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
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

مدل سازی کیفی

در نشریات گروه آبخیزداری، بیابان، محیط زیست، مرتع
تکرار جستجوی کلیدواژه مدل سازی کیفی در نشریات گروه کشاورزی
تکرار جستجوی کلیدواژه مدل سازی کیفی در مقالات مجلات علمی
  • سید پدرام نی نیوا*، علی نجفی نژاد، حبیب نظرنژاد، آرش زارع گاریزی
    مقدمه

    ارزیابی، شناسایی و اولویت بندی مناطق مستعد فرسایش امری ضروری است اما ماهیت فرسایش خاک و فرآیند های دخیل در آن موجب شده است که راهبرد های موثر در زمینه حفاظت آب وخاک، نیازمند ارزیابی خطر در مقیاس های زمانی و مکانی مختلف باشد. از این رو، پژوهش حاضر با بهره گیری از رویکرد و مدل کیفی PAP/RAC به پیش بینی و تعیین وضعیت خطر فرسایش آبی حوزه آبخیز قرناوه و بررسی عدم قطعیت عوامل موثر بر نقشه وضعیت خطر فرسایش حاصل از مدل مذکور با روش میانگین گیری بیزین، به منظور ارزیابی، شناسایی و اولویت بندی بهتر نقاط در معرض خطر فرسایش آبی، به جهت ارائه راهبرد های موثر حفاظت آب وخاک در راستای کاهش روند و توسعه فرسایش خاک پرداخته است.

    مواد و روش ها

    مرکز فعالیت منطقه ای/ برنامه اقدامات اولویت دار (PAP/RAC) که در سال 1977 تاسیس شد، یکی از شش مرکز فعالیت منطقه ای برنامه اقدام مدیترانه (MAP) است که خود بخشی از برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد (UNEP) است. بیست ویک کشور مدیترانه ای و همچنین اتحادیه اروپا، MAP را تشکیل می دهند و هدف مشترک آن ها ایجاد محیط سالم تر مدیترانه ای است که بر اصل توسعه پایدار تکیه دارد. حوزه اصلی فعالیت PAP/RAC حمایت از کشورهای مدیترانه ای در بهبود مدیریت پایدار سواحل خود، به ویژه از طریق تصویب و اجرای پروتکل مدیریت یکپارچه مناطق ساحلی در مدیترانه است. در سال 1998 مدل و رویکرد PAP/RAC ارائه و با عنوان مرکز فعالیت منطقه ای/ برنامه اقدامات اولویت دار مورداستفاده قرار گرفت. طی این پژوهش با توجه به ساختار اجرایی مدل و رویکرد PAP/RAC در مرحله اول (رویکرد پیش بینی) در گام اول ابتدا نقشه شیب حوضه از مدل رقومی ارتفاع 30 متری تهیه و بر اساس دستورالعمل ارزش گذاری و به پنج طبقه تقسیم شد. در گام دوم نقشه سنگ شناسی از نقشه های زمین شناسی 1:250000 استان گلستان (شیت کوه کورخود) تهیه و بر اساس دستورالعمل ارزش گذاری و به پنج طبقه تقسیم شد. در گام سوم نقشه فرسایش پذیری شیب که حاصل برهم نهی (ادغام) نقشه رخساره های سنگی و نقشه شیب مطابق دستورالعمل ارزش گذاری و تهیه شد. در گام چهارم کاربری اراضی از طبقه بندی تصاویر مردادماه سال 1402 ماهواره سنتینل 2 در محیط سامانه Google Earth Engine همراه با اطلاعات منطقه ای موجود تهیه و به چهار طبقه مسکونی، جنگل، مرتع و زراعت تقسیم بندی و مطابق دستورالعمل ارزش گذاری شد. در گام پنجم نقشه تراکم پوشش گیاهی با استفاده از شاخص نرمال شده اختلاف پوشش گیاهی (NDVI) برای بازه زمانی مردادماه سال 1402 محاسبه و مطابق دستورالعمل ارزش گذاری شد. در گام ششم نقشه حفاظت خاک از ادغام نقشه کاربری اراضی و تراکم پوشش گیاهی مطابق دستورالعمل ها ایجاد شد. در گام هفتم نقشه وضعیت خطر فرسایش پیش بینی شده که تاثیر عوامل شیب، سنگ شناسی، کاربری اراضی و پوشش زمین را در نظر می گیرد از ادغام نقشه فرسایش پذیری (تلفیق شیب و سنگ شناسی) و نقشه حفاظت خاک مطابق دستورالعمل ها ایجاد شد. پس از ایجاد نقشه وضعیت خطر فرسایش منطقه، با رجوع به منطقه و با استفاده از عکس های هوایی، حالت های فرسایشی منطقه به منظور انجام رویکرد توصیفی مدل، برداشت و درنهایت با جانمایی حالت های فرسایشی برداشت شده بروی نقشه پیش بینی وضعیت خطر فرسایش، رویکرد ادغام مدل اجرا گردید. در هدف دوم این پژوهش، با در نظر گرفتن مساحت حوزه (هر هکتار) به عنوان حجم جامعه آماری و استفاده از رابطه کوکران، تعداد نقاط ب تصادفی تعیین و با استفاده از دستور Create Random points متناسب با مرز آبخیز قرناوه، در نرم افزار ArcGIS نقاط تصادفی جانمایی شد و بر اساس ارزش هر نقطه در عامل های مدل (شیب، زمین شناسی، پوشش گیاهی و کاربری اراضی) با استفاده از روش میانگین گیری بیزین میزان تاثیر هر عامل بروی نقشه پیش بینی وضعیت خطر فرسایش آبی در محیط برنامه R مشخص شد.

    نتایج و بحث: 

    نتایج حاصل از بررسی مدل کیفی PAP/RAC نشان داد که 19/0، 34/3، 94/34، 28/227 و 53/514 کیلومترمربع از حوضه به ترتیب در وضعیت خطر فرسایش خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و بسیار زیاد است. به عبارت دیگر 81/741 کیلومترمربع از حوضه در وضعیت خطر فرسایش زیاد و بسیار زیاد است که به طور کلی نتایج بیانگر پتانسیل بالای این حوضه در فرسایش و هدررفت خاک با توجه به عامل های مدل کیفی PAP/RAC است و همچنین نتایج بررسی عدم قطعیت با مدل میانگین بیزین، گویای اهمیت بالای شیب و سنگ شناسی در نتیجه و خروجی مدل است.

    نتیجه گیری

    با توجه به اهمیت ارزیابی نقاط مستعد فرسایش پیشنهاد می شود، ارزش گذاری (رتبه دهی) در زمینه عامل های مدل PAP/RAC با دقت بیشتری انجام گیرد و در صورت امکان دستورالعمل های مدل متناسب با شرایط کشور ایران تهیه گردد تا ارائه راهبردهای موثر حفاظت آب وخاک با توجه به نتایج مدل و در راستای کاهش روند و توسعه فرسایش خاک، موثرتر واقع گردد.

    کلید واژگان: رویکرد و مدل PAP، RAC، مدل میانگین گیری بیزین، مدل سازی کیفی، هدر رفت خاک
    Seyed Pedram Nainiva *, Ali Najafinejad, Habib Nazarnejad, Arash Zare Garizi
    Introduction

    It is necessary to evaluate, identify and prioritise areas prone to erosion. However, the nature of soil erosion and its processes have necessitated effective water and soil conservation strategies, which require hazard assessment at various temporal and spatial scales. Therefore, the current research utilizes the PAP/RAC qualitative model to predict and determine the water erosion hazard status of the Qharnaveh watershed. It also investigates the uncertainty of the factors affecting the erosion hazard map obtained from this model using Bayesian Model Averaging (BMA). This is done to enhance the evaluation, identification, and prioritization of points at risk of water erosion, thereby providing effective strategies for water and soil conservation to mitigate the trend and development of soil erosion.

    Materials and Methods

    The Priority Actions Program/Regional Activity Centre (PAP/RAC), established in 1977, is one of the six Regional Action Centers of the Mediterranean Action Program (MAP), which is itself part of the United Nations Environment Program (UNEP). The MAP includes 21 Mediterranean countries and the European Union, with a common objective of creating a healthier Mediterranean environment on the basis of sustainable development principles. The main area of PAP/RAC is to support Mediterranean countries in improving the sustainable management of their coasts, in particular through the adoption and implementation of the Integrated Management Protocol in the Mediterranean Coastal Zones. In 1998, the PAP/RAC model and approach were presented and employed as a PAP/RAC. According to the executive structure of the PAP/RAC model, in the first stage (predictive approach), in the first step, a Watershed slope map was prepared from a DEM at a height of 30 m, and based on the valuation manual, it was divided into five classes. In the second step, the lithological map was prepared from 1:250,000 geological maps of Golestan province, which was divided into five classes based on the valuation manual. In the third step, the slope erodibility map, which is the result of integration of the rock unit map and the slope map, was evaluated and prepared according to the instructions. In the fourth step, a land use map was prepared based on the classification of the Sentinel 2 satellite images of August 2023 in the Google Earth Engine along with the existing regional information and divided into four categories: residential, forest, pasture and agriculture and evaluated according to the instructions. In the fifth step, the vegetation density map for August 2023 was calculated using the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and evaluated according to the instructions. In the sixth step, integrating the land use map and vegetation density map according to the instructions, the soil conservation map was created. In the seventh step, a predicted erosion hazard map was prepared by integrating the erodibility map (integration of slope and lithology) and the soil conservation map, considering the influence of slope factors, lithology, land use, and land cover. After creating the erosion hazard map of the region, field survey and aerial photos were used to assess the erosion states, facilitating the implementation of a descriptive approach to the model. Finally, by overlaying the erosion states on the erosion hazard prediction map, the model integration approach was executed. For the second approach of this research, the area of the watershed (each hectare) was considered as the size of the statistical population. Cochran's formula was utilized to determine the number of random points. Using the 'Create Random Points' command corresponding to the boundary of the Qharnaveh watershed in the ArcGIS software, random points were placed. Based on the value of each point in the model factors (slope, geology, vegetation, and land use) using the BMA method, the impact of each factor on the water erosion hazard map was determined in the R program environment.

    Results and Discussion

    The results of the PAP/RAC qualitative model showed that 0.19, 3.34, 34.94, 227.28, and 514.53 km2 of the watershed area were classified as very low, low, moderate, high, and very high erosion hazard, respectively. In other words, 741.81 km2 of the watershed area exhibited high and very high erosion hazard. Generally, according to the factors of the PAP/RAC qualitative model, the results indicate the high potential of this watershed for erosion and soil loss. Further, examination of uncertainty with the BMA reveals the significant importance of slope and lithology in the model output.

    Conclusion

    Considering the importance of evaluating erosion-prone points, it is recommended that the assessment of PAP/RAC model factors in the field should be conducted more meticulously. Additionally, if feasible, model guidelines tailored to the conditions of Iran should be developed to devise more effective water and soil conservation strategies based on the model results, aiming to mitigate the trend and development of soil erosion.

    Keywords: Bayesian Averaging Model, PAP, RAC Approach, Model, Qualitative Modeling, Soil Loss
  • جواد معصومی فر، مهدی یاسی*، جواد فرهودی
    حذف سد از روش های احیاء زیست بوم رودخانه است. در پژوهش حاضر، حذف سد وشمگیر بر روی رودخانه گرگانرود در استان گلستان، به دلیل حجم بالای رسوبات درون مخزن و پایان عمر مفید آن مورد مطالعه قرار گرفت. سه سناریو جهت حذف سد وشمگیر انتخاب شد: 1- حذف کامل (مشابه شکست ناگهانی سد در روز آفتابی با مخزن پر از آب)، 2- حذف پله ای سرریز و 3- حذف با رسوبات پایدار. در این پژوهش، از مدل دوبعدی CE-QUAL-W2 برای مدل سازی هیدرودینامیک و کیفیت آب رودخانه گرگانرود برای شرایط موجود و در سه سناریو حذف سد، در بازه 128 کیلومتری پایین دست سد وشمگیر تا دهانه دریای خزر استفاده گردید. مدل کیفی با داده های شاهد (تراز سطح آب و فاکتور های کیفی) در دو ایستگاه هیدرومتری آق قلا (68 کیلومتر پایین دست سد وشمگیر) و بصیرآباد (112 کیلومتر پایین دست سد وشمگیر) برای شرایط موجود گرگانرود واسنجی و تایید شد. نتایج ارزیابی در بازه زمانی تغییرات سریع رودخانه پس از حذف سد (تا 60 روز) ارایه شده است. نتایج سه سناریوی حذف سد نشان داد که میزان اکسیژن محلول (DO) در دو مقطع رودخانه (آق قلا و بصیرآباد) افزایش می یابد. میزان اکسیژن مورد نیاز زیستی (BOD) در سناریوی اول (حذف کامل) و دوم (حذف پله ای) به میزان اندکی (کمتر از 10 درصد نسبت به شرایط رودخانه قبل از حذف) افزایش خواهد داشت. در سناریوی سوم (حذف با رسوب پایدار)، تغییر چشم گیری در میزان BOD رخ نمی دهد. در سه سناریو و در هر دو مقطع کنترل، میزان pH در دو مقطع زمانی قبل و بعد از حذف سد، تغییر اندکی خواهد داشت. میزان کل مواد جامد محلول (TDS) در روزهای اولیه برابر یا بالاتر از میزان آن در قبل از حذف است، ولی با گذشت زمان از میزان آن کاسته می شود. نتایج مدل سازی نشان می دهد که سناریو دوم (حذف پله ای سد) گزینه برتر است و سبب بهبود شرایط کیفی رودخانه و بازتوانی محیط زیستابی گرگانرود می شود.
    کلید واژگان: حذف سد، زیست بوم رودخانه، مدل سازی کیفی، گرگانرود، سد وشمگیر
    Javad Masoomifar, Mehdi Yasi *, Javad Farhoudi
    Dam removal is one of the methods of restoring the river ecosystem. The decision to remove a dam is based on the multidisciplinary indicators and the type of dam body and its location, as well as the downstream conditions and the type of dam removal method. In the present study, the removal of the Voshmgir Dam on the Gorganrud River, Iran, was considered, because of the high volume of sediment deposition in the reservoir and the loss of its useful life. Three scenarios were selected for the removal of the dam: 1- complete removal; 2- stepped removal of the spillway; and 3- removal with stable sediments. In the first step, numerical modeling for river morphological changes was performed using the HEC-RAS model for unsteady flows with sediment transport. The erosion and sedimentation processes were simulated in six reaches (from the Voshmgir Dam to the Caspian Sea), with total length of 128 km. The results indicated that the second scenario (stepped removal of the spillway) is the best alternative due to the gradual processes of river-bed changes. In the present research, the two-dimensional hydrodynamic and water quality model CE-QUAL-W2 is used for qualitative modeling of Gorganrud River in three scenarios of dam removal, within 128 km downstream of Vashmgir dam to the Caspian Sea Estuary. Qualitative modeling was performed for the existing conditions of Gorganrud (without removing the Vashmgir dam) at two hydrometric stations of Aqqala (68 km downstream of the Vashmgir dam) and and Basirabad (112 km downstream of Vashmgir Dam), where a set of water level and water-quality data was available for model calibration. Model results are presented in the period of rapid river changes after dam removal up to 60 days. Based on the results of qualitative modeling, the amount of dissolved oxygen (DO) has increased in three scenarios of dam removal in two sections of the river (Aqqala and Basirabad). The amount of biochemical oxygen demand (BOD) in the first scenario (complete removal) and the second (stepping removal) has increased slightly (less than 10% of the river conditions before removal). In the third scenario (removal with stable deposition), no significant change in BOD occurred. In three scenarios and in both study periods, the pH changed very little in the two periods, before and after the removal of the dam. The total amount of soluble solids (TDS) in the early days of the simulation is equal to or greater than that before removal. The TDS rate is to be decreased by time. The overall results indicated that the second scenario of the dam removal (i.e. stepped removal of the spillway) is the best alternative due to the less impacts on the river-bed changes, and the gradual processes of river-ecosystem rehabilitation.
    Keywords: Dam removal, River Ecosystem, Environmental modeling, Gorganrud River, Vashmgir Dam
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال