)562 بدست آمده است که نشان دهنده ناکافی بودن آب مورد نیاز برای پشتیبانی توسعه پایدار می‌باشد. متوسط نیاز آبی خالص الگوی کشت موجود در این حوضه حدود 8852 متر مکعب در هکتار است، در حالی که مقدار آب تجدیدپذیر به ازای هر هکتار از اراضی فاریاب حوضه آبریز قره‌قوم فقط 6551 متر مکعب می‌باشد. در نتیجه به شرط تخصیص تمامی آب تجدیدپذیر برای آبیاری، حداکثر 74 درصد اراضی فاریاب فعلی آب مورد نیاز برای آبیاری را در اختیار خواهند داشت. در مجموع توسعه فعلی حوضه آبریز قره‌قوم منجر به عدم تعادل منابع آب حوضه گشته و ناپایدار خواهد بود. وقوع خشکسالی طولانی مدت در این شرایط میتواند برای ادامه حیات ساکنین منطقه بسیار مخاطرهآمیز باشد. پایداری توسعه در ارتباط با منابع آب منوط به بازیابی تعادل و سپس مصرف بهینه آب در تمام بخش‌های مصرف، به ویژه در بخش کشاورزی، خواهد بود.

کشاورزی حفاظتی و تأثیر آن بر هیدرولیک روش‌های آبیاری سطحی
سید ابوالقاسم حقایقی مقدم؛ حسین انصاری
چکیده

کشاورزی حفاظتی به مجموعه‌ای از اقدامات شامل نگهداری مقدار مناسبی از بقایای گیاهی در سطح خاک، رعایت تناوب زراعی مناسب و کاهش هر چه بیشتر عملیات خاکورزی گفته می‌شود که سبب صرفه‌جویی در زمان و انرژی و تقویت منابع آب و خاک میشود. از جمله اثرات کشاورزی حفاظتی که می‌تواند بر هیدرولیک روش‌های آبیاری سطحی موثر باشد، تغییر در ضریب زبری و نفوذپذیری خاک است. در این پژوهش از جمعبندی نتایج بررسیها، مقدار افزایش ضریب زبری و شدت نفوذ آب در خاک به ترتیب 35 و 25 درصد در شرایط کشاورزی حفاظتی تخمین زده شد. نتایج شبیه‌سازی آبیاری سطحی در شرایط کشاورزی حفاظتی با مدل SIRMOD نشان داد زمان پیشروی آب به طور متوسط 2/37 درصد نسبت به کشاورزی مرسوم افزایش می‌یابد. این افزایش را می‌توان به دلیل بالا رفتن ضریب زبری ناشی از وجود بقایای گیاهی در سطح مزرعه دانست. تغییر شیوه خاک‌ورزی از مرسوم به حفاظتی باعث تغییر در راندمان کاربرد و راندمان آبیاری نشد. یکنواختی توزیع آب در مزرعه به خاطر استفاده از شیوه کشاورزی حفاظتی 9 درصد کاهش نشان داد. کشاورزی حفاظتی باعث 36 درصد کاهش در تلفات رواناب انتهایی شد که مزیت قابل توجه این شیوه می‌باشد. از طرف دیگر کشاورزی حفاظتی به طور متوسط نفوذ عمقی آب به زیر منطقه توسعه ریشه را 54 درصد افزایش داد.

ارزیابی آب بدون درآمد
فریدون عباسپور

چکیده

چرا ارزیابی آب بدون درآمد (NRW) برای شرکتهای آب و فاضلاب مهم تلقی میشود؟ عموماً عقیده بر این است که در همه شرکتهای آب و فاضلاب، آب بدون درآمد بخشی از آب تزریق شده به شبکه را تشکیل میدهد، اما صرفاً داشتن مقدار آن جهت درک مشکلات شرکتهای آب و فاضلاب و طرح یک برنامهریزی و استراتژی اساسی برای کاهش این میزان هدررفت کفایت نمیکند. بنابراین روشها و ابزارهایی لازم است تا در جهت کمک و پایهگذاری یک نقطه شروع در این خصوص عمل نماید. در این مقاله سعی بر این است تا خلاصهای از اصطلاحات و روششناسی آب بدون درآمد ارائه شود.