انجمن آب و فاضلاب ایرانعلوم و مهندسی آب و فاضلاب2588-39415220200621An Overview on Research and Innovation in Water Sector of Iran: the Necessity of Paradigm Shiftsمروری کوتاه بر وضعیت «پژوهش» و «نوآوری» در ایران، با تاکید بر بخش آب: ضرورت تغییر رویکردها41311842710.22112/jwwse.2020.184826.1158FAمجتبی شفیعیاستادیار پژوهش، گروه هیدروانفورماتیک، مرکز پژوهشی آب و محیط زیست شرق، مشهد، ایران0000-0001-8894-1208میثم مجیدیاستادیار، گروه مهندسی آب مرکز آموزش عالی کاشمر، کاشمر، ایرانمحمد غارثی فردپژوهشگر سیاست گذاری و حکمرانی آب، موسسه آموزشی IHE Delft هلندثمانه توکلی امینیانرئیس گروه تحقیقات، شرکت آب و فاضلاب مشهدفریبا قنبریکارشناس، تحقیقات، شرکت آب و فاضلاب مشهد.Journal Article20190726As illustrated by World Economic Forum, the developed and developing countries are differentiated by the relevance of their economy to Innovation. Innovation is the engagement of many different individual and institutional actors and one of its key elements, is research. Global index confirmed that Iran is not high ranked with regards to innovation and the country showed its most success in presenting scientific papers. Although in the field of water there are some significant enhancements but the activities have not played an effective contribution in solving the existing challenges. This review note is reporting the importance of research and innovation in water management studies as well as the role of Iranian Innovation System in the same. The two main challenges which are addressed in this study are the weakness of institutional frameworks and the low efficiency of research actors/stakeholders. Results also showed that although there are many different high-level documents in this context in Iran, most of strategies and processes of research organizations or the influential stakeholders are not coinciding such documents and need revision. Furthermore, one of the key solutions for improving the research and innovation effectiveness is the relationship and engagement between the three elements of the national innovation system (i.e. universities, industries and government) such that the mobility of people among these elements would help to increase knowledge, skills, experiences and the “tacit knowledge” in form of a horizontal open engagement.براساس گزارش مجمع جهانی اقتصاد وجه تمایز کشورهای توسعه یافته با کشورهای در حال توسعه مبتنی بودن اقتصاد آنها بر نوآوری است. پژوهش یکی از مولفههای فرآیند نوآوری بهشمار میرود و نوآوری نتیجه تعاملات فراوان و فزاینده بین نهادهای مختلف است. شاخصهای جهانی نشان میدهد که در حوزه نوآوری، ایران رتبه قابلقبولی ندارد و تنها در حوزه تولید علم (تولید مقاله) موفقیتهایی داشته است. در همین راستا در بخش آب نیز دستاوردهای اندکی در زمینه پژوهش و نوآوری وجود دارد و این فعالیتها نقش کمی در رفع نیازهای واقعی جامعه داشتهاند. متن مروری حاضر به ارائه گزارههای مختلف در مورد اهمیت، ارتباط و نقش پژوهش در توسعه و نظام ملی نوآوری، بههمراه ارائه چالشها و ظرفیتهای موجود در ارتقای پژوهش و نوآوری با تاکید بر بخش آب پرداخته است. در این نوشتار دو چالش کلان شامل ضعف چارچوب نهادی و ضعف عملکردی بازیگران عرصه پژوهش با توجه به مفهوم نظام نوآوری و بررسی تجارب موجود ارائه شده است. نتایج نشان میدهد در زمینه اثرگذاری و اشاعه پژوهش در کشور و در وزارت نیرو، اسناد بالادستی متعدد و مهمی وجود دارند که باید راهبردها و فرآیندهای سازمانهای ذیمدخل در راستای آنها تعریف و یا اصلاح شوند. همچنین از مهمترین راهکارهای ارتقای فعالیتهای پژوهش و نوآوری توجه به ساختار ارتباط اجزای سهگانه نظام نوآوری (شامل دانشگاه، صنعت و دولت) و تعامل آنها است. بهطوریکه گردش افراد بین سه جز مذکور بسیار اهمیت دارد، زیرا افراد با خود دانش و مهارت و بهطور کلی دانش ضمنی را منتقل میکنند.انجمن آب و فاضلاب ایرانعلوم و مهندسی آب و فاضلاب2588-39415220200621Investigation of the Absorption of Metallic and Non-Metallic Constituents from Water Used in Jajarm Alumina Factory Using Two Types of Nano Aluminaبررسی قابلیت کاهش سختی، کلسیم، آهن، سیلیس و کلرور از آب مورد استفاده در کارخانه آلومینای جاجرم با استفاده از دو نوع نانو آلومینا142011842910.22112/jwwse.2020.192157.1162FAعماد گرمهکارشناس مهندسی موادمیثاق قمریگروه مواد، دانشکده مهندسی، مجتمع آموزش عالی اسفراین، اسفراین، ایرانعوض وردی گوکلانیکارشناس واحد آزمایشگاه، شرکت آلومینای ایرانJournal Article20190702Due to the adverse effects of some metallic and non-metallic components on water properties, this paper describes the absorption of calcium, iron, silica, chlorine and water hardness from the water used in Jajarm alumina factory by using two types of alumina nanopowders. Both types of nano-alumina have similar properties except that they are made in two different ways. The time parameter was selected as the main variable in the adsorption process. To do this, first a certain amount of alumina nanoparticles were placed in a certain amount of water consumed by the alumina plant and then the sample was placed on magnetic stirrer for 60, 120, 180, 240, 360 and 480 minutes for complete homogenization. The temperature of the solutions was constant at 25 °C and the pH of the solutions was constant at 7.6. The results showed that the average absorption percent of silica, iron, calcium, hardness and chlorine by alumina A1 and A2 were 89.73-35, 100-100, 29.73- 32.43, 11.22-16.45 and 10.37-6.67, respectively. As the contact time increases, the adsorption increases. The results of the experiments also showed that alumina nanopowder can be used as an effective method for absorbing the mentioned species and reducing the hardness of aqueous solutions.با توجه به اثرات نامطلوب برخی اجزای فلزی و غیر فلزی بر خواص آب، این مقاله جذب اجزای کلسیم، آهن، سیلیس، کلرور و سختی از آب مورد استفاده در کارخانه آلومینای جاجرم را با استفاده از دو نوع نانو پودر آلومینا شرح میدهد. هر دو نوع نانو آلومینا خواص مشابهی دارند با این تفاوت که از دو روش متفاوت ساخته شدهاند. پارامتر زمان بهعنوان متغیر اصلی در فرآیند جذب انتخاب شد. برای این کار ابتدا مقدار مشخصی از نانو ذرات آلومینا در مقدار مشخصی از آب مصرفی کارخانه آلومینا قرارگرفته و سپس برای همگنسازی کامل، نمونه در مدت زمانهای60، 120، 180، 240، 360 و 480 دقیقه روی همزن مغناطیسی قرارگرفت. دمای محلولها ثابت و برابر با 25 درجه سانتیگراد و pH محلولها نیز در تمام نمونهها ثابت و برابر 6/7 بود. نتایج نشان داد که میانگین درصد جذب سیلیس، آهن، کلسیم، سختی و کلروراید توسط آلومینای A1 و A2 بهترتیب 73/89-35، 100-100، 73/29-43/32، 22/11-45/16 و 37/10-67-6 است. با افزایش زمان تماس، میزان جذب افزایش مییابد. همچنین نتایج حاصل از انجام آزمایشها مشخص کرد که میتوان از نانو پودر آلومینا بهعنوان یک روش مؤثر برای جذب گونههای اشاره شده و کاهش سختی از محلولهای آبی استفاده کرد.انجمن آب و فاضلاب ایرانعلوم و مهندسی آب و فاضلاب2588-39415220200621Evaluation of Different Evapotranspiration Methods, Optimizing the Best Model Based on Multivariate Linear Regression in Cold Moderate and Semi-Humid Climatesارزیابی روش های مختلف برآورد تبخیر و تعرق، ارائه مدل های بهینه براساس رگرسیون خطی چند متغیره در اقلیم های نیمه مرطوب معتدل سرد213811082810.22112/jwwse.2020.194967.1163FAاحمدرضا کریمی پورگروه عمران، دانشگاه پیام نور ،گل نوش بنی طالبیدانشگاه صنعتی اصفهانJournal Article20190720ET<sub>0</sub> plays an essential role in water resources management. In this study, nine temperature-based, ten radiation-based and six mass transfer-based methods at three-time scales (monthly, seasonal, and annual) were evaluated versus the FAO56-PM model, and the best and worst methods were selected from each group for the cold moderate and semi-humid climate of Iran. At annual and seasonal time scales (spring, summer and autumn seasons) Hargreaves-M4 and Trajkovic methods (temperature-based methods), Priestley-Taylor and IRMAK1 equations (radiation-based methods) in winter season and for monthly time scale: Meyer and Rohwer, Hargreaves-M4, Trajkovic, IRMAK1, and Priestley-Taylor methods were shown to have the best performance in comparison to FAO56 PM. These equations are the best ET<sub>0</sub> estimators in cold moderate, and semi-humid climate. In this study, two equations with the best performance, namely Hargreaves-M4 and Trajkovic were optimized as linear and power functions. The results showed that the power equation had better performance than the linear equation. Finally, two equations were presented based on the linear multivariate regression to simplify ET<sub>0</sub> estimation. The results revealed that those kinds of equations, which used T<sub>max</sub>, T<sub>min</sub> as input parameters have high accuracy in comparison with Hargreaves-M4 and Trajkovic equations.تبخیر و تعرق نقش مهمی در مدیریت منابع آب ایفا میکند. در این مطالعه 9 روش برپایه درجه حرارت، 10 روش برپایه تشعشع و 6 روش برپایه انتقال جرم در سه مقیاس زمانی (ماهانه، فصلی و سالانه) در مقایسه با روش FAO56-PM مورد ارزیابی قرار گرفتند و بهترین روش از هر گروه برای اقلیم نیمه مرطوب معتدل سرد ایران انتخاب شدند. در میان روشهای برپایه درجه حرارت، دو روش Hargreaves-M4 و Trajkovic در مقیاسهای زمانی سالانه و فصلی (بهار، تابستان و پاییز)، در بین روشهای برپایه تشعشع، روشهای Taylor-Priestley و IRMAK 1 در فصل زمستان و در مقیاس زمانی ماهانه روشهای Meyer، Rohwer، Hargreaves-M4، Trajkovic، IRMAK 1 و Taylor-Priestley دارای بهترین عملکرد در مقایسه با FAO56-PM بودند. از این روشها میتوان بهعنوان بهترین تخمینگر ET<sub>0</sub> در نواحی با اقلیم نیمه مرطوب معتدل سرد نام برد. در این مطالعه دو معادله با بهترین عملکرد با نامهای Hargreaves- M4 و Trajkovic بهصورت خطی و توانی بهینه و مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که معادلات توانی عملکرد بهتری نسبت به معادلات خطی دارند. در نهایت این دو معادله براساس رگرسیون خطی چند متغیره برای سادگی در تخمین ET<sub>0</sub> ارائه شدند. نتایج مربوط به این دو معادله نشان داد که استفاده از پارامتر دما بهعنوان پارامتر ورودی منجر به دقت بالاتر در برآورد ET<sub>0</sub> در مقایسه با روشهای Hargreaves-M4 و Trajkovic میشود.انجمن آب و فاضلاب ایرانعلوم و مهندسی آب و فاضلاب2588-39415220200621Providing Hydraulic Model and Evaluating Reliability of Water Distribution Networks (Case Study: Oshnaviyeh City)تهیه مدل هیدرولیکی و ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه های توزیع آب (مطالعه موردی: شهر اشنویه)394711843110.22112/jwwse.2020.201614.1169FAاکبر شیرزاداستادیار دانشکده مهندسی عمران دانشگاه صنعتی ارومیهمحرم حیدرزادهکارشناس دفتر مدیریت مصرف و کاهش آب بدون درآمد، شرکت آب و فاضلاب شهری استان آذربایجان غربیمیرعلی محمدیدانشیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی، دانشگاه ارومیهJournal Article20190915Reliability is one of the important parameters in the process of design and operation of water distribution networks. Reliability index refers to the ability of the water distribution network to supply water with standard quality, sufficient quantity and within the appropriate pressure range for consumers under normal and abnormal operating conditions. Although many indicators have been provided by various researchers to evaluate the reliability of water distribution networks, so far this issue has not been taken into consideration by consulting engineers and water and wastewater companies in the design and operation of real water distribution networks. In this study, after preparing a calibrated hydraulic model for water distribution network of Oshnaviyeh city in West Azarbaijan province, the reliability of the mentioned network was evaluated. According to the results, the average reliability index of the water distribution network of Oshnaviyeh city during the day is 38.3, which means stressful operating condition. Examination of the reasons for the low reliability led to the identification of weaknesses of this network such as inappropriate diameter of some pipes, weakness in implementing pressure management program, inappropriate status of pipe loops and high amount of leakage (about 52 l/s). Improving the reliability of the studied water distribution network requires the implementation of rehabilitation and renovation programs based on the suggestions proposed in this paper. The results of this study showed that by evaluating the reliability of water distribution networks, existing weaknesses would be identified and their serviceability level would be improved and customer satisfaction would be increased.قابلیت اطمینان یکی از پارامترهای مهم در فرایند طراحی و بهرهبرداری از شبکههای توزیع آب است. شاخص قابلیت اطمینان به توانایی شبکه توزیع آب در تأمین آب با کیفیت استاندارد، به مقدار کافی و در محدوده فشار مناسب برای مصرفکنندگان تحت شرایط بهرهبرداری نرمال و غیرنرمال اطلاق میشود. اگر چه شاخصهای زیادی توسط محققین مختلف برای ارزیابی قابلیت اطمینان شبکههای توزیع آب ارائه شده است، اما تاکنون این موضوع در طراحی و بهرهبرداری از شبکههای واقعی توزیع آب توسط شرکتهای مهندسین مشاور و شرکتهای آب و فاضلاب مورد توجه قرار نگرفته است. در این پژوهش پس از تهیه مدل هیدرولیکی کالیبره شده برای شبکه توزیع آب شهر اشنویه واقع در استان آذربایجانغربی، اقدام به ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه مذکور شد. بر اساس نتایج بهدست آمده مقدار متوسط شاخص قابلیت اطمینان شبکه توزیع آب شهر اشنویه در طول شبانهروز برابر با 3/38 بود که به معنی وضعیت بهرهبرداری پرتنش است. بررسی دلایل پایین بودن قابلیت اطمینان منجر به شناسایی نقاط ضعف و نارسایی این شبکه شد که از جمله آنها میتوان به قطر نامناسب برخی لولهها، ضعف و نارسایی در اجرای برنامه مدیریت فشار، وضعیت نامناسب بخش حلقوی شبکه و مقدار بالای نشت از شبکه (حدود 52 لیتر در ثانیه) اشاره نمود. ارتقای قابلیت اطمینان شبکه توزیع آب مورد مطالعه مستلزم اجرای برنامههای اصلاح و نوسازی شبکه بر اساس پیشنهادات ارائه شده در این مقاله خواهد بود. نتایج این پژوهش نشان داد که با ارزیابی قابلیت اطمینان شبکههای توزیع آب میتوان نقاط ضعف موجود را شناسایی نموده و نسبت به ارتقاء سطح سرویسدهی آنها و افزایش رضایتمندی مشترکین اقدام نمود.انجمن آب و فاضلاب ایرانعلوم و مهندسی آب و فاضلاب2588-39415220200621Cost Evaluation of Meta- Heuristic Design Models for Urban Water Distribution Networkارزیابی هزینه ای مدل های فرا ابتکاری مورد استفاده در طراحی شبکه توزیع آب شهری485611843210.22112/jwwse.2020.203660.1170FAمبین افتخاریدانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی عمران آب و سازه های هیدرولیکی و عضو باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی0000-0002-1031-1270محمد اکبریاستادیار گروه مهندسی عمران، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران0000-0002-6882-874XJournal Article20191010Water distribution networks are amongst the most important infrastructures of water supply projects, which attracts notable financial credits from the governments. As optimal design can significantly reduce the costs of such large projects, designers always try to minimize the costs while applying all the constraints and technical specifications of the project. Genetic algorithm is one of the most popular approaches for optimizations in the design projects. This research aims at evaluating the meta-heuristic methods used in designing the urban water distribution networks and to assess the genetic algorithm as an optimization mean for such methods. Given the heavy costs associated with water distribution network projects, it is very important how a model perform the cost evaluation. For the current study, the modeling was first performed by WaterGEMS software and the total cost was calculated based on the price list. Then, according to the objective function and cost criterion and with respect to constraints of speed and pressure in the network, optimization was performed and the final cost was obtained. The results of the proposed method showed that by optimization, the investment cost would decrease by about 14% compared to the original plan. Comparison was also made to other meta-heuristic algorithms which confirmed better performance of the proposed algorithm with regards to costs.شبکههای توزیع آب بهعنوان یکی از مهمترین زیرساختهای طرحهای تأمین آب است که بخش مهمی از اعتبارات مالی کشور را بهخود اختصاص داده است. از آنجا که طراحی بهینه دارای تأثیر بهسزایی در کاهش هزینه چنین طرحهای عظیمی است، طراحان همواره بهدنبال یافتن روشی هستند که ضمن تأمین قیود و معیارهای فنی طرح، کمترین هزینه را داشته باشد. یکی از روشهای بهینهسازی، روش الگوریتمژنتیک است که از پرکاربردترین روشهای بهینهسازی است. مسئلهای که مورد توجه این تحقیق است ارزیابی روشهای فرا ابتکاری مورد استفاده در طراحی شبکه توزیع آب شهری است تا جایگاه الگوریتم ژنتیک بهعنوان یک روش بهینهسازی در این خصوص مشخص شود. با توجه به هزینههای سنگین مترتب بر پروژههای شبکه توزیع آب، ارزیابی هزینهای مدلها مسئلهای مهم و مورد نیاز است. در این تحقیق بخشی از شبکه توزیع آب شهر مشهد با استفاده از روش الگوریتمژنتیک، بهینهسازی شد. بدین منظور ابتدا مدلسازی توسط نرم افزار WaterGEMS انجام گرفت و هزینه کل براساس فهرست بها محاسبه شد، سپس با توجه به تابع هدف و معیار هزینه و با رعایت قیود سرعت و فشار مجاز شبکه، بهینهسازی انجام شد و هزینه نهایی بهدست آمد. نتایج حاصل از روش ارائه شده نشان داد هزینه سرمایهگذاری پس از استفاده از رویکرد پیشنهادی بهینهسازی در حدود 14 درصد نسبت به طرح اولیه کاهش خواهد یافت. همچنین مقایسه هزینه روش پیشنهادی در مقایسه با سایر الگوریتم های فرا ابتکاری وضعیت مطلوب تری را ارائه کرد.انجمن آب و فاضلاب ایرانعلوم و مهندسی آب و فاضلاب2588-39415220200621Using Rice Bran Adsorbent for Furfural Removal from Contaminated Water Compared with Activated Carbonبه کارگیری جاذب سبوس برنج در حذف فورفورال از آب های آلوده در مقایسه با کربن فعال576311843310.22112/jwwse.2020.207564.1173FAمهرداد فرهادیاناصفهان ، خیابان هزارجریب ، دانشگاه اصفهان ، دانشکده فنی و مهندسی ، گروه مهندسی شیمیسمیرا سلطانیگروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایراننیلا داوریگروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایرانJournal Article20191105Furfural is a toxic and non-biodegradable substance that is found in wastewater of oil and petroleum refining and petrochemical industries. In this study, the function of rice bran adsorbent was evaluated for the removal of furfural from contaminated water. The effects of operational factors, including furfural concentration (100-900 mg/L), retention time (30-150 min), adsorbent concentration (5-30 g/L), and pH (2-10) were investigated via one-factor-at-a-time method. According to the results, pH had a significant effect on furfural adsorption while using rice bran adsorbent. The maximum adsorption capacity of furfural was obtained as about 10 mg/g at pH=8, while the furfural adsorption capacity dropped to 4.5 mg/g at pH=6. With an increase in retention time up to 80 min at pH=7, the adsorption equilibrium capacity of furfural was achieved at 7.5 mg/g, and this trend remained constant up to and after 24 hours. Furfural adsorption was 50% with rice bran adsorbent under optimal conditions as follows: adsorbent concentration=25 g/L, retention time=120 min, and pH=8. Langmuir isotherm model was obtained for the furfural removal using rice bran adsorbent.فورفورال مادهای سمی و زیست تخریب ناپذیر است که در فاضلاب صنایع پالایشگاهی، روغنسازی و پتروشیمی یافت میشود. در این پژوهش، عملکرد جاذب سبوس برنج برای حذف فورفورال از آبهای آلوده ارزیابی شد. اثر عوامل عملیاتی شامل غلظت فورفورال (mg/L 100-900)، زمان ماند (min 30-150)، غلظت جاذب (g/L 5-30) و pH محلول (10-2) با استفاده از طراحی آزمایشها بهروش یک عامل در یک زمان بررسی شد. مطابق با نتایج، pH عامل مهم و موثری در جذب فورفورال است. حداکثر ظرفیت جذب فورفورال بر سبوس برنج در 8=pH در حدود mg/g 10 بهدست آمد. این درحالی است که در 6=pH ظرفیت جذب فورفورال بر سبوس برنج برابر با mg/g 5/4 حاصل شد. با افزایش زمان ماند تا حدود min 80 در 7=pH، ظرفیت جذب تعادلی فورفورال بر سبوس برنج به حدود mg/g 5/7 رسید و این روند تا بعد از زمان ماند 24 ساعت نیز ثابت بود. مقادیر بهینه عوامل در جذب 50 درصدی فورفورال با جاذب سبوس برنج در غلظت جاذب g/L 25، زمان ماند min 120و 8=pH بهدست آمد. مدل همدمای لانگمیر برای حذف فورفورال با جاذب سبوس برنج نتیجه شد.