فهرست مطالب

علوم و مهندسی آبخیزداری ایران - پیاپی 34 (پاییز 1395)

مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران
پیاپی 34 (پاییز 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/07/03
  • تعداد عناوین: 12
|
  • جهانگیر پرهمت صفحات 1-14
    سیل از فرآیندهای هیدرولوژیکی می باشد که ابعاد آن تحت تاثیر شرایط مختلف طبیعی و مصنوعی سطحی زمین و نیز شرایط مختلف اقلیمی تغییر می نماید. این پدیده در صورت عدم شناخت، کنترل و مهار، از بلایای طبیعی به شمار آمده و خسارات و تلفات جانی همواره در پی خواهد داشت. با تعیین خطر سیل و توزیع مکانی آن می توان برای کاهش خطر سیل برنامه های مناسب تهیه و از خسارات مالی و تلفات جانی ناشی از رخداد سیل کاست. در این پژوهش برای خطر سیل روشی مبتنی بر عوامل اصلی خطر پیشنهاد و سپس برای حوضه هندیجان-جراحی واقع در جنوب غربی ایران به کار گرفته شد. بر اساس نتایج این تحقیق، 7 عامل شامل شدت سیل خیزی، فراوانی وقوع سیل، خسارات سیل، تلفات جانی سیل، جمعیت در معرض سیل، مراکز مسکونی و اراضی در معرض سیل (پهنه سیل گیر) به عنوان پارامترهای اصلی خطر سیل تعیین شدند. سپس با وزن دهی به هرکدام و تعیین دامنه آنها بر اساس داده های ثبت شده سیل در 50 سال گذشته در 12 حوضه رتبه 2 کشور ماتریس دامنه عوامل خطر تعیین گردید. پهنه های سیل گیر با استفاده از داده های سنجش از دور لندست TM+2002 تعیین گردید. همچنین شدت سیل-خیزی با استفاده از داده های ایستگاه های هیدرومتری در سطوح احتمال مختلف تعیین شد و با روش تحلیل منطقه ای به حوضه-های بدون آمار تعمیم یافت. بر اساس 5 عامل شامل فراوانی وقوع سیل، خسارات سیل، تلفات جانی سیل، جمعیت در معرض سیل و مراکز مسکونی در معرض سیل لایه خطر سیل تهیه و سپس با تلفیق و روی هم گذاری با لایه پهنه های سیل گیر و لایه شدت سیل خیزی، پهنه های خطر سیل مشخص شد. با کاربرد این مدل در حوضه هندیجان-جراحی مشخص شد که در حوضه هندیجان حداکثر شدت سیل خیزی در حوضه های رتبه 4 خیرآباد بوده و در مرتبه بعدی زهره قرار دارد در حالی که حوضه پایاب هندیجان که در پایین دست این دو حوضه قرار دارد دارای رده خطر سیل شدید در کل حوضه هندیجان-جراحی می باشد. هم چنین حوضه اله واقع در سرشاخه جراحی دارای حداکثر دبی ویژه سیل خیزی بوده ولی در این حوضه خطر سیل خفیف بوده و در حوضه های مارون و پایاب جراحی خطر سیل در رده متوسط می باشد. با این وصف، شدت سیل خیزی و خطر سیل در یک محل اتفاق نمی افتد، بنا براین، برای کنترل سیل و کاهش خطر سیل بایستی حوضه هایی را که سیل خیز هستند مورد توجه قرار داد.
    کلیدواژگان: پهنه سیل، تصاویر ماهواره ای، حوضه هندیجان، جراحی، شاخص خطر سیل، شدت سیل خیزی
  • فرهنگ آذرنگ، عبدالرسول تلوری، حسین صدقی، محمود شفاعی بجستان صفحات 15-26
    رودخانه کرخه، سومین رود بزرگ ایران، به دلیل شرایط زیست محیطی و استراتژیکی که به سبب اجرای پروژه های بزرگ آبی، کشاورزی، تامین آب شهرها و واحدهای صنعتی دارد از اهمیت فراوانی برخوردار است. از آنجا که تغییرات مرفولوژیک احتمالی ناشی از فرآیند فرسایش و رسوب رودخانه پس از احداث و آبگیری سد مخزنی می تواند روی بسیاری از تاسیسات آبی نظیر دهانه های آبگیر، کانال های آبیاری و ایستگاه های پمپاژ در پایین دست سد تاثیر داشته باشد به همین منظور در تحقیق حاضر در بازه ای از این رودخانه در حدفاصل ایستگاه های آبسنجی پای پل و عبدالخان فرایند فرسایش و رسوب و برخی از ویژگی های آن نظیر تغییرات خط القعر، شکل هندسی مقطع عرضی و بارکل رسوب رودخانه مورد بررسی و با استفاده مدل HEC-RAS شبیه سازی شد. دوره شبیه سازی در این پژوهش 12 سال بین سال های 1380 تا 1392 و بعد از احداث سد در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که در نزدیکی سد مخزنی کرخه یعنی بالادست بازه مورد مطالعه شرایط فرسایشی رودخانه بیشتر بوده ولی در نواحی میانی و پایین دست بازه فرسایش کمتری مشاهده می شود. از طرفی در شبیه سازی توابع انتقال رسوب آکرز-وایت، لارسن و انگلوند-هانسن نتایج مطلوب تری در مورد تغییرات فرسایشی و رسوبی رودخانه ارائه داده اند. همچنین در بررسی های مرفولوژیکی رودخانه کرخه مشخص شد که احداث سد مخزنی نتوانسته است از جابه جایی محور مرکزی رودخانه کرخه جلوگیری نماید. نتایج این پژوهش می تواند مرجع مناسبی در خصوص شرایط رودخانه کرخه و اثرات احداث سد مخزنی بر وضعیت آن برای پروژه های مختلف مهندسی رودخانه، آبگیری و انتقال آب باشد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، مدل HEC، RAS، واسنجی، انتقال رسوب، محور مرکزی رودخانه
  • مسعود گودرزی، محسن رنجبر، ریحانه بایرام وند صفحات 27-34
    افزایش تراکم گازهای گلخانه ای به ویژه گاز دی اکسید کربن در دهه های اخیر، گرمایش زمین و تغییرات اقلیمی را به همراه داشته است. با توجه به قابلیت خاک در ذخیره کربن در این تحقیق در پارک جنگلی سرخه حصار-جاجرود به مقایسه میزان کربن خاک در دو توده گیاهی دست کاشت سرو نقره ای و کاج تهران و نیز پوشش گیاهی مرتعی آن پرداخته شد. در این تحقیق با بررسی انواع پوشش های گیاهی، قسمت های مختلف اندام گیاه اعم از ریشه، ساقه، برگ و لاشبرگ و افق های مختلف خاک بهترین پوشش گیاهی برای جذب کربن بیشتر از هوا معرفی گردید. به منظور بررسی کربن جذب شده در افق های مختلف از آزمون t و نیز آزمون لون برای دو نمونه مستقل استفاده شد. همچنین به منظور بررسی نرمالیتی از آزمون کولموگروف-اسمیرنوف (K-S) استفاده شد. کولموگروف-اسمیرنف، نوعی آزمون نیکوئی برازش برای مقایسه یک توزیع نظری با توزیع مشاهده شده است. در انتها به منظور تعیین اینکه کدام یک از انواع پوشش های گیاهی نسبت به بقیه تفاوت معنی داری در میانگین کربن جذب شده دارد از آزمون کمکی LSD استفاده شد. نتایج تحقیق نشان داد که کاج تهران با سرو نقره ا ی (014/0p-value=) و پوشش مرتعی (024/0p-value=) اختلاف معنی داری را در سطح 05/0 نشان داد. اما این پوشش گیاهی اختلاف معنی داری در میانگین کربن جذب شده با گروه شاهد نداشت(864/0p-value=).
    کلیدواژگان: ترسیب کربن، تغییر اقلیم، جنگلکاری، سرخه حصار جاجرود
  • بهرام چوبین، آرش ملکیان، فرزانه ساجدی حسینی صفحات 35-42
    خشکسالی یکی از پدیده های جوی است که بخش های مختلف محیطی را تحت تاثیر قرار می دهد. منابع آب های زیرزمینی از جمله بخش های متاثر شده از شرایط خشکسالی است که کمتر از سایر بخش ها مورد توجه قرار گرفته است. دشت آسپاس در استان فارس در سال های اخیر با افت چشمگیر سطح آب زیرزمینی مواجه شده است. در نتیجه، نقش عوامل مدیریتی در این دشت دارای اهمیت می باشد. در این تحقیق تلاش شده است با استفاده از تابع همبستگی متقاطع (Cross Correlation Function) شرایط بلند و کوتاه مدت خشکسالی بر روی منابع آب زیرزمینی مورد بررسی قرار گیرد. برای این منظور، شاخص بارندگی استاندارد (SPI) ماهانه (یک، سه، شش، نه، 12، 18، 24 و 48 ماهه) در طی دوره آماری (89-1364) محاسبه شد، همچنین شاخص منابع آب زیرزمینی (GRI) دشت در طی دوره آماری (89-1381) از 61 چاه پیزومتری در سطح دشت بدست آمد. تابع همبستگی متقاطع نشان داد که خشکسالی کوتاه مدت همراه با تاخیر و خشکسالی بلند مدت به طور همزمان بر منابع آب زیرزمینی تاثیرگذار است. بیشترین ارتباط بین آب زیرزمینی و SPI 24 وجود دارد که نتایج رگرسیون خطی نشان داد که تقریبا 80 درصد از واریانس متوسط سطح ایستابی دشت آسپاس تحت تاثیر تغییرات بارندگی بوده (SPI 24) و نزدیک به 20 درصد آن تحت تاثیر سایر موارد می باشد.
    کلیدواژگان: تابع همبستگی متقاطع، خشکسالی هواشناسی، سطح ایستابی، شاخص بارندگی استاندارد، منابع آب زیرزمینی
  • مهندس محمدایوب محمدی، عطاالله کاویان، کریم سلیمانی صفحات 43-50
    طی چند دهه گذشته از ژئوتکستایل ها جهت حفاظت دامنه های فرسایش یافته، کاهش هدررفت خاک و ایجاد بستر مورد نیاز برای رشد گیاهان استفاده شده است. در تحقیق حاضر سعی شد کارائی ژئوتکستایل کنفی-کلشی در کاهش روان آب و رسوب خروجی از یک حوضه آزمایشی کوچک مورد بررسی قرار گیرد. به این منظور در بالادست سد قشلاق دو حوضه کوچک (کنترل و تیمار) انتخاب و در داخل یکی از آن ها اقدام به نصب ژئوتکستایل کنفی-کلشی به صورت نوارهایی عمود بر جهت جریان دامنه ها شد. پس از اجرای تیمار حفاظت خاک، در نقطه خروجی حوضه ها فلوم های اندازه گیری نرخ جریان نصب شد تا در صورت بارندگی مقادیر روان آب و رسوب معلق اندازه گیری شود. در طول یک سال آماربرداری، سایر متغیرهای مورد نیاز نیز (از قبیل: درصد پوشش گیاهی، خاک، سنگریزه، رخنمون سنگی و شیب) در سرتاسر سطح حوضه بررسی و ثبت شد. نتایج موید تغییرات زیاد روان آب و رسوب طی دوره مورد مطالعه بود، به نحوی که حداکثر و حداقل رسوب ویژه به ترتیب برابر با 48/2 و 69/0 گرم بر مترمربع برای وقایع مورخ 10/11/1393 و 09/01/1394 ثبت گردید. علاوه برآن، نتیجه آزمون مقایسه میانگین نشان داد که ژئوتکستایل کنفی-کلشی توانسته رسوب ویژه را به طرز معنی داری کاهش دهد (P<0/05)، با این حال، بین روان آب دو حوضه تفاوت معنی داری مشاهده نشد (P=0/67). شیب زیاد منطقه مورد مطالعه و درصد رخنمون سنگی بالا، دلیل بالا ماندن تولید روان آب حتی بعد از اجرای تیمار حفاظت خاک می باشد. نتایج شاخص کارائی کاهش رسوب نیز ضمن تاکید بر کارائی بالای ژئوتکستایل کنفی-کلشی در کاهش رسوب، نشان داد که در رگبار 09/01/1394 بیشترین اثرگذاری در کاهش رسوب به وقوع پیوسته به نحوی که مقدار RRE برابر با 49/50 درصد به دست آمد. این عدد بیان کننده این واقعیت می باشد که در مقایسه با حوضه کنترل، ژئوتکستایل کنفی-کلشی توانسته است مقدار رسوب دهی را به نصف برساند، که عدد بسیار بالائی می باشد.
    کلیدواژگان: ژئوتکستایل کنفی، کلشی، روان آب، رسوب، حوزه آبخیز کوچک، سد قشلاق
  • مهندس زهرا عبدالهی، سیدحمیدرضا صادقی، عبدالواحد خالدی درویشان صفحات 51-62
    سرشت غیرقابل پیش بینی و تصادفی باران، شرایط مطالعه آن را دشوار می سازد. لذا ساخت و طراحی شبیه ساز باران مناسب برای شرایط حاکم بر هر منطقه از کشور با قابلیت کاربرد زیاد ضروری است. با این وجود واسنجی شرایط مناسب انجام شبیه سازی های باران و تعیین شرایط بهینه حاکم بر آن ها کم تر مورد توجه قرار گرفته است. در همین راستا، گروه مهندسی آبخیزداری دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس اقدام به طراحی و ساخت سامانه بزرگ شبیه ساز باران به همراه نازل های مناسب و قابل نصب برای شبیه سازی باران متناسب با شرایط اقلیمی استان مازندران نمود. در تحقیق حاضر، امکان سنجی تولید بارش شبیه سازی شده با شدت های دلخواه از طریق تغییر دبی، فشار پمپ و چینش نازل های مورد استفاده در سامانه مذکور و هم چنین اثر تغییر فشار و دبی ورودی به سامانه بر تغییر شدت بارش، اندازه قطرات و یکنواختی بارش در سطح پلات مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحقیقات نشان داد که تغییر فشار پمپ اثر معنی داری بر خصوصیات باران شبیه سازی شده دارد. علاوه بر آن، نتایج حاصل از عکس برداری سرعت بالا نشان داد که توزیع قطری و سرعت قطرات شبیه سازی شده در دامنه فشار10 تا 50 کیلوپاسکال، توسط نازل ساخته شده، به ترتیب بین 5/0 تا 7/4 میلی متر و 8/4 تا 9 متر بر ثانیه ثبت شد. هم چنین نتایج حاصل از طراحی و چینش شبکه نازل ها حاکی از قابلیت شبیه سازی دامنه شدت های 30 تا 120 میلی متر در ساعت با ضریب یکنواختی 80 تا 95 درصد در کل سطح 42 متر مربعی از طریق ترکیب 27 نازل فعال و غیر فعال و هم چنین تغییر دامنه ی فشار بهینه بوده است.
    کلیدواژگان: اقلیم مازندران، توزیع قطری قطرات، روش عکس برداری سرعت بالا، شبیه ساز باران، فشار بهینه
  • یحیی پرویزی، محمد قیطوری، عبدالمحمد غفوری، داوود نیک کامی، محمد روغنی، مهدی فرحپور، رضا بیات، محمدحسین مهدیان، افشین پرتوی، علی نوری صفحات 63-72
    گرمایش جهانی ناشی از تصاعد گازهای کربنی به جو زمین تهدید جدی برای توسعه پایدار کشورهای در حال توسعه نظیر ایران می باشد. برای مقابله با این چالش ترسیب کربن در عرصه منابع طبیعی رهیافتی پایدار، فاقد مخاطرات زیست محیطی تلقی می شود. این پژوهش با هدف بررسی ظرفیت عملیات مکانیکی آبخیزداری نظیر پخش سیلاب، بندهای رسوب گیر، بانکت، تراس بندی و فاروئینگ در نه استان کشور در ترسیب کربن اتمسفری اجراء شد. برای این کار، با عملیات میدانی و ثبت ویژگی های سایت های انتخاب شده، نمونه برداری خاک، زیتوده و لاشبرگ به صورت سیستماتیک تصادفی در سایت های مطالعاتی و شاهد انجام شد. نتایج نشان داد که عملیات یاد شده در دامنه های زاگرس نظیر استان های لرستان، فارس، کرمانشاه و کردستان با ترسیب حداکثری 54 تا 112 تن کربن اتمسفری بالاترین ظرفیت را در ترسیب کربن نشان دادند. میزان افزایش ذخیره کربن در منطقه هیرکانی در استان مازندران در اثر عملیات پخش سیلاب حدود 18 تن بود. در استان های واقع در مرکز و نیمه شرقی کشور با تیپ پوششی ایرانوتورانی عملیات آبخیزداری تاثیر محسوسی در ذخیره کربنی خاک و بیوماس مرتعی نداشته است. در میان مناطق مطالعاتی به ترتیب عملیات سکوبندی های سنتی و پخش سیلاب بالاترین کارائی در ترسیب کربن داشتند و بندهای رسوبگیر کارائی چندانی در این زمینه نشان ندادند.
    کلیدواژگان: ذخیره کربن، سدهای رسوبگیر، بانکت بندی، فاروئینگ، تغییر اقلیم
  • مسعود گودرزی صفحات 73-84
    داده های روزانه شبیه سازی شده توسط مدل های گردش عمومی برای آینده را می توان به عنوان ورودی مدل های هیدرولوژیکی لحاظ کرده و نتایج آن را در برنامه های بلند مدت توسعه منابع آب منظور نمود. در این تحقیق، داده های روزانه دمای حداقل، حداکثر، بارش و ساعات آفتابی ایستگاه سینوپتیک گرگان در دوره 1999-1970 با استفاده از مدل آماری LARS-WG شبیه سازی شد وپس از اطمینان از کارآیی مدل، در شبیه سازی پارامترهای هواشناسی مذکور، جهت بررسی تاثیر پدیده تغییر اقلیم بررواناب، داده های سه سناریوی A2 (سناریوی حداکثر)،A1B (سناریوی حد وسط) و B1 (سناریوی حداقل) مدل HadCM3 در دو دوره 2030-2011 و 2099-2080 با مدل آماری LARS-WG کوچک مقیاس گردید و سپس، میزان رواناب با استفاده از مدل هیدرولوژیکی IHACRES شبیه سازی و پس از واسنجی(از1978 تا 1979 با مقدار ضریب تعیین 66/0) و اعتبارسنجی این مدل (30 دسامبر 1979 تا 29 دسامبر 1980 بامقدار ضریب تعیین 65/0)، داده های دما و بارش خروجی به مدل IHACRES وارد شده و تغییرات رواناب ناشی از تغییر اقلیم در دوره های آتی نسبت به دوره پایه محاسبه گردید. نتایج نشان داد در دوره های آتی، میانگین دمای حوضه آبخیز قره سو به میزان 56/0 تا 04/1 درجه سلسیوس افزایش می یابد. مقدار بارش نیز در مقایسه با دوره پایه به میزان 28/10 تا 71/23 درصد افزایش نشان می دهد. هم چنین مقدار رواناب سه سناریو در دو دوره مورد بررسی در مقایسه با دوره پایه 35/29 تا 8/44 درصد افزایش یافته که این افزایش رواناب در دوره 2030-2011 نسبت به دوره 2099-2080 بیش تر است.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، رواناب، ریز مقیاس نمائی، HadCM3، LARS، WG، مدل IHACRES، قره سو
  • پیام ابراهیمی، مهدی اصلاح، جمیله سلیمی کوچی صفحات 85-92
    در دهه های اخیر تغییرات سریع کاربری اراضی و پوشش زمین در حومه شهرهای بزرگ ایران به ویژه شهر تهران به عنوان پایتخت، با پیامدهای مهمی مثل تخریب منابع طبیعی، آلودگی های زیست محیطی و رشد نامناسب شهرها همراه بوده است. اطلاع از تغییرات کاربری و بررسی علل و عوامل آن ها در یک دوره زمانی خاص، می تواند بسیار مورد توجه برنامه ریزان و مدیران باشد. هدف از این تحقیق بررسی کارایی مدل زنجیره ای مارکوف درجه اول جهت برآورد تغییرات کاربری اراضی و پوشش زمین برای شهر تهران و حومه آن طی بازه زمانی 30 سال می باشد. در این تحقیق از تصاویر ماهواره ای چندزمانه لندست مربوط به سال های 1975، 1990 و 2005 میلادی استفاده شده است. در ابتدا تصاویر موجود در سال های مذکور در شش کلاس و به روش حداکثر مشابهت طبقه بندی شدند. در مرحله ی بعد با استفاده از نقشه های پوشش زمین به دست آمده برای هر دوره 15 ساله، ماتریس تبدیل وضعیت کلاس های پوشش زمین بین هر دو دوره زمانی محاسبه شد. در نهایت با استفاده از ماتریس تبدیل وضعیت دوره اول، نتایج تغییرات کاربری برای سال 2005 میلادی با کمک مدل زنجیره ای مارکوف پیش بینی شد. دقت پیش بینی با مدل زنجیره ای مارکوف، به کمک نقشه های کاربری موجود برای سال 2005 بررسی شدند. نتایج حاکی از آن است که بیشترین درصد اختلاف مربوط به کلاس اراضی مزروعی (64622/0 درصد) بوده و کمترین درصد اختلاف در کلاس فضای سبز (00551/0 درصد) دیده می شود. شایان ذکر است که در تمامی موارد بزرگی این اختلافات به طورکلی کمتر از 7 درصد بوده که این رقم، مفید و قابل استفاده بودن مدل مارکوف و همچنین صحت آن را در پیش بینی تغییرات کاربری به خوبی توجیه می کند.
    کلیدواژگان: تصاویر لندست، تهران، طبقه بندی تصاویر، کشف تغییرات، مدل زنجیره ای مارکوف
  • سوسن طولابی، موسی عابدینی صفحات 93-103
    هدف از این پژوهش، پهنه بندی خطر زمین لغزش حوضه آبخیز نوژیان با مدل های همپوشانی فازی، AHP و تکنیک GIS می باشد. در این مطالعه به منظور تهیه نقشه ی پهنه بندی خطر، 9 عامل مورد بررسی قرار گرفت. این عوامل در محیط نرم افزار GIS به صورت نقشه تهیه و سپس طبقه بندی و وزن دهی شدند. این نقشه ها با نقشه ی پراکنش زمین لغزش های حوضه همپوشانی گردید تا نقش طبقات در پراکنش زمین لغزش ها مشخص شود. در نهایت، 7 عامل لیتولوژی، شیب، جهت شیب، فاصله از گسل، کاربری اراضی، بارندگی و ارتفاع به عنوان عوامل موثر در زمین لغزش های حوضه شناسایی شدند. نقشه ی پهنه بندی خطر زمین لغزش بر اساس این هفت عامل و با روش های AHP و عملگر گامای فازی با لانداهای 0.7، 0.8 و 0.9 در محیط GIS تهیه شد. از شاخص جمع کیفی (Qs) نیز برای ارزیابی صحت نقشه های پهنه بندی استفاده شد. نتایج ارزیابی نقشه ها نشان داد که، مقدار شاخص Qs برای مدل AHP برابر با 0.7 و برای عملگر گامای فازی با لانداهای 0.7، 0.8 و 0.9 به ترتیب برابر با 0.75، 0.71 و 0.63 می باشد؛ بنابراین نتیجه می گیریم که عملگر گامای فازی با لاندای 0.7 نسبت به سایر روش های ارائه شده دارای مطلوبیت بهتری در پهنه بندی خطر زمین لغزش حوضه آبخیز نوژیان می باشد و منطقی است که هرگونه برنامه ریزی محیطی با توجه به آن صورت گیرد.
    کلیدواژگان: پهنه بندی زمین لغزش، حوضه آبخیز نوژیان، مدل همپوشانی فازی، مدلAHP، روش Qs، GIS
  • عبدالواحد خالدی درویشان، مهندس وفا همایون فر، سیدحمیدرضا صادقی صفحات 105-112
    در سال های اخیر آزمایش های صحرایی فرآیند روان آب و فرسایش در مقیاس کرت و با استفاده از شبیه سازهای باران به دلیل دو مزیت شرایط خاک طبیعی و تحت کنترل بودن ویژگی های باران، مورد توجه بیشتری قرار گرفته-اند. لذا در پژوهش حاضر یک شبیه ساز باران قابل حمل در دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس دارای یک پمپ آب، سه عدد نازل باران BEX: 3/8 S24W و سه پایه جهت رساندن نازل ها به ارتفاع مناسب برای نزول باران (حداکثر 5/4 متر) طراحی و ساخته شد. به علت تحت فشار بودن سامانه، قطرات پس از خروج از نازل ها از ارتفاع 5/4 متری به صورت مخروطی کاملی از باران، قابلیت پوشش یک کرت با مساحت 2×1 متر مربع در سطح زمین را دارند. توزیع قطر و سرعت قطرات باران با استفاده از روش عکس برداری سرعت بالا و پردازش تصویر و یکنواختی باران در سطح کرت با استفاده از ضریب کریستیانسن تعیین گردید. نتایج اندازه گیری ویژگی های باران نشان داد در شدت های مختلف 30، 60 و 90 میلی متر در ساعت میانه قطر قطرات به ترتیب 07/1، 00/1 و 98/0 میلی متر، میانگین قطر قطرات به ترتیب 14/1، 05/1 و 02/1 میلی متر، سرعت متوسط قطرات به ترتیب 53/4، 08/4 و 00/4 متر در ثانیه، انرژی جنبشی باران به ترتیب 26/10، 32/8 و 00/8 ژول بر متر مربع در هر میلی متر از باران و ضریب یکنواختی به ترتیب 90، 87 و 91 درصد اندازه گیری شد.
    کلیدواژگان: انرژی جنبشی باران، سرعت حد، شبیه ساز باران، قطر قطرات باران
  • سمیه کاظمی کیا، طاهره بشارتی، مریم ذوالفقاری، محمدرضا قنبرپور صفحات 113-117
    تحلیل فراوانی سیلاب به عنوان یکی از مهمترین روش های برآورد، پیش بینی و مدیریت سیلاب در حوزه های آبخیز به شمار می رود. اجرای عملیات سازه ای کنترل سیلاب و مهندسی رودخانه از عمده ترین روش های مرسوم در کاهش خطرات سیلاب است که تحلیل فراوانی سیلاب از قدم های اولیه آن محسوب می شود. با توجه به عدم کفایت طول دوره آماری سیلابهای ثبت شده و یا ناقص بودن آمار در ایستگاه های هیدرومتری و لزوم استفاده از روش های دقیقتر، در این مقاله روش سری مقادیر حداکثر و سری مقادیر جزئی به عنوان روش های مرسوم در تحلیل فراوانی سیلاب در تعدادی از ایستگاه های هیدرومتری حوزه های آبخیز طالار و بابلرود در استان مازندران مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. این تحقیق نشان داده است که نتایج روش های سری مقادیر حداکثر و جزیی در برآورد دبی حداکثر سیلاب به طول دوره آماری حساسیت بالایی داشته که به وجود و یا عدم وجود مقادیر بیش از حد در سری مشاهداتی بستگی دارد. نتایج نشان داده است که کاربرد سری مقادیر جزیی در شرایط فقدان طول دوره آماری مناسب و طولانی می تواند برآورد قابل مقایسه ای را نسبت به کاربرد روش سری مقادیر حداکثر با طول دوره آماری کافی داشته باشد. چنین نتیجه ای اهمیت و قابلیت روش سری مقادیر جزیی در برآورد دبی سیلاب در ایستگاه های هیدرومتری با طول دوره آماری اندک را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: تحلیل فراوانی، سیلاب، سری مقادیر حداکثر، سری مقادیر جزئی
|
  • Jahangir Porhemmat Pages 1-14
    Flood is a hydrologic process whose dimensions change under different natural and artificial conditions of the earth surfaces as well as climatic conditions. Flood can be taken as a natural disaster and will bring about damages and casualties, if this phenomenon is not well recognized enough, or if it is not controlled or stopped. Appropriate planning can be taken into account to reduce the financial damages and civilian casualties caused by floods, by recognizing flood hazard and its spatial distribution. In this research, a method was suggested to determine flood hazards, based on main factors affecting hazard, and then applied for Hendijan-Jarrahi basin in the southwest of Iran. The results show that seven factors, including the intensity of flood potential, flood frequency, flood damage, flood casualties, the population exposed to the flood, residential places and lands exposed to the flood, were recognized as the main parameters to control flood hazard. Afterwards, the matric of hazard factors were identified by weighting to each of them and determining their domains based on data of floods during the last 50 years in second order basins of the country. Flooding areas also were recognized by using the Landsat TM 2002. In addition, the intensity of flooding potential were estimated with different return periods by applying the data of hydrometery stations and using regional analysis of daily and instantaneous peak flow for applying to ungaged basin. the layer of flood hazard were prepared based on 5 factors including flood frequency, flood damage, civilian casualties, the population and residential areas exposed to flooding. Then after, the flood hazard zoning were recognized and mapping, by combining and overlaying the layer of flood hazard with the layers of flooding areas and flooding intensity. By applying the model in Hendijan-Jarrahi basin, it was inferred that in this basin the maximum flooding took place in a fourth order Khairabad basin, following by Zohreh basin in Hendijan, otherwise, downstream Hendijan basin had the order of sever flood hazard. Moreover, Allah basin located in the upstream of Jarrahi had the maximum specific flood discharge yet the flood hazard in this basin was low risk. Also, the flood hazard is in the mean level of risk in Maroon and downstream of Jarrahi. Therefore, flood intensity and flood hazard do not much in one area, so it should be into account the basins which are flood prone to control the flood and reduce the flood risk.
    Keywords: Flooding area, Flood hazard index, Flood intensity, Hendijan, Jarrahi, satellite images
  • Farhang Azarang, Abdolrasoul Telvari, Hossein Sedghi, Mahmoud Shafai Bajestan Pages 15-26
    Karkheh River, the third largest river of Iran, is of high importance due to strategic environmental conditions caused by major water and agricultural projects, industrial and urban water supply. Since the probable morphological changes caused by the process of erosion and sedimentation of the river after dam construction and flooding can affect many water utilities such as a ponds, irrigation channels and pumps downstream of the dam, therefore for this purpose in the present study in a specific range of this river between hydrometric stations at the Paye-Pol and Abdolkhan, the process of erosion and sedimentation and some of its features such as changes in geodetic, cross-section shape of river and total sediment load were all examined and simulated using HEC-RAS model. The simulation period of this research was considered 12 years between 2001 to 2013 and after dam construction. The results show that near Karkheh Reservoir Dam, which is upstream studying area the erosion condition of the river is higher but in the middle and lower areas of the river, less erosion can be seen. Furthermore, in the simulation of sediment transport functions Ackres-White, Larsen and Englund-Hansen have offered better results regarding erosion and sedimentation changes of river. Also morphological studies of Karkheh River showed that construction of Reservoir Dam has failed to prevent the displacement of the central axis of Karkheh River. The results of this survey can be a good reference for the condition of Karkheh River and the effects of constructing Reservoir Dam on its condition for various engineering projects, dewatering and water transport.
    Keywords: Simulation, HEC, RAS Model, Calibration, Sediment Transport, Central Axis of River
  • Dr Massoud Goodarzi, Dr Mohsen Ranjbar, Reihaneh Bayramvand Pages 27-34
    Global warming caused by emissions of carbon gases into the atmosphere is a serious threat to sustainable development in developing countries Such as Iran. Carbon sequestration in terrestrial ecosystem is a sustainable approach, with no environmental risks. This research was conducted to assess its impacts on relieving climate change effects. Soils have a good capability in storing carbon. Herein this research, carbon sequestration was assessed in Sorkhehhesar Jajrud. Cupresus arizonica, pinus eldarica and rangeland plants were cut dried and sent to laboratory. Meanwhile soil samples were taken and sent to lab too. Based on random systematic statistical method, 6- 10 sampling plots of 10 x 10 m. size were allocated for each species at planted and unplanted (control) parts, separately. Soil sampling was made in center of each plot at 0-20cm depth after removing the organic layer of the soil surface to measure carbon sequestration, N, P, K, pH, moisture, bulk density, silt, sand, clay and gravel amount. T-test was used and also Levenn test was used for two independent samples. In order to assess the normality, K-S test was used.it is a best fit test. Also in the end, LSD test was used to assess different parts of plants. It was concluded that pinus eldarica, cupressus arizonica and rangeland plants were significantly traps carbon in the soil. This is normally named as carbon sequestration. pinus eldarica and cupressus arizonica are different significantly in carbon sequestration with outside (no plant)but as for the comparison of them with range land plant there is no significant difference though the rate is much more in the first and second species.
    Keywords: Carbon sequestration, climate change, forestation, Sorkhehhesar
  • Bahram Choubin, Arash Malekian, Farzane Sajedi Hosseini Pages 35-42
    Drought is an atmospheric phenomenon that can effect on various parts of the environment. Groundwater resources is the drought-affected sectors which less are considerate than other sectors. Aspas Plain in Fars province in recent years have a significant reduction in groundwater levels. So, the role of management in this plain is important. In this research, we use a cross-correlation function (CCF) for investigating long-and short-term drought on groundwater resources. For this purpose, the standardized precipitation index (SPI) Monthly (one, three, six, nine, 12, 18, 24 and 48 months) in the period (1985-2010) was calculated, also groundwater resources index (GRI) of the plain during the statistical period (2002-2010) were obtained from 61 wells in the plain. Cross-correlation function showed that short-term drought with delay and long-term drought simultaneously have been effected on ground water resource. Most relationship is between groundwater and SPI 24, which linear regression results showed that almost 80 percent of the average variance water table of Aspas Plain affected by changes in rainfall (SPI 24) and nearly 20 percent of it is influenced by other items.
    Keywords: Cross Correlation Function, Meteorological Drought, Water Table, Standardized Precipitation Index, Groundwater Resources
  • Mohammad Ayub Mohammadi, Atallah Kavian, Karim Solaimani Pages 43-50
    Geotextiles has been used to conserve eroded hillslopes, decrease soil loss and prepare bed for plant growth over the course of past few decades. In this study we tried to investigate the effectiveness of geotextiles for reducing runoff and sediment yield from an experimental micro-catchment. Two micro-catchment (control & treatment) were selected then the jute geotextile was installed as a buffer along contour line against superficial flow. Then, each micro-catchment was equipped with a flume at its outlet to measure runoff rate during storm events. Other variables (i.e. vegetation cover, soil, surface scree and slope steepness) were monitored during study period. Results showed high runoff and sediment variations during measurement period, so that the maximum and minimum specific sediment yield were equal to 2.48 and 0.69 gr.m-2 for events 30-Jan-2015 and 29-March-2015, respectively. Also, compare mean test revealed significant differences in specific sediment yield between two micro-catchments (P
    Keywords: jute geotextile, runoff, sediment, micro, catchment
  • Zahra Abdollahi, Seyed Hamidreza Sadeghi, Abduldr.Vahed Khaledi Darvishan Pages 51-62
    unpredictable, rare and random nature of natural rainfall. The rainfall simulator, as an alternate effective approach, facilitates quick measurements of different hydrologic components. However, calibrated suitable conditions and optimization of governing situation have been rarely taken in to account. Therefore, the Nozzle Type Rainfall Simulator Laboratory was established at Tarbiat Modares University to simulate rainfall similar to storm events happened in Mazandaran Province climate. In the current study, the potency of creating different rainfall intensities by permuting intake discharge, water pressure and nozzle decoration and also their effects on simulated rainfall characteristics were investigated. The results indicated that in different water pressure, the simulated rainfall characteristics were significantly different. The results also showed that drop size distribution and their velocities produced by manufactured nozzle coded as Apd4, in optimum pressure (10 to 50 kpa), were 0.5 to 4.7 mm and 4.8 to 9 m s-1 respectively. Besides, The results also indicated that a rainfall with intensity of 30 to 120 mm h-1 with coefficient of uniformity ranged from 80 to 95% by 27 nozzle spacing 0.85 m could be properly simulated under intake optimum pressure.
    Keywords: Mazandaran climate, Drop size distribution, High speed imaging method, Rainfall simulator, optimum pressure
  • Yahya Parvizi, Mohammad Gheituri Pages 63-72
    Global warming caused by emissions of carbon gases into the atmosphere is a serious threat to sustainable development in developing countries Such as Iran. Carbon sequestration in terrestrial ecosystem is a sustainable approach, with no environmental risks. This research was conducted to evaluate watershed management mechanical operations including water harvesting, terracing, sediment trapping dams, banquette and furrow in different regions of the country (nine provinces) in atmospheric carbon sequestration and to offer optimal options for these regions. For this purpose, field operations were done for soil, biomass and litter sampling, using systematic randomized method in representative sites and control sites. According to research results, regions in the hillsides of the Zagros mountains including Lorestan, Fars, Kermanshah and Kurdestan showed the maximum carbon sequestration potential in about 54 to 112 ton carbon per hectare. In Hirkani regions in Mazandaran province, water harvesting system operation sequestered about 18 ton carbons per hectare. Watershed management operation in center and west part of country with Iranotorani cover type cannot affect in soil organic carbon stock and rangeland biomass, significantly. In study areas, indigenous terracing and water harvesting systems have higher efficiency in carbon sequestration, respectively and different sediment trapping dams did not show significant effect in this case.
    Keywords: Carbon stock, dams, Furrow, Banquette, Climate change
  • Massoud Goodarzi Pages 73-84
    Climate change impacts are very dependent on regional geographic features and local climate variability. Impact assessment studies on climate change should therefore be performed at local or at most at the regional level for the evaluation of possible consequences. However, climate scenarios are produced by Global Circulation Models with spatial resolutions of several hundreds of kilometers. For this reason, downscaling methods are needed to bridge the gap between the large scale climate scenarios and the fine scale where local impacts happen. A stochastic weather generator, however, can serve as a computationally inexpensive tool to produce multiple-year climate change scenarios at the daily time scale which incorporate changes in both mean climate and in climate variability. In paper, LARS-WG model were used to downscale GCM outputs and then assessment of the performance were done for generated daily data of precipitation, minimum and maximum temperature and sunshine hours. Study area is Ghare-su basin in Gorgan and the station is called Gorgan synoptic station. The first step is running the model for the 1970-1999 period. Then mean of observation and synthetic data were compared. T-test was used in the 95% significance level, and the difference between observation and synthetic data was not significant. Finally monthly mean of observation and synthetic data were compared using Statistical parameters such as NA, RMSE & MAE. As a final result, it is found that performance of model is appropriate for generating daily above listed data in Ghare-su basin. So, it is possible to predict the climatic parameters from GCM output using LARS-WG model. Also minimum and maximum temperatures have highest and sunshine hours have lowest correlation.
    Keywords: Climate change, climatic scenarios, Down, scaling, LARS, WG, QaraSu
  • Payam Ebrahimi, Mehdi Eslah, Jamileh Salimi Kochi Pages 85-92
    In recent decades, rapid changes of land use and land cover in the suburbs of major cities in Iran, especially Tehran as the capital, has been growing with important consequences such as the destruction of natural resources, environmental pollution and poor growth of cities. Land use changes and investigation of their causes and factors in a certain time period can be very vital for planners and managers. Purpose of this research is investigation of first grade Markov chain model efficiency for estimating land use changes and land cover for Tehran city and its suburbs during the period of 30 years. In this research multi-temporal LANDSAT satellite images of 1975, 1990 and 2005 were used. Initially, these images were classified in six classes and to the maximum likelihood method. Then, using land cover maps obtained for each period of 15 years, the transformation matrix for land cover classes were calculated between each both time periods. Finally, using the transformation matrix of the first period, the results of land use changes for 2005 was predicted by Markov chain model. Accuracy of the predict with Markov chain model were checked with the help of existing land use maps for 2005. The results showed that the highest percentage of difference is related to arable lands class (0/64622 percent) and the lowest percentage of difference is seen in green space class (0/00551 percent). It is worth noting that in all cases the magnitude of these differences was generally less than 7%, that this number is justified the useful and usable Markov model and its accuracy to predict changes well.
    Keywords: Changes detection, Images classification, Landsat images, Markov chain model, Tehran
  • Susan Tulabi, Muosa Abedini Pages 93-103
    The purpose of this study is, the landslide hazard zonation in Nojian watershed with the models overlay Fuzzy, AHP and GIS the technique. In this study in order to obtain hazard zonation map, were studied 9 factors. This factors in GIS software were prepared to map, and then was classification and weight. These maps were overlapped with the landslides distribution map, until be determined role the classes in landslides distribution. Finally, the 7 factor, lithology, slope, aspect, distance from the fault, land use, precipitation and elevation were identified as factors influencing in landslides the watershed. The maps the landslide hazard zonation was prepared based on these 7 factors and the methods of AHP and Fuzzy Gamma operator 0.7, 0.8 and 0.9 in GIS. The indexe Quality sum (Qs) also were used for evaluate the accuracy of zonation maps. The results the evaluation the maps showed that the amount the indexe Qs for AHP model equal is by 0.7, and for Fuzzy Gamma operator 0.7, 0.8 and 0.9 is respectively equal is by 0.75, 0.71 and 0.63. Therefore, conclude that the operator the Fuzzy gamma 0.7 compared to other methods is has better utility in the landslide hazard zonation the Nojian watershed, and is reasonable that, be done take any environmental planning with respect to it.
    Keywords: Landslide zonation, Nojian watershed, Fuzzy Overlay model, AHP model, Qs method, GIS
  • Dr. Abdulvahed Khaledi Darvishan, Vafa Homayonfar, Dr. Seyed Hamidreza Sadeghi Pages 105-112
    The field experiments of runoff and erosion process at plot scale using rainfall simulators have been recently more considered, because of both advantages of natural conditions of soil and treatable characteristics of rainfall. A portable rainfall simulator was therefore designed and constructed in Faculty of Natural Resources of Tarbiat Modares University, with a water pomp, three nozzles of BEX: 3/8 S24W and a tripod to get the nozzles to the suitable height of raindrop fall (max 4.5 m). As the full falling cone, the raindrops ejected from the nozzles at the height of 4.5 m could cover the whole area of 1×2 m2-plot at ground level uniformly, due to the pressure of the system. The raindrop’s diameter distribution and velocity were calculated using high speed photography and image processing technique and the uniformity of rainfall on the plot area was then determined using Christiansen coefficient. The results of rainfall characteristics measurements showed that the median diameters of 1.07, 1.00 and 0.98 mm, mean diameters of 1.14, 1.05 and 1.02 mm, mean velocities of 4.53, 4.08 and 4.00 m s-1, kinetic energies of 10.26, 8.32 and 8.00 J m-2 mm-1 and uniformity coefficient of 90, 87 and 91 % were calculated for rainfall intensities of 30, 60 and 90 mm h-1, respectively.
    Keywords: Critical Velocity, Kinetic Energy of Rainfall, Raindrop Diameter, Rainfall Simulator
  • Somayeh Kazemikia, Tahereh Besharati, Maryam Zolfaghari, M. Reza Ghanbarpour Pages 113-117
    Flood frequency analysis can be considered as one of important methods of flood estimation, forecasting and management in river basins. Structural river engineering and flood control practices are major convenient flood mitigation approaches, whereas, flood frequency analysis is the first steps to achieve this purposes. In this paper maximum and partial duration series as two convenient flood frequency analysis methods were applied in some hydrometric stations in Talar and Babolrud basin in Mazandaran province, regarding to the lack of the recorded flood data series or missing data in hydrometric stations and necessitate of application of more accurate methods. This research has shown that the results of maximum and partial duration series are very sensitive to the length of the data series, which is depends on the existing of the extreme flood values in observation series. It can be concluded that application of partial duration series can have reasonable estimation in the case of not suitable and short period of data series, in comparison with application of maximum series with an enough data series period. This result can show the capability and importance of partial duration series for flood frequency analysis in hydrometric station with short duration data series.
    Keywords: Frequency analysis, Flood, Maximum series, Partial duration series