فهرست مطالب

منابع آب و توسعه - سال سوم شماره 2 (پیاپی 10، تابستان 1394)

نشریه منابع آب و توسعه
سال سوم شماره 2 (پیاپی 10، تابستان 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/06/25
  • تعداد عناوین: 20
|
  • امین ذرتی پور* صفحات 1-10
    رسوب معلق یکی از بزرگ ترین منابع آلوده کننده غیرنقطه ای و عامل اصلی تخریب کیفیت آب های سطحی است. به طور کلی روش های هیدرولیکی و آماری زیادی برای برآورد بار معلق وجود دارد. مدل های هیدرولیکی انتقال رسوب نمی توانند بار معلق رسوب را پیش بینی کنند؛ اما مدل های منحنی سنجه (روش های آماری)، معمول ترین روش های هیدرولوژیکی برآورد بار معلق هستند که مکرر مورد استفاده قرار می گیرند. هدف از انجام این تحقیق، تعیین کارایی روش های هیدرولوژیکی متداول برآورد بار معلق رودخانه های سیلابی و همچنین انتخاب بهترین روش برآورد رسوب است که در دوره آماری 1350 تا1390 در ایستگاه هیدرومتری گلینک حوزه آبخیز طالقان انجام پذیرفت. در این راستا چهار روش منحنی سنجه شامل یک خطی، دوخطی و روش حدواسط دسته ها و روش فائو، با استفاده از پنج معیار RMSE، MAE، R2، انحراف معیار و نش ساتکلیف با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج نشان داد روش حد وسط دسته ها با MAE برابر با 6583 تن در روز، ضریب تبیین 71 درصد، RMSE برابر با 6751 تن در روز و ضریب نش- ساتکلیف 57/ 0 نسبت به روش های دیگر از دقت و صحت بیشتری برخوردار است. همچنین تغییر در داده های مورد استفاده در روش های هیدرولوژیکی، روش بهینه را تغییر می دهد. بالا رفتن دبی لحظه ای رودخانه نیز باعث افزایش خطای مدل های منحنی سنجه افزایش می شود.
    کلیدواژگان: منحنی سنجه، رسوب معلق رودخانه، حد وسط دسته ها، گلینک
  • فریبا صادقی اقدم*، اصغر اصغری مقدم، عطاءالله ندیری صفحات 11-23
    به منظور شناسایی و کنترل آلودگی های مربوط به فلزات سنگین از جمله آرسنیک می بایست مناطق دارای آنومالی بالا تعیین و توزیع آلودگی و روند تغییرات آن در منطقه مورد مطالعه مشخص شود. با توجه به اهمیت منابع آبی سد سهند در تامین آب شرب، کشاورزی و صنعت مردم ناحیه و با توجه به گزارش های تاثیر سوء مصرف آب شرب حاوی مقادیر بالای آرسنیک بر سلامت مردم، مطالعه منابع آب سطحی و زیرزمینی در این منطقه ضروری است. در مطالعه حاضر به منظور ارزیابی اولیه تغییرات زمانی مقادیر آنومالی آرسنیک از داده های هیدروشیمیایی پایش کیفی سازمان آب منطقه ای آذربایجان شرقی طی سال های 1382 تا 1390 استفاده شد. همچنین از داده های هیدروشیمیایی مربوط به 50 نمونه برداشت شده توسط گروه زمین شناسی دانشگاه تبریز در زمستان سال 1390 برای تعیین منشا غلظت های بالای آرسنیک، تعیین مناطقی با پتانسیل بالای آلودگی آب زیرزمینی و تهیه نقشه توزیع مکانی آنومالی های آرسنیک در منطقه استفاده شد. از بین روش های آماری، روش کوکریجینگ برای درون یابی مقادیر آرسنیک در محدوده مورد مطالعه انتخاب شد. مراحل مدلسازی زمین آماری، ترسیم واریوگرام و انتخاب مدل بهینه در محیط نرم افزار زمین آماری GS+ و تهیه نقشه توزیع آنومالی آرسنیک در محیط نرم افزار Arc GIS صورت پذیرفت.
    کلیدواژگان: آرسنیک، کوکریجینگ، زمین آمار، تغییرات زمانی، توزیع مکانی، سد سهند
  • کاظم صابرچناری*، عبدالرضا بهره مند، حسین سلمانی صفحات 24-34
    در دهه های گذشته توجه بسیاری بر شبیه سازی روابط بارش– رواناب معطوف و مدل های زیادی بدین منظور پیشنهاد شده است. مدل های هیدرولوژیکی، بازنمایی ساده ای را از سیستم هیدرولوژیکی طبیعی فراهم می آورند. انتخاب این مدل ها عمدتا وابسته به هدف مدلسازی است؛ همچنین به اطلاعات در دسترس نیز بستگی دارد. در این پژوهش، جریان رودخانه و رواناب سطحی با استفاده از مدل WetSpa شبیه سازی شدند. مدل WetSpa یک مدل هیدرولوژیکی زمان پیوسته فیزیکی و توزیعی است که فرایندهای هیدرولوژیکی را برای پیکسلی با اندازه یک مترمربع شبیه سازی می کند. در مطالعه حاضر، داده های هواشناسی حوضه آبخیز ارازکوسه بخشی از حوزه آبخیز گرگان رود در استان گلستان طی سال های 1989 تا 1993 شامل اندازه گیری های بارش، دما و تبخیر در 3 ایستگاه به عنوان ورودی WetSpa در نظر گرفته شدند. برای اجرای مدل، 3 نقشه پایه مدل رقومی ارتفاع، کاربری اراضی و نوع خاک با ابعاد سلولی 80 متر تهیه شدند. نتایج شبیه سازی، تطابق نسبتا خوبی را بین هیدروگراف های محاسبه و اندازه گیری شده در خروجی حوضه نشان دادند. مدل بر اساس معیار نش- ساتکلیف، هیدروگراف های روزانه را با دقت 62 و 50 درصد به ترتیب برای دوره های واسنجی و ارزیابی و دبی حداکثر را با دقت 85 درصد برآورد کرد.
    کلیدواژگان: مدل هیدرولوژیکی، توزیعی، WetSpa، حوزه آبخیز گرگان رود
  • مجتبی قرائتی جهرمی، سید حجت موسوی، عباسعلی ولی، فاطمه پناهی، حسن خسروی* صفحات 35-50
    آب به عنوان مظهر حیات، یکی از مهم ترین عناصر موجود در طبیعت است. با توجه به اهمیت بیشتر این ماده در مناطق خشک و نیمه خشک نسبت به سایر پهنه های اقلیمی؛ باید تمهیداتی برای مدیریت صحیح استفاده از آب صورت گیرد تا بتوان از ایجاد شرایط بحرانی در این مناطق جلوگیری به عمل آورد. بیابان زایی بعد از تغییر اقلیم و کمبود آب شیرین، سومین چالش زیست محیطی مهم جهان در قرن 21 محسوب می شود. در این پژوهش شدت بیابان زایی با استفاده از مدل IMDPA و شاخص هدایت الکتریکی (EC) که نشان از کیفیت آب زیرزمینی دارد، در بازه زمانی 1975 تا 2010 در دشت کاشان بررسی شده است. در این راستا امتیاز نهایی هر یک از پهنه ها بر اساس میانگین هندسی در دو دوره محاسبه و در نهایت شدت بیابان زایی در هر پهنه بر مبنای کیفیت آب زیرزمینی تعیین شد. نتایج نشان داد که بیش از 99% از اراضی دشت کاشان در کلاس بیابان زایی خیلی شدید قرار دارند.
    کلیدواژگان: بیابان زایی، IMDPA، آب زیرزمینی، میانگین هندسی، کیفیت آب، دشت کاشان
  • کمال امیدوار، شهاب شفیعی، زهرا تقی زاده* صفحات 51-66
    خشکسالی در سال های اخیر بیش از سایر حوادث، زندگی انسان را با بحران مواجه ساخته است. آگاهی از خشکسالی می تواند خطر زیان های ناشی از این پدیده از جمله ایجاد بحران آب را تا حد قابل توجهی کاهش دهد. بنابراین پژوهش حاضر شرایط بارش در استان کرمان، ویژگی های خشکسالی، پهنه بندی خشکسالی های فراگیر و در نهایت مناطق دارای ذات مشابه وقوع خشکسالی را با استفاده از تحلیل خوشه ای- فاصله ای تحلیل می کند. برای انجام پژوهش از روش های آماری شاخص استاندارد بارش و روش تحلیل خوشه ای- فاصله ای استفاده شده است. پس از سنجش روش های مختلف برای تعیین تعداد خوشه ها و فاصله، بهترین روش به ترتیب روش وارد و فاصله اقلیدسی در نظر گرفته شد. در نهایت چهار خوشه با درصد تشابه قابل قبول شناسایی شدند. خوشه اول به صورت یک محدوده مجزا در گوشه غربی و خوشه دوم در قسمت های غربی، جنوب غربی و شرقی استان مشاهده می شود. خوشه سوم که گسترده ترین خوشه است طیف وسیعی از وسعت استان را در بر می گیرد و خوشه چهارم نیز در قسمت های غربی استان دیده می شود. با توجه به نتایج، به لحاظ فراوانی وقوع خشکسالی، به ترتیب خوشه های دوم، سوم، چهارم و اول در اولویت خطر وقوع خشکسالی و بحران آب قرار دارند.
    کلیدواژگان: خشکسالی، SPI، تحلیل خوشه ای، فاصله ای، استان کرمان
  • حمید سعیدی*، اکبر باغوند، محمدحسین نیک سخن، ابوالفضل اکبرپور، صادق صادقی طبس صفحات 67-75
    آب های زیرزمینی همواره به عنوان یکی از منابع عمده تامین آب شرب و کشاورزی به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک مطرح بوده اند. بر این اساس پیش بینی نوسانات سطح آب زیرزمینی می تواند به برنامه ریزی و تصمیم گیری های بعدی برای تامین آب مورد نیاز کمک کند. در این تحقیق، یک مدل شبیه ساز آب های زیرزمینی با امکان دسترسی به کد برنامه، در نرم افزار MATLAB ارائه شده است. استفاده از مدل ارائه شده سبب ایجاد انعطاف پذیری بیشتر در شبیه سازی جریان آب زیرزمینی نسبت به سایر روش های شبیه سازی آب زیرزمینی می شود. مدل مذکور برای شبیه سازی آبخوان دشت بیرجند مورد استفاده قرار گرفت. مدل سازی در شرایط ماندگار، برای مهر 1389 و در شرایط غیرماندگار، برای یک دوره یک ساله (سال آبی 90-1389) با 12 دوره تنش ماهیانه انجام گرفت. نتایج نشان داد ارتفاع سطح آب زیرزمینی از شرق به غرب و جنوب غربی آبخوان، کاهش می یابد. همچنین با مقایسه سطح آب زیرزمینی در ابتدا و انتهای دوره شبیه سازی، مشاهده شد که سطح آب زیرزمینی در طول دوره شبیه سازی افت مرده و مقدار افت سطح آب، در منطقه غربی آبخوان نسبت به سایر مناطق بیشتر است. این موضوع می تواند به دلیل تغذیه نشدن و خروج طبیعی سفره از خروجی دشت در این بخش از منطقه رخ داده باشد.
    کلیدواژگان: مدل شبیه ساز آب زیرزمینی، دشت بیرجند، MODFLOW، MATLAB
  • حمیدرضا قره چایی، علیرضا اولیایی*، ایمان فاتحی صفحات 76-87
    افزایش یا کاهش دبی جریان، تاثیر مستقیم بر منابع آب سطحی و مدیریت آن ها در یک منطقه دارد. بر این اساس، در مطالعه پیش رو از آزمون های ناپارامتری من-کندال و شیب تخمینگر سن جهت تعیین صعودی یا نزولی بودن روند دبی و همچنین از آزمون پتیت برای آشکارسازی نقاط تغییر و شیفت های ناگهانی آن در 12 ایستگاه هیدرومتری استان فارس در خلال سال های 91-1351 استفاده شد. علاوه بر این روش TFPW رویکردی بود که به منظور محدود کردن اثر خودهمبستگی و همبستگی متوالی در آزمون من-کندال به کار گرفته شد. نتایج آزمون من-کندال و سن بیانگر کاهش روند در تمامی ایستگاه های مورد مطالعه است. همچنین نتایج آزمون پتیت نشان داد که در 4 ایستگاه از 12 ایستگاه، نقطه تغییر در حد فاصل سال های 1378-1377 به و قوع پیوسته است. ایستگاه پل خان (انتهای رودخانه کر) با کاهش 942/ 15 مترمکعب بر ثانیه در میانگین سالانه دبی جریان بین دو دوره (پس از تغییر نسبت به دوره پیش از تغییر) و همچنین آماره من-کندال (251/ 0-=z) و شیب (513/ 0-)، بیشترین تغییرات و روند نزولی را داشته است.
    کلیدواژگان: روند جریان، آزمون من، کندال، شیب تخمینگر سن، آزمون پتیت، استان فارس
  • فرناز ارشادفتح*، صبا سقایی صفحات 88-95
    بارش مهم ترین و موثرترین منبع تامین آب است و برآورد و پیش بینی آن در برنامه ریزی و بهره برداری صحیح از منابع آب، تعیین خط مشی های توسعه کلان کشور و به حداقل رسانی خسارات ناشی از سیلاب و خشکسالی نقش موثری را ایفا می کند. استفاده از مدل های سری زمانی می تواند در الگوسازی و پیش بینی داده های بارش مفید باشد. بر این اساس در پژوهش حاضر با استفاده از مدل های سری زمانی به الگوسازی پارامتر بارش در ایستگاه سینوپتیک شهر روانسر در دوره آماری (2009-1988) پرداخته شده است. مقایسه مدل های مختلف سری زمانی با یکدیگر با استفاده از معیارهای AICو SBC و MSE صورت پذیرفت. همچنین برای صحت سنجی نتایج به دست آمده نمودارهای مربوط به باقیمانده های مدل ترسیم شد. بدین ترتیب مدل آریمای فصلی ضربی ARIMA(3،0،1)*(2،1،0)12 بین مدل های سری زمانی برازش داده شده، به عنوان مدل بهینه انتخاب شد.
    کلیدواژگان: الگوسازی، سری زمانی، روانسر، AIC، SBC
  • مهری کاکی*، حسن مومن رومیانی، اسماعیل اسدی صفحات 96-113
    بررسی روند تغییرات کیفی منابع آب، اثر قابل توجهی بر برنامه ریزی و مدیریت پایدار منابع آب در هر منطقه دارد. در پژوهش حاضر، از آزمون های ناپارامتری مان-کندال (مرسوم) و اسپیرمن برای تحلیل روند توزیع زمانی و مکانی تغییرات کیفی منابع آب زیرزمینی دشت های دهگلان و قروه استان کردستان طی سال های 1390-1371 استفاده شد. در این راستا، متغیرهای هیدروژئوشیمیایی شامل مجموع کاتیون ها، مجموع آنیون ها، TH، EC، Na+، SO4-2، Na، Mg+2، TDS، SAR، Ca+2 and HCO-3 در خرداد (پر آب) و شهریور (کم آب) تحلیل شدند. برای سری های زمانی، خط روند با استفاده از تخمینگر سن استخراج شد و روش وزن دهی عکس فاصله برای مشاهده روند مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که ماکزیمم شیب روند در سطح معنی داری 95 درصد در ایستگاه صندوق آباد (دشت دهگلان) و ایستگاه مبارک آباد (دشت قروه) مربوط به متغیر ECاست. همچنینECدر بخش های جنوب و شمال شرقی دشت های دهگلان و قروه افزایش یافته است. علاوه بر این آزمون های من-کندال و اسپیرمن توانایی خوبی در تعیین روند در سطح معنی داری تایید شده نشان دادند.
    کلیدواژگان: اسپیرمن، تحلیل روند، دشت های دهگلان و قروه، مان، کندال
  • بررسی مخاطرات محیطی ناشی از افت سطح آب زیرزمینی، مطالعه موردی: دشت اردبیل
    محمدحسن حیدریان*، فاضل خالقی، بهزاد حاج علیلو، عبدالرضا کابلی صفحات 114-120
    در بیشتر نقاط ایران، آب زیرزمینی تنها منبع تامین نیازهای آبی است. طی دو دهه اخیر افت سطح آب زیرزمینی، چرخه هیدرولوژی را تغییر داده و مخاطرات محیطی متعددی را ایجاد کرده است. در این پژوهش، مخاطرات ناشی از تخلیه آب زیرزمینی در دشت اردبیل تشریح شده است. طی 15 سال اخیر برداشت بی رویه از آبخوان آبرفتی دشت اردبیل و افزایش 40 درصدی تعداد چاه ها، باعث افت سطح آب زیرزمینی به میزان 23 /8 متر و کاهش 22 درصدی آبدهی چاه ها و افزایش شوری آب زیرزمینی به میزان 7/ 46 درصد شده است. با توجه به افت شدید سطح آب زیرزمینی و وجود میان لایه های ماسه ای- شنی و رسی- سیلتی، در آینده احتمال وقوع پدیده فرونشست در این دشت وجود دارد. انتقال آب بین حوزه ای (از سرشاخه های رودخانه سفیدرود)، پر کردن چاه های غیر مجاز و تغذیه مصنوعی از راهکارهای عملیاتی برای جلوگیری از افزایش افت سطح آب زیرزمینی در دشت اردبیل است.
    کلیدواژگان: مخاطرات محیطی، افت سطح آب زیرزمینی، اردبیل
  • محمد ناظری تهرودی*، کیوان خلیلی صفحات 121-130

    مدل سازی فرایندهای هیدرولوژیکی به دلیل وجود پارامترهای زیاد و اندرکنش متقابل اجزای سیستم، از پیچیدگی و اهمیت خاصی برخوردار است. از این رو انتخاب مدل مناسب و روش های تخمین پارامترهای این مدل ها، اهمیت فراوانی دارد. بر این اساس در پژوهش حاضر، مجموع بارندگی سالانه ایستگاه سینوپتیک شهرکرد در دوره آماری 2010-1961، با استفاده از مدل های خطی سری زمانی آرما، مدل سازی و به مدت 10 سال پیش بینی شد. در این راستا از دو روش گشتاورها و حداکثر درست نمایی برای تخمین پارامترهای مدل آرما، استفاده شد. هر دو روش بر اساس معیار آکاییکه کمتر، مدل (ARMA(0،1 را انتخاب کردند. نتایج حاصل از بررسی و صحت سنجی مدل نشان داد که روش گشتاورها، سری زمانی اولیه را با دقت بیشتری نسبت به روش حداکثر درست نمایی پیش بینی می کند.

    کلیدواژگان: بارندگی سالیانه، مدل آرما، پیش بینی بارش، شهرکرد
  • شیوا ترابیان*، حسین مرادی، محمد شفیعی زاده صفحات 131-139
    امروزه، تغییر اقلیم به عنوان یکی از مهم ترین مخاطرات پیش روی حیات روی کره زمین، موجب افزایش دما، تغییر نوع بارش، تغییر الگوی توزیع مکانی و زمانی بارش و میزان بارندگی شده است. تغییر الگوی بارش و کاهش میزان آن به همراه افزایش طول دوره رشد موجب کاهش تراکم و تغییر تنوع گیاهی می شود. از این رو، بررسی تغییرات اقلیمی و شناخت پیامدهای آن بسیار ضروری است. تحقیقات نشان داده اند که تغییرات اقلیمی اخیر در بسیاری از مناطق کره زمین موجب افزایش طول دوره رشد می شود. بر این اساس هدف از مطالعه حاضر شبیه سازی تغییرات اقلیمی در منطقه گناباد در دو دهه آینده و مقایسه آن با داده های گذشته است. در این راستا از داده های ایستگاه سینوپتیک گناباد به همراه نرم افزار LARS-WG، مدل Had CM3 و سناریوهای A1B، A2 و B2 استفاده شده است. نتایج نشان داد که میانگین دمای سالانه این ایستگاه از سال 1990 تا 2030، یک درجه سانتی گراد افزایش خواهد یافت. همچنین دوره رشد گیاهان به میزان 6 تا 18 روز زیاد می شود. بدیهی است افزایش دما و طولانی تر شدن دوره رشد گیاهان سبب کاهش منابع آب در دسترس و افزایش نیاز آبی گیاهان خواهد شد.
    کلیدواژگان: تغییرات اقلیمی، طول دوره رشد، LARS، WG، ایستگاه سینوپتیک گناباد
  • عبدالرضا واعظی هیر، مهری تبرمایه* صفحات 140-151
    بهترین راه حل برای محافظت از آبخوان ها، جلوگیری از ورود آلودگی به آبخوان به جای بهسازی آبخوان های آلوده است. بدین منظور باید میزان آسیب پذیری آبخوان ها ارزیابی شود. در این پژوهش، از مدل های DRASTIC، SINTACS و SI برای ارزیابی آسیب پذیری ذاتی آبخوان دشت تبریز استفاده شد. در این راستا، داده ها شامل نقشه های محیط آبخوان، محیط منطقه اشباع، سطح آب زیرزمینی، نرخ تخلیه، محیط خاک، رسانایی هیدرولیکی، توپوگرافی و کاربری اراضی و سپس نقشه پهنه بندی آسیب پذیری برای هر مدل تهیه شد. برای ارزیابی کارایی مدل ها، همبستگی بین شاخص آسیب پذیری و غلظت نیترات محاسبه شد. مدل DRASTIC با توجه به سطح معنی داری ضریب همبستگی محاسبه شده با استفاده از روش اصلاح پارامتر واسنجی شد. نتایج نشان داد که مدل DRASTIC اصلاحی با ضریب همبستگی 724/ 0 بهترین مدل برای ارزیابی آسیب پذیری آبخوان است. در نهایت، با هم پوشانی نقشه های آسیب پذیری و کاربری اراضی، نواحی تاثیرپذیر از آلودگی ناشی از فعالیت های کشاورزی مشخص شدند. بر این اساس بیشتر نواحی آبخوان در خطر آسیب پذیری متوسط و پائین و 31/ 4 درصد از آن ها در خطر آسیب پذیری بالا قرار دارند. بنابراین برای جلوگیری از افزایش آسیب پذیری آبخوان مورد بررسی پیشنهاد می شود استفاده از کودها و آفت کش ها در زمین های کشاورزی دشت تبریز کاهش یابد.
    کلیدواژگان: آسیب پذیری آبخوان، دشت تبریز، DRASTIC، SI، مدل های SINTACS
  • سعید عنبرنژاد، ثمر مرتضوی*، علیرضا سلیمانی صفحات 152-168
    میکروآلاینده های دارویی به دلیل داشتن عملکردهای متفاوت فیزیکوشیمیایی یا فعالیت های بیولوژیک به همراه پایداری و تجمع بالا در رودخانه ها انتشار یافته اند. رودخانه کرج از بزرگ ترین اکوسیستم های آبی در استان البرز است. هدف این پژوهش بررسی حضور، منابع و سرنوشت آلاینده های دارویی در رودخانه کرج است. روش تحقیق به صورت مشاهدات میدانی و توصیفی- تحلیلی بوده و تجزیه و تحلیل اطلاعات کیفی است. برای انجام این پژوهش، پایگاه های علمی معتبر داروشناسی مورد بررسی قرار گرفته و از به روزترین منابع از جمله کتب، مقالات و افراد متخصص استفاده شده است. باقیمانده های دارویی از طریق ادرار و مدفوع وارد شبکه های فاضلاب شده و به وسیله تصفیه خانه ها به همراه سپتیکطتانک ها در رودخانه کرج تخلیه می شوند. منابع آلودگی با روش تقسیم منابع به دو منبع آلودگی نقطه ای و غیر نقطه ای نشر در رودخانه کرج بررسی شدند. تصفیه خانه ها و مکان های دفن زباله از منابع آلودگی نقطه ای اند، در حالی که لجن فاضلاب ها از منابع نشر هستند. تجزیه بیولوژیکی، تجزیه نوری، جذب و نقل و انتقال از عوامل موثر بر سرنوشت آلاینده ها در رودخانه کرج با اقلیمی معتدله هستند. کنترل منابع آلودگی از پیشنهادات کاربردی این پژوهش هستند.
    این مقاله از پایان نامه کارشناسی ارشد مصوب در تاریخ 17/01/94 اداره تحصیلات تکمیلی در جلسه 14 شورای آموزشی و تحصیلات تکمیلی دانشگاه ملایر استخراج شده است.
    کلیدواژگان: آلاینده های دارویی، وقوع، منابع، سرنوشت، رودخانه کرج
  • سیدعلی وصالی*، رضا قضاوی، محمدحسین رستم، اسماعیل حیدری علمدارلو، رضا باقری فهرجی صفحات 169-188
    متغیرهای هواشناسی مورد نیاز در مدیریت منابع آب تنها برای نقطه اندازه گیری معتبر هستند و برای برآورد آن ها در نقاط بدون داده باید از روش های درون یابی استفاده شود. مطالعه پیش رو به منظور بررسی انتخاب بهترین روش درون یابی مکانی برای برآورد میزان متوسط بارش سالانه در کشور ایران انجام شد. بدین منظور از آمار بارش 180 ایستگاه سینوپتیک در سطح کشور استفاده شد. سپس با استفاده از روش های مختلف درون یابی قطعی (IDW، GPI، LPI و RBF) با توان های مختلف (1، 2، 3، 4 و 5) و مدل های متفاوت (اسپلاین نواری کاملا منظم، چندربعی معکوس، چند ربعی، نواری با کشش و نواری با ضخامت کم) و روش های درون یابی زمین آماری کریجینگ و کوکریجینگ به بررسی الگوی توزیع مکانی متوسط بارندگی سالانه در سطح کشور ایران و شناخت مناسب ترین روش درون یابی بارش سالانه در کشور پرداخته شد. نتایج نشان داد از میان روش های درون یابی قطعی، روش RBF با مدل نواری با کشش دارای کمترین مقدار RMSE و بیشترین مقدار همبستگی است. در نهایت با استفاده از روش ارزیابی متقابل و شاخص های RMSE، MBE، MAPE و R، مناسب ترین روش درون یابی از میان روش های قطعی و زمین آماری، انتخاب و با استفاده از روش مناسب تر (کریجینگ)، نقشه بارش سالانه در Arc GIS تهیه شد.
    کلیدواژگان: زمین آمار، درون یابی، متوسط بارش سالانه، ایران، RBF
|
  • Amin Zoratipour* Pages 1-10
    Sediment suspended load is one of the largest contaminated non-point sources and major factor in the degradation of surface water quality. In general، there are many hydraulics and statistical methods to estimate suspended load. The hydraulic models of sediment transport cannot predict suspended loads correctly، but the rating curve models (statistical methods) are common hydrological methods to estimate suspended load that are frequently used. The goal of this research is determining the efficiency of common hydrological methods for estimating flood rivers suspended load and also selecting the best method for estimating the sediment that carried out in 1971 to 2011 in Glinak station of Taleqan basin. In this regard، four rating curve methods including one-linear، two-linear، mean loads within discharge classes and FAO were compared by RMSE، MAE، R2، Standard Deviation and Nash-Sutcliffe criteria''s. The results showed that the Mean load within discharge classes'' method by MAE 6583 ton/day، correlation efficiency (R2) 71%، RMSE 6751 ton/day and NS، 0. 57 is more accurate than other methods. Also changing the used data in hydrological methods changes the best method. Furthermore، increasing the flow discharge in river leads to increase of the error in the rating curve models.
    Keywords: Rating Curve, River Suspended Load, Mean Load within Discharge Classes, Glinak
  • Fariba Sadeqi Aqdam*, Asqar Asqari Moqadam, Ata Allah Nadiri Pages 11-23
    In order to identify and control of heavy metal pollutions such as arsenic، the areas with high anomaly، distribution and trend of the changing of pollution in the study area should be determined. Due to the importance of Sahand dam in providing of water for drinking، industrial and agricultural and the reports of the unfavorable effects of drinking water containing high levels of arsenic on people''s health، the study of water quality is essential in this area. In the present study، to assess the temporal variation of arsenic anomalies hydrochemical data of quality monitoring provided by East Azerbaijan Regional Water Authority during 2002-2012 was used. Also، hydrochemical data related to 50 collected samples during September 2012، by the geology department of Tabriz University was used to determine the origin of high concentration of arsenic، the region of high potential of groundwater pollutions and depict the map of the spatial distribution of arsenic anomalies in the region. Among statistical methods، cokriging method was selected for interpolation of arsenic concentration in the study area. The process of geostatistical modeling، drawing the variogram، and selecting optimal model done using geostatistical software (GS+) and depicting the arsenic distribution map was prepared with Arc GIS software.
    Keywords: Arsenic, Cokriging, Geostatistics, Temporal Variation, Spatial Distribution, Sahand Dam
  • Kazem Saber Chenari*, Abdolreza Bahremand, Hossein Salmani Pages 24-34
    In the past decades، much effort has been devoted to simulation of the rainfall-runoff process and a lot of models have been suggested for this purpose. Hydrological models are simplified representations of the natural hydrologic system. The choice of these models depends mainly on the objective of the modeling and also the available information. In this study، the river flow and surface runoff are simulated using the model WetSpa. WetSpa is a continuous، distributed، and physically based hydrologic model that simulates hydrologic processes in pixel size of 1 m2. In this study، meteorological data from Arazkoose watershed -a part of Gorganrood watershed in Golestan Province- during 1989 to1993 consisting rainfall، temperature and evaporation measurements in 3 stations were used as WetSpa input data. To run the model three base maps including DEM، land use and soil type with cell size of 80 m were provided. Simulation results show a relatively good agreement between calculated hydrographs and measurements at the basin outlet. The model estimates daily hydrographs، with accuracy of 62% and 50% based on Nash-Sutcliff criterion، for calibration and validation periods، respectively and the maximum flow rate with accuracy 85%.
    Keywords: Distributed Hydrologic Model, WetSpa, Gorganrood Watershed
  • Mojtaba Qaraati Jahromi, Seyed Hojjat Mousavi, Abbas Ali Vali, Fateme Panahi, Hasan Khosravi* Pages 35-50
    Water as the symbol of life is one of the most important elements in the nature. Due to more importance of this element in arid، semi-arid regions than other climatic areas، the proceedings should be done for proper management of using water to prevent creating of critical conditions. The desertification is considered as the third important global challenge after climate change and shortage of fresh water in 21th century. In this research، intensity of desertification has been investigated by using IMDPA model and electricity conductivity (EC) index that indicates groundwater quality during 1975 to 2010 in Kashan plain. In this regard، the final score of each zone was calculated based on the geometric mean in both periods and ultimately، the intensity of desertification was determined based on the quality of groundwater in each zone. The results showed that more than 99% of the Kashan plain is located in very severe desertification class.
    Keywords: Desertification, IMDPA, Groundwater, Geometric Average, Water Quality, Kashan Basin
  • Kamal Omidvar, Shahab Shafie, Zahra Taqizadeh* Pages 51-66
    Droughts have made human life face crisis more than other events in recent years. Awareness of drought can substantially decrease the dangers resulting from this phenomenon including the water crisis. Therefore، the current study analyzes the rainfall condition in Kerman province، drought characteristics، classification of widespread droughts and finally determination of regions with similar aspects using distance based analysis. To do this، we have used statistical methods of rainfall standard scales and cluster- distance based analysis. After evaluating of different methods، Ward and Euclidean distance methods selected to determine cluster numbers and distance as the most suitable methods respectively. Finally، four clusters were identified with an acceptable percentage of similarity. The first cluster is seen as a separate area in western part of the province and the second one in western، south western and eastern parts. The third cluster is the most widespread one involving a larger part of the province and the forth cluster is seen in western parts of the area. Based on the results، in terms of frequency of droughts، second، third، fourth and first clusters have priority of risk of droughts and water crisis، respectively.
    Keywords: Drought, SPI, Cluster– Distance Based Analysis, Kerman Province
  • Hamid Saeedi*, Akbar Baqvand, Mohammad Hosein Niksokhan, Abolfazl Akbarpour, Sadeq Sadeqi Tabas Pages 67-75
    Groundwater is considered as one of the main sources of drinking and agricultural water supply particularly in arid and semiarid regions. According to this، prediction of groundwater level fluctuations can contribute to future planning and decisions for water supply. In this study، a groundwater simulation model with access to the programming code has been presented in the MATLAB software. Using the proposed model leads to creating more flexibility in groundwater flow simulation comparing to other methods for groundwater simulation. Above model was used to simulate Birjand aquifer. Modelling was performed for steady conditions in the October 2010 and for unsteady conditions in a period of one year (water year 2010-2011) with the 12 monthly stress periods. The results indicated that the groundwater level declines from East to West and Southwest. Also، by comparing the groundwater level at the beginning and the end of the simulation period we observed that the groundwater level drawdown during the simulation period whose amount was higher in the western zone of the aquifer comparing to other areas. This could be due to no recharge and the natural drains in plain output in this part of the aquifer.
    Keywords: Groundwater Simulation Model, Birjand Plain, MODFLOW, MATLAB
  • Hamidreza Qarechaei, Alireza Oliaye*, Iman Fatehi Pages 76-87
    Increasing or decreasing of the flow rate has the direct impact on surface water resources and the management of them in each region. According to this، in the present study، monthly، Mann-Kendall non-parametric and sen’s methods were used to declare positive or negative flow trend، and also Pettitt test was implemented for detection of its change points and abrupt shifts in 12 gauging stations in Fars province during 1972-2011. Furthermore، TFPW approach was used in order to decline the effects of autocorrelation and serial correlation on the Mann-Kendall test. The results of Mann-Kendall test and sen’s method illustrated the decreasing trend for all stations. Also the results of Pettitt test revealed that in four of twenty stations، change points had occurred between 1998 and 1999. Pol khan station (That is located at the end of Kor river)، with decreasing 15. 942 (m3/s) in the mean annual stream flow between two periods (per change point in comparison the post-change point)، and also statistical Mann Kendall (z=-0. 251) and slope (-0. 513)، has the most dramatic change and decreasing trend.
    Keywords: Flow Trend, Mann, Kendall Test, Sen's Slope Estimator, Pettitt Test, Fars Province
  • Farnaz Ershadfath*, Saba Saqaei Pages 88-95
    Precipitation is the most influential and important source of water and its estimation and forecast play an important role in planning and proper utilization of water resources، determining the major development policy of the country، and minimizing the damages caused by floods and drought. Using time series models can be helpful in order to modeling and forecasting precipitation data. Accordingly، in this study the precipitation modeling of Ravansar synoptic station during 1988 to 2009 was carried out using time series models. Comparison between different time series models was conducted based on AIC and SBC، and MSE criteria. Furthermore، for verification of results، the diagrams of residuals of the model were drawn. Thus، among the different fitted models، Multiplicative Seasonal ARIMA (3،0،1) * (2،1،0) 12 model was confirmed as the optimal model.
    Keywords: Modeling, Time series, Ravansar, AIC, SBC
  • Mehry Kaki*, Hasan Momen Roomiani, Esmaeil Asadi Pages 96-113
    Trend analysis of water resources quality changes has a substantial effect on sustainable water resources planning and management in each region. In this study، Mann-Kendal and Spearman tests were used for analyzing the trend of both temporal and spatial distribution for subsurface water resources quality changes during 1992 to 2011 in Dehgolan & Qorveh plains، Kurdistan province، Iran. In this regard، hydrogeochemical parameters such as pH، TH، EC، Na+، SO4-2، Na، Mg+2، TDS، SAR، Ca+2 and HCO-3 were analyzed in September (waterful) and June (low water). For time series، trend line was extracted using Sen’s estimator and the inverse distance weighting method was used to see trends. Results showed that maximum trend gradient was achieved for a confidence 95 %، in Sandoghabad station (Dehgolan plain) and Mobarak-abad station (Qorveh plain) for EC. Also، EC had increased in southern and north eastern parts of Dehgolan & Qorveh plains. Furthermore، Mann-Kendal and Spearman tests، showed good capability in determination of the trend at verified confidence level.
    Keywords: Spearman, Trend Analysis, Dehgolan, Qorveh Plains, Mann, Kendal
  • An Investigation of Environmental Hazards due to Groundwater Withdrawal: A Case Study of Ardabil Plain
    Mohammad Hasan Heidarian*, Fazel Khaleqi, Behzad Haj Alilou, Abdol-Reza Kaboli Pages 114-120
    In most parts of our country groundwater is the only source of water supply. During two last decades groundwater withdrawal changes hydrology cycle and has been creating numerous environmental hazards. In this paper، hazards related to groundwater depletion in Ardabil plain have been described. During last 15 years، indiscriminate discharge from alluvial aquifer of Ardabil plain and increasing 40% of the number of wells have caused decreasing of 8. 22 meters of water table، decreasing 22% of wells yield and increasing of 46. 7% groundwater salinity. Due to groundwater depletion and presence of inter layers of sand-gravel and clay-silt، there is the possibility of land subsidence in this plain. Inter basin water transformation (from upstream of Sefidrood river)، filling illegal wells and artificial recharge are operation guidelines to prevent the increasing trend in the groundwater depletion in Ardabil plain.
    Keywords: Environmental Hazards, Groundwater Depletion, Ardabil
  • Mohammad Nazeri Tahrudi*, Keivan Khalili Pages 121-130

    Modeling of hydrological processes is complicated and important due to high number of parameters and interaction between them. So it is important to choose suitable model and appropriate estimation methods of such models’ parameters. In this study, annual rainfall for 10 years modeled and forecasted using measured data at Shahrekord synoptic station during 1961-2010 and linear ARMA time series models. To do this, two methods of moments and maximum likelihood applied to estimating ARMA model parameters. Both methods confirm ARMA (0,1) model based on the least Akaike criterion. Results related to evaluation and verification of model showed that moments method predicted the time series more accuate than maximum likelihood method.

    Keywords: Annual Rainfall, ARMA Model, Predicting Rainfall, Shahrekord
  • Shiva Torabian*, Hosein Moradi, Mohammad Shafiezadeh Pages 131-139
    Nowadays، climate change، as one of the most important threats ahead of life on the earth، has resulted in increasing of tempreture and changes of precipitation type، temporat and spatial pattern of precipitation distribution and amount. Changing in precipitation pattern and dcreasing its amount as well as lengthening the growing season period has resulted in a lower diversity and density of palnts. Therefore، the study of climate change and its consequences are very essential. Studies indicated that recent climatic changes caused a longer growing season period in much areas of the earth. According to this، the purpose of this study is simulating of the climatic changes for next two decades and its comparing with past data. In this regard، Gonabad synopthic station data was used along with LARS-WG software، Had CM3 model and A1B، A2، and B2 senarios. The results suggested that annual average temperature has been increasing 1℃ since 1990 to 2030. Also growing season period has been increasing 6-18 days. Obviously، increasing the temperature and prolonging the growth period will decrease available water resources and increase crop water requirement.
    Keywords: Climatic Changes, Growing Seanson Period Length, LARS, WG, Gonabad Synoptic Station
  • Abdorreza Vaezihir, Mehri Tabarmayeh* Pages 140-151
    The best solution to protect the aquifers is preventing the entrance of contamination to aquifers instead of remediating the contaminated aquifers. To do this، the vulnerability of aquifers should be evaluated. In this study، DRASTIC، SINTACS and SI models were used to evaluate the intrinsic vulnerability in Tabriz aquifer. To this، were prepared the data included the aquifer media، vadose zone media، water table، recharge rate، soil media، hydraulic conductivity، topography and land use map and then zonation map of the vulnerability for each model. To evaluate the performance of the models، the correlation between vulnerability index and nitrate concentration were calculated. Regarding to confidence level of calculated correlation index، the map of aquifer vulnerability was calibrated using the parameter modification method. The results showed that modified DRASTIC model with 0. 724 correlation index is the best model for evaluating of aquifer vulnerability. Finally، by overlaying the vulnerability and land use maps، were determined the areas affected by contamination from agricultural activities. According to this، the most areas of the study area have been located in average and low vulnerability risk and 4. 31% in high vulnerability risk. Hence، to prevent increasing of vulnerability of aquifer suggested the using fertilizer and pesticide decrease in the agricultural lands in Tabriz plain.
    Keywords: Aquifer Vulnerability, Tabriz Plain, DRASTIC, SI, SINTACS Models
  • Saeed Anbarnezhad, Samar Mortazavi*, Alireza Soleimani Pages 152-168
    Micro pharmaceutical contaminants have been diffused in rivers with high sustainability and bioaccumulation due to various physiochemical functions or biologic activities. Karaj river is one the largest aquatic ecosystems in Alborz province. The purpose of this study is to investigate the occurrence، resources and the fate of pharmaceutical contaminants in Karaj River. The research method was field observation and descriptive-analysis and data analysis is qualitative. For doing this، valid scientific databases of pharmacology were studied and the most up-to-date references including books، articles، and experts were used. Pharmaceutical remaining is entered into the waste water networks via urine and faeces and thus they are discharged by waste water treatment through the septink tanks in Karaj River. The resources of pollution were investigated by the method of division resources into two sources of point resources and diffusion nonpoint in the Karaj River. Waste water treatments and the landfills were the resources of point pollution while the biosolids are the resources of diffusion. The Biodegradation، Photo degradation، Absorption and biotransportation are the effective factors in the fate of contaminants by the moderate climate in Karaj River. To control the resources of pollution is applicable proposals in the present study.
    Keywords: Contaminant Pharmaceutical, Occurrence, Sources, Fate, Karaj River
  • Seyed Ali Vesali*, Reza Qazavi, Mohammad Hosein Rostam, Esmail Heidari Alamdarlo, Reza Baqeri Fahraji Pages 169-188
    The meteorological variables required in the management of water resources are valid only for measuring points and to assess them in places without data، interpolation method should be used. The present research was done to investigate the best method of spatial interpolation to estimate the annual average precipitation in Iran. To do that، data of 180 synoptic stations was used. Then، using different deterministic interpolation methods (IDW، GPI، LPI and RBF) with different powers (1،2،3،4،5) and different models (Completely Regularized Spline، Inverse Multiquadric، Multiquadric، Spline with Tension، Thin Plate Spline) and geostatical interpolation methods of kriging and co-kriging were used to investigate the temporal pattern of average annual precipitation and identify the best method for interpolation of annual participation in Iran. The results showed that among the deterministic interpolation methods، the RBF method and Spline with Tension have the least RMSE and the most correlation. Finally، among the deterministic and geostatical methods، using reciprocal evaluation method and RMSE، MBE، MAPE and R indices، method for interpolation was selected the best providing the annual precipitation map in Arc GIS (using kriging).
    Keywords: Geostatistic, Interpolation, Average Annual Precipitation, Iran, RBF
  • Mohammad Reza Khaleghi*, Javad Varvani, Mona Kamyar, Vahid Gholami, Marzie Ghaderi Page 1
    Complex and variable nature of the river sediment yield caused many problems in estimating the long-term sediment yield and problems input into the reservoirs. Sediment rating curves are generally used to estimate the suspended sediment load of the rivers and drainage watersheds. Since the regression equations of the sediment rating curves are obtained by logarithmic retransformation and have a little independent variable in this equation, they also overestimate or underestimate the true sediment load of the rivers. In order to evaluate the bias correction factors in Kalshor and Kashafroud watersheds, 7 hydrometric stations of this region with suitable upstream watershed and spatial distribution were selected. Investigation of the accuracy index (ratio of estimated sediment yield to observed sediment yield) and the precision index of different bias correction factors of FAO, QMLE, Smearing, and MVUE with LSD test showed that FAO coefficient increase the estimated error in all of the stations. Application of MVUE in Linear and Mean load rating curves has not statistically meaningful effects. QMLE and Smearing factors increased the estimated error in mean load rating curve but that does not have any effect on linear rating curve estimation.
    Keywords: Sediment Rating Curve, MVUE, Logarithmic Transformation
  • Abotaleb Piraiesh, Mohammad Sadegh Ebrahimi*, Jahangir Abedi-Koupai Page 2
    One of the main obstacles in agricultural progress and rural development in Iran is the issue of water shortage. The optimal use of water in increasing agricultural products is an essential task in arid and semi-arid regions like Iran. The aim of this study was to investigate the factors affecting the development of irrigation systems in relation to farmers that accepted the sprinkler irrigations. The research was conducted as a survey study. The statistical population was the farmers who use the sprinkler irrigation systems in Behbahan county in Iran (N= 150). After conducting a pilot study for each structure separately, the reliability of questionnaire was calculated by Cronbach Alpha Coefficient which was more than 0.7. The result of research showed that in farmers'' viewpoint, the most important variables influencing the farmer’s decision for development of irrigation systems were: meeting with farmers that have the new irrigation systems, reducing the water costs, increasing of production and etc. The results of factor analysis showed that the factors affecting the development of sprinkler irrigation system included: extension-support, technical-infrastructure, economic and user skills factors. These factors have explained 60% of total variance of tendency of farmers to develop the irrigation systems.
    Keywords: Farmers, Agriculture, Adoption, Sprinkler Irrigation Systems
  • Kaveh Ostad-Ali-Askari*, Mohammad Shayannezhad Page 3
    The main objective of the furrow irrigation is appropriate selection of planning and managerial variables. These variables are: the furrow length, flow rate to the furrow and cut-off time. These variables are computed through optimization based on minimizing the total irrigation cost and maximizing the application efficiency of irrigation. The objective function has been formed based on costs of the water, worker and head ditch and furrow digging. Therefore, in the objective function, an equation should be considered for computing the water advance period in a clear and precise manner. Since none of the exact methods used for planning furrow irrigation like zero inertia, compute the advance time explicitly, thus in this research the Valiatzas equation has been used which has been deduced from the results of the zero inertia model. In the objective function, in addition to the planning variables, soil characteristics, furrow and net irrigation requirement have been included. Therefore, the design variables and irrigation efficiency can be computed for each type of soil and specific plant. A sample of this design has been presented in this paper.
    Keywords: Furrow, Advance Time, Optimization
  • Ebrahim Mesgari*, Emamali Asheri, Mahmud Hooshyar, Maliheh Sadat Hemmesy Page 4
    Rainfall forecasting involves a rather complex nonlinear data pattern; there are lots of novel forecasting approaches to improve the forecasting accuracy. Due to their powerful capability and functionality, ANNs provide an alternative approach for many engineering problems that are difficult to solve by conventional approaches. In this study the applicability of artificial neural networks (ANNs) to forecasting, estimation of the monthly rainfall data belonging to the Zab watershed was investigated. Throughout the study a multi-layer perceptron network was used as the ANN structure. In the forecasting part the average monthly variables of the minimum and maximum relative humidity, minimum temperature, pressure and rainfall of the watershed level stations during the 27 year statistical period (1986-2013) were collected and adjusted. Then, to predict the monthly rainfall of 2010-2012, the modeling software were applied. Therefore, the measurement indices of the network’s performance including the SPSS and MATLAB were determined, and the average square of the error squares, average error squares, average absolute error, relative error percentage, and the correlation coefficient were calculated. The results of this studys indicated that then maximum error of this model with the actual data in the Piranshahr’s and Sardasht’s stations are 7.30 and 8.13 respectively.
    Keywords: Rainfall Modeling, Neural Networks, Zab Watershed
  • Ehsan Alvandi*, Mahtab Forootan, Mohammad Reza Nojavan Page 5
    Integrated watershed management is a process allowing integrated development of water, land and other environmental resources in a watershed ecosystem to get sustainable economic and social outcomes. This research has concentrated on the physical, ecological and socio-economic impacts of vegetation-based management scenarios targeting flooding and soil erosion issues in Aghsu watershed, Golestan province. The study covers an area of 124.9 Km2. In this research, according to managerial problems of the region, four biological actions (contour furrows with planting of seedling, reforestation, channel terraces with tree planting and agro-forestry) and 16 management scenarios were taken into consideration. Then, using multi-criteria decision making algorithm, biological effects of proposed watershed management scenarios for Aghsu watershed were predicted and superior scenarios were determined. The analysis shows that scenario 11 (reforestation and agro-forestry) and scenario 7 (contour furrows with planting of seedling and reforestation) are the best scenario groups. These results suggest that the combination of scenarios for the two activities and reforestation activities have better outcomes. The scenario-based approach used in this study assists to predict the effects of biologic management action. It is assumed that using this approach watershed planners and stakeholders can choose the best scenario among possible management scenarios.
    Keywords: Aghsu Watershed, Multi, Criteria Decision Making, Integrated Watershed Management