فهرست مطالب

مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران
پیاپی 55 (زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/12/24
  • تعداد عناوین: 6
|
  • حسین دهبان، فرشته مدرسی، کیومرث ابراهیمی* صفحات 1-10

    هدف پژوهش حاضر تخمین شماره منحنی با استفاده از سنجش از دور و روش های فازی جهت استفاده در مدل‎سازی بارش-رواناب است. برای این منظور از تصاویر ماهواره لندست هفت برای حوزه درجه دو گرگان‎رود استفاده شد. با انجام تصحیحات و پردازش تصاویر ماهواره ای در نرم افزار ENVI، شاخص NDVI پوشش گیاهی منطقه استخراج و نوع پوشش گیاهی به دست آمد. با استفاده از نقشه خاک طرح جامع منابع کشور و نقشه شیب زمین و نوع پوشش گیاهی شماره منحنی برای زیرحوزه های انتخابی با رویکرد فازی و غیرفازی محاسبه شد. جهت ارزیابی دقت CN محاسبه شده یک واقعه بارش-رواناب انتخاب و با شبیه سازی بارش-رواناب در مدل HEC-HMS شبیه سازی رواناب منتخب انجام شد. نتایج نشان داد که CN حاصل از تصاویر لندست هفت با رویکرد فازی، شبیه سازی رواناب را با دقت بیشتری انجام داده است. به طوری که ضرایب تبیین به ترتیب بین هیدروگراف جریان مشاهداتی و هیدروگراف شبیه سازی شده از روش های غیر فازی، فازی با تابع گوسی و فازی با تابع ذوزنقه‎ای به ترتیب برابر 0.76، 0.94 و 0.84 است. همچنین مقدار جریان بیشینه هیدروگراف شبیه سازی شده در مقایسه با جریان بیشینه هیدروگراف مشاهداتی در حالت فازی و غیر فازی به ترتیب دارای اختلافی کمتر از دو و پنج مترمکعب بر ثانیه می‎باشد.

    کلیدواژگان: شماره منحنی، سنجش از دور، GIS، منطق فازی
  • فرشاد سلیمانی ساردو، فرزانه وکیلی*، محمد رستمی خلج صفحات 11-21

    مدیریت یکپارچه منابع آب در اثر رشد جمعیت و پیشرفت از نیازهای اصلی هر جامعه می باشد و جهت اجرای این مهم، مدل سازی سیستم از ضروریات است. اما شناسایی عوامل موثر بر سیستم های پیچیده منابع آب و تعیین نقش آن ها بسیار مشکل است، لذا هدف از این پژوهش تهیه مدل یکپارچه با در نظر گرفتن ابعاد اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی با استفاده از رویکرد پویایی سیستم در جنوب کرمان است. برای انجام پژوهش، در چارچوب علت و معلولی DPSIR مدل مفهومی منطقه تهیه و عوامل موثر بر منابع آب مشخص گردید. سپس مولفه های مختلف حوضه با رویکرد پویایی سیستم ها و تعیین الگوهای حاکم بر منطقه مدل سازی گردید. برای مدل سازی مبتنی بر رویکرد پویایی سیستم از نرم افزار   Vensim استفاده شد و به روش های مختلف، صحت سنجی و ارزیابی گردید و در مراحل ارزیابی، سیاست گذاری و برنامه ریزی حوضه استفاده شد. نتایج نشان داد که چارچوب علت و معلولی  DOSIR  و رویکرد مبتنی بر پویایی سیستم در ارزیابی و شبیه سازی سیاست های مختلف منطقه موردمطالعه کارآمد است. علاوه بر این در سناریو ادامه وضع موجود، نسبت کفایت آب برای کشاورزی 55/ 0 در سال 1385 به 2 /0 در سال 1410 کاهش ولی در سناریو افزایش منابع تامین آب این نسبت به 0/9 تا سال 1410 افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: DPSIR، پویایی سیستم، جنوب استان کرمان، مدیریت منابع آب
  • کامبیز رستمی، علیرضا واعظی*، سید حمیدرضا صادقی صفحات 22-30

    هدف از این پژوهش بررسی تاثیر 11 بند سنگی توری و پنج بند سنگی ملاتی در حوزه آبخیز رزین واقع در شمال شهر کرمانشاه بر رسوب گیری ذرات فرسایش یافته بود. در رسوبات پشت بندهای سنگی توری مقدار شن رسوب یافته نسبت به خاک حوزه 67/ 40 درصد بیش تر بود ولی مقدار سنگ ریزه، سیلت و رس به ترتیب 37/ 14، 55/ 56 و 93/ 69 درصد کم تر بود. در رسوبات پشت بندهای سنگی ملاتی مقدار سنگ ریزه با 89/ 18 درصد نسبت به خاک حوزه کم تر بود ولی مقدار شن، سیلت و رس به ترتیب با 98/ 5، 19 و 39/ 23 درصد بیش تر از خاک حوزه بود. بند های سنگی توری در تله اندازی ذرات شن کارآمدتر بودند. در حالی که بند های سنگی ملاتی نقش موثری در ترسیب ذرات سیلت و رس داشتند. بند های سنگی توری و سنگی ملاتی واقع در بالادست حوزه آبخیز نسبت به بند های پایین دست دارای درصد سنگ ریزه و شن بیشتر ولی سیلت و رس کم تری بودند. درصد ذرات سیلت و رس برخلاف درصد ذرات شن از ابتدای منطقه رسوب گذاری تا پشت بدنه بند افزایش می یابد. این پژوهش نشان داد در انتخاب نوع بند، بررسی دانه بندی خاک حوزه آبخیز ضروری است و تلفیق هر دو نوع بند می تواند راه کار مناسبی در ترسیب بیش تر رسوبات حوزه آبخیز باشد.

    کلیدواژگان: بندهای سنگی توری، بندهای سنگی ملاتی، دانه بندی ذرات رسوب، منطقه رسوب گذاری
  • حجت الله جلیلیان، علی سلاجقه*، محمود شفاعی بجستان، محمد مهدوی، علیرضا مقدم نیا، هوشنگ حسونی زاده صفحات 31-36

    برداشت رسوبات آبرفتی از بستر رودخانه ها موجب تغییراتی در تعادل و توزان رودخانه ها می شود. این تغییرات محدود به محل استخراج و برداشت نیست، بلکه کیلومترها بالاتر و پایین تر از آن ظاهر می شود. با توجه به رشد سریع فعالیت های صنعتی، شهرنشینی و تحولات مربوطه، تقاضا برای شن و ماسه طی چند دهه اخیر در سراسر جهان، به ویژه در کشورهای در حال توسعه، افزایش یافته است. در پژوهش حاضر از مدل HEC_RAS5.0.6 به منظور شبیه سازی جریان رسوب رودخانه الله رامهرمز استفاده شده و آمار هیدرومتری ایستگاه جوکنک  به عنوان شرایط مرزی بالادست و ایستگاه مشراگه به عنوان شرایط مرزی پایین دست در دوره آماری 44 ساله (96-1352)، مقاطع عرضی رودخانه که در سال 87 برداشت شده، پروفیل طولی رودخانه و دانه بندی مواد بستر استفاده شده است. نتایج این تحقیق نشان داد که تابع انتقال رسوب ایکرز- وایت با R2 برابر با 0/87 بهترین نتایج را ارایه داده است. همچنین بررسی وضعیت فرسایش و رسوب گذاری در رودخانه نشان داد که بهترین منطقه جهت برداشت، از ابتدای رودخانه الله تا محل تلاقی رودخانه الله و رود زرد با برداشت معادل 165 هزار مترمکعب در سال می باشد.

    کلیدواژگان: رودخانه الله رامهرمز، رسوبگذاری، مدل 5.0.6 HEC-RAS
  • محمد جابرزاده، علی صارمی*، حسین قربانی زاده خررازی، حسین بابازاده صفحات 37-46

    شبیه سازی بارش رواناب از مسایل اساسی علم هیدرولوژی می باشد و محققان همواره به دنبال یافتن راهکارهای نو برای آن می باشند. اما وجود کمبود آمار و اطلاعات ناشی از توسعه ضعیف شبکه های هیدرولوژیکی یا وجود حوزه های آبخیز مشترک بین مرزهای سیاسی کشورها و... مشکلاتی مهم در شبیه سازی حوزه های آبخیز می باشند که این مساله امروزه با بکارگیری اطلاعات باز تحلیل شده از پایگاه های اقلیمی جهانی تا حدودی قابل رفع می باشد. از اینرو در این پژوهش تلاش شده است جهت رفع این مشکل، اطلاعات لازم برای مدل سازی توسط مدل های نیمه توزیعی SWAT و یکپارچه IHACRE از پایگاه اقلیمی NCEPCFSR در حوزه آبخیز سد دز استخراج گردد و نحوه عملکرد آنها با استفاده از داده های اقلیمی مقایسه شوند. سرانجام جهت تعیین توانایی مدل های مورد نظر، معیار های نش- ساتکلیف NS و تبیین R2 بکارگیری شدند. نتایج نشان دادند دو مدل در بکارگیری اطلاعات پایگاه اقلیمی عملکرد مناسبی داشته اند که بر این اساس مقادیر ضریب نش و ضریب تبیین در مدل SWAT در  مرحله واسنجی به ترتیب 0/78، 0/84 و در مرحله صحت سنجی به ترتیب 0/78، 0/89 ودر مدل IHACRE  در مرحله واسنجی به ترتیب 83 /0، 75 /0 و در مرحله صحت سنجی به ترتیب 77 /0 و 81 /0  مشخص گردید.

    کلیدواژگان: بارش، رواناب، پایگاه اقلیمی جهانی، NCEP CFSR، SWAT، IHACRES
  • سید علی شاهرضائی*، مهدی رادفر، الهام قنبری عدیوی صفحات 47-57

    شبیه سازی هیدرولیکی شکست سد و برآورد خسارات ناشی از آن، کمک بسیار شایانی در زمینه ی فعالیت های امدادی و برنامه ریزی مناسب در مناطق پایین دست خواهد داشت. در تحقیق حاضر به بررسی مناطق خطر پذیر ناشی از شکست سد خاکی قره آقاچ از نوع نشت شریانی با استفاده از تصاویر ماهواره ای پرداخته شده است. پارامتر های ناشی از شکست سد با استفاده از مدل BREACH محاسبه شد و اطلاعات آن وارد نرم افزار HEC-RAS گردید. نتایج نشان داد با استفاده از مدل BREACH دبی اوج ناشی از شکست سد معادل 8/ 3318 متر مکعب بر ثانیه می باشد. زمان ناشی از شکست سد معادل 31 /3 ساعت تخمین زده شد. با توجه به نرم افزار HEC-RAS نتایج حاکی از آن است که بیشترین دبی خروجی ناشی از شکست سد 165 دقیقه پس از شبیه سازی اتفاق افتاده و معادل 1/ 3160 متر مکعب بر ثانیه می باشد. مساحت آبگرفتگی مناطق پایین دست حدودا معادل 6/ 18 کیلومتر مربع برآورد گردید. مساحت مناطق مسکونی در معرض خطر در روستای مهرگرد و حسین آباد حدودا به ترتیب معادل 66995 و 12543 متر مربع تخمین زده شد. شعاع آبگرفتگی نسبت به خط ساحلی جریان در مناطق مذکور به ترتیب معادل 443 و 3362 متر برآورد گردید.

    کلیدواژگان: تصاویر ماهواره ای، شکست سد، مناطق خطرپذیر، پهنه بندی سیلاب، سد قره آقاچ
|
  • Hossein Dehban, Fereshteh Modaresi, Kumras Ebrahimi* Pages 1-10

    The main aim of this study is to estimate the Curves Number based on remote sensing and fuzzy methods for use in precipitation-runoff modelling. For this purpose, Landsat-7 satellite images were used for the second degree basin of Gorgan River, northern Iran. By making the corrections and satellite images processing using ENVI, the NDVI index of vegetation and the type of vegetation were extracted. Then, using soil map, obtained from the National's Resources Comprehensive Plan, and land slope map the type of vegetation, the CN of the sub-basins with fuzzy logic and non-fuzzy approaches calculated. To evaluate the calculated CN, a rainfall-runoff event was selected and by simulating the rainfall-runoff using HEC-HMS model, the runoff simulation was performed. The results showed that the calculated CN involving Landsat-7, using fuzzy logic simulated the runoff more accurately than non-fuzzy. So that the coefficients of determination between the observed and simulated hydrographs, obtained from non-fuzzy, fuzzy Gaussian and fuzzy trapezoidal functions were obtained equal 0.76, 0.94 and 0.84, respectively. Also, the maximum flow rate of the simulated hydrograph compared to the observed hydrograph in the fuzzy state has a difference of less than 2 m3/s compared to the non-fuzzy with a difference of 5 m3/s.

    Keywords: Curve Number, Remote Sensing, GIS, fuzzy Logic
  • Farshad Soleimani Sardoo, Farzaneh Vakili*, Mohamad Rostami Khalaj Pages 11-21

    Integrated water resources management is recognized as one of the main needs of any society due to population growth and technological advancement. To implement integrated water resources management, modeling of this system is essential. On the other hand, water resources systems are highly complex and affected by various factors that are very difficult to identify and determine their role in water resources management. The purpose of this study is to prepare an integrated model taking into account economic, social and environmental dimensions using the system dynamics approach in the southern region of Kerman. To conduct this research, first in the framework of DPSIR cause and effect, a conceptual model of the region was prepared, in which the effective factors on water resources were identified. Then, different components of the basin were modeled with the approach of systems dynamics by specifying the patterns governing the region. Vensim software was used for modeling based on the system dynamics approach. After modeling, the model was validated and evaluated in different ways and it was used in the evaluation, policy-making and planning stages of the basin. The results showed that the cause-and-effect framework of DPSIR and the system dynamics-based approach for evaluating and simulating different policies in the study area are efficient and useful. In addition, the results showed that in the current scenario, the water adequacy ratio for agriculture will decrease from 0.55 in 2006 to 0.2 in 2031, but in the scenario of increasing water supply resources, the water adequacy ratio for agriculture will reach 0.9 in 2031.

    Keywords: DPSIR, South of Kerman province, Water resources management, System dynam
  • Kambiz Rostami, Alireza Vaezi*, Seyed Hamidreza Sadeghi Pages 22-30

    The purpose of this study was investigating the effect of eleven gabion and five masonry dams on trapping eroded particles in the razin watershed located north of Kermanshah township. The frequency of sand particles increased by 40.67 percent and the percentage of gravel, silt and clay particles decreased by 14.37, 56.55 and 69.93 percent in sediments behind the gabion dams as compared to the watershed soil, respectively. The frequency of gravel particles decreased by 18.89 percent and the percentage of sand, silt and clay particles increased by 5.98, 19 and 23.39 percent in sediments behind the masonry dams as compared to the watershed soil, respectively. Gabion check dams were more useful in trapping sand particles, while the masonry check dams showed more efficiency in trapping silt and clay particles. Gabion and masonry check dams upstream of the watershed had more sand and less silt and clay than the lower dams. Percentage of silt and clay particles increased, unlike the percentage of sand particles, from the beginning of the sedimentation area to the back of the dam. This study showed that in selecting the dam type, it is necessary to investigate the particles size distribution of watershed soil and the combination of the two dam types can be more effective in trapping sediment in the watershed.

    Keywords: Gabion check dams, Masonry check dams, Particle sediment aggregation, sedimentation area
  • Hojatoallah Jalilian, Ali Salajeqeh*, Mahmooad Shafaei Bajestan, Mohammad Mahdavi, Alireza Moghadamnia, Hoshang Hasoni Zadeah Pages 31-36

    The removal of alluvial deposits from the riverbeds causes changes in the balance of the rivers. These changes are not limited to extraction and harvesting, but the miles appear higher and lower. Due to the rapid growth of industrial activities, urbanization and related developments, demand for sand has increased over the past few decades worldwide, especially in developing countries. In the present study, the HEC-RAS5.0.6 model was used to simulate the sediment flow of Allah Ramhormoz River and the hydrometric statistics of the junction stations as the upstream boundary conditions and the hydrometric statistics Meshrageh of the station as the lower boundary conditions in the 44 years old(1352-1396), transverse sections of the river, which were taken in year 87, longitudinal profile of the river, aggregate of the bed material was introduced into the model. The results of this study showed that the Ichres-White sedimentation transfer function with R2 equaled 0.87 best results have given. Also, the study of erosion and sedimentation in the river showed that from the beginning of the Allah River range to the intersection of Allah River and Zard River with an equivalent of 165 thousand cubic meters per year, the best area for harvesting.

    Keywords: River Allah Ramhormoz, Sedimentation, Model HEC-RAS 5.0.6
  • Mohammad Jabrtzadeh, Ali Saremi*, Hossein Ghorbanizadeh Kharazi, Hossein Babazadeh Pages 37-46

    Rainfall-Runoff simulation is one of the main subject of hydrology and environmental management. Therefore, researchers are constantly interested in finding new ways to solve this problem and modify existing models or modeling methods. However, the lack of statistics and information from the poor development of hydrological networks has always been a major problem in countries that facing financial, human and technical crises. There are also cases in border areas that have catchments shared with other countries and access to statistics and information from these catchments will be very difficult to modeling. This problem can be partially solve today by extracting the require data for modeling from global climate centers. Therefore, in this study, in order to solve this problem, try to extract the necessary information for modeling by SWAT and IHACRE integrated distribution models from NCEP CFSR climate center in the upper basin area of Dez Dam. Finally, in order to determine the ability of the models to simulate the runoff of the basin, the criteria of Nash-Satcliffe coefficient (NS) and correlation coefficient (R2) were used. The results showed that the two models performed well in using climate database information Based on this, the values ​​of Nash coefficient and correlation coefficient in SWAT model in calibration stage are 0.78 and 0.84, respectively  and In the validation stage, 0.78, 0.89  and in the IHACRES model, in the calibration stage, 0.83, 0.75, and in the validation stage, 0.77 and 0.81, respectively.

    Keywords: Global Climate Center, IHACRES, NCEP CFSR, Rainfall-Runoff, SWAT
  • Sayyed Ali Shahrezaie*, Mahdi Radfar, Elham Ghanbari Adivi Pages 47-57

    Hydraulic simulation of dam failure and estimation of damages From it, it will be of great help in the field of relief activities and proper planning in the downstream areas. In the present study, the hazardous areas due to the failure of the Ghare Aghach dam of piping type have been investigated using satellite images. Parameters due to dam failure were calculated using the BREACH model and its information was entered into HEC-RAS software. The results showed that using the BREACH model, the peak flow due to dam failure is 3318.8 cubic meters per second. The time due to dam failure was estimated to be 3.31 hours. According to HEC-RAS software, the results show that the maximum output flow due to the failure of the dam occurred 165 minutes after the simulation and is 3160.1 cubic meters per second. The flooding area of the downstream areas was estimated to be approximately 18.6 square kilometers. The area of endangered residential areas in Mehrgerd and Hosseinabad villages was estimated to be approximately 66995 and 12543 square meters, respectively. The radius of flooding relative to the coastline of the flow in the mentioned areas was estimated to be 443 and 3362 meters, respectively.

    Keywords: Satellite Images, Dam failure, Risk areas, Flood zoning, Ghare Aghach Dam