فهرست مطالب
مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران
پیاپی 31 (زمستان 1394)
- تاریخ انتشار: 1394/12/20
- تعداد عناوین: 11
-
-
صفحات 1-9آب ، مهمترین جزء مجموع منابع طبیعی مورد نیاز برای بقای زندگی انسان، پیشرفت و بهبود آن به شمار می رود. صرفنظر از ارزش حیاتی آب، به عنوان یکی از عوامل ضروری در صنعت، تجارت، کشاورزی ، تفریحات سالم و زیباسازی محیط نیز ضروری است. هر چند که انسان بدون آب توانایی ادامه زندگی را ندارد اما آب می تواند عامل تهدید کننده سلامتی، آسایش و رفاه انسان به شمار می آید. بنابراین مطالعه دقیق رفتار آب در ابعاد گوناگون ضروری به نظر می رسد و مدیریت صحیح منابع آب باید یکی از فعالیتهای مهم جامعه به شمار آید. در بسیاری از مناطق ایران از جمله عرصه تحقیق ، تغییرات عمده کاربری ها در ارتباط با منابع آب زیرزمینی، سبب عدم تعادل سرزمین در طول زمان شده و باعث آشفتگی و تخریب اکولوژیک شده است که با مدیریت صحیح می توان به حفظ پایداری حوزه آبخیز کمک نمود.تحقیق حاضر به منظور تعیین تاثیر کاربری اراضی در تغییر منابع آب می باشد. لذا با استفاده از تصویر TM دراردیبهشت ماه سال 2012 اقدام به تهیه نقشه کاربری اراضی دشتهای فارسان،گندمان،شلمزار،کیار،خانمیرزا و شهرکرد شد. از این رو مراحل پیش پردازش تصویر انجام گرفت و تصویر با نقشه توپوگرافی 1:25000 و نقاط برداشت شده از مطالعات میدانی تدقیق شد. و با استفاده از داده های منابع آب مربوط به سال آبی 2012 ، مطالعات میدانی اولیه و تکمیلی و سایر اطلاعات اقدام به تهیه نقشه کاربری اراضی در منطقه شد. نتایج نشان داد که به جز دشتهای فارسان، شلمزار و گندمان سایر دشتهای استان با بیلان منفی مواجه هستند و همچنین برای تعادل بخشی به آبهای زیرزمینی دشتهای شهرکرد، بروجن، سفیددشت، کیار، فلارد و خانمیرزا لازم است میزان برداشت آب به ترتیب 48،32 ،66 ،30،13 و 12 درصد کاهش یابد. در مورد دشتهای فارسان، شلمزار و گندمان نتایج نشان داده که می توان به ترتیب 38،45 و30 درصد در برداشت از منابع آب این دشتها افزایش ایجاد کرد. لذا نتایج حاصل می تواند به منظور برنامه ریزی صحیح سرزمین بخصوص منابع آب و زمین منطبق با ویژگی های جمعیتی و اقتصادی در هر روستا استفاده شود.کلیدواژگان: کاربری اراضی، تصاویر ماهوارهای، منابع آب، استان چهارمحال و بختیاری
-
صفحات 31-41چهار و پنج (افزایش 20 و 40 درصدی بارش سالیانه) و سناریوی شش (کاهش 20 درصدی بارش سالیانه، رشد 20 درصدی سطوح زیر کشت، رشد 10 درصدی جمعیت و کاهش نشت از کانالهای آبیاری به میزان 50 درصد)، نتایج حاصل از اجرای مدل در حریم تغذیه مصنوعی بیانگر آنست که پیش بینی سطح آب زیرزمینی برای یک دوره 15 ساله (میان مدت) با اعمال شرایط سال83- 1382(سناریو یک) به دلیل میزان و پراکنش مناسب بارش، در قسمت های میانی دشت تا 75/10 متر و برای دوره بلند مدت (30 سال) افزایشی بالغ بر 5/19 متر دارد. این افزایش برای محل استخرهای تغذیه مصنوعی در دوره های زمانی میان مدت (15 ساله) و بلند مدت (30 ساله) 41/19 و 88/23 متر است. در سناریوهای دو و سه میزان سطح آب زیرزمینی نسبت به حالت نرمال 9/0 و 45/1متر کاهش داشته است. در سناریوهای چهار و پنج سطح ایستابی آب 45/1 و 69/2 متر افزایش داشت. اما سناریوی شش باعث افت 46/3 متر سطح آبهای زیرزمینی منطقه گردید.
پروژه های تغذیه مصنوعی به منظور بهره وری بهینه از منابع آبی خصوصا آبخوان ها، نقش موثر و بارزی به عنوان یک راهکار علمی و عملی ایفاء می نمایند. پروژه تغذیه مصنوعی سفید دشت- فرادنبه، جهت تامین امنیت غذایی در قالب توسعه کشاورزی و منابع طبیعی پایدار و بهره وری بهینه از امکانات و پتانسیل های موجود اجراء شده است. در این پروژه رواناب های سطحی، آب چند چشمه وقنات که وارد رودخانه بروجن شده و در نهایت به رودخانه کارون می پیوندند، توسط سازه هایی همچون بند انحرافی، سیفون معکوس وکانال انتقال آب، وارد استخرهای تغذیه کننده پروژه تغذیه مصنوعی شده و به داخل آبخوان منطقه هدایت می گردند. طرح تحقیقاتی[1]جاری به منظور بررسی عملکرد و تاثیر کمی این پروژه نسبت به آبهای ذخیره شده در آبخوان اجراء گردید. رواناب های ورودی به پروژه تغذیه مصنوعی سفید دشت- فرادنبه طی سال های 1382 لغایت 1385 بترتیب 1/6، 3/5، 3/7 میلیون متر مکعب در سال بوده است، که عمدتا دشت سفید دشت و قسمتی از دشت فرادنبه تحت تاثیر قرار گرفته است. به منظور بررسی تاثیر کمی پروژه تغذیه مصنوعی بر آبهای زیرزمینی و تغییرات حجم ذخیره آب در آبخوان منطقه و مدیریت منابع آب زیرزمینی از نرم افزار مادفلو[2] استفاده گردید. لذا جهت ارزیابی عملکرد و رفتار آبخوان از شش سناریو استفاده شده است. سناریو یک (با شرایط نرمال زمان اجرای طرح) در کوتاه مدت، میان مدت و بلندمدت (2، 15 و 30 ساله)، سناریوهای دو و سه (منظور نمودن 20 و 40 درصدی کاهش بارش سالیانه)، سناریوهای چهار و پنج (افزایش 20 و 40 درصدی بارش سالیانه) و سناریوی شش (کاهش 20 درصدی بارش سالیانه، رشد 20 درصدی سطوح زیر کشت، رشد 10 درصدی جمعیت و کاهش نشت از کانالهای آبیاری به میزان 50 درصد)، نتایج حاصل از اجرای مدل در حریم تغذیه مصنوعی بیانگر آنست که پیش بینی سطح آب زیرزمینی برای یک دوره 15 ساله (میان مدت) با اعمال شرایط سال83- 1382(سناریو یک) به دلیل میزان و پراکنش مناسب بارش، در قسمت های میانی دشت تا 75/10 متر و برای دوره بلند مدت (30 سال) افزایشی بالغ بر 5/19 متر دارد. این افزایش برای محل استخرهای تغذیه مصنوعی در دوره های زمانی میان مدت (15 ساله) و بلند مدت (30 ساله) 41/19 و 88/23 متر است. در سناریوهای دو و سه میزان سطح آب زیرزمینی نسبت به حالت نرمال 9/0 و 45/1متر کاهش داشته است. در سناریوهای چهار و پنج سطح ایستابی آب 45/1 و 69/2 متر افزایش داشت. اما سناریوی شش باعث افت 46/3 متر سطح آبهای زیرزمینی منطقه گردید .کلیدواژگان: آبخوان سفید دشت، فرادنبه، آبهای زیر زمینی، تغذیه مصنوعی، سناریوهای مختلف -
صفحات 51-59مدل سازی اثر نوع و الگوی پراکنش مکانی کاربری اراضی بر تغییرات آب نمود جریان ارزیابی اثرات پراکنش و موقعیت مکانی کاربری اراضی بر خصوصیات هیدرولوژیک و تغییرات زمانی آب نمود جریان می تواند اطلاعات مورد نیاز در تصمیم گیری موفق اقدامات مدیریت پوشش گیاهی و در نهایت مدیریت جامع حوزه های آبخیز را فراهم کند، حال آن که تاکنون به این موضوع کم تر توجه شده است. بنابراین پژوهش حاضر با هدف تعیین سهم مشارکت انواع کاربری اراضی و پراکنش مکانی آن ها بر تغییرات رفتار آب نمودهای رگبار حوزه آبخیز کوچک رودخانه گلاز اشنویه با مساحت 103 کیلومترمربع در استان آذربایجان غربی انجام پذیرفت. به این منظور پس از انجام مراحل اجراء، واسنجی و اعتبارسنجی مدل زمان-مساحت کلارک، منحنی هم زمان تمرکز حوزه آبخیز مورد مطالعه به روش توزیعی-مکانی زمان پیمایش استخراج شد و پس از تهیه هیستوگرام زمان- مساحت و لحاظ مساحت هر یک از کاربری ها، آب نمود جریان به کمک بارش طرح ورودی و مدل زمان-مساحت شبیه سازی شد. سپس بر اساس توزیع مقادیر دبی آب نمود در بازه های هم زمان تمرکز، و نیز دبی اوج آب نمود با لحاظ مساحت و نیز الگوی پراکنش کاربری اراضی مورد تحلیل قرار گرفت. بر اساس نتایج، تاثیر موقعیت و مساحت کاربری های اراضی در هیستوگرام زمان- مساحت و در نتیجه در تغییرات آب نمود رگبار منعکس شده است. هم چنین بر اساس مقایسه نتایج مقادیر دبی اوج، بیش ترین دبی ها به ترتیب به کاربری مرتع، کشاورزی و سپس جنگل اختصاص داشت. سهم حجم رواناب تولیدی نیز به ترتیب برابر 84، 12 و 4 درصد در کاربری های مرتع، کشاورزی و جنگل بود. با استفاده از روش مذکور می توان به شبیه سازی اثر تغییرات کاربری اراضی بر تغییرات زمانی و نیز مقادیر مولفه های مختلف آب نمود پرداخت.کلیدواژگان: اکولوژی سیمای سرزمین، پراکنش کاربری اراضی، تغییرات آب نمود، تولید رواناب، موقعیت کاربری اراضی
-
صفحات 59-69خطرات ناشی فرسایش خاک در حوزه های آبخیز از عمده ترین مشکلاتی است که به طور همه جانبه تعادل اکولوژیک آبخیزها را تحت تاثیر قرار داده است. این تحقیق با هدف تعیین سطح بهینه کاربری اراضی به منظور کاهش میزان فرسایش و افزایش درآمد ساکنان حوزه آبخیز قوشچی واقع در استان آذربایجان غربی انجام شد. ابتدا میزان درآمد ها و هزینه های کاربری های موجود با مطالعات میدانی محاسبه گردید. سپس خسارات ناشی از فرسایش با تبدیل میزان فرسایش خاک به سطح اراضی با کاربری مشخص و با عمق خاک معادل برآورد شد. برای سه گزینه مختلف شامل وضعیت فعلی کاربری ها بدون اعمال مدیریت اراضی، وضعیت فعلی کاربری ها با اعمال مدیریت اراضی و وضعیت استاندارد کاربری ها، مدل برنامه ریزی خطی چند هدفی به وسیله نرم افزار LINGO برقرار و بهینه سازی به روش سیمپلکس حل گردید. در نهایت مناسب ترین گزینه کاربری و مدیریت اراضی با مقایسه میزان فرسایش و سود در هر یک از گزینه ها تعیین و شرایط موجود و شرایط توصیه شده مقایسه گردید. نتایج نشان داد سطح کاربری های فعلی جهت کاهش میزان فرسایش و افزایش درآمد ساکنین حوزه مناسب نبوده و در شرایط بهینه باید تغییر کند. در شرایط بهینه سطح اراضی باغی از 408 هکتار به 507 هکتار، سطح اراضی مرتعی بدون تغییر، سطح اراضی کشت آبی از 169 هکتار به 136 هکتار و سطح اراضی دیم نیز از 636 هکتار به 570 هکتار تغییر می یابد. علاوه بر این نتایج نشان داد که در صورت بهینه سازی کاربری اراضی، میزان فرسایش خاک و سوددهی کل حوزه به ترتیب 75/0 درصد کاهش و 68/3 درصد افزایش، در صورت اعمال مدیریت اراضی 27/42 درصد کاهش و 39/21 درصد افزایش، و در شرایط استاندارد 95/60 درصد کاهش و 20/24 درصد افزایش می یابد. نتایج حاصل از تحلیل حساسیت نیز نشان داد که تغییر در سطح اراضی باغی و مرتعی، بیشترین تاثیر را در افزایش میزان سوددهی و کاهش فرسایش خاک حوزه آبخیز قوشچی داردکلیدواژگان: برنامه ریزی خطی، مدیریت اراضی، فرسایش خاک، تحلیل حساسیت، سود دهی
-
صفحات 69-77امروزه تغییر کیفیت و شور شدن آب های زیرزمینی خطری بزرگ در راه توسعه کشاورزی به خصوص در مناطق خشک و نیمه خشک به شمار می رود. در این تحقیق، کاربرد تئوری مجموعه فازی جهت ارزیابی میزان کیفیت آب زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفته است. در سال های اخیر، روش هایی با مبنای منطق فازی تطبیق یافته اند تا عدم قطعیت همراه با مسائل زیست محیطی را در نظر بگیرند. در این تحقیق کیفیت 49 نمونه آب زیرزمینی دشت سراب در سال 1393 که در آزمایشگاه آب شناسی دانشگاه تبریز اندازه گیری شده بودند؛ استفاده شده است. مقادیر شاخص های آبیاری شامل نسبت جذب سدیم، شاخص تراوایی، نسبت کلی، نسبت جذب منیزیم، بیکربنات سدیم باقی مانده، درصد انحلال سدیم و هدایت الکتریکی به عنوان نماینده تمامی املاح محلول در آب، در این پژوهش استفاده گردید. با استفاده از مدل کیفی فازی، کیفیت آب زیرزمینی به سه طبقه مطلوب، قابل قبول و غیرقابل قبول تقسیم شد. نتایج نشان دادند؛ 41 نمونه در رده مطلوب و با سطح اطمینان 65 درصد تا 83 درصد و 26 نمونه در رده قابل قبول و با سطح اطمینان 37 درصد تا 4/65 درصد قرار گرفتند. 3 نمونه باقیمانده نیز در رده غیرقابل قبول و با حداکثر سطح اطمینان 4/23 درصد قرار گرفتند.کلیدواژگان: مدل استنتاج فازی، دشت سراب، شاخص های آبیاری، قوانین فازی، مدل ممدانی
-
صفحات 77-88برآورد میزان رسوبات معلق در رودخانه ها از ابعاد مختلف کشاورزی، حفاظت خاک، کشتیرانی، سد سازی، حیات آبزیان و هم چنین جنبه های مختلف تحقیقاتی دارای اهمیت فراوانی است. روش های مختلفی برای بررسی و برآورد بار معلق رودخانه ها وجود دارد که توانایی این روش ها در برآورد رسوبات متفاوت است. یکی از پرکاربردترین روش ها در این زمینه، منحنی سنجه رسوب می باشد. روش های نوظهوری مانند سری های زمانی نیز وجود دارد که کم تر در این زمینه به کار گرفته شده اند. در تحقیق حاضر به منظور بررسی و مقایسه توانایی مدل های سری زمانی از قبیل مارکف و آریما در پیش بینی رسوب معلق، از داده های متوسط ماهانه رسوب معلق ایستگاه قزاقلی واقع بر روی رودخانه گرگانرود استفاده شده است. وجود آمار نسبتا کافی در این ایستگاه فرصت بررسی و مقایسه مناسب روش های مختلف برآورد رسوب معلق را فراهم می کند. به منظور استفاده از مدل های سری زمانی، داده های موجود به صورت ماهانه در محیط نرم افزارMinitab 16 به کار گرفته شد و در نهایت پیش بینی رسوب برای 111 ماه انجام گرفت. منحنی سنجه رسوب نیز در محیط Excel ترسیم شد و جهت مقایسه با مدل های سری زمانی به کار رفت. نتایج حاصل از ارزیابی مقادیر پیش بینی شده رسوب توسط مدل های مذکور، با استفاده از شاخص های اندازه گیری خطا شامل مجذور میانگین مربعات خطا و میانگین مربعات خطای نرمال شده بررسی شد. نتایج نشان داد که مدل های سری زمانی با مجذور میانگین مربعات خطای 34/71 در مقایسه با منحنی سنجه رسوب با مجذور میانگین مربعات خطای 75/220 توانایی بهتری در پیش بینی و مدل سازی رسوب معلق ماهانه دارند. میانگین مربعات خطای نرمال شده هم برای مدل های سری زمانی و منحنی سنجه رسوب به ترتیب برابر با 62/28 و 48/2 بوده که توانایی بهتر مدل های سری زمانی را تایید می کند.کلیدواژگان: رسوب معلق، آریما، مارکف، مدل سازی
-
صفحات 89-98برآورد مناسب ضریب نرخ بازهوادهی یکی از مهم ترین نیازهای اولیه مدل سازی اکسیژن محلول و خودپالایی رودخانه ها می باشد. هدف اصلی مقاله حاضر ارزیابی 29 معادله پرکاربرد پیشنهادی در برآورد ضریب نرخ بازهوادهی رودخانه ها در قالب مطالعه موردی سفیدرود می باشد. در این مقاله ارزیابی و مدل سازی اکسیژن محلول سفیدرود با استفاده از روش تحلیلی استریتر– فلپس و کاربرد داده های کیفیت آب موجود از چهار سری نمونه برداری رودخانه مذکور انجام گرفت. بازه انتخابی از زیردست سد سفیدرود تا دریای خزر به طول تقریبی 110 کیلومتر و در 12 ایستگاه نمونه برداری می باشد. نتایج ارزیابی معادلات برآورد ضریب نرخ بازهوادهی، حاکی از وجود بیشترین دقت در معادله «پارخوراست و پومروی» با خطای استاندارد، خطای میانگین ضربی و مجموع مربعات باقیمانده هایی به ترتیب برابر با 51/0، 05/1 و 35/2 می باشد. همچنین رفتارسنجی خودپالایی سفیدرود نشان دهنده بالا بودن نیاز اکسیژن خواهی بیوشیمیایی و پایین بودن توان خودپالایی این رودخانه در مهر ماه که مصادف با ورود حداکثر مقدار آلاینده های غیرنقطه ای مانند زهاب های کشاورزی است می باشد.کلیدواژگان: استریتر، فلپس، اکسیژن خواهی بیوشیمیایی، ضریب نرخ بازهوادهی، سفیدرود، مدل سازی اکسیژن محلول
-
صفحات 99-110پیش بینی بارش یکی از مهم ترین مسائل در زمینه مدیریت بهینه منابع آب در بخش های مختلف نظیر صنعت، شرب و کشاورزی است. پیش بینی بارش می تواند باعث جلوگیری از تلفات و خسارات ناشی از بلایای طبیعی شود. هدف از تحقیق حاضر پیش بینی بارش زمستانه استان خراسان رضوی با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی می باشد. بدین منظور، ابتدا سری زمانی بارش متوسط منطقه ای به روش کریجینگ در طول دوره آماری به دست آورده شد. سپس سری زمانی سیگنال های اقلیمی شامل فشار، گرادیان فشار، دما، گرادیان افقی دما، گرادیان قائم دما بین سطح دریا و سطح 1000 میلی بار، تابش طول موج بلند خروجی از سطح زمین، آب قابل بارش، مولفه مداری باد، مولفه نصف النهاری باد، دمای هوا در سطح 700 میلی بار، ضخامت بین سطوح 500 و 1000 میلی بار و رطوبت نسبی در سطح 300 میلی بار در بازه های زمانی مختلف محاسبه شد. در ادامه ارتباط بین پیش بینی کننده های اقلیمی با بارش متوسط منطقه با استفاده از ضریب همبستگی پیرسون به دست آورده شد. پس از شناسایی سیگنال های موثر بر بارش منطقه، مدل شبکه های عصبی مصنوعی در دوره 1997-1970 آموزش داده شد و در پایان، پیش بینی بارش در دوره 2007-1998 انجام شد. نتایج نشان داد شبکه های عصبی مصنوعی قادر است بارش را با دقت قابل قبولی پیش بینی نماید. ضریب همبستگی بین بارش مشاهده شده و پیش بینی شده در مرحله تست مدل، 66/0 به دست آمد. ریشه میانگین مربعات خطا نیز 9/6 میلی متر به دست آمد.کلیدواژگان: پیش بینی بارش، ریشه میانگین مربعات خطا، روش کریجینگ، شبکه های عصبی مصنوعی، ضریب همبستگی پیرسون
-
Pages 1-9Water in the most important component for natural resources improvement and humans sub stain. Regardless of the value of water industry, agriculture as one of the essential factors in industry, agriculture and recreation its needed for beautification needs. However people cant live without water but it can be a danger for health peace and welfare. Therefore the accurate research in aspects of it a very necessary and effective management of water resources must be one of the most important activities of the society. In many parts of Iran, including fields of research, user significant changes as related to water sources cause imbalances over some period of time. and then cause disruption and ecological destruction. With effective watershed management we can help to maintain stability. This study tries to determine the effect of land use on water resources plains of Chaharmahal Bakhtiari. Using the TM image in Apr of 2012 was to map land use. The image pre-processing was performed Resolution with six way of subtraction including, image, principal component analysis, normalized difference vegetation index, the components of conventional analysis, The difference between the brightness and contrast after classification and using topographical map 1: 25000 points from the field studies were reviewed. and by using information of water resources datas for May of 2012, the initial and additional studies and other datas map land use in the region were made. Results show that except Farsan-Joneghan and Gandoman-Boldaji plains, other plains will have groundwater negative budject.with continuing the current state; the aquifers are going to be in critical situation, in the near future. also results of this paper show that to equivalent ground water of Shahrekord, Borougen, Sefidasht, Kiyar, Farad and Khanmirza, it would be necessary to reduce utilization of groundwater resources of these plains up to %48, %32, %66, %30, %13 and %12 ,respectively. But the results of the model for Farsan, Shalamzar and Gandoman aquifers show that we can increase in groundwater utilization level as %23, %45, and % 56 respectively.
The main reason for the change of land use from grasslands to agriculture, was reduced the groundwater reserves.
The results can be accurate to the land, especially land and water resources planning based on demographic and economic characteristics of each country shall be used.Keywords: Land use, satellite imagery, water resources, Chaharmahal Bakhtiari province -
Pages 11-23In the study of climate changes, Prediction of the future climatic parameters is performed by general circulation models (GCMs) and emissions scenarios of greenhouse gases. However, Global Circulation Models have very course spatial resolutions. For this reason, downscaling methods are needed to bridge the gap between the large scale climate scenarios and the fine scale where local stations exist. Downscaling methods are divided into two categories: 1) statistical models and 2) Dynamic models. Among these methods, statistical methods are much more popular which is due to low expenses and less time consuming procedures. Lars-WG and SDSM models are among the most concise methods of statistical tools for downscaling. Herein this research these two models were used in simulating precipitation and temperature changes in Urmia lake basin located in the north west of Iran. Four synoptic stations including Saqez, Tabriz Khoy and Urmia were considered. These four stations had a good and long data especially in base period (1961-1990). In order to assess the models, MSE, RMSE & MAE indexes along with regression and bias were used. Results show that both models were good in simulating temperature but SDSM was better in simulating precipitation according to statistical performance measures and has less uncertainty. But it has more complex and time consuming procedures. While Lars-WG is simpler and faster comparing with SDSM. In general, none of the models has absolute superior inKeywords: Climate Change, LARS, WG, SDSM, Precipitation, Temperature, Urmia Lake
-
Pages 23-31In order to investigate of Mahvalat plain aquifer in Khorasan Razavi, quantitative changes (with completion of questionnaire and periodic data of groundwater level) and qualitative changes (with sampling and chemical analysis) of groundwater resources Has been studied. The analysis of periodic data of groundwater level in a 14-year period (1994-1995 to 2007-2008), showed that the Average drop of groundwater level has been annually 1.35 m. The data analysis of questionnaires showed that the total annual depletion by wells and Qanats is 254 MCM, the annual recharge of basin is 157 MCM and the annual reservoir deficit is 97 MCM. Chemical analysis of 48 water samples from wells and 3 water samples from Qanats showed that the water quality has reduced from the northeastern plain to margins. In terms of classifying the quality of groundwater for agricultural purposes by Wilcox, 5.88% of samples in Class C3-S1, 19.61% of samples in Class C3-S2, 9.80% of samples in class C4-S2, 23.53% of samples in class C4-S3 and 41.18% of samples were placed in class C4-S4. According to this method, 74.51 percent of groundwater samples are not suitable for agriculture.Keywords: Groundwater, Mahvalat plain, Qualitative Changes, Quantitative Changes, Razavi Khorasan
-
Pages 31-41Artificial recharge projects are in order to optimize use of water resources, aquifer especially, has significant role to play as a scientific and practical approach. Artificial recharge projects in Sefeiddasht- Fradnbeh plain was implemented for food security, in framework agricultural development and natural resources sustainable and optimal utilization of available resources and potentials. In this project, surface runoff a few springs and subterranean streams were used. These water resources are not usage in non-farm seasonal and enter into Borougens river and then join in the Karun River. The water enters into the pools of artificial recharge project with structures such as diversion dams, conveyance channels and the inverted siphon of road and then water was infiltrated into region aquifer. The current research project was implemented in order to evaluation yield and affected quantity in project related to stored water in aquifer. The results show that runoff input to the project was 6.1, 5.3 and 7.3 million cubic meters per year during 2003 to 2006 years respectively and they affected Sefieddasht plain and part of Faradonbeh plain. In order to affects of artificial recharge on water table and fluctuations in the volume of water stored in aquifer and groundwater resources management was used of Modflow model. For evaluation the performance and behaviour of the aquifer were used of six scenarios. Scenario no. 1: With normal time condition for implementation in the short term, medium term and long term (2, 15 and 30 years), Scenarios No. 2 and 3:In these scenarios average annual rainfall are assumed to reduce by 20 and 40 percent, Scenarios No. 4 and 5: In these scenarios average annual precipitationare enhance by 20 and 40 percent over entire area, and scenario no. 6: the scenario includes reduction in rainfall by 20 percent, reduction in canal seepage by 50 percent with increase in agricultural area by 20 percent, increase in domestic water demand by 10 percent. The results were that, scenario no. 1, for artificial recharge project area, the simulated results for 15 and 30 years of groundwater table fluctuation as it rises by 19.4 m and 23.9 m after 15 and 30 years of operation in the aquifer. in scenarios no. 2 and 3, the avarage groundwater table has gone down by almost 0.9 and 1.45 m as comapred to normal scenario or business as usual approach,in scenarios no. 4 and 5, the rise in water table were 1.45 and 2.69 meters, but scenario no. 6, groundwater table was reduce 3.45 meters in the whole area.Keywords: Artificial recharge, different Scenarios, groundwater, Sefieddasht, Faradonbeh aquifer
-
Page 41Increasing population in one side and water demands in other sides, the importance of groundwater resources as one of the most important fresh water resources, be more and more apparent. In this study, stream density, distance from drainage, slope, elevation, thickness of the aquifer, water table, rainfall, topography wetness index and the rate of permeability criteria were used to identify areas with potential of groundwater in Varamin plain. The Map of these criteria prepared and weighted using Analytical Hierarchy Process method, and with determination of the effective rate for each class and using fuzzy logic, prediction map of groundwater potential with two methods of AHP and fuzzy AHP were prepared and accuracy of the method was evaluated using wells with high discharge. The results showed that, due to hydro-geological complexity of the area, accuracy of fuzzy AHP and AHP was respectively 61 and 54 percent. Also, the areas with high potential were located in the northern half of the plains which covered with coarse sediment during the Quaternary. The results showed that application of fuzzy AHP method, besides saving time and money, had a good ability to predict the groundwater potentialKeywords: Potential Detection, Groundwater, Analytical Hierarchy Process, Fuzzy Logic
-
Pages 51-59Assessing effects of land use spatial pattern on hydrologic characteristics and variation of flow hydrograph can provide new information leading more effective decision-making and integrated watershed management. However, less attention has been relatively paid to this subject. The emphasis of this research is to quantify the contribution and effects of different land use types and spatial pattern on flood hydrographs in Galaz Watershed (103 km2 area), located in West-Azarbaijan Province, Iran. In the present study, the Clark's Time-Area model has been employed for simulation of hydrograph. The Time Area Histogram (TAH) of the study watershed has been derived based on a spatially distributed travel time approach, and the flow hydrograph was simulated in incorporating with the different land use types and design rainfall. The hydrograph has been routed to the watershed outlet. Then, the distribution of flow hydrograph and the peak discharge were analysed considering different land uses between isochrones. According to the results, the effect of land use types and patterns led to variations of time area histograms and the resulted hydrograph. Based on the results, the higher peak discharge were determined for rangeland, agriculture and forest land use types, respectively. The generated runoff volume of the rangeland, agriculture, and forest land use types were 84, 12, and 4%, respectively. The implemented method can be used to simulate the effects of land use changes in storm basis to study the temporal flow variations and also to quantify the components of flow hydrographKeywords: Hydrograph variation, Land use location, Land use spatial pattern, Landscape ecology, Runoff generation
-
Pages 59-69Soil erosion hazard in catchments are the major problems that can affect ecological balance of such areas. This study aimed to determine the optimal use of land to reduce erosion and increase the resident's income of Qushchi watershed in West Azerbaijan province. Income and expenses for the current land uses were calculated with field studies. Damages resulting from the soil erosion were estimated by soil depth equal to the specified land uses. For three different options including the current status of land uses without and with land management, and the standard status of land uses, multi-objective linear programming model was established by LINGO software. Then the optimization problem of the land use was solved by simplex method. Finally, the best option of land use was determined by comparing erosion rate and its cost in each scenario. Then the circumstances and the recommended conditions were compared. The results indicated that the current surface area of current land uses is not suitable to reduce erosion and increase income of residents and should change in the optimum conditions. At the optimum level, horticulture area of 408 to 507 (ha), irrigated land area of 169 to 136 (ha) and Dry farming of 636 to 570 (ha) should change while conversion of rangeland area not indispensable. In addition, the results showed that in case of the optimization of land use only, soil erosion and the profitability of the whole area will 0.75 percent decrease and 3.68 percent increase respectively. In case of land management practices, 42.27 percent will decrease and 21.39 percent increase and with the standard conditions 60.95 percent will decrease and 24.20 percent increase. The results of the sensitivity analysis showed that the change in the horticulture and range land have the greatest impact on increasing profitability and reducing soil erosion of Qushchi watershed.Keywords: linear programming, land management, soil erosion sensitivity analysis, profitability
-
Pages 77-88Accurate estimation of suspended sediment in rivers is very important from different aspects including agriculture, soil conservation, shipping, dam construction and aquatic research. There are different methods for suspended sediment estimation. In the present study to evaluate the ability of time-series models including Markov and ARIMA in predicting suspended sediment and to compare their results to sediment rating curve (SRC) it was tried to use daily suspended data from Ghazaghly station of Gorganroud River, as average monthly values in Minitab 16 software and finally suspended sediment was predicted for 111 months. In the next step, different combinations of all types of SRC and bias correction factors were used in Excel software to evaluate ability of SRC in suspended sediment estimation. Based on the results of this study, monthly SRC without bias correction factor was the most appropriate SRC models. To compare efficiency of different models in estimating suspended sediment, Root Mean Square Errors (RMSE) and Normalized Mean Square Errors (NMSE) were used. Time series model performance measured by RMSE and NMSE was about 71.34 and 2.48 respectively, compared to SRC model with RMSE 220.75 and NMSE 28.62. Results showed a good ability of time series models in estimating average monthly suspended sedimentKeywords: Suspended sediment, Markov, ARIMA, Model
-
Pages 89-98Accurate estimation of the reaeration-rate coefficient is very important for the purposes of dissolved oxygen and self-purification modelling in rivers. The main target of this paper is to evaluate 29 commonly used reaeration-rate coefficient prediction equations, in Sefidroud River, North of Iran, as a case study. In this paper the rivers dissolved oxygen has been modelled involving Streeter- Phelps method. Then the predicted reaeration-rate coefficient results have been compared with four series of collected and measured data of the river. The studied reach of the river has a length of 110km, including 12 water quality sampling stations along that and it is extended from downstream of Sefidroud Dam to the south coast of Caspian Sea. According to the results, among all equations Parkhurst-Pomeroy equation has shown the most accurate prediction of the reaeration-rate coefficient values, with the statistical parameters of Standard Error (SE), Mean Multiplicative Error (MME), Sum of Square of Residuals (SSR) equal to 0.51, 1.05 and 2.35, respectively. Moreover, results indicate that the river has a high Biochemical Oxygen Demand (BOD) and also, a low Self-Purification capacity, during September, which is simultaneous with the seepage of non-point drained agricultural pollutions.Keywords: Biochemical Oxygev Demand, Oxygen dissolved modelling, Reaeration, rate coefficient, Sefidroud River, Streeter, Phelps
-
Pages 99-110The aim of this research is the rainfall prediction of Khorasan Razavi province using artificial neural network. At the first step, the time series of average regional rainfall using Kriging method in the desired time period was calculated. In the next step, time series of climatic predictors including Sea Level Pressure (SLP), Sea Surface Temperature (SST), Sea Surface Pressure gradient (DSLP), the difference between sea surface temperature and 1000 hpa level, Sea Surface Temperature gradient (DSST), Air Temperature At 700 hpa, thickness between 500 and 1000 hpa level, Relative Humidity at 300 hpa, outgoing long wave radiation, Precipitable water, meridional wind and zonal wind in the different time steps were obtained. In continue the relation between average regional rainfall and climatic predictors using Pearsons correlation coefficient were calculated. After identifying of the appropriate predictors, artificial neural network model was calibrated from 1970 to 1997. Finally, model was tested in the period between 1998-2007. The model that used in this research has an input layer, one hidden Layer and an output layer. Results reveal those artificial neural networks are promising and efficient. Root mean square error for this model was obtained 6.9 millimeters.Keywords: Rainfall prediction, Root mean square error, Kriging method, artificial neural network, Pearson's correlation coefficient
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.