base flow
در نشریات گروه آبخیزداری، بیابان، محیط زیست، مرتع-
مقدمه
پژوهش در خصوص جریان کم، نه فقط از نقطه نظر بنیادی، بلکه به لحاظ مدیریت پایدار منابع آب، حایز اهمیت است که مدیریت بهینه منابع آب، یکی از حیاتی ترین چالش های قرن بیست و یکم است و به دلیل رشد جمعیت و تغییرات اقلیمی، تامین آب در آینده، احتمالا به منابع آب پایدار وابسته خواهد بود. سازمان جهانی هواشناسی، جریان کم را به عنوان جریانی از آب رودخانه که در دوره خشک آب و هوایی تداوم دارد، معرفی می کند. جریان کم، از تغییرات اقلیم، توپوگرافی، زمین شناسی، خاک و فعالیت های انسانی تاثیر می پذیرد. موقعیت جغرافیایی و شرایط اقلیمی حاکم بر کشور ایران، موجب شرایط کمبود بارش و کم آبی است. بنابراین، شناخت و تحلیل منابع آب پایدار، جز اصلی مدیریت منابع آب سطحی در ایران است. این پژوهش، با هدف بررسی ویژگی های نشریات علمی در خصوص تحقیقات جریان کم در ایران و جهان و ارائه چشم اندازی از وضعیت موجود و جهت گیری تحقیقات آتی انجام شده است. هدف از این پژوهش، بررسی روند انتشارات پژوهش های مرتبط با جریان کم در ایران و جهان، شناسایی حوزه های پژوهش و تعیین حوزه های کمتر توجه شده و مغفول مانده در پژوهش های داخل کشور، بر اساس پایگاه داده Science Direct از سال 1999 تا 2022، همچنین، داده های پایگاه داده مرکز اطلاعات علمی جهاد دانشگاهی و پژوهشگاه علوم و فناوری اطلاعات ایران است.
مواد و روش هاتعداد 22875 مورد از داده های انتشارات مرتبط با جریان کم در موضوعات علوم محیطی، کشاورزی و علوم زیستی در دوره زمانی 1999 تا 2022 از پایگاه داده Science Direct و شاخص SJR از پایگاه https://www.scimagojr.com و همچنین، داده های پایگاه داده مرکز اطلاعات علمی جهاد دانشگاه (SID) و پژوهشگاه علوم و فناوری اطلاعات ایران (IranDoc) دریافت شد و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. تکنیک های کتاب سنجی شامل تحلیل استنادی با تاکید بر استناد کل، ضریب تاثیر پنج ساله، طبقه بندی JCR، دوره پوشش و شاخص h-index بر اساس پایگاه داده Science Direct و شاخص SJR، انجام شد. فروانی و روند رشد انتشارات بین المللی مرتبط با جریان کم از ایران، توزیع موضوعی دسته بندی های مربوط به جریان کم مجلات اصلی، فراوانی مقاله های مرتبط با جریان کم در خاورمیانه و کشورهای اطراف ایران، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.
نتایج و بحث:
نتایج نشان داد که روند کلی نشریات علمی جهانی در تحقیقات جریان کم با شیب مثبت و نرخ رشد 52/1 درصد، بوده است. همچنین، روند نشریات بین المللی از مبدا ایران با ضریب تعیین 0.94 و نرخ رشد 1.60 درصد، دارای شیب مثبت بوده است. نتایج طبقه بندی موضوعی نشریات در سطح جهانی نشان داد که بیشترین انتشارات با 75/85 درصد، مربوط به مقاله های پژوهشی و کمترین میزان به مقاله های کنفرانسی و سرمقاله ها تعلق دارد. مقاله های بین المللی از منشا ایران با 90.04 درصد، در رتبه اول انتشارات جریان کم قرار گرفتند که نسبت به مقاله های جهانی سهم بیشتری از کل مقاله ها را به خود اختصاص دادند. نتایج تحلیل مهم ترین واژه های کلیدی مرتبط با جریان کم نشان داد که بیش از 72 درصد از عناوین مقاله ها و پایان نامه ها به واژه های کلیدی "جریان پایه" و "منحنی تداوم جریان" اختصاص دارد.
نتیجه گیریبا جمع بندی و تحلیل منحنی رشد نشریات می توان نتیجه گرفت که مجموع انتشارات بین المللی مرتبط با جریان کم با خط برازش تئوری مطابقت دارد و نشان دهنده تناسب پتانسیل تحقیقات جریان کم در جهان با مقدار واقعی است. نتیجه کلی تحلیل نشریات بین المللی از مبدا ایران، پتانسیل زیادی برای پژوهش در رابطه با جریان کم در ایران را نشان می دهد و حاکی از تغییر توجه جامعه علمی ایران به انتشار مقاله ها با موضوع جریان کم در سطح بین المللی است.
کلید واژگان: جریان پایه، جریان حداقل، منابع آب، منحنی تداوم جریان، نرخ رشدIntroductionResearch on low flow is important, not only from a fundamental point of view but also in terms of sustainable water resource management. Optimum water resources management is one of the most crucial challenges of the 21st century, and due to population growth and climate change, water supply in the future will probably depend on sustainable water sources. The World Meteorological Organization (WMO) introduces low flow as a flow of rivers that continues during the dry period of the climate. Low flow is affected by climate changes, topography, geology, soil, and human activities. The geographical location and climatic conditions of Iran cause a lack of rainfall and water scarcity. Therefore, the recognition and analysis of sustainable water resources is the main component in the surface water resources management of Iran. This research has been done with the aim of investigating the characteristics of scientific publications regarding low flow research in Iran and the world and providing a perspective of the current situation and direction of future research.
Materials and methodsThe data relating to low flow research in environmental; agricultural and biological sciences were retrieved from the Science direct database in the period 1999 to 2022 and SCImago Journal Rank indicator (SJR) from https://www.scimagojr.com as well as scientific information database of Jihad Daneshgahi (SID) and data from Iranian Research Institute for Information Science and Technology (IranDoc). A total of 22875 publications were obtained and with following aspects analysed intensively:(1) Distribution of international low flow-related publications (2) low flow-related publications from Iran; (2) distribution of subject categories; (3) core journals; (4) distribution of Iranian articles related to low flow; (5) frequency of low flow-related articles in Middle East and countries around Iran; (6) research trends. Bibliometric techniques, including citation analysis, five-year impact factor, JCR classification, coverage period and h-index were used to evaluate and interpretation of the results.
Results and discussionThe results showed that the general trend of global scientific publications in low-flow research was with a positive slope and a growth rate of 1.52%. Also, the trend of international publications from Iran had a positive slope with a 0.94 coefficient of determination and a growth rate of 1.60%. The results of the subject classification of publications at the global level showed that most publications with 85.75% belong to research papers and the least amount to conference papers and editorials. International papers originating from Iran were of the first order of importance to publications with 90.04%, which has a larger share of the total papers than global papers. The results of the analysis of the most important keywords related to low flow showed that more than 72% of the titles of papers and theses were assigned to "base flow" and "flow duration curve (FDC) keywords ".
ConclusionsThis research is a systematic bibliographic analysis of texts related to low flow research publication. By summarizing and analysing the growth curve of publications, it can be concluded that the total number of international publications related to low flow research corresponds to the theoretical fitting line and shows the proportionality of the potential of low flow research in the world with the actual amount. The general result of the analysis of international publications from Iran shows a high potential for low flow research in Iran and indicates a change in the attention of the Iranian scientific community to the publication of articles on the topic of low flow at the international level.
Keywords: Base flow, Flow Duration Curve, Growth rate, Low flow, Water resources -
بیلان آب و تجزیه جریان داخل یک حوضه از لحاظ برنامه های توسعه ای و بهره برداری آب از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. لذا هدف از پژوهش پیش رو کاربرد و ارزیابی مدل چهار متغیره سالاس در برآورد و پیش بینی میزان دبی خروجی حوزه آبخیز باغان استان بوشهر می باشد. داده های مورد نیاز برای اجرای مدل بارش و دبی می باشد که بدین منظور داده های بارش ایستگاه هواشناسی باغان و دبی خروجی ایستگاه هیدرومتری باغان از سال 1359 تا سال 1388 تهیه گردید. مدل سالاس از تعدادی زیر مدل ساده که فرآیندهای مختلف جریان را در حوضه مشخص می سازند، نظیر رواناب سطحی، نفوذ، تبخیر و تعرق، نفوذ عمقی، جریان پایه به دست می آید. به منظور کالیبراسیون مدل از تابع مجموع مربعات خطا استفاده شد. نتایج این پژوهش نشان داد که بیش ترین مقدار بارندگی در حوضه از طریق تبخیر و تعرق از حوضه باغان خارج می شود. نتایج نشان داد مقدار ریشه میانگین مربعات خطای نسبی قبل و بعد از بهینه سازی ضرایب مدل چهار متغیره سالاس به ترتیب از 2/18 درصد به 1/5 درصد و میانگین خطای مطلق از 10/13 به 0/73 کاهش پیدا کرد. هم چنین نتایج نشان داد در سال هایی که مقدار دبی خروجی به صورت متوسط است، مقدار شبیه سازی به مقدار مشاهداتی آن بسیار نزدیک می باشد. در سال های پرآبی که مقدار دبی خروجی بسیار بیش تر از سال های نرمال است، مقدار شبیه سازی بسیار کم تر از مقدار مشاهداتی آن می باشد.
کلید واژگان: بیلان آب، تبخیر و تعرق، ذخیره سفره، رواناب سطحی، جریان پایهWater balance and flow analysis within a basin is particularly important in terms of water development and utilization programs. Therefore, the purpose of this study is to evaluate and predict the outflow rate of Baghan watershed in Bushehr province. The data required for the implementation of the rainfall and discharge models were used to obtain the precipitation data of the Baghan Meteorological Station and the discharge of Baghan Hydrometric Station from 1981 to 2010. The Salas model is derived from a number of simple sub models that characterize different flow processes in the basin such as surface runoff, infiltration, evapotranspiration, deep infiltration and base flow. Error squares were used to calibrate the function model. The results of this study showed that the highest amount of rainfall in the basin was evacuated from the basin by evapotranspiration. The results showed Relative root mean square error before and after optimization of the coefficients of the four-variable Salas model decreased from 2.18% to 1.5% and the mean absolute error from 10.13 to 0.73. and mean error of the Salas four-variable model showed that in the years when the discharge value is almost average, the simulation value is very close to the observed value, and when the discharge value is much higher than the normal years, the simulation value is the less than its observed value.
Keywords: Water Balance, Evapotranspiration, Aquifer Storage, Surface Runoff, Base Flow -
تعیین سهم جریان های زیرسطحی در جریان رودخانه، می تواند در تحلیل جریان رودخانه، مدل سازی بارش-رواناب و واسنجی مدل ها، مدیریت آب در شرایط کم آبی و تعیین میزان ذخیره آبخیز مفید باشد. در این پژوهش، تعداد 22 ایستگاه آب سنجی با آمار مناسب و دوره مشترک آماری سال های آبی1391-1361 انتخاب شدند. روند تغییرات جریان در طی ماه های سال برای کلیه ایستگاه های آب سنجی منطقه پژوهش ترسیم و خشک ترین ماه سال تعیین شد. سپس، واسنجی شش الگوریتم رقومی برگشتی با استفاده از داده های دراز مدت خشک ترین ماه سال انجام و پس از به دست آوردن پارامترهای بهینه مدل ها، تفکیک جریان پایه برای کل دوره انجام و ارزیابی کارایی مدل ها با استفاده از شاخص ریشه میانگین مربعات خطا انجام شد. نتایج نشان داد که قسمت اعظم جریان رودخانه در منطقه مورد پژوهش، مربوط به جریان پایه است و کمینه، بیشینه و میانگین سالانه شاخص جریان پایه در کل دوره به ترتیب برابر با 0.48، 0.62 و 0.56 می باشد که نشان دهنده مشارکت بیش از 50 درصدی منابع آب های زیرسطحی در آب های سطحی حوضه های مورد پژوهش است. نتایج ارزیابی کارایی مدل ها با استفاده از شاخص ریشه میانگین مربعات خطا نشان داد که متوسط خطا در منطقه پژوهش، برای هر شش روش در محدوده 0.025 تا 0.044 است که کمترین آن متعلق است به روش لینه و هالک و بیشترین خطا، مربوط به فیلتر رقومی تک پارامتره می باشد. جمع بندی کلی نتایج فرایند واسنجی و بررسی روابط همبستگی بین داده های محاسباتی و اندازه گیری شده، نشان داد که بین داده های محاسباتی و اندازه گیری شده، همبستگی با ضریب تبیین بیش از 0.80 وجود دارد و روش واسنجی با داده های فصل خشک در غیاب روش های مبتنی بر ردیاب ها، به عنوان مناسب ترین روش واسنجی فیلتر های رقومی تفکیک جریان در منطقه مورد پژوهش پیشنهاد می شود.کلید واژگان: پارامتر فیلتر، جریان زیرسطحی، فصل خشک، منابع آب، واسنجیUnderstanding the base flow can be useful in river flow analysis, rainfall-runoff modeling, calibration of models, water resource management in low flow conditions and determination of the amount of water storage in watershed. In this research, 22 stations were selected with the appropriate data and common period of the years of 1982-2012. The trend of flow changes during the months of the year was determined for all hydrometric stations in the study area and the driest month was determined. Then, the calibration of six recursive digital algorithms was performed using the long-term data of the driest month of the year and after obtaining optimal parameters of the models, the base flow separation for the whole period was performed. The performance evaluation of the models was done using root mean square error. The results showed that the major part of the river flow in the study area was related to the base flow and the minimum, maximum and average annual base flow index for the whole period was equal to 0.48, 0.62 and 0.56, respectively, representing more than 50% of ground water contribution to stream flow of the studied watersheds. Results of the evaluation of the models using the root mean square error showed that the mean error in the research area for all the methods ranged from 0.025 to 0.044. The minimum was related to Lynie and Holick, and the maximum related to the One-parameter digital filter. Over all, conclusion of the results of the calibration process and investing the correlation between calculated and measured data showed that there was a correlation with a coefficient of explanation of more than 80%. Calibration method with dry season data in the absence of tracer-based methods is suggested as the most suitable method for calibrating digital separation filters in the study area.Keywords: Base flow, Calibration, dry season, filter parameter, Water resources
-
در این پژوهش، ضمن بررسی تغییرات فصلی دبی و غلظت نیتریت، نیترات، آمونیوم، اورتوفسفات و پتاسیم محلول، تغییرات غلظت این مواد در آب پایه و رواناب ناشی از بارش نیز در آبراهه های فصلی و دائمی ورودی به دریاچه زریوار مطالعه شد. بررسی داده ها حکایت از تغییرات زیاد دبی در فصل بهار نسبت به دیگر فصول به دلیل وقوع بارش های مکرر و وقوع بیشینه های دبی در این فصل داشت. با وجود تفاوت های رفتاری ورودی های مختلف به دریاچه و همچنین، ماهیت متفاوت مواد مغذی، در مجموع غلظت مواد مغذی دارای تفاوت های فصلی معنی دار بودند، به طوری که بیشینه غلظت ها و بیشترین تغییرات غلظت نیتریت، نیترات، اورتوفسفات محلول و آمونیوم در فصل تابستان مشاهده شد. تحلیل نتایج بررسی تغییرپذیری غلظت مواد مغذی در طول و بین وقایع بارشی بیان گر تفاوت های معنی دار نیتریت و نیترات در طول و بین وقایع بارشی با سطوح معنی داری صفر و 0.018 بود، به طوری که بیشترین تغییرات و بیشینه غلظت های نیتریت و نیترات به دلیل اثر رقیق سازی در طول رگبارها، عدم جذب به وسیله ذرات خاک و در نتیجه عدم تجمع آن در آبخیز و حمل به وسیله آب زیرزمینی، در آب پایه مشاهده شد. بیشینه غلظت های اورتوفسفات محلول در نقاط 1 و 2 در آب پایه و در نقاط 3 و 4 در طی رگبارها ثبت شد. در مجموع، تغییرات معنی داری بین غلظت مواد مغذی به جز پتاسیم در طول و بین وقایع بارشی مشاهده شد.کلید واژگان: آبراهه های فصلی و دائمی، تغییرات فصلی، جریان پایه، رگبار، مریوانIn this study, the seasonal variations of discharge and concentrations of soluble nitrite, nitrate, ammonium, orthophosphate and potassium and also the concentrations of these substances during baseflow and rainfall runoff in the seasonal and perennial rivers entering the Zarivar Lake were investigated. The results showed a great variation of discharge in the spring than the other months because of frequent rainfalls and the maximum discharge in this season. Despite the differences of the stream lake behavior and also the different nature of nutrients, generally, nutrients concentrations have different seasonally significant so that the maximum concentrations and the maximum concentration variations of soluble nitrite, nitrate, orthophosphate and ammonium were seen in summer. The results of the inter and intra storm variability analysis of nutrient concentrations indicated a significant differences between nitrite and nitrate during and between storm events with sig=0 and sigKeywords: Base flow, Seasonal variations, Seasonal, perennial rivers, Storm, Marivan
-
در پژوهش حاضر با استفاده از روش جداسازی دبی پایه از جریان سطحی و سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی (ANFIS) دبی روزانه در سال های آبی 1384-1379 در رودخانه های خرمالو، قره چای و چهل چای واقع در استان گلستان شبیه سازی شد. ابتدا با استفاده از روش فیلتر دیجیتال بازگشتی دبی پایه از جریان سطحی جدا گردید. سپس با استفاده از دبی در روزهای قبل و پارامترهای هواشناسی مانند دما و بارندگی، جریان سطحی و دبی پایه به صورت مجزا توسط ANFIS شبیه سازی شده و بهترین ورودی ها تعیین گردیدند. در نهایت بهترین مدل دبی پایه و جریان سطحی توسط ANFIS ترکیب و دبی کل بدست آمد. نتایج حاصل از ترکیب مدل های دبی پایه و جریان سطحی و در نهایت مدل سازی دبی کل نشان داد در هر سه ایستگاه مدلی که حاصل ترکیب دبی پایه و جریان سطحی یک روز قبل بوده دارای کمترین مقدار خطا و بالاترین ضریب تعیین است. مقدار ضریب تعیین در مرحله آزمون برای ایستگاه های نوده خاندوز، رامیان و لزوره به ترتیب 0/691، 0/991 و 0/999 و مقادیر خطا نیز به ترتیب 1/413، 0/131 و 0/036 حاصل گردید. نتایج نشان داد استفاده از روش جداسازی دبی پایه با کاهش تعداد ورودی ها باعث افزایش سرعت و دقت شبیه سازی می گردد.کلید واژگان: دبی پایه، دبی کل، جریان سطحی، ANFISMaterials And MethodsIn this study, daily rainfall-runoff simulation were discussed during 2000-2005 Khormaloo, Gharechay, Chehelchay Rivers in Golestan province using adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS). First separate base and surface flow using a recursive digital filter. First separate base and surface flow using a recursive digital filter. Then using discharge in antecedent days and meteorological parameters such as temperature and rainfall, base and surface flow simulated separately using ANFIS and the best entries were determined. Total flow was determined by combination of best model of base and surface flow by ANFIS. The results of the combination of base flow and surface flow models and finally total flow modeling showed in all three stations, the model that combination of base flow and surface flow on before day has highest coefficient of determination and minimum error. Coefficient of determination in the test phase for Nodeh Khandooz, Ramian and Lazoore stations is 0.691, 0.991 and 0.999 respectively and error in stations is 1.413, 0.131 and 0.036 respectively. The results showed that the use of separation base flow technique increase the speed and accuracy of simulation and eliminates the problem of low speed execution in ANFIS and base and total flow predicted accurately.Keywords: Base flow, Total flow, Surface flow, ANFIS
-
برآورد میزان ضریب جریان، که متاثر از عوامل مورفومتری، زمین شناسی و هیدرواقلیمی است، همواره یکی از موضوعات مهم در هیدرولوژی بوده و اطلاع از میزان آن، نقش به سزایی در برنامه ریزی و مدیریت بهینه منابع آب دارد. در این پژوهش، ابتدا با بررسی داده های دبی روزانه ایستگاه های آب سنجی و باران سنجی تعداد 22 ایستگاه با آمار مناسب و دوره مشترک آماری سال های آبی1378-1353 انتخاب شد. همچنین با استفاده از نقشه توپوگرافی با مقیاس1:50000 و تعیین موقعیت ایستگاه ها، محدوده مورد پژوهش مشخص و پارامترهای اولیه حوزه با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)، استخراج شد. ضریب جریان با استفاده از روش جاستین محاسبه شد. سپس شاخص جریان پایه با استفاده از داده های روزانه جریان و پس از کنترل سری زمانی، به روش فیلتر رقومی برگشتی تک پارامتره، استخراج شد. واحدهای سنگ شناسی با استفاده از نقشه زمین شناسی رقومی شده، با مقیاس 1:250000 و بر اساس نظرات کارشناسی به دو طبقه عمده تقسیم و مساحت تحت پوشش هر واحد در هر حوزه محاسبه شد. تحلیل عاملی و همگن بندی با استفاده از 15 پارامتر انجام و سپس روابط رگرسیونی در سطوح معنی داری کمتر از 1 درصد استخراج شد. اعتبار روابط رگرسیونی با استفاده از آزمون استقلال خطا ها، بررسی نرمال بودن خطا ها و آماره دوربین- واتسون بررسی شد. همچنین میزان دقت مدل های برآوردی و نیز خطای برآوردی آنها براساس معیارهای ضریب تعیین، خطای استاندارد و میانگین خطای مطلق بررسی شد. در مجموع میزان خطای برآوردی برای رابطه منطقه همگن یک به میزان97/17 درصد و برای منطقه همگن دو به میزان 81/27 درصد به دست آمد.کلید واژگان: جریان پایه، فیلتر های رقومی، مدل های منطقه ای، واحد های سنگ شناسی، همگن بندیEstimating the runoff coefficient that is influenced by morphometric, geologic and hydro climatologically factors are the most important issues in hydrology and information of its role in the planning and management of water resources is more important. In this research, twenty hydrometric stations with common period from 1974 to 1999were selected. Physiographic parameters of the catchments from the GIS environment were extracted. Run off coefficient was calculated and then base flow and related index were extracted from daily stream flow data using one parameter recursive digital filters. Lithological units using digital geological map, with the scale of 1: 250,000, based on expert opinion divided on two classes and area covered by each unit in each catchment were calculated. Factor analysis using 15 parameters were conducted and then the regional equations using linear regression at 1% significant level were determined. To compare and evaluate the accuracy and efficiency of the models, independence errors, colinerity and normal distribution of error were tested. Also the accuracy of the models and their estimation error using coefficient of determination, the standard error and the mean absolute error, were examined. Overall results showed that the estimated error rate for first homogeneous area 17.97 percent and for the second area 27.81 percent obtainedKeywords: Base flow, Digital filters, Lithological units, Regional models, Run off Coefficient
-
خوشه بندی آبخیزهای مشابه از نظر خصوصیات هیدرولوژیک در تفسیر فرآیندهای هیدرولوژیک و تحلیل های منطقه ای آبدهی ضروری است. در تحقیق حاضر از داده های دبی، دبی پایه، شاخص جریان پایه، کاربری موجود در هر حوضه، متوسط بارش سالانه و متغیرهای فیزیکی (مساحت حوضه، متوسط ارتفاع، طول آبراهه اصلی، تراکم زهکشی)، ودوتکنیک خوشه بندی کلاسیک K-Meansو سلسله مراتبی با هدف خوشه بندی 22 زیرحوضه در گروه های همگن، در استان اردبیل استفاده شده است.ابتدا دبی پایه از هیدروگراف روزانه جریان با روش الگوریتم یک پارامتره و برنامه نویسی در نرم افزار اکسل تفکیک شد، سپس از نسبت مقدار دبی پایه بر رواناب کل مقدار BFI، محاسبه گردید. در روش خوشه بندی K-meansگروه های مشابه براساس داده های هر کدام از حوضه ها تعیین می گردد. در این تحقیق، پارامترهای دبی جریان، دبی پایه، BFI، درصد مساحت کاربری های مختلف، شیب، متوسط ارتفاع حوضه، مساحت، طول آبراهه اصلی، تراکم زهکشی و متوسط بارش و تشابه میان عناصر جهت خوشه بندی استفاده گردید. سپس به منظور تعیین تعداد بهینه خوشه ها از شاخص دیویس-بولدین استفاده شد. در ادامه، ابتدا زیرحوضه ها براساس دبی پایه سپس BFIو در نهایت براساس سایر متغیرهای فیزیکی خوشه بندی شدند. نتایج روش K-Meansنشان داد که در خوشه بندی براساس متغیر دبی پایه تعداد 4، 3 و 15 حوضه به ترتیب در خوشه های 1، 2 و 3 قرار گرفتند. در نهایت مقایسه روش چندمیانگینی و سلسله مراتبی نشان داد که گروه بندی زیرحوضه ها با روش چندمیانگینی با جزییات بیش تری صورت گرفته است. هم چنین از نظر دبی پایه و شاخص دبی پایه دو زیرحوضه ارباب کندی و گیلانده در یک خوشه و حوضه های دوست بیگلو، پل الماس، سامیان و فیروزآباد در یک خوشه قرار گرفته اند. به طور کلی زیر حوضه های آلادیزگه، احمدکندی و باروق دارای واکنش هیدرولوژیک مشابه از نظر دبی پایه، BFIو سایر متغیرهای فیزیکی بوده، و در یک گروه قرار می گیرند. براساس همگن بندی و تعیین حوضه های دارای رفتار مشابه از نظر دبی جریان و تغییرات دبی پایه، مناطق همگن دارای خصوصیات مشابه از نظر تحلیل آبدهی، جریان اکولوژیک خواهند بود. برنامه ریزی استفاده از آب های سطحی و مدیریت آبخیزهای مشابه می تواند در مناطق همگن مدنظر قرار گیرند.کلید واژگان: مناطق همگن، گروه بندی آبخیزها، فاصله اقلیدسی، شاخص دبی پایهGrouping of similar watersheds using clustering methods helps to explain hydrological processes and regional water yields. In the present study, the daily discharge, base flow and Base Flow Index (BFI) and effective parameters including annual rainfall and physiographic characteristics (Area, Mean elevation, main stream length and drainage density) were analyzed using K-means and Hierarchical clustering algorithms over 22 sub-watersheds to determine the homogeneous groups in Ardabil Province. The Davies- Bouldin Index criterion was used to determine the optimal number of clusters over the study area. The base flow amount were separated from daily flow hydrographs by using One-Parameter algorithm through Excel programming. Then, the BFI values were calculated using the ratio of base flow and total amount of runoff. This K-means algorithm aims to find groups (clusters) of similar watersheds from a data set. Firstly, the watersheds were classified based on base flow and BFI and then other variables were used to cluster the studied watersheds. According to the results of K-Means clustering method considering base flow discharge the number of watersheds in first three groups were 4, 3 and 15, respectively. According to the results, the K-Means clustering methods detailed groups of watersheds compared with the Hierarchical method. Watershed grouping based on base flow and base flow index showed that the Arbabkandi and Gilandeh falls into a cluster, and Doostbeiglou, Pole-almas, Samian and Firozabad had similar characteristics. In general the Aladizgeh, Ahmadkandi and Baroogh watersheds had similar hydrologic response in terms of base flow, BFI and other physiographic and land-use related factors and classified into same group. Therefore, the homogeneous watersheds in terms of surface water and base flow variations had similar water yield and ecological flow behavior. Water resources planning and management of watersheds can be considered in homogeneous regions as planning unit.Keywords: Homogeneous areas, Watershed grouping, Euclidian distance, Base flow
-
آگاهی از تغییرات دبی رودخانه و به دنبال آن تغییرات پارامترهای کیفیت آب آن می تواند کمک شایانی به مدیریت و برنامه ریزی منابع آب نماید. بررسی دبی پایه به علت این که متاثر از جریان آب زیرزمینی است در مدیریت آب زیست محیطی حائز اهمیت است. لذا در این تحقیق به بررسی روند دبی به خصوص روند دبی پایه و بررسی روند تغییرات پارامترهای کیفی آن پرداخته شده و سپس روند تغییرات آن ها با یک دیگر مقایسه شده است. آزمون ناپارامتری من- کندال، یکی از روش هایی است که برای بررسی روند تغییرات در یک سری زمانی مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق آزمون من- کندال برای تعیین روند به کار گرفته شده است. برای جداسازی دبی پایه از داده های دبی روزانه، از نرم افزار Hydro Office استفاده شده است. بعد از جداسازی دبی پایه از داده های دبی روزانه، سری های زمانی سالانه و ماهانه از دبی کل و دبی پایه برای ایستگاه هیدرومتری ارازکوسه تشکیل شده است. هم چنین سری های زمانی سالانه و ماهانه پارامترهای کیفی آب شامل TDS، Ca+2، Mg+2، Na+، SO4+، CL، EC، PH، HCO3، SAR نیز تشکیل شده و سپس آزمون روند روی داده های دبی کل، دبی پایه و پارامترهای کیفی صورت گرفته است. تحلیل های معنی داری روند در سطح پنج درصد حاکی از آن است که میانگین دبی کل، دبی پایه و پارامترهای کیفی به جزء PH در مقیاس سالانه روندی نداشته است، اما در مقیاس ماهانه روندی نوسانی داشته اند.کلید واژگان: تحلیل روند، دبی پایه، آزمون من، کندال، پارامترهای کیفی آبKnowledge of river discharge and water-quality trend can be useful for planning and management of water resources. Due to the fact that the river base flow is supplied by ground water, considering of base flow for managing environmental demand. The Mann-Kendall's test is one of the approaches which is used for investigating of the trend in time series. In this study, the Mann-Kendall's test was used. For separating the base flow from daily discharge data, Hydro Office software was used. Then, after separating the base flow, monthly and annual time series have been formed. Also, the monthly and annual time series of water-quality characteristics including TDS, Ca, Mg, Na, SO4, CL, EC, PH, HCO3 and SAR of Arazkoose hydrometric station were formed to assess the trend of total flow, base flow and Water-quality characteristics data. Meaningful analysis of trend at the significant level of %5 indicates that, there is not any trend in total flow, base flow and Water-quality characteristics except PH in annual time scale. The result also shows that there is a fluctuating trend in monthly time scale.Keywords: Base Flow, Mann, Kendall's Test, Trend Analysis, Water, Quality Characteristics
-
زمانی که ورودی حوضه، تبخیر و تعرق و برداشت از آب های زیرزمینی ناچیز باشد، منحنی خشکیدگی رابطه ذخیره-خروجی را برای حوضه بیان می کند. شناخت این رابطه می تواند در مسائلی از قبیل پیش بینی جریان های کمینه، مدیریت و تصمیم گیری منابع آب، کالیبره کردن مدل های هیدرولوژیکی و غیره مفید باشد. بدین منظور در این تحقیق اقدام به مدل سازی شاخه خشکیدگی در سه رودخانه جاجرود، طالقان و خرم دره شد. در ابتدا با بررسی هیدروگرف های سالانه در هر یک از حوضه ها اقدام به جداسازی شاخه خشکیدگی شد. سپس با انجام پیش پردازش های لازم هر یک از شاخه های خشکیدگی آماده برازش مدل های مختلف شدند. برای هر یک از شاخه های خشکیدگی هشت مدل مختلف برازش داده شد. نتایج نشان داد که در دو رودخانه جاجرود و طالقان روش بارنز و بعد از آن روش های با مخرن غیرخطی شامل دراگ، کوتانگ و ویتنبرگ عملکرد بهتری نسبت به روش های دیگر داشته اند و در رودخانه خرم دره روش های، هورتن، بارنز و دراگ به ترتیب عملکرد بهتری نسبت به سایر روش ها داشته اند. مقادیر متوسط K روش بارنز برای سه خط برازش داده شده در رودخانه جاجرود، برابر با 0.97، 0.975 و 0.99، در رود طالقان برابر با 0.967، 0.974 و 0.987 و در رودخانه خرم دره برابر 0.931، 0.945 و 0.972 به دست آمدند.
کلید واژگان: جاجرود، جریان پایه، خرم دره، رابطه ذخیره، خروجی، شاخه خشکیدگی جریان، طالقانWhen watershed input, evatransporation and ground water usage be limitated, recession curve showed storage–output relationship for basin. This relationship can help us in low flow forecasting, decision and management of water resources; hydrological models calibration and etc. In this study recession curve were modelled in Taleghan, Jajrod and Khoramdare rivers. At the first by consideration of annul hydrographs, recession lamb were separated then by doing some pre-processing recession curve get prepared for fitting various models. For each recession eight models were fitted. Result showed that for Jajrod and Talaghan, Barnes, Drogue, Coutagne and Wittenberg had better application, respectively. For Khoramdare river Horton, Barnes and Drogue had better performance with compared to others models. For Barnes model average value of K coefficient for Jajrod 0.97, 0.975 and 0.99, for Taleghan 0.967, 0.974 and 0.987 and for Khoramdare river 0.931, 0.945, 0.972 were obtained.Keywords: Base flow, Stream flow recession curve, Storage–output -
جریان پایه و شاخص مربوطه که متاثر از عوامل مورفومتری، زمین شناسی و هیدرواقلیمی است، همواره یکی از موضوعات مهم در هیدرولوژی بوده و اطلاع از میزان آن، نقش به سزایی در برنامه ریزی و مدیریت بهینه منابع آب دارد. در این پژوهش با استفاده از داده های جریان روزانه رودخانه، جریان پایه و شاخص آن، از روش فیلتر رقومی برگشتی یک پارامتره، در 18 ایستگاه آب سنجی حوضه خزری، استخراج شد. پارامترهای فیزیوگرافی محاسبه و عوامل هیدرولوژیکی، اقلیمی و زمین شناسی در محیط GISبرآورد شد. با استفاده از روش آزمون تحلیل عاملی از بین 18 پارامتر موثر در شاخص جریان پایه، پنج عامل به عنوان عوامل مستقل انتخاب شدند. سپس روابط تحلیل منطقه ای به روش های رگرسیون خطی، توانی، نمایی و چندمتغیره در سطوح معنی داری کمتر از یک و پنج درصد به دست آمد. علاوه براین، به منظور مقایسه و ارزیابی صحت و کارآیی مدل های برآوردی، روش آنالیز باقی مانده ها نیز مورد استفاده قرار گرفت. از بین عامل های زمین شناسی مشخصا سازندهای سخت، از بین عوامل مورفومتری، پارامترهای متوسط ارتفاع و تراکم زهکشی حوضه و از جنبه قابلیت اراضی نیز عامل سطح جنگلی، در روش رگرسیون های چند متغیره به عنوان بهترین برآورد کننده شاخص جریان پایه رودخانه ها، تشخیص داده شدند. همچنین، با توجه به مدل های رگرسیون خطی، توانی و نمایی تک متغیره، پارامتر Q90/Q50 به-عنوان موثرترین عامل هیدرولوژیکی در تخمین شاخص جریان پایه در منطقه تعیین شد. همراهی سازندهای سخت کربناته با نهشته های کواترنری و همچنین، سازندهای سخت غیرکربناته با عامل های مورفومتری و درصد پوشش جنگلی در مدل های به دست آمده، موید نقش کنترل کننده عامل زمین شناسی بر جریان پایه است.
کلید واژگان: جریان روزانه، سازند کربناته، فیلترهای رقومی، مدل های منطقه ای، واحدهای سنگ شناسیBase flow and related index is influenced by morphometric, geologic and hydroclimatological factors. As a result, it is precondition data for planning and water resources management. In this research, base flow and related index were extracted from daily stream flow data using one parameter recursive digital filter in eighteen hydrometric stations of the Caspian Basin. Physiographic, climatic, hydrological, and geological factors were calculated in GIS environment. Using factor analysis of the eighteen parameters, five factors were selected as independent factors. Statistical models were formulated to calculate several regressions between hydroclimatological and physiographic parameters. Further, residual analysis method was used to compare and evaluate the accuracy and efficiency of the models. Results showed that Hard Formations, the average height of basin, drainage density, and coverage of forest were the best predictors of the base flow index. Statistical models highlights importance of Q90/Q50 ratio as the suitable hydrologic index to estimate the base flow index. Besides, this model confirmed controlling role of Hard formations and the forest coverage on the base flow index.Keywords: Base flow, Carbonate formation, Digital filters, Lithologic units, Regional models -
Understanding of the runoff generation processes is important in understanding the magnitude and dynamics of groundwater discharge. However, these processes continue to be difficult to quantify and conceptualize. In this study, two digital filter based separation modules, the Recursive filtering method (RDF) and a generalization of the recursive digital filter (GRDF) were1991–2002 in the Hableh Roud River at the stream gauge of Bonkuh, Semnan province. A technique for assessing the recession constants of the sub flows based on calibration the average value of the inverse of the value of the inverse of the slope of the linear path in the recession periods of an Ln (q)-time graph is presented. The result show that, the GRDF method gave higher (Baseflow index) BFI values than the RDF method with less variability and the mean baseflow calculated on an annual basis, ranged from 3.27 m3/s to 4.04 m3/s over period of study by RDF and GRDF, respectively. Since the true values of the baseflow index are unknown, it cannot be said, which one of the methods gives the best estimates.Keywords: Base flow, Automated estimation, Digital filter, Hydrograph seperation
- 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.