به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
مقالات رزومه:

رسول میرعباسی نجف آبادی

  • یاسر علایی، زهرا شمسی، ذبیح الله خانی تملیه*، رسول میرعباسی نجف آبادی
    هدف

    هدف از این مطالعه ارزیابی کمی سناریوهای تخصیص آب در منطقه جیرفت واقع در استان کرمان توسط مدل WEAP است. حجم کل مخزن سد جیرفت 412 میلیون مترمکعب و حجم مفید مخزن 370 میلیون متر مکعب است که 250 میلیون متر مکعب از این حجم از طریق تونلی به طول 6 کیلومتر با 120 متر ارتفاع آبریز برای تولید 60 مگاوات برق و همچنین تامین آب مورد نیاز 11 هزار هکتار از اراضی دشت جیرفت مورد استفاده قرار می گیرد؛ لذا برنامه ریزی و مدیریت این منبع در ایجاد تعادل بین عرضه و تقاضا دارای اهمیت فراوانی است. در این تحقیق با استفاده از مدل WEAP و با توجه به وضع موجود، بهینه سازی تخصیص آب به بخش کشاورزی و شرب با تعریف سناریوهای مختلف مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش با استفاده از مدل WEAP ادامه وضع موجود (سناریوی مرجع) و اثر اجرای سناریوهای تعریف شده s1 (افزایش آبیاری قطره ای با راندمان 85% و آبیاری بارانی با راندمان 65%)، s2 (افزایش سطح زیر کشت)، s3 (تغییر الگوی کشت)، s4 (مدیریت تقاضا به میزان 20%)، s5 (کاهش دبی ورودی به مخزن سد در افق طرح به میزان 40%) و سناریوهای ترکیبی از این سناریوها برای تخصیص بهینه آب سد جیرفت بررسی شد.

    نتایج

    نتایج حاصل از سناریوهای مختلف نشان داد که در سناریوی مرجع، میزان کل تقاضای کشاورزی 8/1559 میلیون مترمکعب استاست که 7/19 میلیون مترمکعب آن تامین نمی شود. براساس سناریو s1، میزان کل تقاضای کشاورزی 8/801 میلیون مترمکعب است که کل آن تامین می شود و مقدار ذخیره آب سد در این سناریو 66730 میلیون متر مکعب خواهد بود. همچنین نتایج نشان داد که مقدار تقاضا و عدم تامین نیاز آب در سناریوی ترکیبی S145 در مقایسه با سناریوی ترکیبی S14 تغییر نمی کند، ولی ذخیره آب در مخزن سد به میزان 66037 میلیون مترمکعب کاهش می یابد.

    نتیجه گیری

    نتایج این مطالعه نشان داد که مدل WEAP موثرترین راهکارها را برای تامین نیازهای مختلف دشت جیرفت و کاهش اثرات نامطلوب خشکسالی ارائه می دهد. با تغییر الگوی کشت فعلی میزان ذخیره مخزن افزایش و عدم تامین نیاز آب هم کاهش می یابد. نتایج حاصل از اعمال سناریوهای مختلف نشان داد که بیشتر از خشکسالی، مدیریت نادرست منابع آب باعث کاهش ذخیره آب مخزن و کمبود آب در بخش کشاورزی شده است.

    کلید واژگان: تخصیص آب, WEAP, سد جیرفت, سناریو
    Yaser Alaee, Zahra Shamsi, Zaihollah Khani Temeliyeh *, Rasoul Miraasi

    In this study, the WEAP model was used to analyze the continuation of the existing situation (reference scenario) and the impact of implementing the defined scenarios s1 (increasing drip irrigation with 85% efficiency and sprinkler irrigation with 65% efficiency), s2 (increasing the cultivated area) , s3 (change in cropping pattern), s4 (water demand management by 20%), s5 (40% reduction of inflow to the reservoir in the planning horizon) and the combined scenarios from these scenarios for the optimal allocation of the Jiroft reservoir water. The results of the different scenarios show that in the reference scenario, the total amount of agricultural demand is 1559.8 million cubic meters, of which 19.7 million cubic meters are not supplied. According to scenario s1, the total amount of agricultural demand is 801.8 million cubic meters, which is fully met, and the amount of dam water storage in this scenario will be 66730 million cubic meters. The results also show that the amount of water demand and unmet water demand does not change in the combined scenario S145 compared to the combined scenario S14. Still, the water storage in the dam reservoir decreases by 66037 million cubic meters. The results of this study have shown that the WEAP model offers the most effective solutions to meet the varying water needs of the Jiroft Plain and reduce the negative effects of drought. Changing the current cropping pattern increases the amount of storage and the unmet water demand also decreases.

    Keywords: Water Allocation, WEAP, Jiroft Dam, Scenario
  • عبدالله رمضانی چرمهینه، مهدی اسدی آقبلاغی*، رسول میرعباسی نجف آبادی، سید حسن طباطبائی

    تمدن های بشری همواره برای شکل گیری، توسعه و رفع نیازهای مختلف به آب شیرین وابستگی زیادی داشته اند. با گسترش شهرنشینی، نه تنها نیاز به آب شیرین کمتر نشده است؛ بلکه برخی از فناوری ها و صنایع جدید نیز مصرف آب را افزایش داده اند و آلودگی منابع آب سرعت چشمگیری یافته است. منابع آب زیرزمینی به جهت دور بودن از آلودگی های سطحی و همچنین ظرفیت پالایش طبیعی آن ها، در مقوله حفاظت و پاک سازی به اندازه کافی و شایسته مورد توجه قرار نگرفته اند. وجود این موضوع به همراه برداشت بی رویه از آبخوان ها موجب عدم تعادل پایدار آب های زیرزمینی از نظر کمی و کیفی شده است. این موارد، لزوم پژوهش بیشتر در مورد جوانب مختلف پاک سازی آب های زیرزمینی را نشان می دهد. با توسعه معادلات حرکت آب در محیط های متخلخل و تجزیه و تحلیل آ ن ها، می توان جریان آب های زیرزمینی را شبیه سازی کرد. در این مطالعه، سیستم دو چاهی پمپاژ به عنوان یکی از روش های موثر در رفع آلودگی آبخوان ها، به طور تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. در این سیستم، چاه های پمپاژ با تخلیه آب آلوده و جلوگیری از گسترش آن در آبخوان، بازگشت به شرایط طبیعی را فراهم می کنند. بدین منظور، با در نظر گرفتن دو چاه پمپاژ در کنار یک آبراهه دائمی، معادلات توابع پتانسیل و جریان آب زیرزمینی تعیین شده اند. به بیان دیگر، قسمت حقیقی معادله پتانسیل مختلط، نمایان گر تابع پتانسیل و بخش موهومی آن، تابع جریان را مشخص نموده؛ در حالی که با بهره گیری از تئوری چاه مجازی، اثر آبراهه در روابط مسئله نیز اعمال شده است. با به دست آمدن مختصات نقاط سکون، ناحیه گیرش سیستم چندچاهی در پیکربندی های مختلف ترسیم شده و میزان آبگیری از آبراهه نیز محاسبه گردیده است. ناحیه گیرش با نمایش محدوده جذب توسط چاه های پمپاژ به ازای فواصل متفاوت این چاه ها و چند دبی تخلیه، رفتار و توان سیستم چندچاهی را توصیف می کند. سه پیکربندی برای سیستم پاک سازی در کنار دو نوع دبی بحرانی ارائه شد. در این شرایط، کنترل ناحیه گیرش بدون برخورد با مرز آبراهه و عدم شکاف در حوضه آبگیری در فواصل مختلف چاه ها و در دبی های مشخص امکان پذیر می گردد. در دبی بحرانی اول، ناحیه گیرش سیستم دو چاهی بر مرز آبراهه دائمی مماس می گردد و به ازای مقادیر کمتر از این دبی، آلودگی آب زیرزمینی به آب سطحی وارد نمی شود. در دبی بحرانی دوم، نواحی گیرش دو چاه با هم یکی می شوند. در حقیقت، در دبی های کمتر از این دبی بحرانی، یک فاصله (شکاف) بین نواحی گیرش چاه ها وجود دارد و آلودگی می تواند از این فاصله وارد آب سطحی گردد. همچنین فاصله دو چاه در حالتی تعیین شد که هر دو نوع دبی بحرانی با هم برابر هستند. این حالت، وضعیتی از محدوده جذب را نشان می دهد که مرز آن بر مرز آبراهه مماس است و نواحی گیرش دو چاه با هم ادغام شده اند. در وضعیت مذکور، فاصله بی بعد دو چاه پمپاژ (فاصله دو چاه تقسیم بر فاصله آن ها از مرز آبراهه) و دبی بحرانی بی بعد به ترتیب برابر با 58/0×2 و 33/0 هستند.

    کلید واژگان: ناحیه گیرش, پاک سازی آبخوان, روش تحلیلی, آبراهه دائمی, تئوری پتانسیل مختلط
    Abdollah Ramezani-Charmahineh, Mahdi Asadi-Aghbolaghi*, Rasoul Mirabbasi Najafabadi, Sayyed-Hassan Tabatabaei

    Human civilizations have always depended on freshwater to form, develop and fulfillment of various needs. With increasing urbanization, not only has the need for freshwater not diminished, but also some new technologies and industries have increased water consumption, and the pollution of water sources has increased significantly. Since groundwater resources are far from surface pollution and have their natural remediation ability, protection and remediation have not been given sufficient and appropriate attention. This issue and the overexploitation of aquifers have resulted in the quantitative and qualitative balance of groundwater resources being unsustainable. These issues show that further research is needed on various aspects of groundwater remediation. By developing the equations for water movement in porous media and analyzing them, it is possible to simulate groundwater flow. In this study, the double-well pumping system has been investigated analytically as one of the effective methods for aquifer remediation. In this system, pumping wells provide a return to natural conditions by draining polluted water and preventing it from spreading in the aquifer. For this purpose, the equations of the groundwater potential function and the stream function were determined for two pumping wells near a permanent stream. In other words, the real part of the complex potential equation represents the potential function and its imaginary part specifies the stream function; using the image well theory, the effect of the stream was also applied in the problem relations. By determining the coordinates of the stagnation points, the capture zone of the multi-well system was delineated in various configurations and the amount of stream withdrawal was also calculated. The capture zone describes the behavior and capability of the multi-well system by indicating the capture domain of discharge wells for different distances and different pumping rates. Three configurations of the remediation system are presented for two types of critical pumping rates. Under these conditions, it is possible to control the capture zone without intercepting the stream boundary and creating gaps in the extraction region at different distances of the wells with certain pumping rates. At the first critical pumping rate, the capture zone of the double-well system is tangent to the permanent stream boundary, and at a pumping rate below this threshold, groundwater pollution does not reach the surface waters. At the second critical pumping rate, capture zones of two wells merge together. Indeed, in discharges less than this critical rate, there is a distance (gap) between capture zones of the wells and pollution can enter the surface water through this gap. Also, the distance between two wells was determined in the state that both types of critical pumping rate are equal. This case shows a state of capture zone whose boundary is tangent to the stream boundary, and the capture zones of two wells are merged together. In the mentioned state, the dimensionless distance between two pumping wells (the distance between the two wells divided by their distance from the stream boundary) and the dimensionless critical pumping rate are equal to 2×0.58 and 0.33, respectively.

    Keywords: Capture Zone, Aquifer Remediation, Analytical Method, Permanent Stream, Complex Potential Theory
  • زهرا رفیعی طاقانکی، محمدعلی نصراصفهانی*، رسول میرعباسی نجف آبادی

    شناخت اثرات الگوهای دورپیوند و پیش بینی آنها به خصوص در دوره های خشکسالی، کمک بسزایی در جهت برنامه ریزی و مدیریت دقیق تر در حوضه آبخیز خواهد داشت. هدف تحقیق حاضر بررسی ارتباط الگوهای دورپیوند بر خشکسالی های هواشناسی و هیدرولوژیکی (آب های زیرزمینی) در دشت های فرادنبه و سفیددشت می باشد. جهت بررسی خشکسالی هواشناسی از داده های بارش ماهانه ایستگاه های سینوپتیک استان چهارمحال و بختیاری و به منظور بررسی خشکسالی آب های زیرزمینی دشت های فرادنبه و سفیددشت از داده های تراز آب 19 حلقه چاه مشاهداتی استفاده شد. همچنین به منظور پایش خشکسالی هواشناسی از شاخص بارش استاندارد شده (SPI) و برای پایش خشکسالی هیدرولوژیکی دشت های سفیددشت و فرادنبه از شاخص منبع آب زیرزمینی (GRI) استفاده گردید. نتایج این بررسی ها نشان داد که شاخص های دورپیوند NAO و IOD دارای بالاترین همبستگی معنی دار با بارش و شاخص SPI بوده و بیشترین اثر را بر بارش و خشکسالی منطقه مورد مطالعه داشته اند. همچنین دو شاخص IOD و ENSO همبستگی منفی و معکوس با شاخص GRI داشته اند. به طور کل می توان گفت تفاوت زمان پاسخ خشکسالی های هواشناسی و آب زیرزمینی در میزان تاثیرپذیری آن از رخدادهای دورپیوندی نقش مستقیم دارد. به طوری که پدیده NAO که دوره تناوب کمتری نسبت به النینو و IOD دارد، بیشتر با خشکسالی هواشناسی که دارای زمان پاسخ کمتر است، ارتباط معنی دار دارد و خشکسالی هیدرولوژیکی که زمان پاسخ طولانی تری دارد بیشتر متاثر از دورپیوند النینو است که زمان تناوب بیشتری دارد. پدیده MJO که کمترین دوره تناوب را در بین پدیده های دورپیوند مطالعه شده دارد، هیچ ارتباط معنی داری بر خشکسالی های استان نداشته است.

    کلید واژگان: خشکسالی آب زیرزمینی, دورپیوند, نوسان اطلس شمالی, مد دوقطبی اقیانوس هند, شاخص آب زیرزمینی
    Zahra Rafiei Taghanaki, Mohammad Ali Nasr-Esfahani *, Rasoul Mirabasi Najaf Abadi

    Drought is a natural phenomenon that occurs as a result of a decrease in the amount of precipitation in a period of time, compared to the normal or expected amount in the same period of time. Irregularity of meteorological variables, including the precipitation with a long periodicity, is affected by the phenomena that occur all over the earth with different periodicity and are known as meteorological signals. Teleconnections are a category of meteorological signals. Teleconnection refers to two regions on the surface of the earth that have a high correlation with each other in terms of climate. In addition, some low-frequency events (with long periodicity) in tropical regions also affect atmospheric patterns in higher latitudes. Since the amount of precipitation has a direct effect on recharging the aquifers, the prolongation of the drought period due to teleconnection patterns can also affect the groundwater level. Investigating the effects of the teleconnection patterns and predicting them, especially during drought periods, will be a great help for more accurate planning and management of the watershed. Since teleconnection patterns are in the category of large-scale phenomena, it is expected that the areas affected by them will be very vast. In most of the conducted studies, the relationship between drought indices and these phenomena has been done at station points. Considering the effect of local factors on the phenomenon of precipitation, point analysis can increase the uncertainty in the results. In this study, the regional average of precipitation in Chaharmahal and Bakhtiari provinces was used to calculate the drought index and to investigate its relationship with the groundwater level. Also, in order to study the role of teleconnection phenomena in creating meteorological and hydrological (groundwater) droughts in Faradonbeh and Sefiddasht plains, the relationship between the indicators of several well-known teleconnection patterns and meteorological and hydrological (groundwater) droughts has been investigated.

    Methods

    In order to study the meteorological drought, the monthly precipitation data of the synoptic stations of Chaharmahal and Bakhtiari province from 2000 to 2020 were used. Also, the water level measured at 19 observation wells were used to investigate the groundwater drought of the Faradonbeh and Sefiddasht plains. The Standardized Precipitation Index (SPI) and the Groundwater Resource Index (GRI) were applied to monitor the meteorological and groundwater droughts of the Faradonbeh and Sefiddasht plains, respectively. Since the stations in the study area do not have the same distribution and each station has a different effect area, the average precipitation of the Chaharmahal and Bakhtiari province was calculated by weighted average method (based on area and distance) and the regional monthly precipitation time series was used to calculate the SPI index. Also, the values of teleconnection indicators including Madden-Julian Oscillation (MJO), El Nino-Southern Oscillation (ENSO) and Indian Ocean Dipole (IOD) for the period of 1991-2021 were downloaded from the website of The National Center for Atmospheric Research and the National Center for Environmental Prediction (NCEP/NCAR). Since teleconnection phenomena have two positive and negative phases, to investigate the relationship between meteorological and groundwater drought indices with these phenomena, the correlation between SPI and GRI with teleconnection indicators has been done in several cases: Simultaneous correlation of data (correlation between all data), correlation in positive and negative phases of each teleconnection pattern (only positive phases or negative phase of teleconnection indicators were considered), calculation of correlation in each season (based on the solar calendar) separately, removing 5 dry months of the year (June to October) and calculating the correlation with a delay of one month.

    Results

    The results showed that the NAO and IOD indices have the highest correlation with precipitation and SPI index, and have had the greatest impact on precipitation and drought in the study area. Also, the IOD and ENSO indices have a negative and inverse correlation with the GRI index. In general, it can be concluded that the difference in the response time of meteorological and groundwater droughts has a direct role in the extent of its influence from teleconnection events. So that the NAO phenomenon, which has a shorter periodicity than El Nino and IOD, is more significantly related to meteorological drought, which has a shorter response time, and hydrological drought, which has a longer response time, is more affected by El Nino teleconnection, which has a longer periodicity. The MJO phenomenon, which has the shortest periodicity among the studied teleconnection phenomena, had no significant relationship with the droughts of these plains.

    Keywords: Groundwater Drought, Teleconnection Phenomena, North Atlantic Oscillation, Indian Ocean Dipole, Groundwater Resource Index
  • غلامرضا علی پورمداب، احمدرضا قاسمی*، رسول میرعباسی نجف آبادی

    به دلیل اهمیت داده های تبخیر از تشت در برآور نیاز آبی گیاهان و همچنین تخمین حجم هدررفت آب از مخازن آب سطحی و همچنین فقدان این داده ها در بسیاری از مناطق، بررسی و یافتن روش های جدید و کارآمد جهت برآورد میزان تبخیر از تشت، می تواند در مدیریت منابع آب موثر باشد. در این پژوهش از دو مدل ماشین بردار پشتیبان (SVM) و مدل با حافظه مدت بلند کوتاه (LSTM) و همچنین سه روش تجربی مایر، سازمان عمران آمریکا و ایوانف جهت برآورد تبخیر از تشت در استان کهکیلویه و بویراحمد استفاده شد. برای این منظور، داده های تبخیر واقعی در مقیاس روزانه برای 6 ایستگاه دهدشت، امامزاده جعفر، لیکک، دوگنبدان، سی سخت و یاسوج و در دوره آماری 14 تا 39 ساله منتهی به سال 2023، از سازمان هواشناسی کشور تهیه و به عنوان متغیر وابسته در مدل ها مورد استفاده قرار گرفت. همچنین از 12 پارامتر هواشناسی شامل بارندگی، سرعت باد، دمای حداکثر و حداقل، ابرناکی، دمای خاک، حداکثر و حداقل رطوبت نسبی، میانگین دمای نقطه شبنم، فشار سطح دریا، تابش خورشیدی و میانگین فشار بخار واقعی نیز به عنوان متغیر مستقل استفاده گردید. نتایج نشان داد مقادیر خطای برآورد تبخیر در 6 ایستگاه مورد مطالعه برای مدل های تجربی بسیار بالا (حداقل مقدار خطا 27 درصد) و نتایج از نظر شاخص عملکرد مدل (ضریب نش) غیر قابل قبول می باشند. این امر ضرورت استفاده از مدل های دیگر در این استان را روشن می کند. نتایج ارزیابی دو مدل SVM و LSTM نشان داد، مدل SVM با خطای 16 درصد در مرحله آموزش و 18 درصد در مرحله آزمون، نتایج دقیقتری نسبت به مدل LSTM دارد. مقدار خطای برآورد تبخیر در این دو مرحله، در مدل LSTM به ترتیب برابر 23 و 24 درصد بدست آمد. در نهایت می توان نتیجه گرفت که، استفاده از مدل های قدرتمند مانند SVM که بر مبنای روابط ریاضی- آماری، قابلیت تشخیص و شبیه سازی رفتارهای پیچیده و غیرخطی متغیرهای اقلیمی را دارند، می تواند دقت تخمین تبخیر از تشت را در مناطق فاقد تشت تبخیر، افزایش دهد.

    کلید واژگان: تبخیر از تشت, مدل سازی, SVM, LSTM
    Gholamreza Alipoor, Ahmadreza Ghasemi *, Rasoul Mirabasi Najaf Abadi

    Evaporation is a physical phenomenon by which water particles enter the atmosphere in the form of vapor from the surface of water or the surface of wet soil through receiving solar energy. Evaporation process is an essential part of the hydrological cycle and it takes place continuously in nature. The importance of evaporation estimation in water resources and agriculture studies is undeniable. The evaporation pan is used as an indicator to determine the evaporation from the water level of lakes and reservoirs all over the world due to the ease of interpreting its data. Evaporation prediction is one of the important variables in planning and managing water resources. Various models are used to predict evaporation, such as stochastic time series models, experimental models, data mining models. Due to the fact that evaporation is affected by many parameters that are non-linear, non-stationary and random and occurs in a dynamic and complex manner, the use of experimental methods to predict evaporation that is based only on weather information such as temperature, relative humidity, wind speed and solar radiation are used, the accuracy is not enough. So far, various methods have been presented to calculate and estimate evaporation, such as the water balance method and experimental methods. These methods have flaws such as the inability to generalize to other places and different climatic conditions. Therefore, researchers tried to find a way to reduce the error as much as possible. The use of machine learning models are among these methods.

    Materials and Methods

    In this research, two techniques of support vector machine and network with long short-term memory will be used to estimate the amount of evaporation from the pan in Kohgiluyeh and Boyer-Ahmad Province, and the results will be compared with the actual evaporation values recorded in evapotranspiration stations and some experimental methods of evaporation estimation. In order to model and estimate the amount of evaporation, daily data of parameters of pan evaporation, rainfall, wind speed, maximum and minimum temperature, cloudiness, soil temperature, maximum and minimum relative humidity, average dew point temperature, sea level pressure and actual vapor pressure has been prepared from the regional water organization for 6 stations including Yasouj, Imamzadeh Jafar, Dehdasht, Dogonbadan, Siskhet and Likk. The length of the statistical data period varies from 39 years in Dogonbadan to 14 years in Likk. In this research, two SVM and LSTM models, as well as three experimental methods of Mayer, US Civil Engineering Organization (USBR) and Ivanov were used to estimate evaporation from pans. To use the models to estimate evaporation, first the data were randomly divided into training and testing stage. 70% of the data were considered as training data and 30% of the data were considered as test data. Finally, in order to evaluate the models, the statistical indices of explanation coefficient (R2), root mean square error (RMSE) and mean absolute value of error (MAE), model efficiency index or Nash Sutcliffe coefficient (N.S) and residual mass index (CRM) were used.

    Results and Discussion

    The results of the SVM model show that the error values of daily pan evaporation estimation in the SVM model in the training stage vary between 1.6 and 1.2 mm per day. The efficiency coefficient also shows that the model is in a satisfactory condition in terms of estimation and forecasting ability in the Siskhet station, in a good condition in the Yasouj station, and in a very good condition in other stations. LSTM model has weaker results than SVM model. The error values in this model are higher than the SVM model and vary between 2.2 and 3 mm per day. Also, the results of the efficiency coefficient of the model (N.S) also show that this model has not provided acceptable results for estimating pan evaporation in the two stations of Sisakht and Yasouj. In part of the models test, the LSTM model also showed a weaker ability than the SVM model in most of the stations. The LSTM model has provided better results than the SVM model only in Imamzadeh Jafar station. The best result among all the stations and the two investigated models was obtained at the Dehdasht station with an error of 1.6 mm per day and a Nash coefficient of 0.87 for the SVM model. Comparison of the results of the models with 3 experimental methods of Mayer, Ivanov and USBR also showed that, except for Ivanov's method and at Doganbadan station, none of the experimental methods could simulate the daily evaporation values well.

    Conclusion

    In summary, the results of this research show that the SVM model has estimated the northern and central regions of the province with an error between 15 and 18 percent, while the LSTM model estimates the same regions with a greater error and about 22 to 26 percent. In the south of the province, the results is almost reversed and the SVM model has an error of about 19 to 21 percent and the LSTM model has an error of between 13 to 21 percent. In the east of the province, the amount of error in the estimation of pan evaporation in the LSTM model is also higher than in the SVM model. In total, the comparison of the results of two models and three experimental methods of estimating evaporation from pans in Kohgiluyeh and Boyer-Ahmad provinces showed that LSTM model is the best model for Imamzadeh Jafar station and SVM model is the best model for the other 5 investigated stations. None of the three experimental models, provided acceptable results for the province. The results of this research show that, despite the emergence of powerful models that are capable of detecting complex and non-linear behaviors of variables based on mathematical relationships that can well recognize and simulate the pattern of data variability, the use of experimental methods to estimate pans evaporation is not recommended.

    Keywords: Evaporation From Pan, LSTM, Modeling, SVM
  • Mohammad Nazeri Tahroudi *, Rasoul Mirabbasi, Aliheidar Nasrolahi, Seyed Yagoub Karimi

    This research investigates the utilization of copula functions in the water resources field, encompassing meteorological and hydrological aspects. A review of the Web of Sciences archive revealed 15143 studies featuring copula keywords. Notably, 40% of these studies pertain to copula-based simulation within this field. Groundwater studies were the least conducted, accounting for only 3% of all studies in the field. Regarding copula functions, studies were generally divided into two parts: frequency analysis and simulation, encompassing all dimensions of copula functions. Researchers confirmed the performance of copula functions in both parts. Studies in copula functions have revealed a new approach in joint frequency analysis and conditional probability estimation, based on the marginal distribution of data and their conditional density. The results indicate that in more than 2 dimensions, the tree sequence of vine copula has reduced computational complications and allows for the determination of different structures based on independent and dependent variables. Various studies have shown that the use of copula functions has been successful due to its lack of assumptions and restrictions and has good performance. For this reason, this approach is considered. The approach has been increasingly utilized in 2-dimensions and multi-variables, and continues to progress and develop.

    Keywords: Conditional density, Joint CDF, Joint Probability, Simulation, Vine Copula
  • عبدالله رمضانی چرمهینه، مهدی اسدی آقبلاغی*، رسول میرعباسی نجف آبادی، سید حسن طباطبائی

    حفاظت از منابع آب زیرزمینی در مقابل آلودگی، امری مهم و ضروری است. یکی از روش های موثر در تصفیه آبخوان ها، استفاده از سیستم جفت چاه تغذیه-تخلیه (سیستم فنس هیدرولیکی) است. در این پژوهش، سیستم احیاء جفت چاه تغذیه-تخلیه در کنار یک آبراهه دائمی به طور تحلیلی مورد بررسی قرار گرفت. توابع پتانسیل و جریان به همراه ناحیه های گیرش و رهاسازی چاه ها در سه پیکربندی آنالیز شدند. دبی پایه (که حداقل دبی برای آغاز سلول گردشی بین چاه های تغذیه و پمپاژ است)، در حالت های مختلف محاسبه و مورد تحلیل قرار گرفت. دبی بحرانی (که حداکثر دبی مجاز برای عدم برخورد حوضه آبگیری چاه پمپاژ با آبراهه است) نیز در پیکربندی های مربوط به مسئله، مشخص و تفسیر شد. در اولین پیکربندی و در موقعی که چاه ها در فاصله بی بعد 0/4×2 از همدیگر قرار گرفتند، دبی بحرانی (QCR=1.07) مقدار بیشتری از دبی پایه (QBS=0.22) به دست آورد. در دومین پیکربندی با برابر شدن مقدار دبی های پایه و بحرانی، خط جریان مشترکی از نقاط سکون چاه های تغذیه و پمپاژ عبور کرد، در حالی که نقطه سکون چاه پمپاژ بر آبراهه مماس بود. در چنین وضعیتی، مقدار بی بعد فاصله جفت چاه تغذیه-تخلیه از یکدیگر و مقدار بی بعد دبی بحرانی (که در این حالت برابر با دبی پایه نیز هست) به ترتیب برابر با 1/04×2 و 0/61 به دست آمدند. در سومین پیکربندی و در هنگامی که فاصله بدون بعد میان چاه ها مساوی با 1/2×2 بود، دبی بحرانی (QCR=0.59) مقدار کمتری از دبی پایه (QBS=0.70) کسب کرد. با توجه به نتایج، مشخص شد که در چه نرخی از دبی، آب از آبراهه توسط سیستم احیاء جذب و شرایط ورود آلودگی از آبخوان به آبراهه ایجاد شده است. همچنین، مقدار حداقل دبی که به ازای آن، سیستم جفت چاهی بتواند یک پوشش کامل و بدون شکاف در مقابل آلودگی داشته باشد، تعیین شد.

    کلید واژگان: فنس هیدرولیکی, راه حل تحلیلی, آبراهه دائمی, احیاء آبخوان, سیستم جفت چاهی
    Abdollah Ramezani-Charmahineh, Mahdi Asadi-Aghbolaghi *, Rasoul Mirabbasi Najafabadi, Sayyed Hassan Tabatabaei

    The protection of groundwater resources against pollution is an important and essential issue. One of the effective methods in the treatment of aquifers is the utilization of the injection-extraction well pair system (hydraulic fence system). In this study, the remediation system of a pair of injection and extraction wells near a stream was analytically analyzed. The potential and stream functions were analyzed together with the capture and release zones of the wells in three configurations. The base flow rate (i.e. the minimum flow rate to initiate the circulation cell between the recharge and pumping wells) was calculated and analyzed in different modes. The critical flow rate (i.e. the allowable maximum flow rate for the extraction region of the pumping well without intercepting the stream) was also specified and interpreted in the configurations for the problem. In the first configuration and when the wells were located at the dimensionless distance of 2×0.4 from each other, the critical flow rate (QCR=1.07) was more than the base flow rate (QBS=0.22). In the second configuration, equality of base and critical flow rates causes a common stream line passed through the stagnation points of the recharge and pumping wells, while the stagnation point of the pumping well was tangential to the stream. In such a situation, the dimensionless value of the distance between the injection-extraction well pair and the dimensionless value of the critical flow rate (which in this case is also equal to the base flow rate) were achieved as 2×1.04 and 0.61, respectively. In the third configuration and when the dimensionless distance between the wells was equal to 2×1.2, the critical flow rate (QCR=0.59) was less than the base flow rate (QBS=0.70). According to the results, the flow rate was determined while the remediation system captured stream’s water and the conditions of entrance of the pollution into the stream from the aquifer were created. Also, the minimum flow rate was determined for the well pair system which can has full and gapless coverage against pollution.

    Keywords: Hydraulic Fence, Analytical Solution, Stream, Aquifer Remediation, Well Pair System
  • محمد ناظری تهرودی*، رسول میرعباسی
    رابطه دبی-بار معلق رسوب در حوضه های آبریز با توجه به آورد رودخانه ها و تغییرات طبیعی و غیرطبیعی منجر به ارائه رابطه دقیق نمی شود، لذا نیاز است از روش های جدید برای توسعه این بخش استفاده کرد. روش های چند متغیره و شبیه سازی و مدل سازی مبتنی بر توابع مفصل به دلیل درنظر گرفتن توزیع داده ها می تواند در این خصوص مورد توجه قرار گیرد. در این مطالعه جهت شبیه سازی و تحلیل فراوانی توام دبی-بار معلق رسوب و برآورد احتمالات شرطی در زیرحوضه قلعه شاهرخ، حوضه آبریز سد زاینده رود از توابع مفصل دو بعدی در دوره آماری 2019-2010 استفاده شد. ضمن بررسی وابستگی جفت متغیر مورد مطالعه و انتخاب توزیع های حاشیه ای متناسب، مفصل فرانک با توجه به مقادیر RMSE و NSE به عنوان مفصل برتر در تحلیل فراوانی توام جفت متغیر دبی-بار معلق رسوب انتخاب شد. با استفاده از پارامترهای منتخب اقدام به شبیه سازی توام جفت متغیر دبی-بار معلق رسوب با احتمالات بیش از 80 درصد در ایستگاه منتخب شد به طوری که با احتمالات بیش از 80 درصد می توان مقادیر بار معلق رسوب را به شرط وقوع دبی جریان در ایستگاه تخمین زد. در نهایت با احتمالات 95-90 و 99-95 درصد روابط پیش بینی بار معلق رسوب به شرط وقوع دبی جریان در منطقه مورد مطالعه پیشنهاد گردید که به ترتیب کارایی 84 و 82 درصد را با توجه به آماره نش-ساتکلیف را ارائه کرد.
    کلید واژگان: بار معلق, تحلیل احتمالاتی, دوره بازگشت توام, مفصل فرانک
    Mohammad Nazeri Tahroudi *, Rasoul Mirabbasi
    The river flow-suspended sediment load relationship in basins due to the rivers flow and natural and unnatural changes does not lead to providing an accurate relationship, so it is necessary to use new methods for the development of this sector. Multivariate methods and simulation and modeling based on copula functions can be considered in this regard due to the consideration of data distribution. In this study, two-dimensional copula functions were used in the period of 2010-2019 in order to simulate and joint frequency analysis of river flow-suspended sediment load and estimate the conditional probabilities in the sub-basin of Qale-Shahrokh, Zayanderood Dam basin. While examining the dependence of the studied pair-variable and choosing appropriate marginal distributions, Frank's copula was selected as the best copula in joint frequency analysis of the pair-variable of discharge-suspended sediment load according to the RMSE and NSE values. By using the selected parameters, the simulation of the studied pair-variable of river flow-suspended sediment load with the probability of more than 80% was carried out in the selected station. So that with a probability of more than 80%, it is possible to estimate the amount of suspended sediment load given by the river flow in studied station. Finally, with the probabilities of 90-95% and 95-99%, it was suggested that the equation of forecasting suspended sediment load given by the corresponding river flow in the study area, which presented the efficiency of 84% and 82%, respectively, according to the Nash-Sutcliffe statistic.
    Keywords: Frank Copula, Probabilistic Analysis, Return Period, Suspended Sediment Load
  • سید علی شاهرضائی*، رسول میرعباسی نجف آبادی، سید مجتبی موسوی، نفیسه سادات شاهرضائی، شراره محمودی
    زمینه و هدف

    افزایش روزافزون جمعیت و صنعتی شدن جوامع باعث افزایش آلودگی محیط زیست به ویژه آب و هوا شده است. در چند دهه اخیر، آلودگی هوا در کلانشهرها به عنوان یک چالش جدی که سلامت جامعه را تهدید می کند، مطرح شده است. از سوی دیگر، کمبود آب و خشک شدن رودخانه ها، دریاچه ها و تالاب ها باعث افزایش کانون های گرد و غبار در اطراف شهرها شده که این خود باعث تشدید آلودگی هوا گردیده است. عوامل اقلیمی نیز بر تغییرات آلودگی هوا تاثیرگذارند. بارش یکی از پدیده هایی است که می تواند به طور ناگهانی آلودگی هوا را کاهش دهد و تا مدتی بعد از اتمام بارش، کیفیت هوا در وضعیت مطلوب باقی می ماند. هدف از این مطالعه، بررسی زمان برگشت غلظت آلودگی هوا به شرایط پیش از وقوع بارش می باشد.

    مواد و روش ها

    در حال حاضر آلودگی هوای کلانشهر اصفهان با استفاده از 9 ایستگاه پایش کیفیت هوا توسط حمل و نقل ترافیک شهرداری اصفهان به صورت لحظه ای مورد آمایش قرار می گیرد. در این مطالعه، از میان این 9 ایستگاه که به صورت پراکنده در سرتاسر اصفهان مستقر شده اند، ایستگاه فیض که جزء مناطق پر تردد به لحاظ عبور و مرور وسایل نقلیه می باشد، انتخاب شد. سپس آلودگی هوای ایستگاه فیض بر اساس میزان غلظت آلاینده ها با توجه به استاندارد های ارائه شده توسط آژانس حفاظت محیط زیست آمریکا مورد ارزیابی قرار گرفت. در نهایت تاثیر وقوع بارش بر آلودگی هوای منطقه مورد مطالعه بررسی گردید.

    یافته ها

    بر اساس میزان CO موجود در هوا، بیشترین زمان برگشت پذیری به آلودگی پایه پس از بارش، مربوط به رویدادهای بارش 20 اسفند، 12 بهمن و 19 اسفند 1400 به ترتیب با 46، 37 و 31 ساعت می باشد. این در حالی است که با در نظر داشتن PM2.5، بیشترین زمان برگشت پذیری آلودگی مربوط به 13 اردیبهشت، 7 بهمن و 25 دی می باشد که به ترتیب زمان برگشت پذیری این آلاینده به آلودگی پایه به ترتیب 59، 51 و 49 ساعت بوده است. با در نظر گرفتن NO2، بیشترین زمان برگشت پذیری آلودگی مربوط به 19 و 16 اسفندماه می باشد که به ترتیب 64 و 47 ساعت پس از اتمام بارش میزان NO2 به مقدار پایه خود بازگشته است. این درحالی است که با در نظر داشتن آلاینده SO2، بارشی که در 15 آبان ماه رخ داده است، تاثیر خود را حدودا تا سه روز بعد بر روی SO2 گذاشته است، بنابراین طبق آمار موجود در تمام ساعات روز 16 آبان میزان SO2 کمتر از آلودگی پایه بوده است.

    نتیجه گیری

    نتایج نشان داد که در سال 1400، با در نظر گرفتن CO موجود در هوا 99 درصد از موارد ثبت شده در ایستگاه فیض در وضعیت کیفیت هوای خوب و 1 درصد از موارد ثبت شده در شرایط کیفیت هوای متوسط قرار دارند و با مد نظر قرار دادن میزان SO2 موجود در هوا، حدودا 8/99 درصد از موارد ثبت شده در وضعیت کیفیت هوای خوب و حدودا 2/0 درصد در حالت کیفیت هوای متوسط قرار دارند. بررسی میزان NO2 موجود در هوا نشان داد که 98 درصد موارد ثبت شده در وضعیت کیفیت هوای خوب و 2 درصد در شرایط کیفیت هوای متوسط قرار دارند. با توجه به PM2.5 موجود در هوا 26 درصد در حالت خوب، 48 درصد در وضعیت کیفیت هوای متوسط، 18 درصد در حالت کیفیت هوای غیربهداشتی برای گروه های حساس، 7 درصد در شرایط کیفیت هوای غیربهداشتی و 1 درصد در وضعیت هوای بسیار غیربهداشتی قرار دارند. لازم به توضیح است در ساعات محدود و بسیار اندکی شاخص PM2.5 در حالت وضعیت کیفیت هوای خطرناک قرار داشت. نهایتا نتایج این مطالعه نشان داد که در برخی از روزها وقوع بارش تاثیر قابل توجهی بر کاهش آلودگی هوا نداشته است، در حالی که در برخی از روزها، بارش موجب کاهش قابل توجه آلودگی هوا شده است و حتی پس از گذشت 215 ساعت، آلودگی هوا به مقدار پایه نرسیده است. هر چند ممکن است پس از قطع بارش عوامل دیگری از جمله وزش باد هم بر پایین ماندن غلظت آلودگی هوا موثر بوده باشند.

    کلید واژگان: آلودگی هوا, بارش, برگشت پذیری, شهر اصفهان, شاخص کیفیت هوا, AQI
    Sayyed Ali Shahrezaie*, Rasoul Mirabbasi Najafabadi, Seyyed Mojtaba Mousavi, Nafiseh Sadat Shahrezaie, Sharareh Mahmoudi
    Background

    The ever-growing population and the industrialization of societies have led to an increase in environmental pollution, especially water and air pollution. In recent decades, air pollution in large cities has become a serious challenge that threatens the health of society. On the other hand, the water deficiency and the drying up of rivers, lakes and wetlands have led to an increase in dust production around cities, which in turn has worsened air pollution. Climatic factors also have an impact on changes in air pollution. Precipitation is one of the phenomena that can abruptly reduce air pollution, and air quality remains in a favorable state for some time after precipitation ceases. The aim of this study is to investigate the time when air pollution returns to the conditions before the occurrence of precipitation.

    Methods

    Currently, air pollution in the Isfahan metropolitan area is measured at 9 air quality monitoring stations by the Transportation and Traffic Department of Isfahan Municipality. In this study, Faiz station, which is located in an area with high traffic volume in terms of vehicle traffic, was selected among these 9 stations, which are scattered throughout Isfahan. In this study, the air pollution of Faiz station was evaluated based on the concentration of pollutants according to the standards of the US Environmental Protection Agency. Finally, the influence of precipitation on air pollution in the study area was examined.

    Results

    looking at the CO concentration in the air, it was observed that the maximum time of reversal of baseline pollution after precipitation is associated with the precipitation events of March 11, February 1 and March 10 with 46, 37 and 31 hours, respectively. For PM2.5 concentrations, the maximum reversibility of pollution was recorded on May 3, January 27 and January 15, with the reversibility of this pollutant to baseline pollution being 59, 51 and 49 hours, respectively. For NO2, the maximum reversibility of pollution was recorded on March 10 and 7, which respectively 64 and 47 hours after the end of the precipitation, the amount of NO2 returned to its baseline value. As for the pollutant SO2, the effect of the precipitation of November 6 on SO2 lasted until about 3 days later, so that according to the available data, the amount of SO2 is lower than the baseline pollution at all hours of November 7.

    Conclusion

    The results show that in terms of CO in the air, there was good air quality in 99% of the cases recorded at the Faiz station and average air quality in 1% of the cases, and that in terms of SO2 in air, there was good air quality in about 99.8% of the cases recorded and average air quality in about 0.2% of the recorded cases. The study of the NO2 concentration in the air showed that 98% of the recorded cases classified in good air quality and 2% in average air quality. As for PM2.5 concentration, 26% of the time was in good condition, 48% in average air quality, 18% in unhealthy air quality for sensitive groups, 7% in unhealthy air quality and 1% in very unhealthy air quality. It should be mentioned that the PM2.5 concentration reached a hazardous air quality condition in some hours. Finally, the results of this study showed that on some days the occurrence of precipitation had no significant effect on the reduction of air pollution, while on other days precipitation caused a significant reduction in air pollution and air pollution had not reached the baseline level even after 215 hours. It is possible that after the rain stopped, other factors such as wind were effective in keeping air pollution low.

    Keywords: Air Pollution, Precipitation, Isfahan City, Revertability, Air Quality Index, AQI
  • بهار محمدی، مهدی رادفر، حسین فتحیان، رسول میرعباسی نجف آبادی*
    عملیات کنترل سیل در زمان واقعی یک سیستم مخازن می تواند تا حد زیادی از خسارت جانی و مالی بکاهد. در این مطالعه، یک مدل برای عملیات کنترل سیل در زمان واقعی در مخازن تحت وقوع سیلاب در فروردین ماه سال 1398 و عدم قطعیت هیدروگراف های جریان های ورودی ارایه شده است. مدل ارایه شده شامل سه ماژول سیلاب به وقوع پیوسته فروردین ماه 1398، شبیه سازی مونت کارلو (Monte Carlo-HEC-ResSim) و بررسی تاثیر عدم قطعیت متغیرهای ورودی (هیدروگراف جریان ورودی و میانی) بر عدم قطعیت تراز سطح آب و حجم آب در مخازن سدها است. برای به کمیت درآوردن عدم قطعیت مدل HEC-ResSim در شبیه سازی تراز سطح آب مخزن سد از دو فاکتور باند اطمینان 95 درصد (P-factor) و شاخص عامل عرض باند (d-factor) استفاده شد. براساس نتایج حاصل از شبیه سازی مونت کارلو، عدم قطعیت در تراز سطح آب سدهای دز، کارون یک و گتوند به علت عدم قطعیت هیدروگراف جریان ورودی به ترتیب برابر با 037/0، 107/0 و 034/0 درصد به دست آمد. بنابراین بیش ترین و کم ترین عدم قطعیت در تراز سطح آب به علت عدم قطعیت هیدروگراف جریان ورودی به ترتیب مربوط به سدهای کارون یک و گتوند می باشد. علاوه بر این پهنای باند عدم قطعیت مدل HEC-ResSim در شبیه سازی تراز سطح آب در مخازن دز، کارون یک و گتوند علیا به ترتیب برابر با 151/0، 407/0 و 808/0 حاصل شد. با توجه به این که حداکثر میزان مجاز عامل پهنای باند مورد پذیرش برابر با یک است، پهنای باند عدم قطعیت به دست آمده در تمام پارمترها (شامل مقادیر ورودی و خروجی از مخازن، حجم مخازن و نقاط کنترل پایین دست سدها) مورد پذیرش می باشد. این امر حاکی از عدم قطعیت پایین مدل HEC-ResSim در عملیات بهره برداری از مخازن است. مقادیر درصد  ppu95 داده های مشاهداتی در باند اطمینان 95 درصد برای سطح تراز آب مخازن در سه سد موردمطالعه 100 درصد بود. بالابودن شاخص ppu 95 نشان از برخورداری مدل از یک مبنای فیزیکی و نظری قوی است. برای سایر پارامترها، مقادیر  ppu95 کم بود که این ناشی از پایین بودن عدم قطعیت پارامتر است.
    کلید واژگان: تراز سطح آب, عدم قطعیت, مخازن سد, هیدروگراف ورودی
    Bahar Mohammadi, Mahdi Radfar, Hosein Fathian, RASOUL Mirabbasi *
    The Real-time flood control operation of a reservoir system can greatly reduce human and financial losses. In this study, a model for real-time flood control operations in reservoirs under the occurrence of floods in April 2019 and the uncertainty of hydrographs of inflows is presented. The presented model includes three modules: the flood that occurred in April 2019, Monte Carlo-HEC-ResSim simulation, and uncertainty analysis. The considered uncertainty factor is the hydrograph of the input to the reservoirs and side flows to the river. A Monte Carlo-HEC-ResSim simulation was performed according to the real flood of April 2018. In order to quantify the uncertainty of the HEC-ResSim model in the simulation of the water level of the dam reservoir, two 95 Percent confidence band factors (P-factor) and the band width factor index (d-factor) were used. Based on the results of the Monte Carlo simulation, the uncertainty in the water level of Dez, Karun and Gotvand dams due to the uncertainty of the hydrograph of the inflow was 0.037, 0.107 and 0.034 Percent, respectively. Therefore, the highest and lowest uncertainty in the water level due to the uncertainty of the inflow hydrograph is related to the Karun 1 and Upper Gotvand dams, respectively. In addition, the uncertainty bandwidth of the HEC-ResSim model in simulating the water level in Dez, Karun 1, and Upper Gotvand reservoirs was 0.151, 0.407, and 0.808, respectively. Considering that the maximum allowable amount of the accepted bandwidth factor is equal to one, the uncertainty bandwidth obtained in all the parameters (including the input and output values from the reservoirs, the volume of the reservoirs and the control points downstream of the dams) is accepted. This indicates the low uncertainty of the HEC-ResSim model in reservoir exploitation operations. The 95ppu values of the observational data in the 95 Percent confidence band for the water level of the reservoirs in the three studied dams were 100 Percent. A high 95ppu value indicates that the model has a strong physical and theoretical basis. For other parameters, the 95ppu values were low due to the low uncertainty of the parameters.
    Keywords: Dam reservoirs, Inflow hydrograph, Uncertainty, water level
  • Mohammad Nazeri Tahroudi *, Rasoul Mirabbasi
    The purpose of this research is to joint frequency analyze of precipitation anomaly percentage as a meteorological drought index and flow rate at Chalekhmaz station located in the Zarinerood basin at south of Lake Urmia in the period of 1995-2016, which is based on the duration of the mentioned indicators. The results of the analysis of investigated copula functions in Zarinerood basin showed that, based on evaluation criteria, Frank's copula function describes well the dependence between two variables of the duration of anomaly percentage and the duration of hydrological drought. In Chalekhmaz station, the expectation of drought duration of 4 to 7 months for the hydrological variable and 9 to 12 months for the meteorological variable in the coming years is not far from reality. The results of the study of the return period of drought characteristics showed that in the case of the frequency of the stream flow drought index, the return period also increases with the increase in the severity of the drought. The joint frequency analysis of drought characteristics shows how meteorological and hydrological drought characteristics can be determined simultaneously in one station by using joint probabilities. This can provide users and researchers with very useful information related to the probable behavior of drought characteristics in order to optimally use of surface water. For the duration of a certain meteorological drought in a station, the duration of the hydrological drought in the hydrometric station can be determined based on the conditional probability of occurrence and also certain return periods.
    Keywords: Bivariate Copula, Drought, precipitation, return period, trend
  • Zabihollah Khani Temeliyeh *, Sakineh Khani Temeliyeh, Hassan Khani Temeliyeh, Rasoul Mirabbasi
    During recent decades, global climate change has been one of the most important research topics in the study of the earth, and its consequences have been reported in many types of research. The aim of this research is to investigate the trend of monthly, seasonal and annual temperature changes in Isfahan province, Iran using the non-parametric Mann-Kendall test. In this research, to investigate the trend of temperature changes in Isfahan, the mean monthly, seasonal, and annual temperature data during a 67 years period (1951-2017) has been used. Then, the occurrence time and direction of trend of all studied temperature series were specified using sequential Mann-Kendall test. The statistical analysis of the results showed that all three parameters are distributed symmetrically and follow the normal distribution. The results showed that the mean monthly temperature time series had non-significant trend at level of 5%.  The average seasonal trend of temperature using the sequential Mann -Kendall test indicates non-significant trend in the winter and an increasing trend in other seasons, but this trend is nonsignificant at level of 5%. The results revealed an increasing trend in the annual temperature series, which was significant at level of 5%.
    Keywords: Climate changes, Non-parametric Test, Temperature, Time Series
  • سید علی شاهرضائی*، مهدی رادفر، رسول میرعباسی نجف آبادی، مهرداد مقدس، نفیسه السادات شاهرضائی، شراره محمودی
    زمینه و هدف

    آلودگی آب و هوا یکی از مهمترین مشکلاتی است که مردم امروزه در سرتاسر جهان به ویژه در شهرهای بزرگ با آن رو به رو هستند. رشد روزافزون جمعیت و همچنین افزایش وسایل نقلیه و تعداد کارخانه های صنعتی در شهر اصفهان موجب شده این شهر نیز به عنوان یکی از بزرگترین شهرهای صنعتی ایران محسوب گردد. اصفهان پس از تهران به عنوان دومین شهر آلوده ایران بشمار می آید. شهرستان اصفهان در بسیاری از روزهای سال با بحران آلودگی هوا مواجه می باشد که این آلودگی به صورت مستقیم و غیرمسقیم اثرات نامطلوبی برتمامی ابعاد زندگی مردم این شهر دارد. از جمله این تاثیرگذاری ها می توان به کیفیت آب باران این منطقه اشاره نمود که به آب های سطحی و زیرزمینی موجود در منطقه می پیوندد و بر کیفیت آن ها نیز اثر می گذارد. این چرخه ادامه خواهد داشت و آلودگی هوا بر کیفیت آب شرب، کشاورزی، افزایش بیماری های تنفسی و در یک کلام بر سلامت جامعه آن منطقه تاثیر می گذارد.

    مواد و روش ها

    در تحقیق حاضر به بررسی اثرگذاری میزان آلودگی هوای اصفهان بر کیفیت آب باران منطقه 10 شهرداری اصفهان پرداخته شده است. کیفیت آب باران بر اساس استاندارد ارایه شده توسط سازمان بهداشت جهانی به منظور استفاده در شرب، استاندارد ارایه شده توسط APHA برای آب های جاری، استاندارد کشور چین برای مصارف کشاورزی، استاندارد ایران برای مصارف آشامیدنی و کشاورزی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین به منظور ارزیابی کیفیت هوای منطقه، آمار ایستگاه سازمان هواشناسی اصفهان مورد استفاده قرار گرفته و پارامترهای هواشناسی بر اساس استانداردهای ارایه شده توسط آژانس حفاظت از محیط زیست آمریکا مورد تحلیل قرار گرفته است.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که میزان EC آب باران حساسیت بیشتری نسبت به میزان pH برای بررسی مقدار آن در آب باران دارد، بطوری که در بسیاری از نمونه ها با مد نظر قرار دادن میزان pH کیفیت مطلوب داشته، اما با در نظر گرفتن میزان EC همان نمونه کیفیت نامطلوبی را داشته است. نتایج پایش کیفیت هوا بر اساس میزان PM2.5 در روزهای بارش نشان داد که 5 روز در حالت پاک، 13 روز در سطح قابل قبول و 6 روز غیربهداشتی برای گروه های حساس بوده است.

    نتیجه گیری

    رواناب شهری اصفهان برای شرب نیازمند تصفیه است، ولی کیفیت آن برای کشاورزی مناسب است. نتایج نشان داد که EC آب باران همبستگی بالایی با ارتفاع بارش دارد، در حالیکه pH آب باران با ارتفاع بارش همبستگی ندارد. نتایج حاکی از آن است که بارش ها با ارتفاع نسبتا کم موجب افزایش چشمگیر EC آب باران شده است. این کاهش میزان ارتفاع بارش، موجب افزایش میزان CO و PM2.5 در هوای موجود نیز شده است. ارتفاع بارش بر روی میزان pH آب باران بی تاثیر بوده است، در حالیکه با افزایش ارتفاع بارش، میزان EC آن به شدت کاهش یافته است. بطور کلی ارتفاع بارش تاثیر قابل توجهی بر غلظت EC آب باران دارد. نتایج نشان داد که در تمام روزهای بارندگی، میزان آلاینده های CO، SO2 و O3 در حالت پاک قرار دارند.

    کلید واژگان: کیفیت آب باران, ذرات معلق, آلودگی هوا, شهر اصفهان
    Sayyed Ali Shahrezaie*, Mahdi Radfar, Rasoul Mirabbasi Najaf Abadi, Mehrdad Moughadas, Nafiseh Sadat Shahrezaie, Sharareh Mahmoudi
    Background

    Air pollution is one of the most important problems facing people all over the world today, especially in big cities. The ever-increasing population growth, as well as the increase in vehicles and the number of industrial factories in the city of Isfahan, have led to this city being considered one of the largest industrial cities in Iran. Therefore, this city is considered the second most polluted city in Iran after Tehran. The city of Isfahan faces the crisis of air pollution on many days of the year, which directly and indirectly affects all aspects of people's lives in this city. Among these impacts is the quality of rainwater in the area, which joins the surface and groundwater in the region and affects its quality. This cycle will continue and air pollution will affect the quality of drinking water, agriculture, respiratory diseases and, in a word, the health of the people in this region.

    Materials and methods

    In this study, the effects of air pollution in Isfahan on the quality of rainwater in the 10th district of Isfahan city were investigated. The quality of rainwater was studied based on the World Health Organization standard for drinking water, APHA standard for running water, Chinese standard for agricultural use, and Iranian standard for drinking water and agricultural use. To evaluate the air quality of the region, the statistics of the Isfahan Meteorological Organization station were used and the meteorological parameters were analyzed based on the American Environmental Protection Agency standards.

    Results

    The results showed that the EC value of rainwater is more sensitive than pH to determine the suitability of rainwater quality for drinking uses, so when considering pH, many samples have favorable quality, but when considering EC value of the same sample, the quality of rainwater is unfavorable. The results of air quality monitoring based on the amount of PM2.5 on rainy days showed that 5 days were clean, 13 days were acceptable, and 6 days were unsanitary for sensitive groups.

    Conclusion

    Isfahan urban runoff needs to be treated for drinking but it is suitable for agriculture. The results showed that the EC of rainwater is more dependent than pH to the rainfall depth. The results show that rainfall with a relatively small depth caused a significant increase in EC of stormwater. This decrease in the amount of precipitation has led to an increase in the amount of CO and PM2.5 in the atmosphere. The amount of rainfall did not affect the pH of rainwater, while with the increase of rainfall depth, the EC of rainwater has decreased significantly. In general, rainfall depth has a significant effect on EC concentration of rainwater. The results showed that in all the rainy days, the amount of CO, SO2 and O3 pollutants are in a clean state.

    Keywords: Rain water quality, Suspended particles, Air pollution, Isfahan city
  • اسماعیل ادیب مجد*، رسول میر عباسی نجف آبادی، مهدی اسدی آقبلاغی، سید حسن طباطبائی
    تبخیرتعرق مرجع (ET0)، حداکثر مقدار آب خروجی برای یک پوشش گیاهی به خصوص (مثل چمن، یونجه یا یک سطح کشت استاندارد) است. تاکید فایو 56، بر اندازه گیری پارامترهای هواشناسی در ارتفاع دو متری بالای چمن سبزی است که در سطح وسیع کشت شده، زمین را به طور کامل پوشانده و فاقد کمبود آب باشد. رابطه پنمن مانتیث فایو (PMFAO) برای محاسبه ET0 پیشنهاد شد. در ایستگاه های هواشناسی کشاورزی که محصور در مناطق تحت کشت ساخته می شوند، دستگاه های اندازه گیری برخلاف ایستگاه های سینوپتیک شرایط هواشناسی مشابه با گیاهان پیرامون ایستگاه را ثبت می کنند. ازاین رو در گزارش فایو، روش جایگزین برای محاسبه ET0 توصیه نمی شود. در پژوهش حاضر روش هارگریوز_سامانی (HS) و روش PMFAO، در دوره زمانی 25 ساله از 1995 تا 2019 به صورت روزانه در حوضه زاینده رود (29 ایستگاه) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد در گام زمانی روزانه اختلاف دو روش زیاد (ضریب نش از 63/0 تا 87/0) است. در گام ماهیانه، اختلاف دو روش به طورکلی قابل اغماض است (ضریب نش از 8/0 تا 96/0). در گام های سالانه (ضریب نش بالای 8/0) نتایج دو روش بسیار نزدیک به هم هستند. ولی در ایستگاه های مختلف رفتار مشابهی دیده نشد. به عنوان مثال در ایستگاه کبوترآباد برعکس ایستگاه شرق اصفهان همواره ET0 به روش HS از PMFAO بیشتر است. بنابراین در عمل برای تخمین ET0 به روش HS توصیه می شود حداقل با نزدیک ترین ایستگاه سینوپتیک و با روش PMFAO صحت سنجی شده و پس از ارزیابی به کار گرفته شود.
    کلید واژگان: تبخیر تعرق مرجع, حوضه آبریز رودخانه زاینده رود, روش پنمن-مانتیث-فائو, روش هارگریوز-سامانی, ضریب تشت تبخیر, نقشه هم تبخیر تعرق مرجع
    Esmaeil Adib Majd *, Rasoul Mirabbasi, Mehdi Asadi, Sayed Hassan Tabatabaei
    Reference evapotranspiration (ET0) is the maximum amount of water transpiration for a particular vegetation cover (such as grass, alfalfa, or a standard crop area). FAO 56 report emphasis, is on measuring meteorological parameters at a height of two meters above green grass. Cultivation around the station should be on a wide area and there is no shortage of water. Agricultural meteorological stations covering a certain territory around them record the same meteorological conditions as the surrounding plants. The Penman-Monteith-FAO (PMFAO) equation was proposed to calculate ET0 and the use of alternative method was not recommended. In the present research, the Hargreaves-Samani (HS) method and the PMFAO method were evaluated on daily, Monthly and yearly time steps in the ZayandehRud basin over a period of 25 years from 1995 to 2019. The results showed that in the daily time step, the difference between the two methods is large (Nash coefficient from 0.63 to 0.87). In the monthly time step, the difference is generally negligible (Nash coefficient from 0.8 to 0.96). In annual time step (Nash coefficient above 0.8), the results are very close to each other. But in different stations, the same behavior was not seen, for example, in Kabutrabad station, in contrast to East Isfahan station, almost always, ET0 by HS method is higher than PMFAO. Therefore, in practice, to use ET0 by HS method, it is recommended to verify and evaluate at least with the nearest synoptic station and PMFAO method and then use it.
    Keywords: Reference evapotranspiration, Zayandehrud basin, Penman- Monteith FAO method, Hargreaves Samani method, Evaporation pan coefficient, Reference evapotranspiration iso map
  • یوسف اکبری، زهرا شمسی، ذبیح الله خانی تملیه *، رسول میرعباسی نجف آبادی

    هدف اصلی در این تحقیق مدیریت و برنامه ریزی جامع در راستای استفاده بهینه از منابع آب موجود سد کارده، با استفاده از مدل WEAP و تامین تقاضا در بخش کشاورزی و شرب، با توجه به رشد نیاز آنها در آینده می باشد. به همین منظور ابتدا سد کارده در محیط مدل WEAP شبیه سازی شد و مدل برای شرایط پایه و هفت سناریوی مختلف طرح های توسعه اجرا گردید. با توجه به نتایج بدست آمده برای سناریوی مرجع، این سد به تنهایی پاسخگوی تمام نیازهای تعریف شده به طور کامل در افق طرح نمی باشد، مگر با اعمال اقداماتی مدیریتی در قالب سناریوها، که باعث کاهش مصرف آب در بخش های مختلف تقاضا شود. از جمله این سناریوها مدیریت تقاضا، افزایش راندمان آبیاری، بکارگیری هر دو به طور همزمان در یک سناریو، تغییر یا کاهش الگوی کشت و... می باشد. در نتیجه با اعمال سناریوی کم آبیاری و افزایش راندمان بطور هم زمان می توان عدم تامین نیاز آب را 37 درصد نسبت به سناریو مرجع کاهش داد و حجم ذخیره مخزن در این سناریو 25 درصد نسبت به حجم ذخیره مخزن در سناریو مرجع افزایش می یابد.

    کلید واژگان: سد کارده, مدیریت, شبیه سازی, مدل WEAP, منابع آب
    Yousef Akbari, Zahra Shamsi, Zaihollah Khani Temeliyeh *, Rasoul Mirabbasi Najafabadi

    The main goal of this research is management and comprehensive planning to optimally use the available water resources of Karde dam, using the WEAP model, and supply the demand in the agriculture and drinking sectors, considering the growth of their needs in the future. For this purpose, Karde Dam was first simulated in the environment of WEAP model and the model was implemented for basic conditions and seven different scenarios of development plans. According to the results obtained for the reference scenario, this dam alone does not respond to all the needs defined completely in the horizon of the project, except by applying management measures in the form of scenarios, which will reduce water consumption in different sectors of demand. Among these scenarios are demand management, increasing irrigation efficiency, using both at the same time in one scenario, changing or reducing the cultivation pattern, etc. As a result, by applying the low irrigation scenario and increasing the efficiency at the same time, it is possible to reduce the lack of water demand by 37% compared to the reference scenario, and the reservoir storage volume in this scenario increases by 25% compared to the reservoir storage volume in the reference scenario.

    Keywords: Kardeh dam, Management, Simulation, WEAP model, Water resources
  • زهرا حسنی، احمدرضا قاسمی*، رسول میرعباسی نجف آبادی

    به دلیل اینکه که پایش کیفی آب های زیرزمینی بسیار پرهزینه و زمان بر می باشد، انتخاب روشی که در آن با کمترین تعداد نمونه برداری بتوان متغیرهای هیدروشیمیایی یک دشت را برآورد کرد امری ضروری است. هدف پژوهش حاضر تعیین تعداد و موقعیت بهینه چاه های نمونه برداری در دشت خانمیرزا در استان چهارمحال و بختیاری می باشد. برای این منظور از نتایج نمونه برداری شیمیایی 19 حلقه چاه و هفت متغیر کیفی شامل SAR، EC، pH، TH، TDS و مجموع آنیون ها و کاتیون ها برای دوره 1370 تا 1390 استفاده شد. در ابتدا با استفاده از روش های زمین آمار و براساس کمترین میزان خطا، بهترین روش برای هر متغیر انتخاب و سپس شعاع تاثیر چاه ها به کمک منحنی نیم تغییر نما برای هر متغیر محاسبه و باتوجه به مقدار همپوشانی شعاع تاثیر چاه ها، تعداد حداقل چاه ها برای برآورد متوسط هر متغیر در دشت تعیین گردید. نتایج نشان داد که برای برآورد متغیر  pH یک چاه نمونه، برای متغیر SAR تعداد 3 چاه، برای مجموع آنیون ها و مجموع کاتیون ها تعداد 4 چاه و برای متغیرهای EC، TDS و TH تنها 5 چاه نمونه برداری کافی است. نتایج آزمون تی دوطرفه جهت صحت سنجی نتایج نیز توانایی چاه های پیشنهادی در برآورد مناسب متغیرهای مورد مطالعه را نشان داد. بنابراین می توان نتیجه گرفت که در موارد خاص که نیاز به اطلاعات ضروری و فوری از کیفیت آب زیرزمینی دشت خانمیزا است، می توان به جای نمونه برداری از 19 چاه و صرف زمان و هزینه زیاد، با نمونه برداری از تعداد محدودی چاه ها، برآورد مناسبی از کیفیت آب زیرزمینی بدست آورد.

    کلید واژگان: آب زیرزمینی, شبکه پایش کیفی, متغیرهای کیفی, تحلیل زمین آمار, کریجینگ
    Zahra Hasani, Ahmadreza Ghasemi *, Rsoul Mirabbasi Najafabadi

    Because groundwater quality monitoring is very expensive and time consuming, it is necessary to find a method for estimating the hydrochemical variables with the minimum sampling. The aim of this research is to determine the optimal number of sampling wells in Khanmirza plain in Chaharmahal and Bakhtiari. For this purpose, the results of chemical sampling of 19 wells and seven water quality variables including SAR, EC, pH, TH, TDS and the sum of anions and cations for the period 1991 to 2011 were used. At the first, the best geostatistical method for drawing zones for each variable is selected. Then by means of semi-variogram curve the radius of influence of each well is calculated for each variable. According to the amount of radius overlap the minimum number of wells were determined to estimate the average of each variable in the plain. The results showed that to estimate the pH variable one sample well, for the SAR variable 3 sample wells, for the sum of anions and total cations 4 sample wells and for the variables EC, TDS and TH only 5 sampling wells are enough. The results of two-way t-test to validate the results also showed the ability of the proposed wells to properly estimate the studied variables in the plain. Therefore, it can be concluded that in special cases that require necessary and immediate information on groundwater quality in Khanmiza plain, instead of sampling from 19 wells, sampling can be done from a limited number of wells

    Keywords: Groundwater, Quality Monitoring Network, Quality variable, geostatistical analysis, Kriging
  • محمد ناظری تهرودی*، رسول میرعباسی نجف آبادی

    در این مطالعه تاثیر تجزیه سری زمانی بارش در شبیه سازی مقادیر هدایت الکتریکی آب سطحی زیرحوضه اسکندری در شمال غرب حوضه آبریز سد زاینده رود در دوره آماری 99-1369 توسط دو الگوریتم پایه درخت تصادفی و جنگل تصادفی مورد بررسی قرار گرفت. تجزیه سری مشاهداتی بارش با استفاده از تیوری موجک، دابچیز 4 و در سطح 2 انجام شد. در ابتدا شبیه سازی مقادیر هدایت الکتریکی در زیرحوضه مورد مطالعه با استفاده از دو الگوریتم درخت تصادفی و جنگل تصادفی در دو فاز آموزش و آزمایش با توجه به مقادیر بارش متتاظر با مقادیر هدایت الکتریکی در مقیاس روزانه انجام شد. نتایج بیانگر کارایی مدل 0/67 و 0/73 در فاز آموزش به ترتیب برای الگوریتم های جنگل تصادفی و درخت تصادفی و کارایی 0/59 و 0/55 در فاز آزمایش برای الگوریتم های یاد شده توسط آماره نش-ساتکلیف بود. با تجزیه سری بارش به یک سری تقریبی و دو سری جزیی و افزایش بعد شبیه سازی تا 4 بعد، نتایج نشان داد که تلفیق تیوری موجک با الگوریتم های جنگل تصادفی و درخت تصادفی توانسته است میزان خطای شبیه سازی (RMSE) مقادیر هدایت الکتریکی را در فاز آموزش نسبت به دو الگوریتم جنگل تصادفی و درخت تصادفی به ترتیب حدود 77/5 و 54 درصد بهبود بخشد. این ارقام د فاز آزمایش به ترتیب حدود 10 و 22 درصد می باشد. نتایج نشان داد که با تجزیه سری مشاهداتی به سیگنال های جزیی و تقریبی، میزان خطا و کارایی مدل های مورد بررسی بهبود یافته است.

    کلید واژگان: تئوری موجک, جنگل تصادفی, درخت تصادفی, سیگنال تقریبی, شبیه سازی توام
    Mohammad Nazeri Tahroudi *, Rasoul Mirabbasi Najafabadi

    In this study, the effect of time series decomposition of precipitation in the simulation of electrical conductivity values of the surface water in Eskandari sub-basin in the northwest of the of Zayandeh Rood Dam Basin in the period of 1990-2020 was investigated by two algorithms based on random tree and random forest. Decomposition of observation precipitation series was done using wavelet theory, Daubechies 4 and level 2. At first, the simulation of electrical conductivity values in the studied sub-basin was done using two random tree and random forest algorithms in two phases of training and testing according to the rainfall values corresponding to the electrical conductivity values on a daily scale. The results showed that the efficiency of the model was 0.67 and 0.73 in the training phase, respectively, for random forest and random tree algorithms, and the efficiency was 0.59 and 0.55 in the testing phase for the mentioned algorithms by the Nash-Sutcliffe statistic. By decomposing the rainfall series into an approximate series and two detail series and increasing the simulation dimension to 4 dimensions, the results showed that the combination of wavelet theory with random forest and random tree algorithms was able to reduce the simulation error (RMSE) of the conductivity values in the training phase compared to the random forest and random tree algorithms by about 77.5 and 54%, respectively. These numbers in the testing phase are about 10 and 22 percent, respectively.

    Keywords: Approximate Signal, Joint Simulation, Random Forest, Random Tree, Wavelet Theory
  • محسن نادری اشکفتکی، رسول میرعباسی نجف آبادی*، محمدعلی نصر اصفهانی، روح الله فتاحی نافچی
    زمینه و هدف

    امروزه با توجه به محدود بودن منابع آب زیرزمینی و افزایش روزافزون جمعیت و رشد کشاورزی و صنایع، بهره برداری بهینه از آبهای زیرزمینی نیازمند توجه بیشتری است. در این پژوهش به بررسی تغییرات زمانی و مکانی کیفیت منابع آب زیرزمینی دشت فرادنبه واقع در استان چهارمحال و بختیاری و قابلیت آن برای استفاده در مصارف کشاورزی پرداخته شده است.

    مواد و روش ها

    بدین منظور، از سری زمانی متغیرهای کیفی برداشت شده از 7 ایستگاه نمونه برداری (شامل 6 چاه و یک چشمه) در سطح دشت فرادنبه در طی دوره آماری 29 ساله (1398-1370) استفاده شد. روند تغییرات متغیرهای کیفی آب زیرزمینی این دشت با استفاده از آزمون ناپارامتری مان-کندال اصلاح شده (پس از حذف کامل اثر خودهمبستگی) مورد بررسی قرار گرفت. همچنین برای هر سری زمانی، شیب خط روند با استفاده از تخمین گر شیب Sen محاسبه شد. به منظور ترسیم نقشه های پهنه بندی متغیرهای کیفی از روش Kriging در محیط نرم افزار Arc GIS استفاده شد. در نهایت، قابلیت استفاده آب زیرزمینی دشت فرادنبه برای مصارف کشاورزی با استفاده از دیاگرام USSL مورد بررسی قرار گرفت.

    یافته ها

    مقایسه نقشه های پهنه بندی متغیرهای کیفی نشان داد که کیفیت آب زیرزمینی این دشت طی سال های اخیر به خصوص در بخش های مرکزی دشت کاهش یافته است. همچنین نتایج حاصل از دیاگرام USSL حاکی از کاهش کیفیت آب زیرزمینی برای مصارف کشاورزی می باشد.

    نتیجه گیری

    با توجه به گسترش اراضی کشاورزی در این دشت، استفاده بی رویه از منابع آب زیرزمینی، کودها و سموم شیمیایی می تواند منابع آبی موجود در منطقه را از نظر کمی و کیفی در معرض تهدیدی جدی قرار دهد. همچنین استفاده از پساب های صنعتی و شهری برای آبیاری به دلیل ایجاد تغییرات نامطلوب بر خاک و احتمال نشت این آلاینده ها به آب زیرزمینی، بخصوص در مناطق مرکزی دشت، می تواند در درازمدت اثرات نامطلوبی را بر چرخه حیات این منطقه داشته باشد.

    کلید واژگان: کیفیت منابع آب زیرزمینی, روند, مان-کندال, Kriging, دیاگرام USSL
    Mohsen Naderi Eshkaftaki, Rasoul Mirabbasi*, Mohammad Ali Nasr Esfahani, Rouhallah Fatahi Nafchi
    Background

    Nowadays, due to the limited groundwater resources and increasing population, and growth of agriculture and industries, optimum operation of groundwater needs more attention. In this research, temporal and spatial changes in the quality of groundwater resources in Faradonbeh Plain located in Chaharmahal and Bakhtiari province have been investigated.

    Methods

    For this purpose, the time series of qualitative variables collected from 7 sampling stations (including 6 wells and one spring) in the Faradonbeh plain during a 29-year period (1991-2019) was used. The trend of changes in groundwater quality variables of this plain was investigated using the modified Mann-Kendall test (after completely removing the autocorrelation effect). Also, for each time series, the trend line slope was calculated using the Sen slope estimator. In order to draw the delineation maps of qualitative variables, Kriging method was used in the Arc GIS software. Finally, the usability of groundwater for agricultural use in Faradonbeh plain was investigated using USSL diagram.

    Results

    Comparison of delineation maps of qualitative variables showed that the groundwater quality of this plain has decreased in recent years, especially in the central parts of the plain. Also, the results of he USSL diagram indicate a decrease in the quality of groundwater for agricultural uses.

    Conclusion

    Due to the expansion of agriculture lands in this plain, the overexploitation of groundwater resources and indiscriminate of fertilizers and chemical pesticides can pose a serious threat to the water resources in the region in terms of quantity and quality. Also, the use of industrial and municipal effluents for irrigation in the long-term can have adverse effects on the life cycle of this region due to undesirable changes in soil and the possibility of leakage of these pollutants into groundwater, especially in the central part of this plain.

    Keywords: Groundwater Quality, Trend, Mann-Kendall, Kriging, USSL Diagram
  • محمد ناظری تهرودی*، فرشاد احمدی، رسول میرعباسی
    در این مطالعه با استفاده از رویکرد مبتنی بر مفصل به شبیه سازی دبی خروجی سیلاب در رودخانه کارون پرداخته شده است. در این خصوص از  اطلاعات سیلاب مورخ سی ام نوامبر 2008 رودخانه کارون استفاده شد. با استفاده از توزیع های حاشیه ای ناکاگامی و پارتو تعمیم یافته، به بررسی توابع مفصل مختلف پرداخته شد که نتایج بیانگر برتری مفصل کلایتون با مقدار 9/4= بود. با توجه به توزیع های حاشیه ای و مفصل کلایتون، تحلیل فراوانی وقوع توام جفت متغیر هیدروگراف ورودی و خروجی سیلاب انجام شد که منجر به ارایه منحنی تیپ در خصوص تخمین مقادیر مختلف هیدروگراف خروجی سیلاب متناظر با مقادیر هیدروگراف ورودی شد. این منحنی می تواند مقادیر خروجی هیدروگراف را با احتمالات مختلف و بر اساس مقادیر ورودی شبیه سازی کند. شبیه سازی مبتنی بر مفصل نیز با توجه به چگالی شرطی توابع مفصل نشان داد که ضریب همبستگی مقادیر شبیه سازی شده 7 درصد بیشتر از مقادیر مشاهداتی است. دقت و قطعیت شبیه سازی مقادیر خروجی هیدروگراف نیز با توجه به نمودار وایولین تایید شد. نتایج این تحقیق نشان داد که مدل شبیه سازی مبتنی بر مفصل، کارایی بالایی در شبیه سازی دبی خروجی هیدروگراف سیلاب دارد. نتایج شبیه سازی مبتنی بر مفصل بر اساس آماره های جذر میانگین مربعات خطا و نش-ساتکلیف، به ترتیب میزان خطای 93/35 مترمکعب بر ثانیه و کارایی 96/0 را نشان داد. چگالی شرطی مورد استفاده در این تحقیق سبب ارایه رابطه پیشنهادی در خصوص شبیه سازی دبی هیدروگراف خروجی به شرط وقوع هیدروگراف ورودی سیلاب در منطقه مورد مطالعه با کارایی 66 درصد شد.
    کلید واژگان: دبی سیلاب, روندیابی, کاپولا, کارون
    Mohammad Nazeri Tahroudi *, Faeshad Ahmadi, Rasoul Mirabbasi
    In this study, using the copula-based approach, the simulation of the flood discharge in the Karun River has been studied. In this regard, the flood in 11/30/2008 of the Karun River was used. Using the Nakagami and generalized Pareto marginal distributions, various copula functions were investigated, and the results showed the superiority of the Clayton copula with a parameter value of . According to Clayton copula and marginal distributions, the analysis of the frequency of occurrence of the pair variable of inflow and outflow hydrographs was carried out, and the results led to the presentation of a typical curve regarding the estimation of different values ​​of the outflow hydrograph corresponding to the values ​​of the inflow hydrograph. This curve can simulate the output values ​​of the hydrograph with different probability and based on the input values. Copula-based simulation, according to the conditional density of copula functions showed that the correlation coefficient of the simulated values ​​is 7% higher than the observed values. The accuracy and certainty of simulating the output values ​​of the hydrograph was also confirmed according to the violin plot. The results of this research showed that the copula-based simulation model has a high efficiency in simulating the output flow of the flood hydrograph. The results of the copula-based simulation, based on the root mean square error and Nash-Sutcliffe statistics, showed an error rate of 35.93 cubic meters per second and an efficiency of 0.96, respectively. The conditional density used in this research led to the presentation of a proposed equation regarding the simulation of the flood hydrograph outlet under the condition of the occurrence of the flood hydrograph inlet in the study area with an efficiency of 66%.
    Keywords: Flood Discharge, Routing, copula, Karun
  • سید علی شاهرضائی*، مهدی رادفر، الهام قنبری عدیوی، رسول میرعباسی نجف آبادی، علی رئیسی، سید مجتبی موسوی، نفیسه سادات شاهرضائی

    مقدمه و هدف:

     شکست سد و رها شدن آب ذخیره شده پشت سد به عنوان یکی از مهم ترین مسایل در طراحی سد ها بوده و لازم است به وقوع و عواقب آن توجه گردد. بنابراین سیاست گزاران و دولت مردان موظف هستند جهت جلوگیری از وقوع خطرات احتمالی ناشی از شکست سد ها اقداماتی را انجام دهند. از جمله این اقدامات می توان به ایجاد دیوار حایل در مسیر جریان سیلاب ناشی از شکست سد ها اشاره نمود.

    مواد و روش ها

    در تحقیق حاضر به تعیین و بررسی ایجاد دیوار حایل در مسیر جریان سیلاب ناشی از شکست سد خاکی قره آقاچ در فواصل و سناریو های مختلف پرداخته شده است. پارامتر های ناشی از شکست سد با استفاده از مدل BREACH تعیین و سپس اطلاعات آن وارد نرم افزار HEC-RAS شده است.

    یافته ها

    نتایج نشان داد برای حالتی که روزنه در تراز 2451 متر از بدنه سد ایجاد گردد، از 50 مقطع مورد بررسی 18 مقطع از طرف ساحل سمت راست و یا ساحل سمت چپ و یا هر دو تعرض می نماید. در مقطع حد فاصله 300 متری از سد، جریان آب به ارتفاع 1/74 متر از ساحل سمت راست و جریان آب به ارتفاع 2/55 متر از ساحل سمت چپ تعرض می نماید. در فاصله 2200 متری از سد، جریان آب به ارتفاع 5/15 متر از ساحل سمت راست و به ارتفاع 0/51 متر از ساحل سمت چپ تعرض می نماید. در مقطع 3000 متری از سد جریان آب به ارتفاع 3/39 متر از ساحل سمت چپ تعرض می نماید. در مقطع 3100 متری از سد، جریان آب به ارتفاع 2/68 متر از ساحل سمت چپ تعرض می نماید. در فاصله 4400 متری از سد جریان آب به ارتفاع 1/19 متر از ساحل سمت راست تعرض می نماید. نهایتا مقطع 4700 از سد جریان آب به ارتفاع 3/48 متر از ساحل سمت راست تعرض می کند. این در حالیست که اگر در تراز 2446 متر از بدنه سد روزنه ای ایجاد گردد، از 50 مقطع مورد بررسی 15 مقطع از ساحل سمت راست و یا ساحل سمت چپ و یا هر دو تعرض می نماید. بنابراین در این حالت در مقطع حد فاصله 300 متری از سد جریان آب به ارتفاع 0/8 متر از ساحل سمت راست و همچنین جریان آب به ارتفاع 2/12 متر از ساحل سمت چپ تعرض می نماید. در فاصله 2200 متری از سد، جریان آب به ارتفاع 4/21 متر از ساحل سمت راست تعرض می کند. در فاصله 3000 متری از سد، جریان آب به ارتفاع 2/86 متر از ساحل سمت چپ تعرض می نماید. در مقطع 3100 متری از سد، جریان آب به ارتفاع 2/23 متر از ساحل سمت چپ تعرض می کند. در فاصله 4400 متری از سد جریان آب به ارتفاع 0/9 متر از ساحل سمت راست تعرض می نماید. نهایتا در فاصله 4700 متری از محل سد جریان آب به ارتفاع 2/97 متر از ساحل سمت راست تعرض می نماید.

    نتیجه گیری

    مناطق با احتمال سیل گیری بیشتر و با اولویت برای احداث دیوار حایل مشخص شد. شکست سد در تراز 2451 نسبت به تراز 2446 سبب سیل گیری مقاطع بیشتری در طرفین رودخانه مهرگرد خواهد شد. در بین مقاطع مورد بررسی بیشترین تعرض جریان آب در فاصله 2200 متری و مربوط به زمانی است که در تراز 2451 متری از بدنه سد روزنه ایجاد گردد که با توجه به موقعیت حساس تر آن نسبت به سایر مقاطع اهمیت خاص تری یافته و نیاز به احداث دیوار حایل است.

    کلید واژگان: دیوار حائل, سد قره آقاچ, شکست سد, مدل BREACH, نرم افزار HEC-RAS
    Sayyed Ali Shahrezaie*, Mahdi Radfar, Elham Ghanbari Adivi, Rasoul Mirabasi Najaf Abadi, Ali Raeisi, Seyyed Mojtaba Mousavi, Nafiseh Sadat Shahrezaie
    Introduction and Objective

     Dam failure and release of stored water behind the dam is one of the most important issues in dam design and it is necessary to pay attention to its occurrence and consequences. Therefore, policymakers and planners are obliged to take measures to prevent the possible dangers of breaking the dams. Among these measures, we can mention the creation of a retaining wall in the path of flood flow due to the failure of dams.

    Material and Methods

    In the present study, the construction of a retaining wall in the flood flow path due to the failure of the Ghare Aghach earth dam at different distances and scenarios has been investigated. Parameters due to dam failure were determined using the BREACH model and then its information was entered into HEC-RAS software.

    Results

    If the hole is created at the level of 2451 meters from the body, 18 of the 50 sections examined will collide from the right bank or the left bank, or both. At a distance of 300 meters from the dam, the water flow at a height of 1.74 meters from the right and the water flow at a height of 2.55 meters from the left shore collide. At a distance of 2200 meters from the dam, the water flows at a height of 5.15 meters from the right bank and at a height of 0.51 meters from the left bank. At a distance of 3,000 meters from the river, water rises to a height of 3.39 meters from the left side. At 3100 meters from the dam, the water flows to a height of 2.68 meters from the left bank. At a distance of 4400 meters from the river, water at a height of 1.19 meters from the right bank collides. Finally, section 4700 of the water river attacks at a height of 3.48 meters from the right bank. However, if a hole is created at the level of 2446 meters from the body of the dam, 15 of the 50 sections examined will be attacked from the right or the left bank, or both. Therefore, in this case, at a distance of 300 meters from the dam, water flows to a height of 0.8 meters from the right bank and also water flows to a height of 2.21 meters from the left bank. At a distance of 2200 meters from the dam, water flows at a height of 4.21 meters from the right shore. At a distance of 3000 meters from the dam, the water flow at a height of 2.86 meters from the left bank. At 3100 meters from the dam, water flows at a height of 2.23 meters from the left bank. At a distance of 4400 meters from the river, water at a height of 0.9 meters from the right bank collides. Finally, at a distance of 4700 meters from the location of the dam, the water flow at a height of 2.97 meters from the right shore collides.

    Conclusion

    Areas with higher probability of flooding and with priority to the construction of a retaining wall were identified. The failure of the dam at level 2451 compared to level 2446 will cause flooding of more sections on the sides of Mehrgerd river. Among the sections studied, the most water flows attack at a distance of 2200 meters and is related to the time when a hole is created at the level of 2451 meters from the body of the dam, which due to its critical location is more important than other sections and the need to construct The wall is a barrier.

    Keywords: BREACH model, Dam failure, Ghare Aghach Dam, HEC-RAS software, Retaining wall
  • محمد ناظری تهرودی، رسول میرعباسی نجف آبادی*

    شبیه سازی بارش-رواناب با توجه به تغییرات اقلیمی و افزایش مقادیر حدی در سال های اخیر به خصوص در نواحی مختلف ایران یکی از چالش های مهم در مدیریت منابع آب در هر حوضه است. در این مطالعه، از رویکرد شبیه سازی مبتنی بر مفصل واین برای شبیه سازی و تحلیل فراوانی توام دبی جریان در ایستگاه قلعه شاهرخ به شرط وقوع بارش در ایستگاه های چلگرد، میهه و مرغملک استفاده شد. با تحلیل توالی درختی مفصل های واین و استفاده از مفصل های دورانی داخلی، مفصل D-vine بر اساس آماره های مورد بررسی به عنوان مفصل برتر انتخاب شد. با به کارگیری مفصل برتر و رابطه شرطی c (u4|u1,u2,u3) شبیه سازی مقادیر دبی جریان به شرط وقوع بارش در ایستگاه های بالادست انجام شد. نتایج شبیه سازی میزان خطایی برابر با 57/18 مترمکعب بر ثانیه بر اساس آماره RMSE و کارایی مدل 0.86 را بر اساس آماره NSE نشان داد. نتایج شبیه سازی مقادیر دبی جریان به شرط وقوع بارش در ایستگاه های بالادست، نشان داد که رویکرد پیشنهادی متوسط مقادیر مشاهداتی را با دقت بالا شبیه سازی کرده است. با در نظر گرفتن شرط وقوع بارش در تحلیل فراوانی وقوع دبی جریان در ایستگاه قلعه شاهرخ، منحنی دوره بازگشت توام و احتمال وقوع شرطی در این زیرحوضه حاصل شد. روش پیشنهادی با توجه به این که بر اساس شرط وقوع بارش در منطقه و همچنین توزیع حاشیه ای متناسب با داده ها ارایه شده است، هیچ محدودیت اجرا نداشته و به عبارت دیگر مختص منطقه مورد مطالعه است.

    کلید واژگان: چگالی شرطی, زاینده رود, ساختار درختی, ساختار متعارف, مفصل چهار بعدی
    Mohammad Nazeri Tahroudi, RASOUL Mirabbasi *

    Rainfall-runoff simulation is one of the most important challenges in the management of water resources in each basin, considering the climatic changes and the increase of extreme values in recent years, especially in different regions of Iran. In this study, the rainfall and runoff values in the statistical period of 1993-2019 were used regarding the rainfall-runoff simulation in the Qale Shahrokh sub-basin in the Zayandeh-Rood Dam basin. In this study, the Vine copula-based simulation approach was used to simulate and joint frequency analysis the flow discharge in Qale Shahrokh station given by the rainfall in Chelgerd, Meyheh and Marghmalek stations. By analyzing the tree sequence of vine copulas and using internal rotated copulas, D-vine copula was selected as the best copula based on the studied statistics. By using the best copula and the conditional relationship c(u4|u1,u2,u3), the flow discharge simulation was done given by rainfall of the upstream stations. The simulation results showed an error rate equal to 18.57 (m3/s) based on the RMSE statistic and the efficiency of the model was 86% based on the NSE statistic. The results of the simulation of flow discharge values given by rainfall in the upstream stations showed that the proposed approach has simulated the average of observed values with high accuracy. By considering the condition of rainfall occurrence in the frequency analysis of flow discharge in Qale Shahrokh station, the joint return period curve and the conditional probability of occurrence in this sub-basin were obtained. Using this curve, it is possible to estimate the flow discharge values of the studied station with high accuracy along with different return periods and different probability of occurrence. Considering the fact that the proposed method is based on the condition of rainfall in the region as well as the marginal distribution according to the data, it has no implementation limitations and is somehow specific to the studied region.

    Keywords: Canonical Structure, Conditional Density, Four-Dimensional copula, Tree Structure, Zayandeh-Rood
  • محسن نادری اشکفتکی، رسول میرعباسی نجف آبادی*، محمدعلی نصر اصفهانی
    آب های زیرزمینی از منابع با ارزش برای تامین آب مورد نیاز مصارف مختلف در تمام مناطق، به ویژه مناطق خشک و نیمه خشک می باشد. در این پژوهش به بررسی تغییرات زمانی و مکانی کیفیت منابع آب زیرزمینی دشت سفیددشت واقع در استان چهارمحال و بختیاری و قابلیت استفاده آن برای مصارف کشاورزی پرداخته شده است. بدین منظور، از سری زمانی متغیرهای کیفی اندازه گیری شده در 9 ایستگاه نمونه برداری (شامل 6 چاه، 2 قنات و یک چشمه) در سطح دشت سفید دشت در طی دوره آماری 29 ساله (1398-1370) استفاده شد. روند تغییرات متغیرهای کیفی آب زیرزمینی این دشت با استفاده از آزمون ناپارامتری مان-کندال اصلاح شده (پس از حذف کامل اثر خودهمبستگی) مورد بررسی قرار گرفت. همچنین برای هر سری زمانی شیب خط روند با استفاده از تخمین گر شیب Sen محاسبه شد. نتایج نشان داد که کیفیت آب زیرزمینی طی سال های اخیر در برخی نقاط به خصوص بخش های جنوبی سفید دشت کاهش یافته است. به منظور ترسیم نقشه های پهنه بندی متغیرهای کیفی در ابتدا و انتهای دوره آماری، دقت روش های زمین آماری مختلف، از جمله روش وزن دهی معکوس فاصله (IDW)، کریجینگ (Kriging)، کوکریجینگ (Co-Kriging) و غیره برای سفید دشت مورد ارزیابی قرار گرفت که نتایج نشان داد روش IDW برای این دشت از دقت بالاتری برخوردار است. مقایسه نقشه های پهنه بندی متغیرهای کیفی در ابتدا و انتهای دوره زمانی مورد مطالعه نشان داد که کیفیت آب زیرزمینی این دشت طی این 29 سال افت کرده است. در نهایت، قابلیت استفاده آب زیرزمینی دشت سفید دشت برای مصارف کشاورزی با استفاده از دیاگرام USSL برای ابتدا و انتهای دوره آماری مورد مقایسه قرار گرفت که نتایج حاکی از کاهش کیفیت و کلاس طبقه بندی آب زیرزمینی برای مصارف کشاورزی می باشد، که این کاهش کیفیت در بخش های جنوبی دشت محسوس تر است.
    کلید واژگان: دیاگرام USSL, روش وزن دهی معکوس فاصله (IDW), روند, کیفیت آب زیرزمینی, مان-کندال
    Mohsen Naderi Eshkaftaki, Rasoul Mirabbasi *, Mohammad Ali Nasr Esfahani
    Groundwater resources are valuable resources to supply water for various uses in all areas, especially arid and semi-arid areas. Due to the limited resources and increasing population and the growth of agriculture and industry, the optimal use of groundwater needs more attention. In this research, the temporal and spatial variation of groundwater quality of Sefiddasht plain located in Chaharmahal and Bakhtiari province and its capability for agricultural purposes have been investigated. For this purpose, the time series of qualitative variables collected in 9 sampling stations (including 6 wells, 2 qanats and a spring) in the Plain during a 29-year period (1991-2018) was used. The trend of changes in groundwater quality variables of this plain was investigated using the modified Mann-Kendall test (after complete elimination of the autocorrelation effect). The trend line slope was also calculated for each time series using the Sen slope estimator. The results showed that groundwater quality has decreased in recent years in some places, especially in the southern parts of Sefiddasht. In order to draw zoning maps of qualitative variables at the beginning and end of the studied period, the accuracy of various geostatistical methods, including inverse distance weighting (IDW), Kriging, Co-Kriging, etc. for Sefiddasht plain was evaluated and the IDW method was selected for this plain. Comparison of zoning maps of qualitative variables at the beginning and end of the studied period showed that the groundwater quality of this plain has decreased during the considered 29 years. Finally, the usability of groundwater in Sefiddasht plain for agricultural use was evaluated using the USSL diagram for the beginning and end of the studied period. The results indicated a decrease in the quality of groundwater for agricultural use in this plain during the studied period.
    Keywords: groundwater quality, Inverse distance weighting (IDW), Mann- Kendall, Trend, USSL diagram
  • سید علی شاهرضائی*، رسول میرعباسی نجف آبادی، نفیسه سادات شاهرضائی، مریم خسروی
    مواد و روش ها

    در تحقیق حاضر، به تحلیل و بررسی آمار و اطلاعات دریافتی از 17 ایستگاه سنجش پایش کیفیت هوا در سطح اصفهان پرداخته شده است. ایستگاه ها شامل احمدآباد، پروین، رودکی، استانداری، خرازی، رهنان، کاوه، فیض، میرزاطاهر، جی، ورزشگاه میثاق، فرشادی، باهنر، انقلاب، شاهین شهر، مبارکه و سگزی می باشند. تمامی تحلیل های آماری انجام شده در این تحقیق مربوط به بررسی شاخص کیفت هوا AQI بوده و با استفاده از نرم افزار Excel انجام شده است.

    یافته ها

    نتایج حاکی از آن است که از 17 ایستگاه مورد بررسی، ایستگاه احمدآباد در طول بازه زمانی یکساله (از 1 فروردین 1400 تا 29 اسفند 1400) هیچ روز پاک و خوبی را نداشته و نسبت به سایر ایستگاه ها بیشترین تعداد روز با وضعیت غیربهداشتی در آن ثبت شده است. همچنین در فصل پاییز نسبت به سایر ایستگاه ها بالاترین میزان AQI را داشته است. بنابراین ایستگاه احمدآباد آلوده ترین ناحیه از لحاظ کیفیت هوا می باشد. همچنین نتایج نشان داد که در دو ایستگاه مبارکه و شاهین شهر بیشترین تعداد روز خوب و پاک ثبت شده و این دو ایستگاه کمترین میزان AQI ثبت شده در طول سال 1400 را داشته اند.

    نتیجه گیری

    بررسی ها نشان می دهد که مناطقی مانند سگزی و مبارکه که نواحی نسبتا صنعتی می باشند، آلودگی کمتری نسبت به منطقه احمدآباد که ناحیه ای مسکونی اما پر تردد می باشد را دارا هستند. لذا می توان نتیجه گرفت که تاثیر آلودگی ناشی از خودروها در سال 1400 بیشتر از آلودگی ایجاد شده توسط صنایع بوده است.

    کلید واژگان: آلودگی هوا, شاخص کیفیت هوا, کلانشهر اصفهان, کیفیت هوا, AQI
    Sayyed Ali Shahrezaie*, Rasoul Mirabbasi Najaf Abadi, Nafiseh Sadat Shahrezaie, Maryam Khosravi
    Background and Objective

    Air pollution is one of the serious challenges that have been faced in recent years, especially in major cities around the world. Isfahan, as one of the metropolises of Iran, is no exception to this rule. This issue has become critical for Isfahan as a densely populated and industrial city.

    Materials and Methods

    In this research, the data recorded at 17 air quality monitoring stations in Isfahan have been analyzed. The stations included Ahmadabad, Parvin, Rudaki, Ostandari, Kharazi, Rehnan, Kaveh, Feiz, Mirzataher, Jey, Misaq Stadium, Farshadi, Bahonar, Enghelab, Shahinshahr, Mobarakeh and Segzai. All the statistical analyzes in this research were related to the AQI air quality index and were performed using Excel software.

    Results

    The results showed that among the 17 studied stations, Ahmadabad station did not have any clean and good days during the studied period (From April 21, 2021 to March 20, 2022) and compared to other stations, the highest number of days with the condition Unsanitary is recorded at this station. It also had the highest AQI in the fall compared to other stations. Therefore, Ahmadabad station is the most polluted area in terms of air quality. The results also showed that the highest number of good and clean days was recorded in Mobarakeh and Shahinshahr stations. These two stations had the lowest amount of AQI during the study period.

    Conclusion

    The results of this study shows that areas such as Segzi and Mobarakeh, which are relatively industrial areas, have less pollution than the Ahmadabad area, which is a residential but with high traffic. Therefore, it can be concluded that the impact of pollution caused by cars in 2021-2022 was more than the pollution caused by industries.

    Keywords: Air pollution, Air quality index, Isfahan metropolitan, Air quality, AQI
  • وحید بیرجندی، سید حسن طباطبائی *، رضا مستوری، حسین مظاهری، رسول میرعباسی نجف آبادی

    تاکنون مطالعات مختلفی در زمینه بررسی و مدلسازی تغییرات کیفی آب انجام شده، اما کمتر به تحلیل چندمتغیره کیفیت آب زیرزمینی پرداخته شده است. در این پژوهش، رویکردی نوین برای تحلیل چند متغیره پارامترهای کیفی آب زیرزمینی با استفاده از توابع مفصل ارایه گردید. در این تحقیق، توابع مفصل ارشمیدسی برای ایجاد توزیع چندمتغیره پارامترهای کیفی آب شامل K+، Mg2+ ، Na+، 2+ Ca، Cl-، ، ، SAR، EC، pH، TDS و TH بکار گرفته شد. برای این منظور از داده های کیفی آب 24 حلقه چاه مشاهداتی در دشت شهرکرد استفاده گردید. سپس ساختار همبستگی هر جفت پارامتر کیفی مورد بررسی قرار گرفت. پس از تعیین بهترین توزیع تک متغیره برای هر یک از پارامترهای کیفی، برازش ده تابع مفصل مختلف برای ایجاد توزیع چندمتغیره مورد آزمون قرار گرفت. نتایج حاصل از برازش توزیع ها نشان داد که تابع توزیع مقادیر حدی تعمیم یافته (GEV) بهترین برازش را بر پارامترهای کیفی مورد مطالعه دارد. همچنین نتایج حاصل از برازش توابع مفصل نشان داد که تابع مفصل جو بهترین برازش را بر داده های مشاهداتی دارد و پس از آن، توابع مفصل کلایتون و فارلی- گامبل- مورگن- اشترن در رتبه های بعدی قرار دارند. نتایج حاصل از تحلیل همبستگی نشان داد که بالاترین میزان همبستگی بر اساس ضرایب همبستگی پیرسون، راو اسپیرمن و تاو کندال مربوط به جفت پارامترهای (SAR, Na) و (EC, TDS) با ضریب همبستگی بالای 9/0 می باشد. نتایج حاصل از مقایسه مفصل تیوری با مفصل تجربی، معیارهای نکویی برازش برای آنها (ریشه میانگین مربعات خطا، ضریب نش ساتکلیف، معیار اطلاعات آکاییکه و بیزین) بترتیب RMSE=0.031,0.036، NSE= -0.0271,-0.0351، AIC=66,65.5 و BIC=-6.4,-6.9 بدست آمد، که نتایج حاصل از این اعداد به نوبه خود حاکی از برتر بودن تابع مفصل جو در تحلیل های چندمتغیره کیفی آبهای زیرزمینی می باشد.

    کلید واژگان: آبهای زیرزمینی, توابع مفصل ارشمیدسی, کیفیت, توزیع توام
    Vahid Birjandi, Sayyed-Hassan Tabatabaei *, Reza Mastori, Hossein Mazaheri, Rasol Mirabbasi Najafabadi

    So far, various studies on the analysis of water quality parameters have been evaluated, but less multivariate analysis of quality parameters has been done. Therefore, in this study, a new approach has been proposed to multivariate analysis of water quality parameters using Copula functions. Since water quality data is skewed and the assumption of normality is not observed in the data distribution, so using the Archimedean Copula functions in this study for quality parameters (Sar, K, Mg, Na, Ca, Cl, Ec, Ph, Tds, So4 and Th, Hco3,) can be overcome by topic. For this purpose, qualitative data of 24 observation wells in Shahrekord plain were used. Then, by Coupling (pairing) the water quality parameters and determining the superior distribution, ten Copula functions were fitted on them. The results of fitting the distributions showed that the GEV (Generalized Extreme Value) distribution function is the best distribution function over the qualitative parameters and also the results of determining the copula functions showed that in the first stage the Copula search function as a function The best Copula was identified over the qualitative parameters, and then the functions of Clayton and Farley Gamble Morgan Stern were next. The results of fitting correlation analysis showed that the highest correlation based on Pearson, Spearman and Kendal correlation coefficients is related to the parameters (Sar, Na) and (Ec, Tds) with a correlation coefficient more than 0.9. so that the results of the criteria goodness of fit for them (Root Mean Square Error (RMSE), Nash Sutcliffe Efficiency coefficient (NSE) , Akaike Information Criterion (AIC), and Bayesian Information Criterion (BIC)) was respectively RMSE = 0.031,0.036, NSE = -0.0271, -0.0351, AIC = 66,65.5 and BIC = -6.4, -6.9 Awareness of qualitative pollution of groundwater resources is one of the benefits of using multivariate analysis methods in groundwater quality studies.

    Keywords: Groundwater, Archimedean joint functions, Quality, Return period
  • مریم شفائی، رسول میرعباسی نجف آبادی*

    تحلیل فراوانی چند متغیره پدیده های هیدرولوژیکی، با در نظر گرفتن وابستگی بین مشخصه های اساسی این پدیده ها، منجر به تخمین دقیق تر آنها خواهد شد. با توجه به انعطاف پذیری بالایی که مفصل های درختی واین در مسایل با ابعاد بالاتر از دو ارایه داده اند، در این مطالعه از تابع مفصل دی- واین جهت تعیین تابع توزیع احتمالاتی توام چهاربعدی مشخصه های مهم رویدادهای بارش ایستگاه سریمونا واقع در کشور ایتالیا شامل بیشینه شدت بارش (M)، عمق کل بارش (R)، مدت زمان دوره مرطوب  (L) و مدت دوره خشک (D)  استفاده شده است. بدین منظور، در ابتدا با توجه به معنی داری وابستگی بین مشخصه های مهم رویدادهای بارش و همچنین با استفاده از جایگشت آنها ساختارهای منتخب درختی دی-واین حاصل گردید. پس از برازش مفصل های مختلف خانواده های ارشمیدسی و بیضوی بر جفت- مفصل های هر یک از ساختارهای درختی دی-واین، مناسب ترین خانواده های مفصل جهت برازش بر جفت- مفصل های هریک از ساختارهای دی- واین بواسطه معیارهای حداکثر لوگ درست نمایی، اطلاعات آکاییکه (AIC) و اطلاعات بیزین (BIC)  تعیین گردیدند. سپس به منظور ارزیابی دقت توابع توزیع احتمالاتی توام چهاربعدی مشخصه های مهم رویدادهای بارش، توابع مذکور با مفصل چهاربعدی تجربی مقایسه گردیدند. در نهایت ساختار دی- واین چهار بعدی M-R-D-L با توجه به میزان معیارهای ارزیابی 991/0= R2=، 031/0 ,RMSE، و 024/0= MAE، و روش گرافیکی بعنوان مناسب ترین ساختار جهت تعیین تابع توزیع توام مشخصه های مهم بارش در ایستگاه سریمونا انتخاب گردید.

    کلید واژگان: تحلیل فراوانی چندمتغیره, جفت-مفصل, مشخصه های بارش, ساختار دی-واین, تابع مفصل
    Maryam Shafaei, Rsoul Mirabbasi Najafabadi *

    Multivariate frequency analysis of hydrological phenomena by considering the dependence between the basic characteristics of these phenomena will lead to more their accurate estimation. Due to the high flexibility provided by vine tree copulas in problems with dimension greater than two. In this study the D-vine function is used to determine the four-dimensional probabilistic distribution function of main characteristics of the precipitation events of Cremona station in Italy (including maximum rainfall intensity, total rainfall depth, duration of wet period and dry period). First, due to the significant dependence between the main characteristics of precipitation events and also using their permutation, D-vine tree structures were obtained. After fitting the various Archimedean and elliptical copula families to the pair-copulas of each D-vine tree structure, the most suitable copula families were determined for fitting the pair-copulas of each D-vine structure by the maximum log-likelihood, Akaike (AIC) and Bayesian Information Criterion (BIC). Then, in order to evaluate the accuracy of the four-dimensional probabilistic distribution functions of the important characteristics of precipitation events, the mentioned functions were compared with the corresponding four-dimensional empirical copulas. Finally, the M-R-D-L four-dimensional D-vine structure according to the evaluation criteria of R2 = 0.991, RMSE = 0.031, and MAE = 0.024, was selected as the most appropriate structure for constructing of the joint distribution function of main characteristics of precipitation in Cremona station

    Keywords: Copula function, D-vine, Multivariate frequency analysis, pair-copula, Precipitation characteristics
  • مریم دهقانی فرد، رسول میرعباسی نجف آبادی*، محمدعلی نصر اصفهانی، رضا زمانی
    امروزه پدیده های تغییر اقلیم و گرمایش جهانی از مهمترین تهدیدات جدی بر منابع آب و توسعه پایدار کشاورزی محسوب می شوند. با توجه به محدودیت منابع آب در ایران، افزایش جمعیت و متعاقبا افزایش میزان تقاضا، بررسی و مطالعه اثرات تغییر اقلیم بر سیستم های منابع آب و بخش کشاورزی از اهمیت بالایی برخوردار می باشند. در مطالعه حاضر، اثرات تغییر اقلیم بر دبی ورودی به مخزن سد جره واقع در حوضه رود زرد که آب مورد نیاز کشاورزی دشت رامهرمز را تامین می کند، مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، با استفاده از روش وزن دهی عملکرد، از بین 20 مدل گردش عمومی جو (GCM)، سه مدل که تطبیق بیشتری با داده های تاریخی داشتند (مدل های CSIRO-Mk3.6.0، MIROC-ESM و GFDL-ESM2M)، انتخاب شدند. سپس مقادیر بارندگی و دمای هوا در ارتفاع دومتری از سطح زمین در دوره های آتی و تحت سناریوهای اقلیمی RCP4.5 و RCP8.5 به دست آمده و با استفاده از مدل LARS-WG ریزمقیاس گردید. برای شبیه سازی فرایند بارش- رواناب و تخمین رواناب ورودی به مخزن سد از مدل IHACRES استفاده شد. بعد از اطمینان از عملکرد مناسب مدل IHACRES، از خروجی مدل LARS-WG برای هر سناریوی اقلیمی شامل دما و بارش در دوره آتی، رواناب ورودی به مخزن سد شبیه سازی شد. نتایج این مطالعه حاکی از کاهش رواناب ورودی به مخزن تحت هر دو سناریوی مورد مطالعه می باشد. بطوریکه میانگین سالانه ورودی به مخزن سد جره تحت دو سناریوی RCP 4.5 و RCP 8.5 به ترتیب حدود 27 و 40 درصد کاهش می یابد.
    کلید واژگان: تغییر اقلیم, بارش- رواناب, مدل IHACRES, سد جره, مدل های گردش عمومی جو
    Maryam Dehghanifard, Rasoul Mirabbasi *, Mohammad Ali Nasr Esfahani, Reza Zamani
    Nowadays, global warming and climate change phenomena are considered as the most important threats to water resources and sustainable agricultural development. Due to the limitation of water resources in Iran, population growth and subsequent water demand increase, investigation of the effects of climate change on the water resources systems and agriculture is an important issue. In this study, the effect of climate change on inflow discharges to Jarreh Dam reservoir located in Zard River Basin was investigated. For this purpose, using the performance weighting method, among 20 atmospheric general circulation models (GCM), three models were chosen that were more compatible with historical data (CSIRO-Mk3.6.0, MIROC-ESM and GFDL-ESM2M). Then, precipitation and air temperature values at a height of two meters above the ground in future periods and under RCP4.5 and RCP8.5 climate scenarios were estimated. In order to rainfall- runoff simulation and estimating the inflow to the dam reservoir, the IHACRES model was applied and the daily precipitation, temperature and discharges series recorded at the Mashin Hydrometric Station in the period of 1976- 2005 were used to optimize the model parameters. After downscaling and generating the precipitation and temperature series and verifying the accuracy of the IHACRES model, the corresponding inflow discharge to dam reservoir for every climatic scenario was simulated. The results showed that the value of inflow to dam reservoir has decreased under both considered scenarios. The annual average of inflow into Jarreh Dam reservoir will decrease 27 and 40 percent under RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios, respectively.
    Keywords: Climate Change, General circulation models, IHACRES model, Lars-WG, Rainfall- runoff
نمایش عناوین بیشتر...
فهرست مطالب این نویسنده: 98 عنوان
  • رسول میرعباسی نجف آبادی
    رسول میرعباسی نجف آبادی
    دانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
نویسندگان همکار
  • دکتر ذبیح الله خانی تملیه
    دکتر ذبیح الله خانی تملیه
    دانش آموخته دکتری مهندسی منابع آب، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
  • دکتر محمد ناظری تهرودی
    دکتر محمد ناظری تهرودی
    پژوهشگر محقق پسادکتری، گروه مهندسی آب، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران، دانشگاه شهرکرد
  • دکتر محمدعلی نصراصفهانی
    دکتر محمدعلی نصراصفهانی
    استادیار هواشناسی، مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
  • دکتر یعقوب دین پژوه
    دکتر یعقوب دین پژوه
    استاد تمام مهندسی آب، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
  • محمدتقی ستاری
    محمدتقی ستاری
    دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز.، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
  • حامد نوذری
    حامد نوذری
    دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
بدانید!
  • این فهرست شامل مطالبی از ایشان است که در سایت مگیران نمایه شده و توسط نویسنده تایید شده‌است.
  • مگیران تنها مقالات مجلات ایرانی عضو خود را نمایه می‌کند. بدیهی است مقالات منتشر شده نگارنده/پژوهشگر در مجلات خارجی، همایش‌ها و مجلاتی که با مگیران همکاری ندارند در این فهرست نیامده‌است.
  • اسامی نویسندگان همکار در صورت عضویت در مگیران و تایید مقالات نمایش داده می شود.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال