از دیرباز معادله های متنوعی برای تعیین زبری بستر به منظور برآورد سرعت و یا دبی جریان توسط پژوهشگران ارایه شده که تعدادی از آنها دارای معروفیت جهانی بوده و کاربرد گسترده ای در علوم آب و هیدرولیک جریان دارند. در حال حاضر مقاومت بستر در مقابل جریان توسط معادله هایی مانند دارسی- ویسباخ، مانینگ و شزی بیان می شود. در پژوهش حاضر با استفاده از آمار حاصل از مطالعات شبیه سازی باران در شرایط آزمایشگاهی (شبیه ساز باران دانشگاه گریفیث)، مطالعات صحرایی و همچنین به خدمت گرفتن آمار موجود در منابع معتبر، تغییرات ضریب زبری بستر در شرایطی که اثر متقابل بین هیدرولیک جریان و ناهمواری های بستر زیاد قابل توجه نبوده مورد بررسی قرار گرفته است. به همین منظور در این پژوهش صحت معادله های زبری بستر در بیان واقعی مقاومت بستر در مقابل جریان روان آب سطحی در شرایط مختلف مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت روش مناسب جهت تعیین دقیق سرعت روان آب با استفاده از شیب زمین (s) و دبی واحد (q) با استفاده از این معادلات ارایه شده است. نتایج بدست آمده نشان داد که، اگر چه هر سه نوع معادله مذکور برای تعیین ضریب زبری مفید هستند اما معادله مانینگ بسیار مناسب تر از دو معادله دیگر است. در ادامه با توجه به محدودیت هر سه نوع معادله مذکور در بیان واقعی هیدرولیک جریان رواناب سطحی که احتمالا نتیجه نارسایی آنها در تبیین تغییرات ظاهری سرعت رواناب است، یک روش مناسب برای برآورد سرعت رواناب با استفاده از معادله مانینگ پیشنهاد شده است. برای کلیه آمار مورد بررسی اعم از داده های آزمایشگاهی و صحرایی و همچنین داده های موجود در منابع، روش اصلاح شده معادله مانینگ همبستگی بسیار خوبی را بین سرعت روناب برآورده شده با سرعت رواناب اندازه گیری شده نشان داده است.

تابش خورشیدی رسیده به سطح زمین (Rs)، در بسیاری از زمینه های مهندسی کشاورزی، آبیاری و هیدرولوژی کاربرد گسترده ای دارد و به این دلیل روش های مختلفی برای تخمین آن ارایه شده است که معادله آنگستروم - پرسکات یکی از مهم ترین معادلات موجود در این زمینه است. این معادله دارای ضرایب تجربی است که برای هر موقعیت متفاوت می باشند. در این تحقیق با استفاده از داده های اندازه گیری شده روزانه Rs در سال های 1378 الی 1380 در ایستگاه سینوپتیک مشهد، ضرایب رابطه آنگستروم - پرسکات بر اساس نسبت ساعات آفتابی واقعی روزانه (n) به حداکثر ساعات آفتابی (N) واسنجی گردید. همچنین یک معادله رگرسیونی منطقه ای با در نظر گرفتن عوامل مختلف هواشناسی شامل اطلاعات روزانه مقدار کمبود فشار بخار اشباع، بارش، دمای میانگین هوا، درصد رطوبت نسبی و نسبت n/N ارایه شد. در نهایت با استفاده از داده های مستقل اندازه گیری شده روزانه Rs در سال های 1381 و 1382 دو مدل اعتبارسنجی شدند. نتایج آنالیز آماری روابط نشان داد که دقت معادله منطقه ای چندمتغیره با رابطه آنگستروم - پرسکات اختلاف معنی داری نداشته و می توان بدون صرف هزینه و زمان لازم برای جمع آوری داده های هواشناسی و تنها با داشتن داده های ساعات آفتابی و محاسبه تابش فرازمینی، تابش واقعی خورشیدی را در منطقه مشهد با ضرایبa=0.23  و  b=0.44و با دقت مناسبی تخمین زد.

معادله پنمن - مانتیث که در سطح بین المللی توسط سازمان خوار و بار جهانی نیز معرفی شده است، تبخیر - تعرق مرجع (ETo) را با استفاده از اطلاعات اقلیمی اندازه گیری شده در ایستگاه هواشناسی برآورد می کند. معادله پنمن - مانتیث نیاز به تعیین تعدادی از پارامترها بر اساس اطلاعات اقلیمی و مشخصات ایستگاه دارد، که روش برآورد و تخمین آنها دقیقا در نشریه فائو 56 ارایه شده است. این پارامترها شامل سرعت باد در ارتفاع 2 متری (U2)، فشار بخار اشباع (es)، فشار بخار واقعی (ea)، فشار بخار اشباع در درجه حرارت (e°)T، تششع خالص خورشید (Ru)، شیب تغییرات فشار بخار با درجه حرارت (D)، و عدد ثابت سایکرومتریک (g) می باشند. این در حالی است که معادله های جایگزین بسیاری برای محاسبه این پارامترها در منابع نیز ارایه شده است، که در نتیجه جایگزاری آنها در معادله پنمن – مانتیث - فائو انتظار می رود نتایج متفاوتی از آنها حاصل شود. هدف از این مطالعه بررسی حساسیت برآوردهای تبخیر - تعرق با استفاده از معادله پنمن – مانتیث - فائو و تحلیل تغییرات حاصل در برآورد ETo در صورت کاربرد معادله های جایگزین برای برآورد پارامترهای معادله می باشد. تبخیر و تعرق ماهانه بر اساس روش پنمن – مانتیث - فائو بر اساس اطلاعات روزانه ایستگاه های هواشناسی تبریز با اقلیم گرم و خشک و اهواز با اقلیم سرد و نیمه خشک، برای دوره آماری 1365 تا 1384 محاسبه و با آنالیزهای آماری با تبخیر و تعرق حاصله با معادله های جایگزین مقایسه گردید. روش های آنالیز آماری عبارت بودند از میانگین مطلق تفاوت نسبی (AMEAN) و حداکثر مطلق تفاوت نسبی (MAXE). نتیجه این بررسی 9 الگوریتم برای برآورد ETo بود که در آنها مقدار ETo با استفاده از معادله های جایگزین برای Rn، ea، es، e°، g و D برآورد شد. نتایج نشان داد که ETo برآورد شده با 4 الگوریتم در هر دو منطقه با نتایج معادله پنمن – مانتیث - فائو بسیار نزدیک بودند. دو الگوریتم عملکرد متفاوتی را در دو منطقه نشان دادند. سه الگوریتم دیگر که مربوط به معادله های جایگزین برای محاسبه فشار بخار اشباع (es-ea) و Rn بودند، بیشترین حساسیت را در دو منطقه داشتند و در نتیجه آنها MAXE و AMEAN برای تمامی ETo های برآورد شده بیش از 2 درصد بود. نتایج این بررسی ضرورت توصیه روش های مشخص تری را برای برآورد es-ea و Rn نشان می دهد. معادله های پیشنهادی فائو برای محاسبه eo و (برای هر دو منطقه) توصیه شد.

در این مقاله، توانایی روش اویلر در برآورد کردن عمق ناهنجاری های گرانی ناشی از پیمایش های گرانی سنجی و یا میکروگرانی سنجی، مورد بررسی قرار می گیرد. برای این منظور پایداری و صحت جواب های حاصل از روش اویلر با توجه به پهنای پنجره، موقعیت قرارگیری جواب ها و انتخاب ضریب ساختار مناسب روی مدل های مصنوعی متفاوت آزمایش می شود تا بهترین جواب ممکن را برای پنجره معین و ضریب ساختار به خصوص برای یک مدل خاص به دست آوریم.پژوهش های صورت گرفته مرتبط با این مقاله نشان می دهد که انتخاب بهترین پهنای پنجره نقش شاخص تری در به دست آوردن بهترین جواب برای عمق مدل نسبت به بقیه موارد دارد؛ به این معنی که برای شروع باید ابتدا به دنبال پهنای پنجره مناسبی باشیم که در نتیجه آن، تعداد جواب های به دست آمده قابل قبول، بیشتر باشد. با انتخاب درست پهنای پنجره می توان برآورد درستی از مختصات افقی مدل بدون توجه به ضریب ساختار به دست آورد.

تبخیر و تعرق یکی از اساسی ترین پارامترها در معادلات بیلان آبی سیکل هیدرولوژیک است. این پارامتر در برنامه ریزی های تولید گیاهی، به صورت تبخیر و تعرق پتانسیل یا تبخیر و تعرق گیاه مرجع چمن به کار می رود. روش های مختلفی برای محاسبه تبخیر و تعرق گیاه مرجع پیشنهاد شده است که هر کدام از نظر داده های مورد نیاز تا حدودی با بقیه متفاوتند. سازمان خواروبار کشاورزی سازمان ملل فائو در سال 1998 در نشریه شماره 56 روش پنمن - مانتیث را به عنوان روش استاندارد برآورد تبخیر و تعرق گیاه مرجع معرفی نمود. یکی از پارامترهای مهم و موثر در معادله پنمن - مانتیث، تشعشع خالص است که به همین دلیل باید به طور دقیق محاسبه گردد. به دلیل عدم نصب دستگاه های اندازه گیری تشعشع در ایستگاه های هواشناسی، عموما میزان تشعشع خالص خورشیدی با استفاده از داده های ساعات آفتابی و تشعشع خارج از جو محاسبه می گردد که به معادله آنگسترومی معروف می باشد. در مطالعه حاضر، میزان ضرایب as و bs بر اساس آمار دوازده ساله تشعشع برای منطقه اصفهان محاسبه گردید. مقدار ضرایب as و bs به ترتیب 0.267 و 0.488 به دست آمد. حداکثر و حداقل اختلاف تبخیر و تعرق ماهیانه در یکسال، حاصل از کاربرد این ضرایب و ضرایب توصیه شده توسط فائو (به ترتیب 0.25 و 0.5) برابر 0.6 و 0.1 درصد تعیین گردید. بنابراین میتوان ضرایب توصیه شده فائو را در این منطقه به کار برد.

برای انتخاب مناسب ترین معادله برآورد رسوب نیاز به ارزیابی واسنجی آنها برای رودخانه مورد نظر می باشد. در این پژوهش ارزیابی معادله های برآورد بار رسوب در ایستگاه های اهواز از رودخانه کارون، با مداژ از رودخانه دز، پای پل از رودخانه کرخه، و چم نظام از رودخانه مارون بررسی گردید افزون بر معادله هایی که اخیرا ارائه شده، رایج ترین معادله های موجود در این پژوهش به کار رفت، که عبارتند از میر- پیتر و مولر، انیشتین، بگنولد، انگلاند و هانسن، توفالتی، ایکرز و وایت، یاننگ، وان ریجن، وایف، ساماگا و همکاران، بگ و فاضل. به منظور محاسبه سریع دبی رسوب، از روش های فوق یک مدل کامپیوتری تهیه گردید. در مرحله بعد، 490 دوره داده اندازه گیری شده از این ایستگاه ها گردآوری شد. به دلیل هم زمان نبودن داده های دانه بندی بستر با داده های شرایط جریان در برخی از موارد، این داده ها با دبی که به صورت روزانه موجود بود، ارتباط داده شد روابطی بین دانه بندی بستر و دبی به دست آمد. نتایج نشان می دهد که به طور کلی معادله هایی که مبتنی بر انرژی تبادلی جریان می باشند، با اصلاحاتی برای رودخانه های خوزستان مناسب ترند. از این معادلات، روش انگلاند و هانسن، جز برای ایستگاه چم نظام، در ایستگاه های دیگر تخمین های نسبتا خوبی داشته است. میانگین نسبت بار رسوبی این روش برای رودخانه کارون 1.41، برای رودخانه کرخه 2.07 و برای رودخانه دز 1.85 است. هم چنین، انحراف از معیار نسبت مذکور برای این روش، در مقایسه با روش های دیگر، مقادیر بسیار کمتری می باشد. روش بگ نیز با کاربرد ضریب 0.1، جز برای ایستگاه چم نظام، در سه ایستگاه دیگر برآوردهای مناسبی داشته است. این روش نیز نتایجی مشابه روش انگلاند و هانسن داشته، و دارای میانگین نسبت بار رسوبی 1.32 برای رودخانه دز، 0.91 برای رودخانه کرخه و 0.73 برای رودخانه کارون می باشد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (pdf) مراجعه فرمایید.