فهرست مطالب

مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران
پیاپی 8 (پاییز 1388)

  • تاریخ انتشار: 1388/07/15
  • تعداد عناوین: 10
|
  • جواد بذرافشان، عبدالحسین هورفر، علی خلیلی، صدیقه ترابی، سهراب حجام صفحه 1
    تداوم خشکسالی از دیدگاه های گوناگونی تعریف شده است. روش های برآورد دوره ی بازگشت تداوم خشکسالی حسب تعریف تداوم خشکسالی با یکدیگر متفاوتند. این مقاله به صورت موردی، کارایی شش روش برآورد دوره ی بازگشت تداوم خشکسالی را در ایستگاه سینوپتیک کرمانشاه مورد ارزیابی قرار داده است. پایش خشکسالی با استفاده از شاخص بارش استاندارد و بر مبنای سری های تاریخی (طی دوره ی آماری 2005-1961) و مصنوعی (به طول 1000 سال) مجموع بارندگی در مقیاس های زمانی سالانه و ماهانه به انجام رسید. برای تولید سری های مصنوعی از مدل LARS-WG استفاده گردید. توزیع احتمال تداوم خشکسالی برای سری های شاخص بارش استاندارد تحلیل شد. روش های گوناگون برآورد دوره ی بازگشت تداوم خشکسالی بر سری های زمانی تاریخی و مصنوعی شاخص بارش استاندارد اعمال شد. یافته های پژوهش به دو سوال اساسی پاسخ داد: الف) آیا طول دوره ی برداشت آمار در ایستگاه مورد نظر برای ارزیابی دوره ی بازگشت خشکسالی با روش های گوناگون کافی است؟ ب) آیا دوره ی بازگشت های به دست آمده بر مبنای روش های گوناگون، با دوره ی بازگشت های مشاهده شده تطابق کافی دارند؟ نتایج به دست آمده حاکی از برتری روش های مبتنی بر تعریف یوجویچ نسبت به روش های مبتنی بر تعریف شواگر برای ارزیابی دوره ی بازگشت خشکسالی است.
    کلیدواژگان: تداوم خشکسالی، دوره ی بازگشت، تابع توزیع احتمال، شرایط استقلال و وابستگی زمانی و کرمانشاه
  • مهدی زارعی، محمدرضا قنبرپور، محمود حبیب نژاد روشن، کاکا شاهدی صفحه 11
    شبیه سازی جریان رودخانه به عنوان پیش نیاز برخی از مسایل زیست محیطی و مهندسی، دارای اهمیت است، لذا در این پژوهش جهت شبیه سازی جریان حوزه ی آبخیز کسیلیان واقع در استان مازندران از مدل بارش- رواناب IHACRES استفاده شد. مدل یاد شده در حوزه ی آبخیز کسیلیان کالیبره و مورد ارزیابی قرار گرفت. میزان خطای بین مقادیر جریان مشاهده ای و شبیه سازی شده بر اساس معیارهای MAE، RMSE و NSE برآورد گردید. همچنین معنی داری و عدم معنی داری میزان اختلاف بین مقادیر جریان مشاهده ای و شبیه سازی شده به روش آزمون t جفتی و به وسیله ی نرم افزار SPSS مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی نشان داد که مدل توانایی شبیه سازی داده های روزانه و ماهانه را با دقت قابل قبولی دارد (75/0>NSE>36/0)، ولی قابلیت شبیه سازی داده های سالانه را ندارد، لذا این داده ها را با دقتی کم تر شبیه سازی می نماید. از سوی دیگر، در مقایسه بین جریان روزانه و ماهانه، نتایج شبیه سازی جریان ماهانه نسبت به جریان روزانه قابل قبول تر است. همچنین بر اساس روش آزمون t جفتی میزان اختلاف بین مقادیر جریان مشاهداتی و شبیه-سازی شده در سه مقیاس روزانه، ماهانه و سالانه معنی دار نمی باشد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، مدل بارش، رواناب، IHACRES، جریان رودخانه و کسیلیان
  • محمدرضا خزایی، باقر ذهبیون، بهرام ثقفیان صفحه 21
    شبیه سازی بارش- رواناب از محورهای اصلی هیدرولوژی است. در میان انواع مدل های بارش- رواناب، مدل-های مفهومی بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. با این حال، واسنجی مدل های مفهومی بارش- رواناب در دهه های اخیر به عنوان یک چالش مطرح بوده است. در این پژوهش مدل مفهومی بارش- رواناب ARNO با استفاده از الگوریتم ژنتیک، به واسنجی خودکار تجهیز شده است. این مدل از نوع پیوسته نیمه توزیعی بوده و در نقاط گوناگون دنیا با موفقیت به کار گرفته شده است. با استفاده از این امکان واسنجی خودکار، مرحله ی واسنجی مدل یاد شده برای یک حوضه ی آبریز می تواند به سرعت و بدون نیاز به دانش و تجربه ی گسترده در مورد مدل و پارامترهای آن، انجام شود. این مدل به صورت خودکار برای یک حوضه ی آبریز در جنوب غربی ایران واسنجی شد، لذا مقادیر شاخص راندمان و مربع ضریب همبستگی برای داده های روزانه، در دوره ی 5 ساله ی واسنجی مدل، به ترتیب 80/0 و 82/0، و در دوره ی 4 ساله ی اعتبارسنجی به ترتیب 82/0 و 83/0 به دست آمد. نتایج حاکی از موفقیت این روش در واسنجی خودکار مدل مفهومی انتخابی برای شبیه سازی بارش- رواناب روزانه است.
    کلیدواژگان: شبیه سازی بارش، رواناب روزانه، مدل های مفهومی، واسنجی خودکار، الگوریتم ژنتیک و تابع برازندگی
  • واحد بردی شیخ، اکبر بابایی، یوسف موشخیان صفحه 29
    بارش به عنوان یکی از عناصر اقلیمی مهم از پیچیدگی هایی ویژه برخوردار است و معمولا جمع بارش های یک نقطه در مقیاس های زمانی گوناگون دارای توزیع های آماری ساده و متقارنی نیست. در اهمیت مقادیر بارش و تغییرات آن، به ویژه در کشور ما که در ناحیه ی خشک و نیمه خشک جهان قرار دارد، تردیدی نیست، لذا این پژوهش به منظور بررسی و شناخت روند داده های بارش در 7 ایستگاه باران سنجی واقع در شرق استان گلستان با پایه ی مشترک زمانی 30 ساله (1353 تا 1383) صورت گرفت. برای بررسی روند تغییرات بارندگی طولانی مدت این ایستگاه ها از دو آزمون رگرسیون خطی و من- کندال استفاده شد. نتایج نشان داد که در ایستگاه های تمر، تنگراه و گنبد در سطح 5 درصد روند افزایشی معنی دار در داده های بارندگی سالانه وجود دارد. بارندگی فصل پاییز در بیش تر ایستگاه ها روندی صعودی را نشان می دهد، ولی تنها در ایستگاه تمر روند در سطح 5 درصد معنی دار بود. در مورد بارندگی فصل های زمستان و بهار، هیچ کدام از ایستگاه ها روندی معنی دار را نشان نمی-دهند و جهت روند در ایستگاه های گوناگون متفاوت است. بارندگی فصل تابستان ایستگاه های تمر، چشمه خان و گنبد روند صعودی معنی دار نشان می دهند. در ارتباط با بارندگی-های بیشینه 24 ساعته، فقط ایستگاه های تمر و تنگراه روند صعودی معنی دار نشان می دهند. در مورد تعداد روزهای بارانی، به غیر از ایستگاه های تمر و چشمه خان، سایر ایستگاه ها روند صعودی معنی داری را هم در سطح 5 درصد و هم در سطح 1 درصد نشان می دهند.
    کلیدواژگان: بارندگی، آزمون روند، رگرسیون خطی، من، کندال و گرگانرود
  • نادر دیزجی، امیرمسعود محمودخانی صفحه 39
    در این پژوهش اثر رسوبات بر ضریب تخلیه در سرریزهای مثلثی، ، مستطیلی، اوجی و روگذر در جریان پایدار یکنواخت مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفته است. برای انجام آزمایش از دو دستگاه کانال باز به طول های (برای بده های کم) و (برای بده های زیاد) با توانایی نصب سرریزهای مورد نظر، استفاده شده است. آزمایش ها برای کانال 7 متری با سه شیب، و و برای کانال 5 متری با شیب، در دو حالت جریان آب خالص و جریان آب با رسوبات انجام شده است. در کانال 7 متری بده بین 8 لیتر بر ثانیه بر واحد عرض () تا 7/14 لیتر بر ثانیه بر واحد عرض () و در کانال 5 متری بده بین 8/1 لیتر بر ثانیه بر واحد عرض () تا 8/11 لیتر بر ثانیه بر واحد عرض () تنظیم شده است. ذرات رسوبی به گونه ی همگن با نرخ وابسته به بده به درون کانال تغذیه شده اند. برای اندازه گیری سرعت، از لوله ی پیتو و برای اندازه گیری عمق از عمق سنج نقطه ای یا قلابی با دقت استفاده شده و هر آزمایش سه تا چهار بار تکرار و داده برداری انجام گرفته است. نتایج به دست آمده بیانگر آن است که از مقایسه با آب زلال، رسوبات معلق سبب کاهش ضریب تخلیه می شوند که این اثر روی ضریب تخلیه، در بده های کم تر و شیب کم تر، نمایان تر بوده و مستقل از نوع سرریز به کار گرفته شده است. همچنین بر اساس داده ها و نتایج به دست آمده، روابطی به روش همبندی برای ضرایب تخلیه ی سرریزهای به کار رفته در این آزمایش پیشنهاد گردیده است که امکان محاسبه ی ضریب تخلیه در حالت آب حاوی رسوبات را با استفاده از ضریب تخلیه در حالت آب خالص دارا می باشد.
    کلیدواژگان: ضریب تخلیه، سرریز مثلثی، سرریز مستطیلی، سرریز اوجی، سرریز روگذر و کانال باز
  • حمیدرضا پورقاسمی، حمیدرضا مرادی، سیدمحمود فاطمی عقدا، محمدرضا مهدویفر، مجید محمدی صفحه 51
    هدف از این پژوهش، ارزیابی خطر زمین لغزش در بخشی از حوزه ی آبخیز هراز با استفاده از روش تصمیم-گیری چند معیاره ی فازی است. ابتدا نقاط لغزشی با استفاده از عکس های هوایی و بازدیدهای میدانی مشخص و در پی آن نقشه ی پراکنش زمین لغزش منطقه تهیه شد. هر یک از عامل های موثر بر وقوع زمین لغزش از قبیل (شیب، جهت شیب، ارتفاع از سطح دریا، سنگ شناسی، کاربری اراضی، فاصله از گسل، فاصله از جاده و فاصله از آبراهه) به عنوان یک لایه ی اطلاعاتی در محیط GIS رقومی و به منظور انجام تحلیل های مبتنی بر تئوری مجموعه های فازی استفاده گردید. تحلیل های فازی با استفاده از نرم-افزار Matlab 7.1 و پس از تعیین توابع عضویت برای هر یک از عامل های تاثیر گذار در وقوع زمین لغزش صورت پذیرفت. سپس خروجی این نرم افزار که درجه ی خطر محاسبه شده برای هر پیکسل در نقشه ی محدوده ی مورد مطالعه می باشد، به محیط نرم افزار ILWIS منتقل و نقشه-ی پهنه بندی خطر زمین لغزش تهیه گردید. نتایج نشان داد که 42/29 درصد از منطقه ی مورد مطالعه دارای حساسیت خیلی زیاد، 19/32 درصد حساسیت زیاد، 36/30 درصد متوسط و 04/8 درصد حساسیت کمی به لغزش دارند.
    کلیدواژگان: زمین لغزش، منطق فازی، تصمیم گیری چند معیاره ی فازی، تابع عضویت و هراز
  • سید حمیدرضا صادقی، محبوبه کیانی هرچگانی صفحه 63
    اندازه ذرات معلق یکی از اساسی ترین ویژگی های رسوبات است که بر فرآیند انتقال، رسوب گذاری و کنترل آن ها تاثیر می گذارد، ولی تا کنون بسیار کم مورد توجه قرار گرفته است. این مطالعه با هدف دانه بندی رسوبات معلق در دو بخش از یک بازه و طی یک رگبار در حوزه ی آبخیز جنگلی آموزشی دانشگاه تربیت مدرس با مساحت 13263 هکتار انجام پذیرفت. بررسی دانه بندی رسوبات معلق بر اساس قانون استوکس و کاربرد روش پیپت اصلاح شده در محیط نرم افزاری GRADISTAT انجام شد. تجزیه و تحلیل نمونه ها و تجزیه و تحلیل نتایج نشان-دهنده ی تغییرپذیری معنی دار مکانی و زمانی توزیع اندازه-ی رسوبات معلق در رودخانه ی کجور بوده است.
    کلیدواژگان: دانه بندی رسوبات معلق، رگبار، مقیاس مکانی، حوزه ی آبخیز کجور و مازندران
  • سمیه ذوالفقاری، محمدرضا قنبرپور *، محمود حبیب نژاد، مهران افخمی صفحه 67

    با توجه به احداث سد مخزنی مارون روی رودخانه ی جراحی، کاهش کمیت و کیفیت آب ورودی به تالاب شادگان، از نظر اکولوژیکی تهدیدی مهم برای اکوسیستم به شمار می رود. به منظور پیشگیری از عوارض منفی دراز مدت طرح های منابع آب بر اکوسیستم تالاب، لازم است نیاز آب زیست محیطی تالاب تعیین و تخصیص آب بهینه به منظور کاربردهای گوناگون در نظر گرفته شود. در این پژوهش، با استفاده از تحلیل های هیدرولوژیکی جریان ورودی به تالاب در رودخانه جراحی، شاخص های جریان زیست محیطی بر اساس تجزیه و تحلیل مقادیر دبی جریان مورد بررسی قرار گرفت. جریان زیست محیطی در تالاب شادگان بر اساس ایستگاه هیدرومتری شادگان در روش های منحنی تداوم جریان، قانون شیلات فرانسه و روش اسماکتین به ترتیب 83/6، 54/1، 18/3 متر مکعب بر ثانیه برآورد شد. در روش مونتانا، جریان زیست محیطی در نیمه ی نخست سال 54/1 و در نیمه ی دوم سال 6/3 متر مکعب بر ثانیه محاسبه شد. نتایج نشان می دهد که در ایستگاه های هیدرومتری پس از احداث سد، شاخص جریان زیست محیطی کاهش یافته است.

    کلیدواژگان: جریان زیست محیطی، تالاب شادگان، منحنی تداوم جریان و روش های هیدرولوژیکی
|
  • Javad Bazrafshan, Abdol Hossein Hoorfar, Ali Khalili, Sedigheh Torabi, Sohrab Hajjam Page 1
    Drought duration is defined from different viewpoints. Estimation methods of drought duration return period are different in terms of drought duration definition. This paper is aimed to perform six estimation methods of drought duration return period at Kermanshah station, as a case study. The standardized precipitation index (SPI) is used to monitor drought based on historical and synthetic series of total precipitation data in annual and monthly timescales. Probability distribution of drought duration was analyzed for time series of SPI. Different methods for estimating return period of drought duration on historical and synthetic time series of SPI were applied. Findings answered two main questions: a) if the length of historical record was enough to estimate drought return period at the station of interest? b) If the obtained return periods based on different methods have enough conformity with empirically obtained return period? Results are discussed in details in this paper.
    Keywords: Drought Duration, Return Period, Probability Distribution Function, Time Independence, Time- Dependence Conditions, Kermanshah
  • Mehdi Zarei, Mohammad Reza Ghanbarpour, Mahmood Habibnezhad Roshan, Kaka Shahedi Page 11
    Streamflow simulation is important as a prerequisite to engineering and environmental problems. In this research, IHACRES rainfall-runoff model was used to simulate streamflow in Kasilian Catchment which located in Mazandaran Province. This model was calibrated and evaluated in this Catchment. The error between simulated and observed streamflow values was estimated using NSE, RMSE and MAE criteria. Also significance test of difference between simulated and observed streamflow values was evaluated using t-test method in the SPSS software. The results of this research showed that the model can simulate monthly and daily data with satisfactory accuracy (0.36 annual data. On the other hand, in comparison between monthly and daily streamflows, it can be seen that simulation of monthly streamflow is more reliable than that of daily streamflow. Difference between simulated and observed streamflow values was not significant for daily, monthly and annual time intervals.
    Keywords: Simulation, Rainfall-Runoff Model, IHACRES, Streamflow, Kasilian
  • Mohammad Reza Khazaei, Bagher Zahabiyoun, Bahram Saghafian Page 21
    Rainfall- runoff modeling is one of the key steps of hydrology. Among rainfall- runoff models, the conceptual models are frequently used. However, calibration of the conceptual rainfall-runoff models has been a challenge for hydrologists for decades. In this study, automatic calibration of ARNO conceptual rainfallrunoff model is developed using genetic algorithm. This model is in the class of continuous semi distributed models and has been successfully used in different parts of the world. Using the employed automatic calibration tool, the calibration step of the model can be performed rapidly and simply for a given basin, without requiring an extensive knowledge of the model structure and parameters. The model was calibrated automatically for rainfall-runoff simulation of a basin in southwest Iran. The calibration results for 5 years daily observed data showed that the values of efficiency coefficient and squared correlation coefficient was 0.80 and 0.82, respectively and the validation results for 4 years daily observed data showed that the values of efficiency coefficient and squared correlation coefficient was 0.82 and 0.83, respectively. The results show that this model in conjunction with employed automatic calibration method can successfully be used for daily rainfall- runoff simulation.
    Keywords: Daily Rainfall- Runoff Modeling, Conceptual Models, Automatic Calibration, Genetic Algorithm, Fitness Function
  • Vahed Bordi Sheikh, Akbar Babaei, Yousof Mooshakhian Page 29
    Precipitation is an important climatic factor that reflects particular complexities. The statistical distribution of total precipitation of a location may vary with time. Due to the arid and semiarid climatic conditions of Iran, knowledge of the precipitation amount and variation is an important issue. Therefore in this study the characteristics and trend of precipitation in 7 rain gauging stations in the Golestan province is investigated during the 31-year period of 1974-2004. The linear regression and Mann Kendall trend analysis methods were used. The results indicated that at 5 % level, significant increasing trends have been observed in the annual precipitation of the Tamar, Tangrah, and Gonbad stations. Increasing trend has been found in the autumn precipitation in all stations, but it was significant only at the Tamar station at 5% level. Precipitation in winter and spring did not show a significant and homogenous trend across all stations. While the summer precipitation shows an increasing and homogenous trend across all stations. However it is significant at 5% level only for the Gonbad, Tamar, and Cheshmeh khan stations. The maximum daily precipitation of the Rabat Gharebil and Galikesh stations shows decreasing trend which is significant for the latter at 5% level. But it shows increasing trend in the other stations from which the Tamar and Tangrah stations have significant trends at 1% level. In case of number of days with rainfall events, all stations showed an increasing trend which is significant at 1% level except for the Tamar and Cheshmeh khan stations.
    Keywords: Precipitation, Trend Analysis, Linear Regression, Mann- Kendal, Gorganroud
  • Nader Dizadji, Amir Masoud Mahmoudkhani Page 39
    This research is about the effects of sediments on discharge coefficient of rectangular, v notch, ogee and overflow weirs. Two open channels with 7m and 5m length for low and high flow rates are used in the experiment. Tests are done for 2°, 4° and 5° slope of 7m open channel and 0.5° slope of 5m open channel in two states, including water flow and water- sediment flow. Experiments were conducted with flow rates ranging from 8 lit/s/m to 14.7lit/s/m and 1.8 lit/s/m to 11.8 lit/s/m in the 7m and 5m open channels, respectively. Sediment particles are thrown into channel according to the flow rate. A calibrated pitot tube is used for velocity measurement and a point or hook gauge with 0.02m accuracy is used for depth measurement. Each test is done three or four times and data are recorded. It can be concluded that sediments decrease the discharge coefficient and this effect is obvious in lower flow rates and smaller slopes and this trend is independent of weir type. Also, according to the results and data, some equations are suggested bycorrelation method which enables calculation of discharge coefficient in water-sediment flow from discharge coefficient in water flow.Keywords:
    Keywords: Discharge Coefficient, V- Notch Weir, Rectangular Weir, Ogee weir, Overflow Weir and
  • Hamid Reza Pourghasemi, Hamid Reza Moradi, Said Mahmood Fatemi Aghda, Mohammad Reza Mahdavifar, Majid Mohammdi Page 51
    The aim of this research is landslide hazard assessment in a part of Haraz watershed using fuzzy multi criteria decision making. At first, landslide locations were identified using aerial photos and field study, then landslide distribution map was produced. Effective factors on landslide occurrence such as: slope, aspect, elevation, lithology, land use, distance to fault, distance to road and distance to drainage network were digitized in GIS environment as shape digital layers and then used for analysis of fuzzy sets theory. Fuzzy analysis was accomplished after determining membership function for each effective parameter in landslide occurred using Matlab 7.1 software. Then the results representing hazard degree for each pixel in case study map was transported in ILWIS software and landslide hazard zonation was produced. The results showed that identified landslides were located in the class very high (29.42%), high (32.19%), moderate (30.36%) and low (8.04%) in susceptibility zones.
    Keywords: Landslide, Fuzzy logic, Multi attribute decision making, Membership function, Haraz Watershed
  • Seied Hamid Reza Sadeghi, Mahboobeh Kiani Harchegani Page 63
    The suspended sediment size is one of the most fundamental properties of sediment which affects transportation and deposition process, and their control as well. However, limited attention has been made on particle size distribution studies. The present research was therefore took place in order to study particle size distribution of suspended sediment sampled from two points in a study reach and during a flood in Educational Forest Watershed of Tarbiat Modares University comprises some 13263 ha. Towards this attempt, the sediment samples were analyzed based on stoke's law with the help of modified pipette method after sample preparation. The entire descriptive properties of sediment samples were calculated by using GRADISTAT software. The results of the analyses verified the significant spatial and temporal variation of particle size distribution of suspended sediments.
    Keywords: Kojour Watershed, Spatial Variation, Storm Event, Particle Size Distribution of Suspended Sediment, Iran
  • Somayeh Zolfaghari, Mohammad Reza Ghanbarpour, Mahmood Habibnejad, Mehran Afkhami Page 67

    As a cansequence of Marun dam construction on the Jarrahi River, qualitative and quantitative changes of inflow is an ecological threat on wetland ecosystem. In order to prevent the long- term negative impact of the projects on the ecosystem, it is necessary to assess the environmental flow and optimum water allocation for different uses. In this research, environmental flow indices were investigated using hydrological analysis of wetland inflow at Jarrahi River. Environmental flow estimated in Shadegan wetland are 6.83, 1.54 and 3.18 m on Montana method, environmental flow is estimated 1.54 and 3.6 m respectively. The results have shown that environmental flow indices were decreased after dam construction in all hydrometric stations. 3/s based on duration curve, Aqua France law and Smakhtin methods, respectively. Base 3/s in first and second part of year.

    Keywords: Environmental Flow, Shadegan Wetland, Flow Duration Curve, Hydrological Method