مقالات مربوط به بحران آب

هدف از اجراي پروژه هاي پخش سيلاب در کشور استفاده عملي و بهينه از سيلاب به منظور تقويت سفر ه هاي آب زيرزميني مي باشد. يکي از ايستگاه هاي تحقيقات پخش سيلاب بر آبخوان در استان خراسان، ايستگاه آبخوانداري کاشمر مي باشد که در شمال شرق دشت کاشمر در چهار فاز احداث شده است. دشت کاشمر سالانه با 300 ميليون متر مکعب کسري مخزن مواجه است. متوسط تراز سطح ايستابي دشت ساالانه با 1.21 متر افت همراه است. اطلاعات هيدرولوژيکي و زماني کليه سيلابهاي مهار شده در ايستگاه آبخوانداري کاشمر نشان مي دهد طي سالهاي 1376 تا 1385 در اين ايستگاه بيش از 39.8 ميليون متر مکعب سيلاب مهار شده است. تحليل آمار چاه هاي پيزومتري دشت کاشمر طي سالهاي 1375 تا 1385 و بررسي تطبيقي آمار بارندگي و سيل با آمار ثبت شده چاه ها مويد تاثير مثبت عمليات پخش سيلاب در منطقه مي باشد. بگونه اي که چاه پيزومتري در پايين دست عرصه پخش سيلاب کمترين ميزان افت سطح ايستابي در بين چاه هاي ناحيه شمال شرق دشت را دارا مي باشد.

کشور در ناحيه خشک و نيمه خشک قرار گرفته است. ميزان بارند گي کم، عدم توزيع مناسب نزولات آسماني و تغييرات شديد دما از خصوصيات عمده اين نواحي مي باشد. يکي از ميوه هايي که در اين ناحيه سازگاري و گسترش پيدا کرده و در بيشتر مناطق خشک و نيمه خشک وجود دارد انگور مي باشد. مطالعات اقتصادي نشان داده است که پرورش انگور ديم در استان فارس نسبت به بسياري از ميوه ها داراي مزيت نسبي بالاتري مي باشد. بيش از 60 % ازمساحت زير کشت انگور ديم کشور در استان فارس قرار دارد. از آنجايي که تحقيقات و مطالعات سازگاري رقم هاي انگور در مناطق خشک و نيمه خشک بايستي مورد توجه قرار گيرد. در يک آزمايش در دانشکده کشاورزي باجگاه ميزان استقرار (گيرايي) قلمه هاي ريشه دار و بدون ريشه رقم هاي مختلف انگور طي سه سال مورد ارزيابي قرار گرفت. شيب زمين مورد استفاده پنج تا شش درصد و بافت آن متوسط تا سنگين با بافت درشت بود. آزمايش در قالب طرح بلوك هاي کامل تصاد في با سه تکرار و 12 رقم انجام گرفت که در هر پلات (کرت آزمايشي) هشت قلمه کاشته شد. جهت ذخيره رطوبت بر روي تراس هاي ايج اد شده بر روي خطوط همتراز شيب تراس ها به سمت داخل بود. فواصل کاشت قلمه ها و عرض تراس هاي مساوي و دو متر در نظر گرفته شد. نتايج آزمايش نشان داد که ميزان استقرار (گيرايي) قلمه هاي ريشه دار رقم هاي انگور در مقايسه با قلمه هاي بدون ريشه داراي اختلاف معني داري مي باشند. بالاترين ميزان استقرار (گيرايي) مربوط به رقم هاي ياقوتي، قلاتي، لرکش و لهرك (67 تا 88%) و کمترين ميزان استقرار (گيرايي) مربوط به رقم ريش بابا (17%) درصد بود. بين ميزان استقرار (گيرايي) قلمه هاي ريشه دار و مساحت برگ همبستگي معني داري وجود داشت. بين ميزان استقرار (گيرايي) قلمه هاي بدون ريشه رقم هاي مختلف انگور تفاوت معني داري مشاهده نگرديد. بنابراين مي توان نتيجه گرفت که عامل ريشه دار بودن نقش مهمي در ميزان استقرار (گيرايي) قلمه ها دارد.

مدلهاي سريهاي زماني و شبکه هاي عصبي مصنوعي روشهاي شناخته شده اي در مدل بندي داده هاي سري زماني ميباشند. در اين مقاله ترکيب اين دو روش در مدل بندي داده هاي بارش ماهانه مورد ارزيابي قرار گرفت. در روش ترکيبي، متغيرهاي ورودي طراحي شبکه عصبي بر اساس تحليل باکس - جنکينز بدست مي آيند. اين روش براي ايستگاه سينوپتيک شيراز انجام گرديد. کل دوره زماني مورد مطالعه شامل 55 (2005-1951) سال بود که 50 سال اوليه براي آموزش و بقيه براي آزمون مدل انتخاب گرديد. با استفاده از مدل ارايه شده، مقادير آتي ماهانه بارش با دقت بالايي پيش بيني گرديدند.

مطالعات هيدرولوژي اساس طراحي ابعاد در پروژههاي تامين و توسعه منابع آب ميباشد. حجم مخزن و ابعاد سرريز خروج در اينگونه پروژه ها بستگي به حجم و حداکثر دبي سيلابي با دوره بازگشت هاي مختلف دارد. جهت محاسبه حجم و دب سيلابي در حوضه هايي که اطلاعات هيدرومتري وجود ندارد، معمولا با استفاده از روشهاي تجربي انجام مي شود. در اين رابطه مي توان از روشهاي استدلالي، فولر، کريگر و يا روش انجمن حفاظت خاك آمريکا (SCS) نام برد. در اين تحقيق از اطلاعات بارندگ در پروژه سد خاکي زاهدمحمود واقع در جنوب شرقي استان فارس استفاده شده است. تا همراه با مطالعات هيدرولوژي به روشهاي مختلف، عمق و حجم رواناب ناشي از بارشهاي واقعي منطقه محاسبه شود. نتايج اين تحقيق نشان ميدهد که در طول 15 سال آمار بارندگي موجود در منطقه، سه بارحجم سيلابهاي فصلي از 4 ميليون متر مکعب زيادتر شده است و در صورت احداث سدي با حجم ذخيره 4 ميليون متر مکعب ميتوان پيشبيني کرد که به طور متوسط هر از 5 سال حداقل يک بار مخزن سد به طور کامل از سيلاب پر ميشود در صورتي که نتايج بدست آمده از روشهاي SCS و استدلالي داراي اختلاف قابل توجه ميباشد به طوري که در روش SCS حجم سيلاب با دوره بازگشتهاي 10، 25، 50 و 100 ساله به ترتيب برابر با 1.64، 2.21، 3.09 و 3.66 ميليون متر مکعب محاسبه شده است و براي پر شدن مخزن سد لازماست سيلابي با دوره بازگشت بالاتر از 100 ساله اتفاق بيافتد که با شرايط اقليمي منطقه هماهنگ نمي باشد. بنابراين ميتوان گفت در مطالعات هيدرولوژي از جمله محاسبه حجم سيلاب به روشهاي مختلف اختلاف قابل توجه وجود دارد. دليل آنرا هم بايد در تخمين ضرايب تبديل باران به رواناب بررسي نمود، به ويژه شرايط رطوبتي خاك قبل از بارندگي که با استفاده از اطلاعات واقعي بارندگيها و فاصله بين آنها ميتوان نسبت به محاسبه دقيق تر شماره منحني و حجم سيلاب ناشي از آن اقدام نمود و خطاي محاسبات را به حداقل رسانده و به نتايج آن اطمينان بيشتري داشت.

رويارويي با بحران هاي محيط شهري يکي از موضوعاتي است که بيشتر شهرها با آن روبرو هستند. در اين راستا، سيلاب خطري است که مردم بسياري از کشورها با آن مواجه بوده و در کل سيطره جهان بعنوان يکي از شديدترين بلاها در ميان 15 نوع از بلاياي طبيعي شناخته شده است. فشار جمعيت و فقدان زمينهاي کشاورزي باعث حرکت جمعيت انساني بسوي دشتهاي سيلابي گرديد که اين عامل باعث تشديد سيلابها و اثرات مخرب آنها گرديده است. اما امروزه با توجه به اثرات مخرب سيلابها بر جوامع بشري، در حالي روشهاي ساختاري حفاظت در مقابل سيلاب، مانند سيل بندها و ديگر روشهاي مديريت و کنترل سيلاب مي توانند موثر باشند، که ظرفيت طراحي اين سازه ها زياد باشد. اما وقتي که اين سازه ها دچار گسيختگي و شکستگي مي شوند، همواره يک ريسک باقيمانده وجود دارد. در بسياري از موارد، اين چنين سازه هايي ممکن است به دلايل محيطي، نامناسب باشند يا اجرايشان غير ممکن باشد و در نتيجه روشهاي غير سازه اي مورد نياز باشد. هشدار سيلاب براي مديريت ريسک باقيمانده ضروري است و به عنوان يکي از موثرترين روشهاي غير سازه اي مديريت سيلاب مي باشد.

در اين حوضه اثرات مستقيم فرسايش، توسط سيلابهاي حاصل از بارندگي ها و رگبارهاي شديد از دو آبراهه عمده فصلي بنام هاي چادرپهن وچاه گاو که از ارتفاعات محلي ميان مله در شمال و شرق به ارتفاع 2370 متر سرچشمه مي گيرد بطرف دشت و مزارع در روستاهاي مستقر در آن جاري مي شود. سيل در مسير خود به مناطق مسکوني، روستاها، مزارع، چاهها و قنوات خسارت وارد مي کند بطوري که از 15 رشته قنات در آبادي ها تنها 6 رشته قنات بصورت فعال مي باشد و بقيه به علت واقع بودن در مسير سيل وپر شدن چاه هاي آن خسارت ديده و ازکارافتاده اند. همين 6 رشته قنات فعال نيز در سالهاي سيلابي دچار آسيب سيل مي گردند و نياز به مرمت و لايروبي دارند مانند قنات کتوري که سالانه نياز به بازسازي مجدد دارد. همچنين اين مسيل سرپنيران جزء مسيل بحراني منطقه سعادت شهر مي باشد که رواناب هاي حاصله از آن پس از عبور از دشت وارد تنگ سعادت شهر مي شود که علاوه بر مسدود کردن جاده اصلي شيراز - اصفهان باعث خسارت به اماکن مسکوني و آب گرفتگي در شهر و همچنين آسيب رسيدن به مزارع و قنوات در دشت و منطقه مذکور مي گردد. بطوري که در سال 1365 علاوه بر خسارت مالي فراوان وآوارگي بيش از 600 خانوار، تعداد 4 نفر نيز تلفات جاني داشته است. اثرات مستقيم فرسايش در اين منطقه بصورت شستشوي خاك سطحي و حاصلخيز، از بين رفتن زمين هاي مرتعي جنگلي، تخريب ساختمان خاك و فشردگي بيش از حد آن، کاهش نفوذپذيري خاك، افزايش رواناب ها و نابودي پوشش گياهي و توليد رسوب در حوضه و از رونق افتادن دامداري که پيامد آن فقر و بيکاري ونهايتا مهاجرت اهالي به مناطق و شهرهاي اطراف است.

خشکسالي در واقع يک رويداد يا واقعه اقليمي و به عنوان بلاي طبيعي و پديده اي اجتناب ناپذير، از ديرباز در پهنه وسيع کشورهاي مختلف به خصوص کشورهايي در مناطق گرم و خشک به کرات وقوع يافته و مي يابد. محدوديت و دسترسي غير قابل اطمينان به آب که عامل تعيين کننده در کشاورزي است. که اين مساله منشا در تنوع بارش دارد که با تغيير شرايط آب و هوايي افزايش مي يابد. مديريت منابع آب فرايندي است که فراهم کننده نهاده حياتي براي توليد و درآمد کشاورزان مي باشد. بنابراين با توجه به محدوديت منابع آبهاي سطحي و زيرزميني و حساسيت ويژه در تامين آب شرب، صنعت و کشاورزي به واسطه افزايش جمعيت و لزوم برداشت آب بيشتر در سالهاي آينده تصميم گيري براي مديريت مصرف بهينه از منابع آب الزامي است.

تشديد بحران آب ناشي از خشکسالي متناوب چند ساله اخير بر اهميت مديريت منابع آب در نواحي خشک کشور که تنها جهت فعاليت هاي اجتماعي و اقتصادي خود متکي بر ذخيره محدود آبخوان هاي دشت ها مي باشند، افزوده است (اکبري و همکاران 1388). با توجه به مقاوم وصبور بودن درخت خرما بر انواع خاکهاي شور و داراي کيفيت نامناسب، در کشور بر روي کيفيت خاك خرما کمتر کار شده است غافل از اينکه با رعايت برخي اصول در عمليات کود دهي و حفظ کيفيت خاك متوان ميزان عملکرد خرما را به ميزان قابل توجهي بالا برد. هم چنين با توجه به اينکه استان سيتان و بلوچستان داراي بالاترين سطح زيرکشت درخت خرما و دومين توليدکننده اين محصول در کشور است و اساسي بودن نقش نخلستانها در اقتصاد منطقه اين استان به عنوان هدف تحقيق تعيين گرديد. دراين مقاله سعي شده است از طريق نمودارهاي کنترل کيفيت شاخصهاي مهم خاك براي حد بهينه خرما مورد بررسي قرا گيرد. براي اين منظور 25 نمونه از نخلستانهاي استان خاك برداري صورت گرفت و OC، EC، PH، K، P آنها مورد آزمايش قرار گرفت و مشخص گرديد که خاك هاي نخلستانهاي مورد آزمايش تفاوت هاي قابل توجهي از حد بهينه دارند. نتايج حاصل از اين تحقيق نشان داد که هر چه حاصلخيزي و کيفيت خاك بهتر باشد باعث مصرف مناسب تري از منابع آب زيرزميني مي باشد.

از آنجا که آب ارزش حياتي در زندگي دارد، بشر همواره به اين فکر بود که بتواند در تمام فصول سال آب در اختيار داشته باشد. اين مساله در مناطق گرم و خشک از اهميت ويژه اي برخوردار است. بخاطر تبخير زياد در اين مناطق، مخازن رو سطحي که داراي تلفات بالاي تبخير هستند گزينه مناسبي نيستند، لذا سدها و مخازن زير زميني مي توانند گزينه مناسبي جهت کاهش بحران آب مناطق گرمسيري و حتي مناطقي که داراي بارشهاي موسمي هستند، باشد. پيشينه ساخت سد هاي زير زميني به قرنها قبل از ميلاد بر گردد. در زمان رومي ها نيز در ساردينيا سد هاي زير زميني ساخته مي شد و امروزه نيز اين راهکار به شدت توسط کشورهايي مانند ژاپن، کنيا، آفريقا، ايران و ترکيه مورد توجه قرار گرفته است. دانستن تجربه ساخت سد در کشورهاي مختلف مي تواند براي مهندسين و مجريان احداث سدهاي زير زميني در کشور بسيار موثر واقع شود. از اين رو سعي شده در اين تحقيق برخي تجربه هاي کشورهاي مختلف در زمينه احداث سدهاي زير زميني ارايه شود.

اخيرا کمپوست زباله هاي شهري به دليل حجم بالاي زباله به خصوص در شهرهاي بزرگ و همچنين مقدار بالاي عناصر مغذي، براي استفاده در اراضي کشاورزي مورد توجه قرار گرفته است و اين در حالي است که اين مواد حاوي مقدار بسيار زيادي عناصر سنگين است و اين خصوصيت آن را در زمينه آلودگي خاك و منابع آبي نمي توان ناديده گرفت. هدف از انجام اين پژوهش تعيين اثر کمپوست زباله شهري کرمان بر قابليت جذب فلزات سنگين در خاك بود. اين پژوهش به صورت آزمايش فاکتوريل در چارچوب طرح کاملا تصادفي با سه تکرار انجام شد. تيمارها شامل سه سطح 0، 2 و 4 درصد بود که تحت کشت گياه شاهي قرار گرفتند. کمپوست باعث افزايش معني دار مقدار قابل استخراج (به روش EDTA) سرب و کادميم در خاك شد. اين افزايش متناسب با افزايش مقدار کمپوست بود به گونه اي که در سطح 4 درصد افزايش چشمگير بود. با توجه به اين که استفاده از کمپوست زباله شهري به عنوان کود آلي در خاك، ممکن است باعث افزايش مقدار عناصر سنگين در خاك و آلودگي خاك گردد، و همچنين ممکن است اين عناصر از سطح خاك شسته و وارد آب هاي سطحي يا زيرزميني شوند، بنابراين مقدار افزودن کمپوست زباله به خاك بايد مورد ارزيابي قرار گيرد.

زمان پاسخ حوضه هاي آبخيز يکي از مهمترين پارامترهاي مدل هاي بارندگي- رواناب مي باشد که تخمين دقيق اين زمان بر افزايش دقت تخمين سيلاب اثر مستقيم مي گذارد. زمان تمرکز حوضه يکي از زمانهاي پاسخ حوضه مي باشد که در بسياري از مدلهاي پيش بيني سيلاب به کار مي رود. در اين تحقيق با استفاده از اطلاعات ژئومورفولوژيکي حوضه از جمله مشخصات دامنه ها و نهرها، زمان پيمايش کليه دامنه ها و نهرها با درجه بندي هاي مختلف محاسبه شده و يک تکنيک جديد براي محاسبه زمان تمرکز ارايه شده است. روش مزبور به اين صورت است که کليه مسيرهاي حرکت آب در حوضه تا خروجي حوضه بر اساس اطلاعات ژئومورفولوژيکي مشخص گرديده و زمان پيمايش کليه دامنه ها و نهرها در هر مسير بر اساس روش موج سينماتيکي محاسبه مي گردد. با توجه به اينکه احتمال حرکت آب در هر مسير متفاوت مي باشد لذا زمان تمرکز کل حوضه يک متوسط وزني از زمان پيمايش کل مسيرها در نظر گرفته مي شود. مقدار احتمال حرکت آب در هر مسير به مشخصات ژئومورفولوژيکي بستگي دارد. زمان تمرکز بدست آمده از روش متوسط وزني با زمان تمرکز دورترين نقطه فيزيکي (از لحاظ مسافت) و زمان تمرکز دورترين نقطه هيدرولوژيکي (از لحاظ زمان پيمايش) مقايسه گرديده است. در محاسبه زمان پيمايش دامنه ها ونهرها مقدار شدت متوسط بارندگي در طول بارندگي نيز در نظر گرفته شده است. مقادير زمان تمرکز مدل پيشنهادي با فرمول هاي ديگر دانشمندان از جمله کرپيچ، ايزارد-گوپتا، روش SCS، روش بهينه سازي زمان تمرکز مدل HEC-HMS و زمان تمرکز محاسبه شده از روي شکل هيدروگراف مشاهداتي و هايتوگراف بارندگي مقايسه گرديده و ميزان خطاي روش هاي مزبور مشخص گرديده است.

ذخيره رطوبت و تغذيه سفره هاي آب زيرزميني با گردآوري روان آب و سيل، يکي از سياست هاي اصلي آبخيزداري با هدف کاهش اثرات بحران آب است. به منظور ارزيابي اثر طرح هاي اجرايي آبخيزداري بر ذخيره آب، عمليات بيولوژيک و مکانيکي آبخيزداري که از سال 1380 تا 1385 در حوضه جويخله اجرا شده است، بررسي گرديد. بر اساس نتايج بدست آمده تاثير طرح هاي آبخيزداري بر ذخيره آب و تغذيه آن به سفره ها در اين حوضه به ويژه در خشک سالي ها مثبت است.

در مطالعات منابع آب زيرزميني، به همان اندازه که کميت آب هاي زير زميني مهم مي باشد، کيفيت آن نيز حائز اهميت است (Walton, 1970). کيفيت آب، يکي از جنبه هاي هيدروژئوشيمي م يباشد که درباره توصيف شيميايي آب، توزيع مکاني انواع متشکلههاي شيميايي، و قابليت مصرف آب براي اهداف صنعت، کشاورزي ومصارف خانگي و شهري بحث مينمايد (Walton, 1970). در اين مطالعه از داده هاي کيفي سال هاي آبي 86-85 و 87-86 منابع آب زيرزميني دشت زيدون استفاده شده است و غلظت عناصري مثل کلسيم، منيزيم، سديم، پتاسيم، بي کربنات، سولفات و کلر مورد بررسي قرار گرفته است. طبق نمودارهاي پايپر و آناليز نمونه ها در نرم افزار AqQa تيپ آب منطقه مورد مطالعه در سال 86-85 کلريد سديم و در سال 87-86 از نوع سولفات سديم بوده است و روند تکاملي را به طور کامل طي نکرده است. با استفاده از نقشه هاي هم ارزش EC ترسيم شده توسط نرم افزار ٨ surfer ميزان هدايت الکتريکي از شمال به جنوب دشت کاهش مي يابد.

در برداشت هاي صحرايي مثل نمونه برداري از خاك، نمونه برداري کيفي از آب هاي سطحي و زيرزميني، اندازه گيري بارندگي (ايستگاههاي باران سنج) و ... تعيين نقاط مهم جهت نمونه برداري بلحاظ کاهش حجم نمونه ها و صرفه جويي در هزينه و زمان، بسيار مهم است. در اين مقاله از آناليز مولفه هاي اصلي جهت تعيين ايستگاههاي (يا نقاط نمونه برداري) مهم براي نمونه برداري و حذف ايستگاههاي کم اهميت استفاده مي شود. آناليز مولفه هاي اصلي يکي از روش هاي آماري چند متغيره بوده که با توجه به ساختار کوواريانس داده ها، تغييرات موجود در داده هاي اصلي را توصيف مي کند. اين روش بطور موردي براي تعيين اهميت نسبي چاهها در مطالعات سطح ايستابي چاه بکار گرفته مي شود.

تا سال 1371 اشکالات سيستم آب مقطرسازي واحد آب و بخار، از معضلات پالايشگاه گاز شهيد هاشمي نژاد(خانگيران) به شمار ميرفت. علاوه بر اينکه سيستم در حدود 40% ظرفيت حرارتي کار ميکرد ازنظر کيفيت نيز آب مقطر توليدي شرايط نامطلوبي داشت. به عنوان مثال در مواردي کلرايد آب مقطر توليدي به حدود100pp m  ميرسد که خود مسايل ديگري به دنبال داشت. از جمله سوراخ شدن مرتب لوله هاي آب صنعتي بود که با توجه به زياد شدن حجم کارهاي تعميراتي، نظر غالب آن بود که جنس لوله ها تعويض گردد. مورد ديگر مسدود شدن و سوراخ شدن مداوم لوله هاي مبدل حرارتي 1602 بود که مسير آب صنعتي آب مقطرسازي قرار داد. از آنجايي که کارهاي تعميراتي اين مبدل بيشتر مورد توجه بوده و ثبت شده است ميتوان آن را به عنوان شاهد مثال درنظر گرفت. نظر به افزايش کارهاي تعميراتي اعم از سوراخ شدن و گرفتگي لوله هاي مبدل حرارتي 1602، نظر و تصميم واحدهاي ذيربط پالايشگاه مانند بازرسي فني خدمات فني و بهره برداري آن بود که عمر اين لوله bundle سه ماه است و حداثر هر سه ماه بايد عوض شود، که از ابتداي راه اندازي پالايشگاه تا سال 1371 اين دستورالعمل اجرا مي شد. پس از واگذاري مسووليت بررسي اين مساله در سال 1371 مورد فوق مطالعه و طراحي مجدد گرديد و خوشبختانه اشکالات سيستم تبخير کننده رفع شد، به طوري که ظرفيت آب مقطرسازي از 40% به 120% افزايش يافت. به طور همزمان کيفيت آب مقطر توليدي بسيار مطلوب شده و خورندگي سيستم نيزتاحد قابل توجهي کاهش يافت به طوريکه به عنوان مثال عمر لوله bundle مبدل 1602 ده برابر شد. در اين مقاله تمهيداتي که جهت کاهش خورندگي سيستم آب صنعتي انجام شده توضيح داده شده است.