فهرست مطالب

اکو هیدرولوژی - سال سوم شماره 1 (بهار 1395)

مجله اکو هیدرولوژی
سال سوم شماره 1 (بهار 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/03/26
  • تعداد عناوین: 11
|
  • احد رضایان، علی حسین رضایان صفحات 1-17
    پژوهش های صورت گرفته در جهان نشان می دهد که تا سال 2050 بیش از 15 درصد مردم جهان، که اغلبشان در خاورمیانه و آفریقا هستند، بحران و کمبود شدید آب را تجربه خواهند کرد. بحران آبی آینده یکی از پتانسیل های مهم بالقوه برای نزاع و چالش های امنیتی بین المللی است که قابلیت تبدیل شدن به بحران بزرگ بین المللی را دارد. ایران به عنوان کشوری با تنش های آبی فراوان و واقع شده در منطقه بحرانی خاورمیانه، با دورنمایی نگران کننده روبه رو ست که در صورت نبود مدیریت صحیح و تنظیم سیاست های داخلی و بین المللی مطلوب برای آینده، با بحران های زیست محیطی، سیاسی، اجتماعی، اقتصادی و حتی نظامی امنیتی در داخل و خارج از مرزهای سیاسی مواجه خواهد شد. ابعاد و پیامدهای این بحران می تواند استقلال و تمامیت ارضی کشور را به چالش بکشاند. از این رو، شناخت این پیامدها و چگونگی مدیریت آنها امری ضروری است. دقیق ترین و بهترین راه شناخت رخدادهای آینده، سناریونویسی است که در این پژوهش با تکیه بر پیش ران های اصلی مسئله آب در ایران یعنی: 1. افزایش جمعیت؛ 2. تقاضای روز افزون برای مصرف؛ و 3. تغییرات آب و هوایی که این پیش ران ها با تکیه بر روش دلفی و پنل خبرگان استخراج شده است می توان از چهار سناریوی محتمل سخن به میان آورد. این چهار سناریو عبارت اند از: الف) ایران ناامن می شود، تشدید بحران؛ ب) رفع بحران؛ ج) به تعویق افتادن بحران در کوتاه مدت؛ د) به تعویق افتادن بحران در بلندمدت. با فرض گرفتن هر یک از این سناریوها می توان یک نقشه راه دقیق و راهبردی برای مدیریت صحیح و مواجهه منطقی با بحران آب برای سال های آتی تهیه کرد و در دستور کار سازمان ها و نهادهای متولی قرار داد.
    کلیدواژگان: آینده پژوهی، ایران، بحران آب، پنل خبرگان، سناریو نویسی
  • رستا نظری، عباس کاویانی صفحات 19-30
    سرزمین ایران در کمربند خشک و بیابانی جهان قرار دارد. چنین موقعیتی در بسیاری از مناطق کشور از جمله دشت قزوین محدودیت هایی را از نظر اقلیم و آب و هوای مناسب و مساعد کشاورزی به وجود آورده است. در بیان پتانسیل توسعه کشاورزی و منابع آب و خاک واژه تبخیر و تعرق اهمیت شایان توجهی دارد. روش های مختلفی برای تخمین تبخیر و تعرق وجود دارد؛ اما عملکرد این معادلات در شرایط اقلیمی گوناگون متفاوت است. بر این اساس هدف از پژوهش حاضر بررسی روش های مختلف تجربی و ترکیبی تخمین تبخیر و تعرق پتانسیل در دشت قزوین است. در این راستا با توجه به داده های ایستگاه هواشناسی از 28 روش تجربی و ترکیبی در بازه زمانی یک ساله به صورت روزانه استفاده شد. با مرجع قرار دادن داده های لایسی متری و تشت تبخیر، معادله های مختلف ارزیابی شدند. نتایج ارزیابی های آماری نشان داد روش تجربی هارگریوز سامانی از گروه دمایی با 87/0 r = و 34/0 RMSE= و 71/0- MBE = میلی متر در روز بهترین روش برای برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل در دشت قزوین است. همچنین در میان روش های بررسی شده ضریب تشت، روش اورنگ در مقیاس زمانی روزانه برآورد مناسبی از داده های لایسی متر داشت. از میان روش های مختلف برآورد تبخیر از سطح آزاد آب با نتایج محاسبه شده تشت تبخیر به روش ضریب تشت اورنگ، روش پنمن 1948 دارای بیشترین ضریب همبستگی 70/0 و کمترین خطای استاندارد و کمترین میانگین خطای مطلق به ترتیب به مقدار 65/1 و 6-10×63/8 میلی متر در روز و با میانگین تبخیر 18/10 میلی متر در روز به منزله روشی مناسب برای محاسبه تبخیر از سطح آزاد آب توصیه می شود.
    کلیدواژگان: تبخیر و تعرق پتانسیل، تشت تبخیر، قزوین، لایسی متر، هارگریوز سامانی
  • یعقوب نیازی، علی طالبی، محمدحسین مختاری، مجید وظیفه دوست صفحات 31-43
    نخستین گام در هر سیستم مدیریت خشکسالی پایش وضعیت و سیر تکاملی خشکسالی است. این تحقیق روشی جدید برای پایش سیر تکاملی و شدت خشکسالی با شاخص خشکسالی ترکیبی مبتنی بر داده های سنجش از دوری (RCDI) ارائه می دهد. شاخص حاضر بر اساس این واقعیت استوار است که خشکسالی پدیده ای طبیعی است که به وسیله ترکیبی از فاکتورهای مختلف از قبیل کمبود در مقدار بارش، تدوام بارندگی های کمتر از متوسط در طولانی مدت، دمای بیش از حد نرمال و خصوصیات مربوط به رطوبت خاک ایجاد می شود. سه منبع داده استفاده شده در شاخص RCDI شامل داده های بارندگی، دما و پوشش گیاهی است. در تحقیق حاضر، از داده های سنجش از دوری TRMM و MODIS برای تهیه داده های مورد نیاز شاخص RCDI در محدوده ایران مرکزی به منظور تهیه نقشه توزیع مکانی خشکسالی طی دوره آماری 2001 2004 استفاده شده است. ارزیابی دقت شاخص خشکسالی ترکیبی مبتنی بر داده های ماهواره ای با استفاده از معیارهای ارزیابی R و RMSE در سطح اطمینان 95 درصد و بر اساس مقایسه با مقادیر رطوبت خاک اندازه گیری شده در50 ایستگاه سینوپتیک انجام گرفته است. نتایج به دست آمده از بررسی معیارهای ارزیابی نشان داد که شدت خشکسالی برآورد شده به وسیله شاخص RCDI در انطباق با مقادیر رطوبت خاک اندازه گیری شده به طور متوسط ضریب همبستگی معنا دار (61/0) و کمترین خطای برآوردی (98/1) داشته است. از این رو، شاخص خشکسالی RCDI به خوبی می تواند در سیستم های هشدار سریع خشکسالی استفاده شود.
    کلیدواژگان: ایران مرکزی، پایش خشکسالی، داده های ماهواره ای، رطوبت خاک، سنجش از دور، شاخص خشکسالی ترکیبی
  • کیوان صائب، لعبت تقوی، حسین کاظمیان صفحات 45-53
    پهنه بندی کیفیت آب سطحی و روند تغییرات آلودگی با استفاده از اندیکاتورهای بیولوژیک تاثیرات زیست محیطی پنهان را بهتر نشان می دهد و تصمیم گیری های مدیریتی با آگاهی بیشتری به کار گرفته می شود. بنابراین، هدف از این مطالعه بررسی ساختار اجتماعات ماکروبنتوزها به عنوان نشانگرهای زیستی آلودگی در رودخانه هراز است. نمونه برداری در 5 ایستگاه و طی 12 ماه (در سال 1391) با 3 تکرار در هر ایستگاه انجام گرفت. برای ارزیابی تنوع زیستی ماکروبنتوزهای منطقه مطالعه شده از شاخص سیمپسون استفاده شد که میانگین این پارامتر 25/0 است. به منظور پی بردن به وضعیت اکولوژی منطقه از میزان آلودگی آلی از شاخص HFBI استفاده شد.2 شاخه، 3 رده، 11 راسته و 16 خانواده از ماکروزئوبنتوزها شناسایی شدند. بیشترین شاخص سیمپسون در ایستگاه شاهد و کمترین در ایستگاه سرخ رود بوده است. روند تغییرات HFBI به سمت ایستگاه های پایین دست در حال افزایش بوده است. کیفیت آب در بالا دست از شاخص 26/4 شامل مقداری آلودگی آلی و در سطح خوب ارزیابی می شود. در پایان مسیر خود به شاخص 26/7 شامل آلودگی آلی شدید و در سطح بسیار ضعیف ارزیابی می شود. پس از بررسی شاخص هیلسنهوف و دیگر شاخص به این نتیجه رسیدیم که میانگین شاخص HFBI دوره تحقیق، کیفیت آب رودخانه هراز 72/5 را در کلاسه کیفی متوسط با آلودگی آلی در حد نسبتا قابل تشخیص بیان شده است.
    کلیدواژگان: رودخانه هراز، شاخص زیستی، کیفیت آب، ماکروبنتوزها
  • مجید خزایی، احمد نوحه گر، رسول مهدوی نجف آبادی، عبدالرسول تلوری صفحات 55-68
    یک نیاز حیاتی برای مدیریت رودخانه، درک و پیش بینی فرسایش کناره ای است. بیشتر مدل های موجود؛ فرسایش کناره ای را به طور صریح بررسی نمی کنند. مدل BSTEM از پرکاربرد ترین مدل های استفاده شده در بسیاری از پروژه های مهندسی رودخانه در دنیا ست. داده های مورد نیاز برای این مدل مختص به نیروهای کمی محرک و مقاوم کننده کناره رودخانه است که فرایندهای هیدرولیک و ژئوتکنیک را که روی بانک وارد می شود کنترل می کنند. داده های مورد نیاز شامل داده های ژئومتری، هیدرولیکی و ژئوتکنیکی است. این داده ها با نمونه برداری، اندازه گیری میدانی و بررسی آزمایشگاهی به دست آمدند. نتایج مدل سازی در مقاطع بررسی شده نشان داد که در مقایسه بین مقاطع دارای پوشش و فاقد پوشش تفاوت شایان توجهی از نظر پایداری مشاهده شده است. میزان ضریب ایمنی در مقاطع فاقد پوشش کمتر از 1 بوده است که بیانگر ناپایداری کناره رودخانه در این مقاطع است. در میان مقاطع دارای پوشش تنها مقطع 3 در رگبار 4 ضریب ایمنی کمتر از 1 داشته است که از لحاظ میزان پایداری، ناپایدار بوده است. مقایسه مقاطع بررسی شده از نظر فاکتور ایمنی نشان داده اند که ناپایدارترین بازه ها به ترتیب مقاطع 5، 6، 8، 7، 3، 1، 4 و 2 بوده است. در مقایسه رگبارهای مختلف نیز به ترتیب رگبارهای 4، 2، 1 و 3 بیشترین تاثیر را روی ناپایداری مقاطع نشان داده اند. نتایج آنالیز حساسیت مدل نسبت به پارامترهای ورودی نشان داد که فاکتور ایمنی بیشترین میزان حساسیت را نسبت به ارتفاع جریان، تراز آب و چسبندگی بین ذرات به ترتیب با ضریب تغییرات 55، 17 و 10 درصد داشته است.
    کلیدواژگان: رودخانه بشار، فاکتور ایمنی، فرسایش پنجه ای، فرسایش کناری، مدل، ناپایداری
  • علیرضا وفایی نژاد صفحات 69-82
    یکی از ارکان اساسی مدیریت آب و افزایش بهره وری کشاورزی، استفاده بهینه از منابع موجود است. با توجه به تقاضای در حال افزایش محصولات کشاورزی، افزایش بهره وری از منابع کمیاب، ضرورتی انکار ناپذیر است. بهره برداری مطلوب از این منابع، افزون بر تامین تقاضای جامعه به عنوان یک هدف کلان، می تواند افزایش درآمد بهره برداران را نیز به دنبال داشته باشد. یکی از راهکارهای مناسب برای افزایش بهره وری در بخش کشاورزی، اصلاح الگوی کشت محصولات با توجه به پارامترهای مختلف است. در این تحقیق ابتدا با استفاده از معیارهای اقتصادی، نیاز آبی و دوره رشد محصولات، در مدل تصمیم گیری چند معیاره TOPSIS، محصولات بهینه انتخاب شده اند. همچنین با ترکیب این نتایج با پارامترهای میزان آب موجود و زمان مشترک دوره رشد محصولات، با استفاده از الگوریتم ژنتیک، مساحت بهینه کشت تخصیص داده شده به هر محصول مشخص شده است. در ادامه با استفاده از قابلیت های مکانی GIS و پارامترهای مکانی مختلف و ترکیب با اطلاعات بهینه شده، نقشه الگوی بهینه کشت محصولات تهیه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با استفاده از مدل های استفاده شده و قابلیت های GIS، می توان به الگوی کشت مناسب دست یافت و به طور متوسط حدود 25 درصد افزایش بهره وری و استفاده از منابع موجود داشت.
    کلیدواژگان: افزایش بهره وری، الگوریتم ژنتیک، بهینه سازی الگوی کشت، GIS، TOPSIS
  • ناصر طهماسبی پور، امید رحمتی، سمیرا قربانی نژاد صفحات 83-93
    فرسایش آبکندی با توجه به تخریب شدید اراضی در مناطق خشک و نیمه خشک، یک مشکل بزرگ در مدیریت منابع طبیعی و حفاظت خاک محسوب می شود. بنابراین، تعیین مناطق مستعد فرسایش آبکندی و شناسایی عوامل موثر بر آن می تواند به مدیران و تصمیم گیران کمک کند تا خطر وقوع این فرسایش را کاهش دهند. هدف تحقیق حاضر پیش بینی وقوع فرسایش های آبکندی منطقه سیمره استان لرستان براساس مدل عامل قطعیت و تعیین اهمیت هریک از عوامل محیطی موثر بر آن است. در ابتدا نقشه رستری متغیرهای موثر بر فرسایش آبکندی (ارتفاع، درجه شیب، جهت شیب، فاصله از رودخانه، شاخص رطوبت توپوگرافی، شاخص توان جریان، کاربری اراضی، خاک شناسی و سنگ شناسی) در قالب پایگاه داده و سامانه اطلاعات جغرافیایی ساخته شد. براساس مطالعات میدانی، 100 موقعیت فرسایش آبکندی ثبت و به صورت تصادفی دو گروه آموزش مدل (70 درصد آبکند ها) و اعتبارسنجی مدل (30 درصد آبکند ها) تقسیم شد. پس از محاسبه شاخص های CF و Z مدل عامل قطعیت و واسنجی مدل، نقشه پیش بینی مناطق مستعد فرسایش آبکندی با استفاده از نرم افزارهای ArcGIS10.2 تهیه شد. نقشه نهایی براساس روش منحنی مشخصه عامل گیرنده (ROC) و داده های آبکندی گروه اعتبارسنجی، ارزیابی و اعتبارسنجی شد. نتایج اعتبارسنجی نقشه پیش بینی مناطق مستعد فرسایش آبکندی نشان داد که دقت مدل عامل قطعیت6/85 درصد است. بنابراین، کارایی مدل عامل قطعیت برای پیش بینی مناطق مستعد وقوع فرسایش آبکندی تایید شد. علاوه بر آن، نتایج آنالیز حساسیت مدل نشان داد که متغیرهای خاک شناسی، سنگ شناسی و شیب زمین بیشترین تاثیر را بر دقت پیش بینی وقوع فرسایش آبکندی دارند.
    کلیدواژگان: آنالیز حساسیت، احتمال وقوع آبکند، احتمال شرطی، پیش بینی مکانی، منطقه سیمره لرستان
  • داریوش رحیمی، خدایار عبداللهی، سادات هاشمی نسب صفحات 95-105
    الگوهای پیوند از دور جزء سازندگان کلان اقلیم در مقیاس های منطقه ای و جهانی هستند. شناخت الگوهای پیوند از دور موثر بر بارش حوضه آبی کارون بزرگ؛ هدف این پژوهش است. بدین منظور داده های بارش فصلی ایستگاه های موجود در حوضه طی دوره آماری (1956 2012) و 12 الگوی پیوند از دور بررسی شده اند. روش انجام کار تحلیل داده ها با تکنیک های آماری همبستگی و تحلیل مولفه های اصلی است. جایگاه نخست در این حوضه با 7/49 درصد بارش در فصل زمستان، فصل پاییز با 9/34 درصد در جایگاه دوم و فصل بهار با 9/14 درصد در جایگاه سوم قرار دارد. نتایج بررسی ها نشان می دهد که بارش های پاییزه بیشتر از الگوهای نوسانات جنوبی NINO4، NINO1+2،NINO3.4 و SOI تاثیر می پذیرند. مقادیر منفی ضریب همبستگی بین بارش فصل پاییز و شاخص SOI و واریانس تبیینی بیش از 77 درصد این شاخص نشانگر آن است که میزان بارش های پاییزه تحت تاثیر النینو قرار دارند. تحلیل بارش های زمستانه و بهاره نیز بیانگر تاثیر شاخص الگوی اسکاندیناوی در فاز مثبت (SCAN+) بر بارش ها در این دو فصل است. این شاخص به دلیل استقرار در محدوده جغرافیایی اقلیمی سامانه هایی مانند پرفشار دریای سیاه، جبهه قطبی و بادهای غربی تا 68 درصد از تغییرات فصل سرد سال را تبیین می کند. بارش های تابستانه حوضه عمدتا تابع عوامل محلی هستند و پدیده های پیوند از دور در آن موثر نیستند.
    کلیدواژگان: اسکاندیناوی، انسو، بارش فصلی، پیوند از دور، حوضه کارون بزرگ
  • مسعود عشقی زاده، محمد تقی دستورانی، حمیدرضا عظیم زاده صفحات 107-119
    در این تحقیق مدل LAPSUS به عنوان یک مدل برآورد رواناب و فرسایش و رسوب برای نخستین بار در ایران در حوضه زوجی کاخک شهرستان گناباد معرفی و اجرا شده است. مدل LAPSUS یک مدل تغییر چشم انداز است که قادر به محاسبه حجم رواناب، فرسایش و رسوب طی چهار مرحله محاسبه بارش موثر، روندیابی جریان سطحی، محاسبه ظرفیت حمل رسوب و محاسبه میزان حمل رسوب است. ورودی های این مدل شامل مدل رقومی ارتفاع، مقدار بارش، ضریب رواناب، عامل همگرایی، ضرایب ویژه دبی و شیب و عامل فرسایندگی و ته نشست است. نتایج نشان داد مدل LAPSUS قادر است حجم رواناب و فرسایش و رسوب روندیابی شده از وقایع را به صورت نقشه های رواناب و فرسایش و رسوب با فرمت رستری به خوبی نمایش دهد. نتایج اعتبارسنجی نیز نشان داد مقدار RMSE نرمال شده برای مقادیر رواناب 5/3 درصد و برای فرسایش 6/2 درصد است. همچنین ضریب تبیین برای داده های رواناب 99 درصد و برای داده های فرسایش 97 درصد است. بر این اساس با توجه به ورودی های در دسترس و محدود، این مدل می تواند به عنوان یک مدل برآورد رواناب، فرسایش و رسوب برای ایران معرفی شود.
    کلیدواژگان: روندیابی، ظرفیت حمل رسوب، مدل تغییر چشم انداز، مدل LAPSUS
  • مهری کاکی، فرخ اسدزاده، احمد فاخری فرد صفحات 121-132
    برای نیازهای شرب، کشاورزی و صنعت در بیشتر شهرهای ایران از مخازن سدهای در حال بهره برداری استفاده می شود که به دلیل فقدان قانون بهره برداری مناسب و یا متوازن نبودن میزان تقاضا و حجم مخزن، استفاده موثر از آب ذخیره شده در مخازن صورت نمی گیرد. جریان های آب طبیعی از پدیده های تصادفی است و تصمیم گیری در رابطه با ذخیره و مصرف آن ها باید در فرایندهای چندمرحله ای و با در نظر گرفتن عوامل موثر بر افزایش راندمان مصرف، تحلیل شوند. در این پژوهش میزان ذخیره سازی و همچنین بیشینه برداشت مطمئن از سد قشلاق واقع در استان کردستان با استفاده از مدل های برنامه ریزی خطی و پویا و برای دوره کوتاه یک ساله تعیین شد. این مدل ها با هدف بهینه سازی عملکرد ماهانه سد قشلاق که تامین کننده آب شرب شهر سنندج است، اجرا شدند. نتایج نشان داد که توزیع لاگ نرمال دو پارامتری با کمترین خطا می تواند توزیع مقادیر جریان های ماهانه ورودی به مخزن را توصیف کند که براساس این مدل مقادیر جریان های ورودی به مخزن با احتمال وقوع 95، 90، 80، 70 و 50 درصد در هر ماه محاسبه شد. دوره های خشک سالی به دست آمده از داده های بارش و نیز داده های جریان ورودی به سد با یکدیگر مطابقت داشت و دوره بحرانی 51 ماهه خشک سالی برای مدل سازی انتخاب شد. نتایج به دست آمده از بهینه سازی بیشینه برداشت و همچنین ذخیره مخزن نشان داد که مقادیر به دست آمده از برنامه ریزی خطی در مقایسه با برنامه ریزی پویا تطابق بیشتری با واقعیت دارد.
    کلیدواژگان: برداشت بهینه، برنامه ریزی خطی، برنامه ریزی پویا، عملکرد مخزن
  • لاله رومیانی، رضا جلیل زاده ینگجه صفحات 133-140
    به منظور ارزیابی گونه های گیاهان آبزی به عنوان موجودات شاخص در پایش اکوسیستم های آبی، هدف از انجام این مطالعه تعیین میزان تجمع فلزات سنگین روی، مس، کادمیوم و سرب در رسوبات، ریشه، ساقه و برگ گیاهان آبزی Phragmites australis،Myriophyllum spicatum و perfoliatus Potamogeton 2 ایستگاه شمالی و جنوبی رودخانه دز است. از هر ایستگاه 3 نمونه رسوب سطحی (تا عمق10 سانتی متر) به وزن حدود 700 گرم برداشته و نمونه برداری از اندام های مختلف گیاهان انجام شد. برای سنجش فلزات سنگین از دستگاه جذب اتمی مدل (Perkin Elmer4100) استفاده شد و به منظور حصول اطمینان از درستی نتایج به دست آمده برای داده های بافت گیاهان از ماده مرجع 3-DORM استفاده شد. نتایج نشان داد که فلز روی و کادمیوم به ترتیب بیشترین و کمترین تجمع را در رسوب ایستگاه های مطالعه شده داشته و میزان آنها از 33/55 ±67/270 تا 22/50 ±33/240 و 09/0 ±10/1 تا 06/0 ±60/1 میلی گرم بر کیلوگرم وزن خشک متغیر بود. الگوی تجمع فلزات مطالعه شده به ترتیب روی> مس> سرب> کادمیوم بود. در گیاه حاشیه ای نی بیشترین تجمع فلز روی در ریشه 22/60±45/300، برای گیاه غوطه ور مریوفایلوم در ساقه 66/20±43/104 و پوتاموژتون در برگ 44/21 ±35/122میلی گرم بر کیلوگرم وزن خشک مشاهده شد. نتایج بیانگر این نکته بود که هر سه گیاه پتانسیل جذب فلزات سنگین را داشتند و برای هر عنصر انتخابی عمل کردند و می توان از آنها برای پایش محیط استفاده کرد.
    کلیدواژگان: پوتاموژتون، رودخانه دز، فلزات سنگین، مریوفایلوم، نی
|
  • Ahad Rezayan, Ali Hossein Rezayan Pages 1-17
    According to studies by 2050 more than 15 percent of world people, most of them are in the Middle East and Africa will experience severe water crisis. Future water crisis is one of the most potential for international conflict and security challenges that have the potential to become a major international crisis. Iran as a country with abundant water stress and is located in the critical regional Middle East, faced with the worrying prospect, that If do not set the correct management and favorable domestic and international policies for the future, will be environmental crises, political, social, economic and even military - security inside and outside the political boundaries. Aspects and consequences of the crisis could challenge the country's independence and territorial integrity. Therefore, it is essential to recognize the consequences and how to manage them. The most accurate and the best way to know the future events, scripting, which in this study based on the main drivers water issue in Iran: 1) Population growth, 2) Growing demand for consumption and 3) Climate change, the drivers is extracted based on Delphi method and the Panel of Experts, four possible scenarios could be discussed. The four scenarios include: 1) Iran is unsafe; escalation of the crisis, 2) Defuse the crisis, 3) The postponement of the crisis in the short term, 4) The postponement of the crisis in the long term. By postulating each of these scenarios, can be a precise roadmap and strategy for correct management and reasonable facing a water crisis for coming years, prepared and placed on the agenda of organizations and institutions.
    Keywords: Water crisis, Iran, Processing scenario, Panel of Experts, Future studies
  • Rasta Nazari, Abbas Kaviani Pages 19-30
    Iran was located in the arid belt and desert region of the world. This climatic situation was presented in several parts of Iran such as Qazvin. Evapotranspiration is one the most important parameter which was effect on agricultural development. There are different methods for estimating this item which selected by climatic conditions. This research concentrates to evaluate 28 empirical and combined methods in Qazvin plain. Lysimeter data was selected as a base data and daily results of 28 methods was evaluated with lysimeter. The results showed that Hargreaves-Samani as empirical method and temperature group with r=0.87, RMSE=0.34 mm/day and MBE=-0.71 mm/day is best method in Qazvin. Orang from pan evaporative method was more appropriated daily results with lysimeter data. To estimate evaporate from free water surface, Penman 1948 is the best method which has highest correlation coefficient (0.7) and lowest standard error (1.65 mm/day) and also mean absolute error (8.63E-6 mm/day). Amount of average evaporating from water surface with Penman method was calculated 10.18 mm/day.
    Keywords: Potential Evapotranspiration, Evaporative Pan, Qazvin, Lysimeter, Hargreaves Samani
  • Yaghoub Niazi, Ali Talebi, Mohammad Hossein Mokhtari, Majid Vazifedoust Pages 31-43
    Monitoring and evolution of drought is the first step in any drought management system. In this study, evaluation of a new indexa new method is provided to monitor the severity of drought with Remote Sensing Combined Drought Index (RCDI). The index is based on the fact that drought is a natural phenomenon caused by a combination of various factors such as a shortage in the amount of precipitation, less than the average long-term rainfall, temperature higher than normal and the properties of the soil moisture. The new index is a statistical index comparing the present hydrometeorological conditions with the long-term average characteristics in the same interest period within the year. Three data sources used in the RCDI index includes rainfall, temperature and vegetation data. In the present study, remote sensing data of TRMM and MODIS are used to provide the required data of RCDI index in central Iran for mapping the spatial distribution of drought over the period 2001-2004. Accuracy of the RCDI index based on satellite data carried out using the evaluation criteria of R and RMSE compared with soil moisture values based on monthly data of 50 synoptic stations in 95% confidence levels. The results of the evaluation criteria showed that drought severity index calculated by the RCDI index in accordance with soil moisture values had the significant correlation (0.61) and the lowest estimation error (1.98). Thus, a RCDI index could well use in drought early warning systems.
    Keywords: Drought Monitoring, Combined Drought Index, Remote Sensing, Satellite Data, Soil Moisture, Central Iran
  • Keivan Saeb, Lobat Taghavi, Hosein Kazemian Pages 45-53
    Some macroinvertebrate indices of stream health have been identified as most useful and efficacious. Management decisions can be made with greater awareness.The objectives of this study were to assess the biological water of the Hazar River using macroinvertebrates.The Haraz River is one of the best freshwater ecosystems in the Mazandaran province located in the north of Iran.To assess the macroinvertebrates diversity in the study area, Simpson index was used,This parameter is 0.25 of the areaThese include theEPT index The HBI is a index of stream organic. We identified 2 Class, 3order , 16 families of macroinvertebrates. some sites of the case study were indicated to have a very bad condition.Especially, the downstream sites are affected by indiscriminating mining for construction-grade sand from alluvial reaches is among the most disastrous one.Diversity within the benthic macroinvertebrate community was described using the Simpson’s diversity index.The Biotic Index was based on their tolerance to organic pollution , creating the Family Biotic Index (FBI).In this survey, biotic index of Haraz River was 5.72 which places in the rank of fairly substantial pollution likely this survey.
    Keywords: Water health quality, Bio, indicators, Haraz River, macrobenthos
  • Majid Khazaei, Ahmad Nohegar, Rasool Mahdavi Najafabadi, Abdolrasool Telvari Pages 55-68
    The Vital need for river management is understood and predict of bank erosion processes. Almost models will not be able to evaluate bank erosion,accurately. BSTEM model is the most usable model in many of river engineering projects in the world. Necessary data for this model are related to driving and resisting forces controlled by hydraulic and Geotechnical processes. These data include geometry, hydraulic and Geotechnical data that using of sampling, field measurements and laboratory test obtained. The results of this study showed that the regions with cover vegetation in comparison to theregion of cover vegetation without significant differences in sustainability observed. Safety factor in the regions without cover vegetation is less than 1 that river in this section is instable Among the region of without cover vegetation only section 3 (event 4) have shown a safety factor less than 1. Compare the sections of viewpoint safety factors have shown that sections 5, 6, 8, 7, 3, 1, 4, 2 were unstable, respectively. Compare the sections showed that the events of 4, 2, 1 and 3 have the most impact on sections usability, respectively.Results of the sensitivity analysis model to input parameters indicated that safety factor has the most sensitive to height, water level and cohesion between particles with a variation coefficient 55%, 17% and 10%, respectively.
    Keywords: Bank Erosion, Beshar River, Instability, Model, Safety factor, Toe Erosion
  • Alireza Vafaeinejad Pages 69-82
    One of the core elements of water management and increase agricultural productivity is the efficient use of available resources. Due to increasing demand for agricultural products, increase the productivity of scarce resources is essential. Optimal utilization of these resources, in addition to meet the demand of the community as a major goal, can also increase operating income to be followed. One of the solutions for increasing productivity in the agricultural sectoris reforming the pattern of cultivation according to different parameters. In this study, using economic criteria, water requirements and crop season in the TOPSIS multi-criteria decision, efficient products were selected. Furthermore, by combining these results with the parameters of the water and common time development of products using a genetic algorithm, the optimal cultivation area allocated to each product specified. In addition, by using GIS spatial capabilities and parameters of different locations and combined with optimized data, map the optimal model has been developed crops. The results show that using the models used and the capabilities of GIS, suitable cropping pattern can be achieved, and, on average, raised by about 25% efficiency and the use of available resources.
    Keywords: Optimization of Cropping Pattern, GIS, Genetic Algorithms, TOPSIS, Increasing Productivity
  • Naser Tahmasebipoor, Omid Rahmati, Samira Ghorbani Nejad Pages 83-93
    Gully erosion constitutes a major problem in natural resources management and soil conservation¡ which causes severe land degradation in arid and semi-arid areas. Therefore¡ determination of gully prone area and identification of gully conditioning factors can help to managers and decision makers to reduce the hazard of gully erosion. The aim of this study is to predictthe gully erosion susceptibility usingcertainty factor (CF) model and importance analysis of gully conditioning factors in the Seimare region¡ Lorestan province.At first¡ the raster dataset of gully erosion conditioning factors (e.g. altitude¡ slope degree¡ slope aspect¡ distance from river¡ topographic wetness index¡ stream power index¡ landuse¡ soil and lithology) was created using geographic information system (GIS).By means of field surveys¡ a total of 100 gully locations were identified and these locations were divided into two groups (1) training of the model (70% gullies)¡ and (2) validation of the model (30% gullies).After calculation of CF and Z indices of certainty factor model and model calibration¡ the gully erosion susceptibility map was prepared using ArcGIS10.2. The validation of the gully susceptibility map was conducted based on the receiver operating characteristic (ROC) curve method¡ and validation dataset. The resulting gully susceptibility maps showed 85.6% accuracy.Therefore¡ it was established in this study that the CF model is promising of make accurate and reliable spatial prediction of gully susceptibility.Furthermore¡ the result of sensitivity analysis indicated that soil¡ lithology¡ and slope angle are most important factors in gully susceptibility prediction.
    Keywords: Probability of gully occurrence, Conditional probability, Sensitivity analysis, Spatial prediction, Seimare region (Lorestan)
  • Dariush Rahimi, Khodayar Abdollahi, Sadat Hasheminasab Pages 95-105
    The Tele-connection patterns are the major constituents of climate at global and regional scale(s). The Karoon Basin is of a vital stance in providing natural water supply and hydroelectric; this basin is facing major fluctuations in rainfall regime. Identifying the effect of Tele-connection on great Karoon Basin rainfall regime is the subject of this study. To accomplish this objective the seasonal-annual rainfall volumes recorded at stations related to this basin are assessed for the period of (1956-2012) through 12 Tele-connection patterns. The method applied here is the data analysis through correlation statistical techniques and analysis of the main climatic components. In this basin, 49.7% of precipitation is of the winter followed by autumn with 34.9% and spring with 14.9%. The findings of the analysis indicate that the precipitation in autumn is influenced mostly by NINO4, NINO1, NINO3.4 and SOI patterns. The analysis of winter and spring precipitation reveals the influence of SCAN phase on both these seasons. The precipitations of the basin do have a harmonized change pattern with Tele-connection pattern by addressing the delay time. It is deduced that these indicators can contribute to moist and dry cycle’s occurrence when the planning regarding this basin is of concern.
    Keywords: Rainfall regime, Scandinavia index, ENSO, Tele, connection, Karoon Basin
  • Masoud Eshghizadeh, Mohammad Taghi Dastoorani, Hamhd Reza Azimzade Pages 107-119
    In this research introduced the LAPSUS model as a runoff, erosion and sediment model in Iran. This model for the first time has operatedin Iran at Kakhk paired catchment of Gonabad. LAPSUS model is a Landscape Evolution Model that can estimate the runoff, erosion and sediment at the four stage include: calculate the effective rainfall, runoff routing, calculate the capacity of sediment transport and calculate the rate ofsediment transport. The input to the models include DEM, amount of rainfall, runoff coefficient, convergence factor, discharge and slope exponent, erodibility and sedimentation potential factors.The result showed that the LAPSUS model is able to show runoff, erosion and sediment as a raster maps for each rainfall event. The result showed LAPSUS model has a normalized RMSE of 3.5 percent for runoff and 2.6 percent for sediment. Also,Coefficientof Determinationis 99 percent for runoff and 97 percent for erosion and sediment. On this basis, due to limited and available inputs, this model can be introduced as a runoff, erosion and sediment model in Iran.
    Keywords: LAPSUS model, LEM model, Routing, Sediment transport capacity
  • Mehri Kaki, Farrokh Asadzadeh, Ahmad Fakherifard Pages 121-132
    Dam reservoirs supplies water resources for drinking, agriculture, and industry almost in all parts of Iran. Lack of proper utilization rules and unbalanced demands versus available water has led to many problems regarding to ineffective use of the water resources. Precipitation and flow rate are stochastic phenomena. Therefore, multi-step processes related to the water use efficiency should be considered during the decision-making systems. The aim of this study was to optimize the maximum allowable release from Gheshlagh dam reservoir using linear and dynamic programming models in a one-year time scale. Therefore, Linear and dynamic programming models were applied in Gheshlagh dam reservoir, which supplies the drinking water of the Sanandaj city. Results indicated that the two-parametric log-Normal model appreciably describes monthly water stream flows entering to the reservoir. Thus, this model was applied to compute the stream flow rates with 95, 90, 80, 70, and 50 percent probabilities in each month. There was a good consistency between the drought periods estimated from precipitation data and stream flow rates and 51 months drought period was used in modeling procedure. The results of the maximum allowable release and storage optimization showed that the linear programming model is superior to dynamic modeling approach.
    Keywords: Linear programming (LP), Dynamic programming (DP), Reservoir operation, Optimum release
  • Laleh Roomiani, Reza Jalilzadeh Yengejeh Pages 133-140
    In order to evaluate the Phragmites australis, Myriophyllum spicatum and Potamogeton perfoliatus aquatic plant species as an indicator organism of heavy metals pollution in bio-monitoring studies of the aquatic ecosystems, the aim of this study was to determine the levels of heavy metals accumulation Zn, Cu, Pb and Cd in sediments, roots, stems and leaves of these plants in north and south of two stations of Dez River. 3 samples of surface sediment (to 10 cm depth) with 700 g weight of each station by plastic tools were collected and sampling was carried out of each different organ of plants. Results showed the highest and lowest of metals were measured in sediment Zn (270± 55.33 ppm) to (240.33± 50.22 ppm) and Cd (1.10± 0.09 to 1.60± 0.06 ppm), respectively. The concentrations of heavy metals in sediments and plants poses the same trends: Zn> Cu> Pb> Cd. The highest of Zn by Ph. australis in root (300.45± 60.22 ppm), M. spicatum in stem (104.43± 20.66 ppm) and P. perfoliatus in leaves (122.35± 21.44 ppm) were showed. According to results, three plants were showed potential for heavy metals and for each metal selectivity and could use for environmental monitoring.
    Keywords: Phragmites australis, Myriophyllum spicatum, Potamogeton perfoliatus, Heavy metals, Dez River