فهرست مطالب

پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز - پیاپی 12 (پاییز و زمستان 1394)
  • پیاپی 12 (پاییز و زمستان 1394)
  • تاریخ انتشار: 1394/12/12
  • تعداد عناوین: 21
|
  • مهسا حسنپور کاشانی، محمدعلی قربانی، یعقوب دین پژوه صفحات 1-10
    در این تحقیق، مدل سازی فرآیند غیرخطی بارش- رواناب با استفاده از مدل خطی ولترا انجام می شود. بدین منظور، داده های بارش و رواناب همزمان مربوط به پانزده رویداد از حوزه آبخیز ناورود واقع در شمال کشور جمع آوری گردیده و به ترتیب 70 % و 30 % رویدادها برای آموزش و تست مدل بکار برده شدند. در نهایت، عملکرد مدل ولترا با شبکه عصبی پرسپترون چند لایه و با استفاده از پنج معیار عملکرد مختلف مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل هوشمند شبکه عصبی از توانایی بالاتری نسبت به مدل ولترا در پیش بینی های رواناب حوزه آبخیز ناورود برخوردار بود. بطور کلی، مدل خطی ولترا همانند سایر مدل های خطی درشبیه سازی فرآیند غیرخطی بارش- رواناب کارآیی بالایی نداشته و نیاز به تعمیم مدل به مرتبه های بالاتر و کاهش تعداد پارامترهای قابل تخمین آن می باشد.
    کلیدواژگان: مدل ولترا، شبکه عصبی مصنوعی، فرآیند بارش، رواناب، شبیه سازی
  • علی آهنی، صمد امامقلی زاده، سید سعید موسوی ندوشنی، خلیل اژدری صفحات 11-20
    مطالعات انجام گرفته نشان می دهد که روش های تحلیل خوشه ای، از کارآمدترین روش های منطقه بندی حوزه های آبخیز به منظور انجام تحلیل فراوانی منطقه ای سیلاب هستند. در این تحقیق به منظور استفاده از نقاط قوت و کم رنگ کردن نقاط ضعف دو گروه اساسی روش های تحلیل خوشه ای، یعنی خوشه بندی سلسله مراتبی و خوشه بندی افرازی، از ترکیب الگوریتم های خوشه بندی Ward و K-means برای منطقه بندی حوزه های آبخیز سفیدرود بزرگ و ارس استفاده شده است. همچنین تاثیر انتخاب و به کارگیری برخی ویژگی های جغرافیایی، فیزیوگرافیک و هواشناسی و ترکیبات آنها در همگنی مناطق حاصل از تحلیل خوشه ایمورد بررسی قرار گرفته است. ارزیابی وضعیت همگنی مناطق حاصل و اجرای تحلیل فراوانی منطقه ای که با استفاده از الگوریتم گشتاورهای خطی انجام گرفته است، نشان می دهد که از میان ویژگی های مورد مطالعه، ترکیب طول و عرض جغرافیایی و مساحت سطح زهکشی به عنوان ویژگی های مورد استفاده در منطقه بندی حوزه های آبخیز سفیدرود و ارس می تواند بهترین گزینه برای حصول بیش ترین تعداد مناطق همگن باشد. به علاوه، برای مناطقی که تا حدودی معیارهای همگنی را ارضا نمی کنند، استفاده از توزیع ویکبی به عنوان توزیع منطقه ای، می تواند مفید باشد.
    کلیدواژگان: تحلیل فراوانی منطقه ای، گشتاور های خطی، تحلیل خوشه ای، خوشه بندی ترکیبی
  • مصطفی اصلانی، رامین فضل اولی، مجتبی احمدی زاده صفحات 21-28
    استفاده ی مناسب از مدل های مفهومی،بارش- رواناب، به چگونگی واسنجی پارامترهای آنها بستگی دارد. اساسا مدل های بارش- رواناب دارای پارامترهای متعددی هستند که به طور مستقیم قابل اندازه گیری نمی باشند و لازم است که آنها را در طی واسنجی مدل تخمین زد. هدف از انجام واسنجی، یافتن مقادیری از پارامترها است که باعث بهینه شدن معیارهای نیکویی واسنجی می شوند. در این تحقیق، روش واسنجی الگوریتم ژنتیک پیوسته، به منظور تخمین پارامترهای مدل مفهومی ناش (n، k) مورد استفاده قرار گرفته است. کارآیی این روش با بکارگیری پارامترهای تخمینی در شبیه سازی وقایع مختلف بارندگی- رواناب واقع در حوزه کسیلیان در استان مازندران مورد ارزیابی قرار گرفت. معیارهای ارزیابی و نتایج نشان می دهند که مدل ارائه شده، قادر به تعیین پارامترهای ورودی مدل ناش با دقت و کارایی بالا می باشد.
    کلیدواژگان: واسنجی اتومات، مدل مفهومی بارش رواناب، حوزه آبخیز کسیلیان، الگوریتم ژنتیک
  • واحد بردی شیخ، عبدالجلیل حزبی، عبدالرضا بهره مند صفحات 29-42
    مدل سازی فرآیندهای هیدرولوژی اطلاعات مناسبی را برای مدیریت آبخیزها فراهم کرده، دید بهتر و جامع تری نسبت به آبخیزها ایجاد می نماید. در این تحقیق بیلان آب و جریان خروجی حوزه آبخیز چهل چای در محیط GIS و برنامه نویسی PCRaster مدل سازی گردید. عوامل و پارامترهای دخیل در بیلان آب شامل بارش، ذوب برف، تبخیر و تعرق، رطوبت خاک، رواناب سطحی ناشی از بارش، آب پایه و جریان زیرقشری در نظر گرفته شده و با استفاده از روابط موجود بیلان آب مدل سازی گردیده و دبی خروجی روزانه حوزه از مجموع دبی رواناب، جریان زیرقشری و آب پایه به دست آمد. فرآیند واسنجی مدل برای دوره آماری (87-1386) انجام گرفت. فرآیند اعتبارسنجی مدل با استفاده از یک دوره آماری سه ساله از 84-1383 تا 1386 انجام گردید. نتایج به دست آمده از مدل سازی با داده های دبی مشاهداتی ثبت شده در خروجی حوزه مورد ارزیابی قرار گرفتند. ضریب نش- ساتکلیف برای دوره واسنجی 7/0 و برای دوره اعتبارسنجی 5/0 به دست آمد. با توجه به اینکه مقدار ضریب نش - ساتکلیف هر دو دوره بالاتر از 36/0 می باشد، می توان گفت که مدل از کارایی مطلوب و قابل قبولی برخوردار است. با توجه به مناسب بودن شبیه سازی جریان خروجی، مولفه های بیلان آب حوزه به تفکیک محاسبه و ارائه گردید. مدل توسعه داده شده ضریب آبدهی کل سالانه حوزه را برای دوره واسنجی 1/19% به دست آورد در حالیکه مقدار مشاهده شده آن در این دوره 22 درصد می باشد.
    کلیدواژگان: مدل سازی هیدرولوژیک، واسنجی، اعتبار سنجی، بیلان آب، PCRaster
  • فاطمه صدیقی، مهدی وفاخواه، محمدرضا جوادی صفحات 43-54
    سیل یکی از پدیده های ویرانگر طبیعی است که پیش بینی آن از اهمیت بالایی برخوردار است. فرآیند بارش- رواناب و ایجاد سیلاب پدیده های فیزیکی هستند که بررسی آنها به سبب تاثیرپذیری از پارامترهای مختلف، دشوار می باشد. تاکنون روش های مختلفی برای تحلیل این پدیده ها ارایه شده است. پژوهش حاضر با هدف بررسی کارآمدی شبکه های عصبی مصنوعی در شبیه سازی فرآیند بارش- رواناب با دخالت دادن ارتفاع آب معادل برف در حوزه آبخیز لتیان واقع در استان تهران صورت گرفته است. بدین منظور 92 تصویر سنجنده مودیس در طی سه سال آبی 83-1382 تا 85-1384 از سایت ناسا دریافت گردید و سطح پوشش برف در هر یک از تصاویر استخراج و میزان ارتفاع آب معادل برف در طی سال های مورد نظر محاسبه شد. همچنین داده های ارتفاع بارندگی، درجه حرارت و دبی در سال های مورد نظر در دسترس بوده که از شبکه های پرسپترون چندلایه و الگوریتم پس انتشار خطا برای یافتن ساختار شبکه استفاده شد. نتایج نشان داد شبکه عصبی با ساختار 1-10-4 با 4 نرون در لایه ورودی، 10 نرون در لایه میانی و 1 نرون در لایه خروجی با ضریب کارایی 85/0 و ضریب تبیین 68/0 و ریشه میانگین مربعات خطا 04/0 به عنوان بهترین ساختار از دقت مناسبی در برآورد رواناب برخوردار بود و دخالت دادن آب معادل برف باعث افزایش دقت مدل شد.
    کلیدواژگان: عصبی مصنوعی، مدل بارش - رواناب، ارتفاع آب معادل برف، حوزه آبخیز لتیان
  • شهین مرادی پور، عبدالرضا بهره مند، حسین زینی وند، علی نجفی نژاد صفحات 55-64
    به منظور ارزیابی و پیش بینی فرآیندهای هیدرولوژیک با ماهیت پیچیده، اثرات تغییر فرآیندها روی رفتار غیرخطی سیستم آبخیز در گذشته و آینده و تبیین تدابیر حفاظت آب و خاک، علاوه بر استفاده از روش های مستقیم اندازه گیری، استفاده از روش های غیرمستقیم از جمله شبیه سازی فرآیندهای سیستم آبخیز ضرورت دارد. هدف این تحقیق بررسی تولید رواناب در هر مکان و زمان در حوزه آبخیز با استفاده از مدل هیدرولوژیک توزیعی WetSpa می باشد. بدین منظور در تحقیق حاضر با استفاده از مدل اشاره شده، شبیه سازی جریان رواناب در حوزه آبخیز طالقان از زیرحوزه های سفیدرود صورت گرفت. در این راستا، با استفاده از داده های هواشناسی روزانه یک دوره آماری 11 ساله هم چنین تلفیق اطلاعات سه نقشه اصلی مدل، دبی های پیک و هیدروگراف جریان در هر مکان از شبکه آبراهه، پیش بینی و توزیع مکانی فرآیندهای هیدرولوژیک از جمله رواناب شبیه سازی شد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد تطابق قابل قبولی بین داده های شبیه سازی شده مدل و مشاهدات وجود دارد. بر اساس معیار نش - ساتکلیف، دقت 3/83 درصد در شبیه سازی ها، کارایی بالای مدل را در این حوزه نشان می دهد. با توجه به خروجی مدل و فاکتورهای هیدرولوژیک با توزیع مکانی در گام زمانی روزانه، مدل قابلیت آنالیز اثرات توپوگرافی، بافت خاک و کاربری اراضی در رفتار هیدرولوژیک حوزه را داراست.
    کلیدواژگان: مدل هیدرولوژیک توزیعی، مکانی، WetSpa، شبیه سازی رواناب، حوزه آبخیز طالقان
  • ابوالفضل اکبرپور، عباس خاشعی سیوکی، اکبر کشاورز، حامد فروغی فر صفحات 65-74
    رواناب سطحی که نتیجه پاسخ های بارش در یک حوزه است منبع آب بالقوه ای است که اگر به طور صحیح مدیریت شود می تواند برای تامین تقاضا آب استفاده گردد. جمع آوری آب باران گزینه ای مناسب برای انحصار و ذخیره رواناب سطحی جهت کاربردهای بعدی بویژه در طول دوره هایی که محدودیت دسترسی به آب وجود دارد، است. در این پژوهش با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) مکان های مناسب جمع آوری آب باران در سطح حوزه آبخیز بیرجند واقع در استان خراسان جنوبی مکان یابی شدند. جهت انجام این کار با بهره گیری از نظرات کارشناسی، معیارهای تاثیرگذار بر فرآیند جمع آوری آب باران مشخص و به صورت دودویی با هم مقایسه شدند.سپس ماتریس مقایسات زوجی معیارها تشکیل و وزن هر کدام از آنها برآورد گردید. لایه های فضایی معیارها پس از تاثیر وزن های مربوطه با همدیگر ترکیب شده و لایه نهایی مناطق مستعدجمع آوری آب باران ایجاد شد. نتایج نشان دادند که با قرار دادن استعداد حوزه آبخیزدر چهار کلاس ضعیف، متوسط، خوب و بسیار خوب به ترتیب 82/0، 1/46، 4/50 و 66/2 درصد از کل حوزه آبخیز به طبقات نامبرده اختصاص می یابد و به طور کلی از غرب به سمت شرق حوزه آبخیز بر استعداد آن در جمع آوری آب باران افزوده می شود.
    کلیدواژگان: جمع آوری آب باران، حوزه آبخیز بیرجند، AHP، GIS
  • سیران زندی، کریم سلیمانی، جلال زندی صفحات 75-87
    هدف از انجام این تحقیق تهیه نقشه پتانسیل وقوع چشمه های آب زیرزمینی با توسعه مدل آماری و احتمالاتی رگرسیون لجستیک (LR) می باشد. موقعیت مکانی چشمه های حوزه آبخیز کوهستانی میرده استان کردستان با مساحت حدود 381 کیلومترمربع طی عملیات میدانی ثبت گردید. بر اساس بازدیدهای میدانی، پرس و جوهای محلی و آمار شرکت مدیریت منابع آب مختصات مکانی 904 دهنه چشمه در حوزه مورد مطالعه ثبت گردید و جهت تحلیل های بعدی، 304 چشمه به عنوانچشمه های آزمایشی به صورت کاملا تصادفی جدا شده و 600 چشمه باقیمانده به عنوان چشمه های آموزشی وارد تحلیل ها شدند. پس از انجام آنالیزهای رگرسیونی لجستیک گام به گام پیشرو، مهم ترین فاکتورهای تاثیرگذار در وقوع چشمه که از لحاظ آماری معنی دار بودند، انتخاب گردیدند. صحت مدل آماری و نقشه پهنه بندی بر اساس درصد وقوع چشمه های آزمایشی در نقشه حساسیت و آماره هایی از قبیل: -2LL، R2 ناگلکرک، و R2 کوکس و اسنل مورد ارزیابی و تایید شد. همچنین، دقت پیش بینی مدل مورد استفاده در این مطالعه با استفاده از سطح زیر منحنی ویژگی های عامل نسبی (ROC) مورد سنجش قرار گرفت. مدل های احتمالاتی و آماری در تلفیق با GIS جهت پتانسیل یابی نواحی با چشمه های آب زیرزمینی می تواند مورد توجه طراحان و تصمیم گیران طرح های توسعه آب زیرزمینی و آمایش سرزمین واقع گردد.
    کلیدواژگان: پتانسیل آب زیرزمینی، چشمه، رگرسیون لجستیک، سیستم اطلاعات جغرافیایی
  • محمدرضا محبوبی، ندا نجد عباسی، امید طوسی صفحات 88-97
    پژوهش حاضر با هدف بررسی عوامل انگیزشی موثر بر مشارکت کشاورزان در عملیات کشت پلکانی در اراضی کشاورزی حوزه آبخیز چهل چای در استان گلستان انجام شد. تحقیق توصیفی و از نوع پیمایشی و جامعه آماری کلیه کشاورزان مشارکت کننده در عملیات کشت پلکانی در حوزه آبخیز چهل چای استان گلستان به تعداد 75 نفر بودند که 62 نفر از آنان به شیوه تصادفی سیستماتیک انتخاب شدند. ابزار گردآوری اطلاعات پرسشنامه بود که اعتبار (روایی) آن با نظر چند تن از متخصصان حفاظت خاک و ترویج کشاورزی مورد تایید قرار گرفت و برای پایایی آن از روش آلفای کرونباخ استفاده شدکه مقدار آن 81/0 به دست آمد. نتایج حاصل نشان داد مهم ترین انگیزاننده های کشاورزان برای مشارکت در اجرای عملیات کشت پلکانی، همکاری با سایر کشاورزان اجرا کننده عملیات، تشویق سایر کشاورزان و انجام عملیات توسط همسایگان مجاور مزرعه بوده است. همچنین نتایج نشان دهنده تاثیر بیشتر انگیزاننده های فردی- اجتماعی برای مشارکت کشاورزان در اجرای عملیات کشت پلکانی در مزارع بوده است. ارائه توصیه های فنی از طریق سرکشی کارشناسان به مزارع و منابع ارتباطی به خصوص رادیو و تلویزیون از جمله پیشنهادهای این مطالعه در راستای تداوم مشارکت کشاورزان در اجرای عملیات کشت پلکانی بوده است.
    کلیدواژگان: مشارکت، اراضی کشاورزی، کشت پلکانی، استان گلستان
  • امید اسدی نلیوان، محمد رستمی خلج، محسن محسنی ساروی، انور سور صفحات 98-107
    امروزه حوزه های آبخیز به عنوان محور برنامه ریزی جهت توسعه پایدار در بسیاری از مباحث مدیریتی مطرح شده است. ارزیابی توان اکولوژیکی حوزه های آبخیز و رتبه بندی آنها با توجه به معیارهای مختلف اکولوژیکی جهت اقدامات آبخیزداری، یکی از موارد مهم در برنامه ریزی و مدیریت جامع حوزه های آبخیز می باشد. از آنجایی که هزینه طرح های آبخیزداری سنگین و بودجه پروژه های عمرانی نیز محدود می باشد، لذا ضرورت دارد که اقدامات بر اساس اولویت وضعیت حوزه های آبخیز صورت بگیرد. در این رابطه تکنیک های تصمیم گیری چند معیاره راهکار مناسبی برای حل این گونه مسائل است. در واقع با استفاده از این تکنیک ها و با توجه به معیارهای مختلف تصمیم گیری، می توان بهترین گزینه یا گزینه ها را از بین گزینه های موجود تصمیم گیری انتخاب و اجرایی نمود. در این مطالعه روش تاپسیس که یکی از معروف ترین روش های تصمیم گیری چند شاخصه است برای حوزه زیدشت طالقان استفاده شد. در این تحقیق ده شاخص حفاظت خاک، فرسایش و رسوب، تنوع گونه ای، کلاس سنی، ترکیب گیاهی، گیاهان سمی، تولید علوفه، ظرفیت چرا، کمیت آب، تبخیر و تعرق اندازه گیری شدند و سپس جهت اولویت بندی اقدامات آبخیزداری با توجه به شاخص ها از روش تاپسیس استفاده شد. با توجه به روش تاپسیس و شاخص های ده گانه در نظر گرفته شده و استفاده از نزدیکی نسبی به راه حل ایده آل (C) به ترتیب زیرحوزه های D1،Dint1،Dint2،D2 با مقادیر 6855/0، 5869/0، 46/0 و 2398/0 جهت اقدامات آبخیزداری اولویت بندی شدند.
    کلیدواژگان: اولویت بندی، تاپسیس، تصمیم گیری چند معیاره، زیدشت، مدیریت جامع
  • سید جواد ساداتی نژاد، سید حسن علوی نیا، رقیه عابدی، افشین هنربخش، خدایار عبدالهی صفحات 108-117
    با توجه به وجود نوسانات شدید بارش های مناطق مختلف کشور، خشکسالی ها از جمله بلایای طبیعی هستند که در شرایط نوسان منفی و یا به عبارتی کاهش بارش های جوی نسبت به میانگین دراز مدت رخ می دهند و اثرات زیانباری را بر بخش کشاورزی و اقتصاد نواحی تحمیل می نمایند. خشکسالی هواشناسی یکی از انواع خشکسالی است که در ابتدایی ترین مراحل پدیده ی خشکسالی به وقوع می پیوندد. در این مطالعه با استفاده از نمایه بارش استاندارد شده وضعیت خشکسالی هواشناسی منطقه بررسی شده و از روش گشتاورهای خطی برای آنالیز فراوانی منطقه ای استفاده شده است. برای آنالیز منطقه ای به روش گشتاور خطی از برنامه ی توسعه داده شده توسط هاسکینگ، استفاده شده است. با بررسی معیار ناجوری و معیار درجه ی همگنی، مشخص شد که یکی از ایستگاه های موجود در حوزه ی کارون یک، دارای معیار ناجوری می باشد. همچنین نتایج حاصل از معیار نکویی برازش نشان داد که توزیع پیرسون نوع سوم می تواند برازش ناحیه ای خوبی برای کل منطقه داشته باشد. بنابراین می توان برای تحلیل منطقه ای نمایه های خشکسالی در این ناحیه از این توزیع استفاده کرد.
    کلیدواژگان: خشکسالی هواشناسی، SPI، روش گشتاورهای خطی، توزیع پیرسون نوع سوم
  • مریم شفیعی، محمود رایینی سرجاز صفحات 118-126
    در سال های اخیر به علت افزایش فراوانی خشکسالی ها در مناطق خشک و نیمه خشک کشور سطح آب دریاچه ها به طور چشم گیری کاهش یافته و افزون بر آسیب های زیست محیطی، بخش های اقتصادی و اجتماعی جامعه را نیز با چالش روبه رو کرده است. هدف این پژوهش، بررسی نوسانات تراز سطح آب دریاچه پریشان در دوره های خشک و تر، تاثیر خشکسالی ها بر افت تراز سطح آب دریاچه و تعیین اثرگذارترین نمایه خشکسالی بر افت ترازسطح آب دریاچه می باشد. در این پژوهش با به کار گیری نمایه های خشکسالی SPI، CZI،MCZI وZSI تاثیر خشکسالی و ترسالی بر نوسانات ترازسطح آب دریاچه پریشان در 5 ایستگاه نزدیک به دریاچه، در سه مقیاس زمانی کوتاه مدت (3 ماهه)، میان مدت (12 ماهه) و بلندمدت (48 ماهه) برای بازه آماری 1352 تا 1388 بررسی شد. یافته های این پژوهش گویای آن است که نمایه های خشکسالی هواشناسی SPI، CZI، MCZI وZSI در همه ایستگاه ها در مقیاس زمانی میان و بلند مدت (بجز نمایه SPI در مقیاس میان مدت در ایستگاه دشت برم) رابطه معنی داری در سطوح احتمال 5 و 1 درصد با تغییرات تراز سطح آب دریاچه نشان دادند. نمایه هایSPI و CZI در مقیاس زمانی بلند مدت در ایستگاه دشت ارژن دارای بیشترین ضریب همبستگی (60/0 = r) بودند. با رفع اختلاف فاز میان رخداد خشکسالی و افت تراز سطح آب دریاچه روابط رگرسیونی برای 4 نمایه خشکسالی در مقیاس زمانی کوتاه مدت هم بهبود یافت. یافته ها نشان دادند خشکسالی با تاخیر زمانی چند ماهه عامل مهمی در افت تراز سطح آب دریاچه پریشان در دهه 1380 بوده است.
    کلیدواژگان: نمایه خشکسالی، مقیاس زمانی، اختلاف فاز، دریاچه پریشان
  • مجید کاظم زاده، زهرا نوری، علیرضا مقدم نیا، آرش ملکیان صفحات 127-138
    وقایع خشکسالی با تاثیر روی منابع آب سطحی و آب زیرزمینی مقدار آب در دسترس بخش های مختلف را کاهش می دهد، بدین منظور برای اتخاذ تصمیمات مدیریتی مناسب برای مقابله با آثار زیان بار خشکسالی، باید با ارزیابی و پایش خشکسالی جریان آب سطحی به شناسایی ویژگی های این پدیده از نظر دوام، شدت و توسعه جغرافیایی در نواحی مختلف پرداخت. در این تحقیق جهت کلاسه بندی و آنالیز شدت و مدت خشکسالی جریان آب سطحی در6 ایستگاه هیدرومتری منتخب استان ایلام طی دوره 1360 تا 1389 از خوشه بندی سلسله مراتبی، شاخص خشکسالی جریان آب سطحی و میانگین متحرک استفاده شد. نتایج شاخص خشکسالی جریان آب سطحی نشان داد که در بازه های زمانی 3 و 6 ماهه تنها جریان آب سطحی ملایم و متوسط در استان حاکم بوده است. اما در بازه های زمانی 9 و 12 ماهه خشکسالی شدید هم در سه دهه اخیر وجود داشته است. همه ایستگاه ها طبق نتایج میانگین متحرک نشان دادند که طی بازه زمانی 1370 تا 1375 یک دوره ترسالی شدید را در طی سه دهه اخیر تجربه کرده اند. در مقابل همه ایستگاه ها یک دوره خشکسالی جریان آب سطحی را در بین سال های 1375 تا 1385 پشت سرگذاشته اند. ایستگاه های هیدرومتری از لحاظ شرایط خشکسالی جریان آب سطحی در سه کلاسه مختلف قرار گرفتند. نتایج کلاسه بندی نشان داد که در کلاسه یک، ایستگاه های ایوان، هلیلان و تنگ سازین، در کلاسه 2، ایستگاه نظر آباد و در نهایت در کلاسه 3 دو ایستگاه سرجوی و دارتوت قرار گرفته اند. در نهایت جهت بررسی روند جریان آب رودخانه ها مرتبط با خشکسالی هیدرولوژیکی طی سه دهه گذشته از آزمون های من-کندال و شیب خط رگرسیونی استفاده شد. نتایج این دو آزمون نشان داد که روند دبی رودخانه ها در همه ایستگاه ها کاهشی بوده است.
    کلیدواژگان: جریان آب رودخانه، خشکسالی، کلاسه بندی، میانگین متحرک، استان ایلام
  • مهدی قمقامی، نوذر قهرمان، جواد بذر افشان صفحات 139-153
    مدل سازی چندمکانی بارش یکی از زمینه های مهم در علوم طبیعی است و مدل های مختلف آماری برای این مهم توسعه یافته اند که نگرشی فضایی به مدل سازی و شبیه سازی بارش روزانه دارند. مدل مارکف پنهان یکی از انواع مدل های چندمکانی بارش روزانه است که علاوه بر شبیه سازی بارش روزانه، به بررسی توزیع فضایی و زمانی الگوهای وقوع بارش نیز می پردازد. در مطالعه حاضر با بکارگیری مدل مارکف پنهان، اقدام به مدل سازی بارش زمستانه (ژانویه تا آوریل) براساس داده های 130 ایستگاه باران سنجی در گستره ایران شده است. طول دوره آماری داده های بارندگی روزانه 21 سال (2010-1990) می باشد. هدف این تحقیق، دستیابی به توزیع فضایی و زمانی الگوهای جوی و شبیه سازی تصادفی وقوع و مقدار بارش به طور همزمان است. نیل به این اهداف با بکارگیریالگوریتم های مختلف حل مسائل مدل مارکف پنهان شامل الگوریتم برآورد پارامتر بیشینه سازی امید (EM) و الگوریتم رمزگشایی ویتربی و یک الگوریتم شبیه سازی که با تبدیل احتمالاتی همراه است، میسر است. انتظار می رود که الگوهای جوی مستخرج از مدل مارکف پنهان، منطبق بر الگوهای سینوپتیکی باشند که براین اساس 8 الگوی مختلف جوی به عنوان مجموعه متناهی حالات پنهان به دست آمدند و هرکدام گویای الگوی خاص سینوپتیکی هستند. فراوان ترین الگوی توزیع بارندگی مستخرج از مدل مارکف پنهان، الگوی خشک (شرایط پایدار) بوده که طی آن احتمال وقوع بارش در اکثر ایستگاه های کشور پایین است. این الگو دارای بیشترین احتمال آغازین معادل 429/0 و بیشترین احتمال انتقال مارکفی از حالت مشابه معادل 637/0 می باشد. همچنین، شبیه سازی چندمکانی بارش زمستانه نیز با حفظ آماره های اساسی شامل میانگین و انحراف معیارهای مجموع فصلی ایستگاه ها، مقدار صدک های مختلف هر ایستگاه و وابستگی های فضایی وقوع و عدم وقوع بارش، دارای نتایج قابل قبولی است که در مجموع بکارگیری این رهیافت، سودمند ارزیابی شده است.
    کلیدواژگان: مدل مارکف پنهان، بارش زمستانه، الگوی فضایی، شبیه سازی
  • مهدی سلیمانی مطلق، علی طالبی، مهدی زارعی صفحات 154-165
    خشکسالی پدیده ای است که علاوه بر ایجاد کمبود منابع آب موجب تهدید کیفیت آن نیز می گردد. در این مقاله سعی شده تا اثر خشکسالی بر کیفیت آب های سطحی حوزه آبخیز کشکان بررسی گردد. بدین منظور ضمن جمع آوری آمار داده های هواشناسی و داده های کیفی منابع آب در طی 20 سال (از سال 1366 تا سال 1388) از شرکت سهامی آب منطقه ای و اداره هواشناسی استان لرستان در ابتدا با استفاده از شاخص های SPI، RDIو SDI دوره ها و شدت خشکسالی های هواشناسی و هیدرولوژیک تعیین شد. سپس در دوره هایی که شدت و تداوم خشکسالی بیشتر بود، درصد تغییرات کیفیت آب نسبت به میانگین درازمدت محاسبه شد و تحلیل کیفیت آب شرب و کشاورزی در قالب دو نمودار شولر و ویل کوکس انجام گرفت. همچنین برای واضح تر نشان دادن اثر خشکسالی بر تغییرات کیفی آب، روند خطی داده ها بررسی شده است. نتایج کلی نشان داد که خشکسالی تغییرات قابل ملاحظه ای بر پارامترهای کیفی منابع آب سطحی بویژه EC، TDS، Na، Cl و SO2-4 داشته است. همچنین نتایج نشان داد که کیفیت آب از لحاظ نمودارهای شولر و ویل کوکس در اثر خشکسالی تغییر کرده و کیفیت آب شرب رودخانه های افرینه و چم انجیر از کلاس خوب به قابل قبول و برای مصارف کشاورزی از کلاس C2S1 به کلاس C3S1 تغییر یافته است. در نهایت تحلیل کلی نمودارهای روند خطی نشان می دهد که روند افزایشی خشکسالی بر کیفیت آبهای سطحی حوزه آبخیز کشکان تاثیر منفی گذاشته است.
    کلیدواژگان: خشکسالی، کیفیت منابع آب سطحی، SPI، RDI، SDI، حوزه آبخیز کشکان
  • لیلا کاشی زنوزی، حسن احمدی، علی اکبر نظری سامانی صفحات 166-174
    فرسایش حوزه های آبخیز و بار رسوب رودخانه ها از چالش های جدی مدیریت منابع آب کشور است که تبعات منفی در بهره برداری از تاسیسات آبی و سدها دارد. از آنجا که حجم رواناب و شدت فرسایش خاک و بده رسوب در حوزه های آبخیز به ویژگی های هیدروژئومرفولوژیک حوزه آبخیز بستگی دارد، این پژوهش با هدف بررسی رابطه ویژگی های هیدروژئومرفولوژیک و محاسبه مقدار رسوبدهی ویژه در حوزه های آبخیز انجام یافته است. به منظور دست یابی به هدف پژوهش و بررسی نقش عوامل پوشش گیاهی، تندی شیب و نفوذپذیری خاک در شکل گیری رخساره های فرسایشی، حوزه آبخیز زنوزچای، یکی از زیر حوزه های فرعی حوزه آبخیز زیلبرچای که دارای عدد تراکم شبکه زهکشی بالاتر در مقایسه با سایر زیرحوزه ها می باشد، انتخاب شد. محاسبه وزن هر یک از عوامل با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی انجام یافت و پس از تحلیل رگرسیونی به روش گام به گام، ضرایب تبیین آنها با وزن رخساره های ژئومرفولوژی در سطح اطمینان 95 درصد به دست آمد. حجم رواناب تولیدی در حوزه های آبخیز زنوزچای و زیلبرچای، بر اساس روش SCS محاسبه شد. درنهایت، با جایگزینی ضرایب تبیین ویژگی های حوزه آبخیز، به عنوان ضرایب نمایی در رابطه پیشنهادی دبی-رسوب، رسوب دهی ویژه در حوزه های آبخیز زنوزچای و زیلبرچای بترتیب 60/163 و 97/674 تن در کیلومترمربع برآورد شد. نتایج حاصل از مقایسه مقادیر محاسباتی با آمار مشاهداتی رسوب در طول دوره 35 ساله، نشان داد مقدار رسوب محاسباتی در دو حوزه آبخیز مورد مطالعه بترتیب با اطمینان 85 و 91 درصد مورد تایید است.
    کلیدواژگان: رسوب ویژه، روش شماره منحنی، تحلیل سلسله مراتبی (AHP)، رخساره ژئومرفولوژی، زنوزچای
  • علی مطلب نژاد، علی اکبر جمالی، محمدحسن زاده، کاظم دشتکیان صفحات 175-183
    فرسایش خاک منجر به شستشوی خاک سطحی، مواد آلی و در نهایت کاهش حاصل خیزی خاک خواهد شد. به منظور حفاظت خاک و مبارزه با فرسایش و کاهش رسوب زایی منطقه ای در حوزه آبخیز نیر، بر مبنای مدل WSM مدل سازی برآورد شدت رسوب خاک انجام شد. شش عامل این مدل برای هر واحد کاری امتیازدهی گردید. معمولا مدل ها برای مناطق خاصی مناسب اند، لذا برای استفاده از آنها در شرایط مختلف، لازم است، ضرایب مدل ها در منطقه مورد مطالعه واسنجی شود. برای واسنجی، میزان رسوب دهی حاصل از مدل (تخمین) و حاصل از شبیه سازی باران (واقعی) در هر واحد کاری در این حوزه آبخیز اندازه گیری شد. نتایج نشان داد، مقدار رسوب برآورد شده تمام واحدهای کاری بر اساس مدل WSM بیشتر از مقدار اندازه گیری شده از باران ساز بود و تا 10 برابر می رسید. با اصلاح ضرایب توسط بهینه سازی در سالور (Solver)، با فن همگرایی 4-10، مشتق گیری پیش رو و میزان جهش پیش فرض 075/0 با اصلاح ضرایب مدل و ایجاد مدلی جدید مقدار رسوب برآورد شده بر مقادیر اندازه گیری شده نزدیک تر شد و همبستگی مدل و مشاهده افزایش یافت. پیشنهاد می شود برای بهبود ضرایب، نتایج مدل اصلاحی، در چند حوزه دیگر با مقادیر واقعی، ارزیابی گردد تا با اطمینان بیشتری به عنوان مدل بومی استفاده شود.
    کلیدواژگان: اصلاح ضرایب، تخمین، رسوب، فرسایش، مشاهده، WSM، نیر یزد
  • سوسن طولابی، موسی عابدینی، اباذر اسمعلی عوری صفحات 184-192
    آب و خاک حاصل خیز مهم ترین منابع طبیعی هر کشور و پایه و اساس حیات بشر به شمار می آیند. فرسایش خاک و تولید رسوب باعث کاهش حاصلخیزی زمین های زراعی و در نتیجه به مخاطره افتادن حیات انسان می شود، از طرف دیگر افزایش میزان رسوبدهی حوزه های آبخیز نقش مهمی در کاهش عمر مفید سدها و کاهش ظرفیت آبگیری آنها دارد، بنابراین بررسی و مطالعه ی فرسایش خاک و برآورد رسوب خروجی حوزه های آبخیز امری ضروری می باشد. انجام مطالعات ارزیابی کمی تولید رسوب با استفاده از مدل های مختلف یکی از راهکارهایی است که از طریق آن می توان این پدیده را تا حدودی کنترل و مقدار آن را به حداقل رساند. هدف از این پژوهش، ارزیابی کارایی مدل WEPP در برآورد رسوب خروجی از حوزه آبخیز سولاچای می باشد. روش کار در مدل WEPP به این صورت بود که در ابتدا فایل مربوط به هریک از پارامترهای مدل (اقلیم، خاک، توپوگرافی، مدیریت و آبراهه) ایجاد و وارد نرم افزار GeoWEPP شد و در نهایت مقدار رسوب محاسبه گردید. از آنجا که مدل WEPP کارایی لازم در برآورد رسوب برای سه مقیاس دامنه، حوزه آبخیز و مسیرهای جریان را دارا می باشد، لذا مقدار رسوب ویژه برآوردشده در هریک از سه حالت فوق، به ترتیب برابر با 213/0، 178/0 و 785/0 و مقدار رسوب مشاهده ای نیز برابر با 241/0 تن در هکتار در سال به دست آمد. مقایسه ی نتایج مدل WEPP با رسوب مشاهده ای بیانگر این است که مقادیر برآوردی رسوب در حالت های دامنه و حوزه آبخیز به مقدار رسوب مشاهده ای نزدیک تر بوده و نسبت به حالت مسیرهای جریان نتایج قابل قبول تری را ارائه داده اند.
    کلیدواژگان: برآورد رسوب، حوزه آبخیز سولاچای، فرسایش خاک، مدل WEPP، Geo WEPP، GIS
  • عطاالله شیرزادی، کریم سلیمانی، محمود حبیب نژاد روشن، عطاالله کاویان، بهاره قاسمیان صفحات 193-204
    ریزش سنگ ها از فرآیندهای ژئومرفیکی طبیعی فعال روی دامنه های پر شیب نواحی کوهستانی می باشند. در این پژوهش، با استفاده از روش های رگرسیون لجستیک، نسبت فراوانی و تحلیل سلسله مراتبی در طول 11 کیلومتر از جاده گردنه صلوات آباد در شرق شهرستان سنندج در استان کردستان، نقشه های پهنه بندی حساسیت ریزش سنگ تهیه شدند. متغیر وابسته حضور و عدم حضور ریزش سنگ و متغیرهای مستقل شامل درجه شیب، جهت شیب، شکل شیب، ارتفاع از سطح دریا، فاصله از جاده، فاصله از گسل، سنگ شناسی و کاربری اراضی می باشند. نقشه های پهنه بندی با موقعیت ریزش سنگ ها با استفاده از روش نرخ منحنی موفقیت Success Rate Curve (SRC)، مقایسه و مورد آزمون قرار گرفتند. نتایج ارزیابی صحت روش ها نشان داد که درصد مساحت زیر منحنی (AUC) نقشه ها به ترتیب در مدل رگرسیون لجستیک 09/85 درصد، در مدل تحلیل سلسله مراتبی 2/83 درصد و در مدل نسبت فراوانی 74/76 درصد به دست آمدند. بنابراین مدل رگرسیون لجستیک نسبت به سایر مدل ها برای شناسایی مناطق مستعد و حساس به حساسیت ریز ش سنگ در منطقه مورد مطالعه مناسب تر شناخته شد.
    کلیدواژگان: ریزش سنگ، رگرسیون لجستیک (LR)، نسبت فراوانی (FR)، تحلیل سلسله مراتبی (AHP)، گردنه صلوات آباد، کردستان
  • آرمان رسایی، خه بات خسروی، محمود حبیب نژاد روشن، ارکان حیدری، آرمین مشایخان صفحات 205-215
    شناسایی عوامل موثر در وقوع زمین لغزش های موجود در یک حوزه و پهنه بندی خطر آن یکی از ابزارهای اساس جهت دستیابی به راه هکارهای کنترل این پدیده و انتخاب مناسب ترین و کاربردی ترین گزینه موثر می باشد. در این مطالعه مدل پیش بینی مکانی خطر زمین لغزش در حوزه آق مشهد چوب و کاغذ مازندران، بر پایه زمین لغزش های رخ داده در گذشته ارائه شد. این مدل براساس رگرسیون چند متغیره در محیط GIS، نقشه پهنه بندی خطر زمین لغزش را نشان می دهد. پس از بررسی های میدانی و مرور مطالعات در مناطق مشابه، نقشه 8 عامل ارتفاع از سطح دریا، شیب، جهت جغرافیایی، زمین شناسی، خاک شناسی، فاصله از آبراهه، فاصله از جاده و نقشه کاربری اراضی در محیط GIS تهیه گردید و نقشه زمین لغزش های موجود نیز از طریق عمیات میدانی با استفاده از دستگاه موقعیت یاب جهانی (GPS)، ثبت و در محیط GIS تهیه گردید. 8 لایه آماده شده در محیط GIS با لایه اطلاعاتی پراکنش زمین لغزش تطابق داده و نقشه پهنه بندی خطر زمین لغزش با مدل رگرسیون چند متغیره با به کارگیری تکنیک سیستم اطلاعات جغرافیایی و تلفیق لایه ها در محیط نرم افزارArc GIS 9.3 تهیه شد. مدل ارائه شده برای منطقه با نرم افزار SPSSنشان داد که فاصله از آبراهه بیشترین تاثیر را روی زمین لغزش های رخ داده داشته است. مزیت این مدل این است که امکان ارزیابی سریع مکان های وقوع زمین لغزش در یک منطقه وسیع امکان پذیر است. نتایج تحقیق نشان داد که بین اعداد و کلاسه های خطر این مدل با مساحت زمین لغزش های موجود همبستگی و ارتباط معنی داری در سطح یک درصد (P< 0.01) برقرار است.
    کلیدواژگان: زمین لغزش، پهنه بندی خطر، رگرسیون چند متغیره، حوزه آق مشهد
  • فاطمه برزگری، محمدتقی دستورانی صفحات 216-225
    برآورد میزان دقیق رسوبات معلق در رودخانه ها از ابعاد مختلف کشاورزی، حفاظت خاک، کشتیرانی، سدسازی، حیات آبزیان و ابعاد تحقیقاتی، دارای اهمیت فراوانی است. روش های مختلفی برای بررسی و برآورد رسوبات معلق رودخانه، موجود می باشد که البته توانایی این روش ها متفاوت است. در تحقیق حاضر به منظور مقایسه و بررسی توانایی مدل های سری زمانی شامل مارکف، ARIMA و شبکه های عصبی در پیش بینی رسوب معلق، از داده های روزانه ایستگاه قزاقلی واقع روی رودخانه گرگانرود استفاده شده است. داده های موجود به صورت متوسط رسوب معلق ماهانه در محیط نرم افزار Minitab 16 وNeurosolutions 5 به کار گرفته شد و در نهایت پیش بینی رسوب برای 111 ماه انجام گرفت. در مرحله بعد، مقادیر پیش بینی شده توسط مدل های مختلف، با شاخص های اندازه گیری خطا شامل RMSEوNMSE نشان داد که شبکه های عصبی در مقایسه با مدل های سری زمانی توانایی بهتری در پیش بینی و مدل سازی رسوب ماهانه دارد و نیز در بین مدل های سری زمانی، مدل مارکف در مقایسه با مدل ARIMA دارای توانایی بهتری در برآورد رسوب معلق می باشد.
    کلیدواژگان: آریما، رسوب معلق، قزاقلی، مارکف، مدل سازی
|
  • Mahsa Hasanpour Kashani, Mohammad Ali Ghorbani, Yaghoub Dinpazhouh, Sedaghat Shahmorad Pages 1-10
    This study evaluates the performance of the linear first-order Volterra model for simulating nonlinear rainfall-runoff process. For this end, fifteen storm events over the Navrood River basin were collected. 70% and 30% of the events were used to calibrate and test the suitability of the model. Finally, the performance of the model was compared with the artificial neural networks (multilayer perceptron (MLP)) using five performance criteria namely coefficient of efficiency, root mean square error, error of total volume, relative error of peak discharge and error of time for peak to arrive. Results indicated that the intelligent MLP models outperformed the Volterra model. The linear Volterra model was not more effective in simulating the rainfall-runoff process. It needs to be extended to higher orders and also the number of the parameters should be reduced.
    Keywords: Volterra model, Artificial Neural Network, Rainfall, runoff process, Simulation
  • Ali Ahani, Samad Emamgholizadeh, Seyed Saeid Mousavi Nadoushani, Khalil Azhdari Pages 11-20
    Recent studies show that cluster analysis methods are one of the most useful techniques of regionalization of watersheds for regional flood frequency analysis. In this study combination of Ward and K-means clustering algorithms is used for regionalization of gauging stations in Sefidrood and Aras watersheds in order to use advantages and decrease influences of disadvantages of two main categories of cluster analysis methods. Also effects of selection and usage of some geographical, physiographic and meteorological attributes and their combinations on homogeneity of regions formed by cluster analysis is studied. Assessment of homogeneity of final regions and performance of regional flood frequency analysis using L-moments show that combination of longitude, latitude and drainage area as attributes used for regionalization of Sefidrood and Aras watersheds may be the best option to form maximum number of homogeneous regions. Furthermore, Wakeby distribution may be used as regional distribution for heterogeneous regions.
    Keywords: Regional frequency analysis, L, moments, Cluster analysis, Hybrid clustering
  • Mostafa Aslani, Ramin Fazl Ola, Mojtaba Ahmadizadeh Pages 21-28
    The appropriate use of a conceptual rainfall-runoff model depends on how well its parameters are calibrated. Generally, rainfall-runoff models deal with numerous parameters that cannot be measured directly and should be estimated through optimization tools. The purpose of the optimization approach is to finalize the best set of parameters associated with a given calibration data set that optimize the evaluation criteria. In this paper, a continuous genetic algorithm calibration method has been used to estimate the NASH conceptual model parameters (n, k).The efficiency of the method was evaluated using the estimated parameters to simulate different rainfall - runoff events that happened in the Kasilian watershed in Mazandaran province during previous years. The calibration and validation results have shown that the suitability and efficiency of this model for auto calibrating of Nash conceptual rainfall-runoff model is more accurate and favorable.
    Keywords: Auto calibration, Conceptual Rainfall, Runoff Model, Kasilian Watershed, Genetic Algorithm
  • Vahedberdi Sheikh, Abdoljalil Hezbi, Abdolreza Bahremand Pages 29-42
    Modeling of hydrological processes provides appropriate information for watershed management through a deep and comprehensive insight on watershed systems. In this research a daily basis distributed water balance model for the Chehelchay watershed in the Golestan province in north east of Iran has been developed using the PCRaster GIS and dynamic modelling language. Various components of the watershed water balance including precipitation, snowmelt, evapotranspiration, soil moisture, surface runoff, interflow and baseflow have been simulated. Total discharge has been obtained by aggregating surface runoff, interflow and baseflow. Calibration of the developed model has been carried out by observed daily discharge during 2007-2008. For validation, the observed data of 2004-2006 period has been used. The Nash-Satcliffe efficiency criterion has been used to evaluate the model results. The results indicated that the value of the Nash-Satcliffe coefficient was 0.7 and 0.5 for the calibration and validation period, respectively. Since a Nash-satcliffe value for both the calibration and validation period is greater than 0.36, it can be concluded that the developed model has a relatively good capability to simulate the Chehelchay watershed discharge. Given that the results are suitable, different components of the water balance of the Chehelchai watershed have been calculated. The model results showed that the runoff coefficient of the watershed is 19.1 percent which is similar to its observed counterpart of 22 percent. The results of the developed model were also compared with the results of WetSpa model in this watershed.
    Keywords: Hydrological Modeling, Calibration, Validation, Water balance, PCRaster
  • Fatemeh Sedighi, Mehdi Vafakhah, Mohammad Reza Javadi Pages 43-54
    Flood is one of the natural disaster phenomena and flood prediction is very important. The rainfall-runoff process and flood are physical phenomena that these analyses are difficult due to the influence of various parameters. There are different methods and models for these phenomena analysis. This study is carried out for rainfall-runoff process simulation using artificial neural network (ANN) involving snow water equivalent (SWE) in Latyan watershed located in Tehran province. For this reason, 92 images of MODIS were obtained during three years from 2003-2004 to 2006-2007 from the NASA site. Snow cover areas (SCAs) were extracted from each images and SWE were computed during these years. The rainfall, temperature and stream flow were available during these years. Multilayer perception networks with back propagation algorithm were used for finding the structure of the networks. Results showed that ANN with 4-10-1 structure, 4 neurons in input layer, 10 neurons in middle layer and 1 neuron in output layer, with performance coefficient of 0.85, determination coefficient of 0.68 and root mean squared error of 0.04 as the best structure had good precision in runoff estimation and SWE was caused to increase the accuracy of the model.
    Keywords: Artificial neural network, Rainfall– runoff modeling, Snow water equivalent, Latyan watershed
  • Shahin Moradipour, Abdolreza Bahremand, Hossein Zeinivand, Ali Najafinejad Pages 55-64
    In order to assessment and prediction of hydrological processes with inherent complexity, processes changes effects on the nonlinear behavior of watershed system in the past and future and specification of water and soil conservation operation, using indirectly methods such as simulation of watershed processes therewith directly methods is necessary. The objective of this research is evaluation of runoff generation in space and time using distributed hydrological WetSpa model in Taleghan watershed of the Sefidrood basin. Thus flow hydrographs and peak discharges in any space of the stream network were predicted also spatially distribution of hydrological processes such as runoff was simulated using incorporating of both daily meteorological data in an 11 year period and three base maps information. Simulated results reveal that there is good agreement between observations and simulations. The Nash- Sutcliffe criteria, 83.3% and accuracy of the simulation show the high performance of the model in this watershed. Regarding to the outputs and spatially distributed hydrological factors in daily time step the model is capable to analyze topography, soil type, and land use effects on the hydrological behavior of the watershed.
    Keywords: Spatially Distributed Hydrological Model, Wetspa, Runoff Simulation, Taleghan Watershed
  • Abolfazl Akbarpoor, Abbas Khashei Siuki, Akbar Keshavarz, Hamed Forooghifar Pages 65-74
    Surface water that is the result of rainfall-runoff responses in a basin is a potential water source that if it is managed properly, can be useful to demand secure. Rain Water Harvestings an suitable option for monopoly and store runoff for future use, especially during the period that has restricted access to water. In this study has determined susceptible places for Rain Water Harvesting using AHP method in Birjand plain at southern Khorasan Province. For research using opinions of various experts, effective criteria's in rain water harvesting process are determined and are pair wise compared together then paired comparison matrix of criteria was established and weight of each of them was estimated. After determining the weights, spatial layers of criteria combined together and was created the final layer of rain water harvesting prone areas. the results showed that with placing Talent plain in four-class weak, moderate, good and very good respectively, 0.82, 46.1, 50.4 and 2.66 percent of the total basin is allocated to the classes listed and generally from west to East of plain, is added on its ability to rain water harvesting.
    Keywords: Rain Water Harvesting, Birjand Plain, Analysis Hierarchical Process, GIS
  • Sayran Zandi, Karim Solaimani, Jalal Zandi Pages 75-87
    The purpose of this study is to produce a groundwater spring potential map based on statistical and probability logistic regression method. The spatial locations of the springs in mountainous Miradeh watershed, Kurdistan province, with 381 Km2 were determined. Based on field and local study and Water Resources Management Company, spatial location of 904 springs in the study area were registered and 304 springs selected randomly as test data set and the remaining 600 spring were used for training the network. Forward stepwise LR was used to analyze the data and to find the most influential factors on spring occurrence that are statistically significant. The accuracy of model evaluates and verified using statistics such as: -2LL, Cox, Snell and Nagelkerke R2. The accuracy of each model to predict was evaluated using calculating the area under the ROC curve values. ArcGIS was used to apply the proposed method and calculate statistical and Probability of spring occurrence potential. This can help planners and engineers in groundwater development plans and land-use planning.
    Keywords: Groundwater potential, Spring, Logistic Regression, GIS
  • Mohammadreza Mahboobi, Neda Najdabbasi, Omid Toosi Pages 88-97
    This study investigated motivation factors affecting on farmer’s participation in terrace cropping operations in agricultural land in Chehel-Chai watershed in Golestan province. Research method was descriptive and t­he statistical population of the study consisted 75 farmers participated in terrace cropping operations in agricultural land in Chehel-Chai watershed in Golestan province. Using systematic random sampling, 62 of them were chosen. Information was gathered through a questionnaire and its face validity was confirmed by experts of soil conservation and agricultural extension. The reliability analysis was conducted with completing 30 questionnaires outside the geographic research region and Cronbach's alpha coefficient was 0.81. Data were analyzed using SPSSwin16 software. The results showed most important motivators for farmer’s participation in terrace cropping operations in agricultural land were cooperate with other farmers implementer operations, encourage other farmers and perform the operations by neighbors adjacent farm. Also the results showed a greater impact of individual-social motivators for farmer’s participation in implementation of terrace cropping operations in farms. This study has proposed attention to interpersonal relationship between farmers and offering technical advice by visiting experts to farms and communication resources especially radio and television in order to continue participating farmers in implementation of terrace cropping operations.
    Keywords: Participation, Agricultural land, Terrace cropping, Golestan province
  • Omid Asadi Nalivan, Mohammad Rostami Khalaj, Mohsen Mohseni Saravi, Anvar Sour Pages 98-107
    Today, as the focus of watershed planning and management for sustainable development in many of the issues. Ecological watersheds can be evaluated and ranked them according to various ecological criteria for the watershed, one of the important steps in the planning and management of watersheds. Since the cost of watershed management projects and heavy construction project budget is limited, it is necessary that measures should be based on priorities in the watershed. A multi-criteria decision making technique in this approach is suitable for solving such problems. The use of these techniques with respect to various criteria decision making, it is the best option or options to select from available options and decisions to be implemented. In this study, TOPSIS method as the most popular methods of multi-criteria decision making has been used in watershed Zydasht Taleghan. Ten indicators of soil conservation, erosion and sedimentation, species, age class, species composition, poisonous plants, forage production, grazing capacity, quantity of water, evaporation and transpiration were measured and used TOPSIS method the criteria for prioritizing actions Watershed. The TOPSIS method and the ten indices were considered and used as technique for Order- Preference in terms of similarity to ideal solution, D1, Dint1, Dint2, and D2 sub-basins in Zydasht of Taleghan were prioritized for the watershed planning, respectively.
    Keywords: Prioritization, TOPSIS, MCDM, Zydasht, Integrated Management
  • Seyed Javad Sadatinejad, Seyed Hassan Alavinia, Roghayeh Abedi, Afshin Honarbakhsh, Khodayar Abdollahi Pages 108-117
    Due to severe fluctuations in rainfall in different regions of Iran, droughts are amongst natural disasters which occurs in negative fluctuations, when rainfall is lower than long term average and forcing adverse effects on agriculture and economy. Meteorological drought is one of the droughts that occurs in the earliest stages of drought phenomenon. In this study, using standardized precipitation index (SPI) the status of meteorological drought is reviewed and linear moment method is used to analysis regional frequency. For regional analysis, with linear moment method, a computer program, developed by Hosking, is used. After surviving distorted criterion and homogenous degree criterion, it be came clear that one of the stations of Karun basin 1, has distorted criterion. Also, the results of goodness-of-fit criteria showed that the pearson distribution type III, can be fitted regionally for whole region. So this distribution will be used to analysis drought indexes in this area.
    Keywords: Meteorological Drought, Standardized Precipitation Index, Linear Moment Method, Pearson Distribution III
  • Maryam Shafiei, Mahmoud Raeini, Sarjaz Pages 118-126
    In recent years due to increase of drought frequency, lakes water levels, in arid and semi-arid regions of the Iran, have dropped significantly. Therefore, in addition to ecosystem degradations, drought challenges socio-economic sectors as well. The purpose of this study was to evaluate the water level fluctuations of Parishan Lake during the wet and dry periods, and the impact of drought indices on lake water balance. By help of the SPI, CZI, MCZI and ZSI drought indices, the impact of drought on the lake water level fluctuations were investigated using meteorological data of 5 stations close to the lake. Three time scales of 3, 12 and 48 months were used for this purpose. There were significant relationships (P &le 0.05) between the lake water level fluctuations and drought indices of SPI, CZI, MCZI and ZSI for all evaluated stations. Long-term time scale SPI and ZSI indices had better relationship (r = 0.6) with lake water level fluctuations compared to other indices. With removal of phase lag between drought and water level fluctuations, regression relations for 4 drought indices of short- term time scales were improved. Findings of this research indicated that drought was the more effective and important factor on decline of the lake water level during the 2000 decade.
    Keywords: Drought Index, Time Scale, Phase Lag, Parishan Lake
  • Majid Kazemzadeh, Zahra Noori, Ali Reza Moghadamnia, Arash Malekian Pages 127-138
    Droughts event can be effect on available groundwater and water resources in the many components that it cause deficit. This purpose, for the deal with droughts hazard for make decisions it is necessary to monitoring and assessing droughts feature in point of view concluding severity, geographic extending. In this study the hydrological droughts analyzed based on the clustering, surface water index and moving average methods in the 6 selected hydrometric stations in Ilam province over the 1982-2011. The results of the SDI showed that only occurred the moderate and slightly droughts states for the 3 and 6 reference periods. In the 9 and 12 reference periods, additionally we observed the severity droughts states in the three past decade. All of the stations experienced one wet year severity droughts in over the 1991 to 1996 period in the three past three decade. In contrast, all of the stations had been in the hydrological droughts event in over the 1996 to 2006. Hydrometric stations classified in three clusters based on surface water drought statuses. The results of clustering showed that Ivan, Holeylan and Tangsazin stations labeled in cluster 1 and Nazarabad station in cluser 2 and finally the Sarjooi and Dartoot stations classified in cluster 3. Ultimately, The Mann-Kendall and Linear Regression were applied to explore the relationship between hydrological droughts and river flow trends. The results of the trends test showed that all of the stations had decreasing trends.
    Keywords: River flow, Drought, Clustering, Moving Average, Ilam province
  • Mehdi Ghamghami, Nozar Ghahreman, Javad Bazrafshan Pages 139-153
    Multi site modeling of rainfall is one of the most important issues in environmental sciences especially in watershed management. For this purpose, different statistical models have been developed which involve spatial approaches in simulation and modeling of daily rainfall values. The hidden Markov is one of the multi-site daily rainfall models which in addition to simulation of daily rainfall values, explores the spatial and temporal pattern of rainfall events. In this study, the winter (January to April) rainfall pattern of 130 rain gauges have been modeled using hidden Markov approach during a 21 years period (1990-2010). The aim of this study was finding temporal and spatial distribution of weather patterns and stochastic simulation of occurrence and amount of rainfall, simultaneously. To achieve this goal, different hidden Markov algorithms including, Viterbi decoding algorithm, Expectation-Maximization (EM) algorithm and a stochastic simulation approach with the probability transformation were applied. It is expected that extracted patterns, using hidden Markov model, are consistent with synoptic patterns and accordingly eight different weather pattern as the definite set of possible cases were recognized. The most frequent rainfall pattern extracted from hidden Markov model was the dry pattern (stable condition) in which the rainfall occurrence probability is low in most of the stations. This pattern has the maximum initial probability of 0.429 and maximum Markov transfer probability of 0.637 Besides, multi-site simulation of winter rainfall keeping the basic statistic of mean, standard deviation of total seasonal rainfall and percentile values in each station and also spatial correlation of occurrence or non-occurrence of rainfall produced reasonable result. In general this approach can be recommended for regional studies.
    Keywords: Hidden Markov Model, Winter rainfall, Spatial patterns, Simulation
  • Mahdi Soleimani Motlagh, Ali Talebi, Mehdi Zareei Pages 154-165
    Drought is a phenomenon that threating water quality in addition to its shortage. In this paper we investigate the effect of drought on surface water quality of Kashkan watershed. For this purpose, during the collection of meteorological data and water quality data during 20 years (1987 to 2009) from Meteorology and Water Resources offices of Lorestan province, initially duration and severity of meteorological and hydrological droughts were determined by SPI, RDI and SDI Indices. Later in periods that intensity and duration of drought were more than other period, percent changes of water quality to the long-term average was calculated then agricultural and drinking water quality analysis in the form of two charts Schuler and Wilcox was performed. Also, the linear trend of data was investigated for highlighting the effect of drought on water quality changes. Results indicate that drought has significant changes in parameters of surface water resources especially EC, TDS, NA, CL and SO24.Also the results showed that water quality in terms of Schuler & Wilcox graphs has changed in effect of drought. The quality of Afarineh and Chan Anjir rivers drinking water has changed from ok classes to acceptable grade and for agricultural purposes has changed from C2S1 grade to C3S1 grade. Finally, the overall analysis of linier trend graphs shows that the increasing trend of drought has a negative impact on surface waters quality of Kashkan watershed.
    Keywords: Drought, Surface Water resources Quality, SPI, RDI, SDI, Kashkan Watershed
  • Leila Kashi Zenouzi, Hassan Ahmadi, Aliakbar Nazari Samani Pages 166-174
    Watershed erosion and sediment load of rivers are serious water resources management challenges, which have negative consequences on the operation of water installations and dams. This study has done with the aim of investigating the relationship between hydro geomorphologic characteristics and calculation the amount of especial deposition around watersheds, because of depending on the volume of runoff and soil erosion rates or sediment discharge with hydrogeomorphologic characteristics in the watershed. In order to achieving to the object of research and investigating the role of percent of vegetation cover density, slope rates and soil permeability in fancies formation, Zonouz Chai catchment, one of sub-basins of Zilber Chai watershed, which has a higher number of drainage density than other sub-basins was selected and the weights of all effective factors were calculated according to the analytic hierarchy method (AHP). Afterwards, based on the multiple regression model using stepwise method the correlation coefficients (R2) were determined at 95% confidence level and amount of runoff volume was calculated in Zonouz Chai and Zilber Chai based on SCS method. Finally, correlation coefficients of watershed characteristics were estimated and were replaced as exponential coefficients for discharge-sediment equation, which was suggested. Then especial deposition rates were calculated in Zonouz Chai and Zilber Chai respectively, 163 and 672 (ton/km2/y). Comparison of computational results with observational rates, based on 35 statistic data years, was found, in the two watersheds has acceptable accuracy at 85% and 91%, respectively.
    Keywords: Especial Deposition Rate, SCS method, Analytical Hierarchy Process (AHP), Regression analysis, Zonouz Chai
  • Ali Motalebnejad, Ali Akbar Jamali, Mohammad Hasanzadeh, Kazem Dashtakian Pages 175-183
    Soil erosion leads to washing topsoil, organic matter and soil fertility will decrease eventually. In order to combat erosion and loss of soil, conservation and watershed sediment generation in the NIR region, based on the WSM modeling was performed to estimate the severity of soil deposits. The model with six factors was scored for each work unit. Usually suitable model for certain areas that used them in different situations, needs to model coefficients be calibrated in the study area. For calibration, were measured the amount of precipitation from the model (estimated) and the simulated rain (objective) per work units in this watershed. The results were showed that in some work units the amount of estimated is more than 10 times versus the amount of real data (model with overestimating). The coefficients correction was done by optimizing in the Solver, with convergence (10-4), mutation and forward derivative (0.075) technology, with default values. With using the correction coefficients in the model and establishing a revised model, estimated sediment was closer to the objective values and were increased the correlation between estimate and the observed. Thus the modified model for areas with similar soil and climatic conditions in Yazd province, which has been used with caution. It is suggested to improve the coefficients, with the modified model results in a basin with actual values, to evaluate more confidently be used as local models.
    Keywords: Correction Coefficients, Estimation, Sediment, Erosion, Observation, WSM, Nir Yazd
  • Sosan Tulabi, Musa Abedini, Abazar Esmali Ouri Pages 184-192
    Water and soil are the most important natural resources of each country and are the foundation of human life. Soil erosion and sediment production causes reduced fertility of arable land and therefore are threatening human life On the other hand, increasing sedimentation amount in watersheds has an important role in reducing useful life of dams and dewatering reducing capacity of them. Thus the study of soil erosion and the estimation of the output sediment watershed are necessary. Researches carrying out the quantitative assessment of sediment production using the different models are one of solutions that through which one can partly control and minimize the amount of this phenomenon. The aim of this research is to evaluate efficiency of the WEPP model in estimation the output sediment Sulachai watershed. The method in WEPP model this is that, to the beginning the file related to each of the model parameters such as climate, soil, topography, management and drainage is created and entered on the software GeoWEPP and finally sediment load is calculated. WEPP model has required performance in sediment estimation for the three-scale slope, catchment area and flow-direction. Estimated sediment by each of the above three scales, is 0.213, 0.178 and 0.785 respectively, and for observed sediment is about 0.241 ton/hectares/year. The results of the comparison of WEPP model with the observed sediment indicated that from among the scales available in the WEPP model, slope and catchment area scales were closer to the amount of sediment observed and have offered more acceptable results than the flow-direction scale.
    Keywords: Sediment estimation, Sulachai watershed, Soil erosion, WEPP model, Geo WEPP, GIS
  • Ataollah Shirzadi, Karim Solaimani, Mahmoud Habibnejhad Roshan, Ataollah Kavian, Bahareh Ghasemian Pages 193-204
    Rock falls are natural process of activities geomorphic on steep slopes in mountainous terrains. At this research, rock fall susceptibility mapping was generated by logistic regression (LR), frequency ratio (FR) and analytical hierarchy process (AHP) at a long 11 km of the Salavat Abad road in the eastern of Sanandaj, Kurdistan, Iran. Dependent variables is occurrence and nonoccurrence of rock falls and independent variables are including; slope degree, slope aspect, slope curvature, elevation of sea, lithology, distance from road, distance from fault, land use. The maps which were generated with the methods, compared and verified with rock-falls situation using the success rate curve (SRC). Results showed that the logistic regression, analytical hierarchy process and frequency ratio methods had an accuracy of 85.09, 83.2 and 76.76 percent of the area under the curve (AUC), respectively. Therefore, logistic regression is more proper than the other methods for determining regions prone to the rock fall in the case study.
    Keywords: Rock Fall, Logistic Regression (LR), Frequency Ratio (FR), Analytical Hierarchy Process (AHP), Salavat Abad Saddle, Kurdistan
  • Arman Rasai, Khabat Khosravi, Mahmood Habibnejad Roshan, Arkan Heidari, Armin Mashayekh Khan Pages 205-215
    Identification of factors affecting on existing of landslide as well as its zonation in the given watershed is one of the basic tools for landslide control and selection of approach and effective solution as well. In this study landslide hazard mapping provided using previous landslide distribution and multivariate regression model in GIS environment in Aghmashhad. With reviewing previous resources and studying of Aghmashahd watershed, the eight factors of altitude, slope, aspect, geology, soil, land use, distance from river and distance from road were selected. With a field observation of the whole watershed, the local information and GPS were listed and landslide preparation map was prepared with stepwise multivariate regression in the statistical software SPSS. The distance from the river factor was selected as major factor affecting the landslide. The benefit of this model is to assess the expansive areas in short time. Research result showed that there is a significant correlation at the 0.01 level (P< 0.01) between potential hazard values, classes and current land slide area.
    Keywords: Landslide, Zonation, Multivariate Regression, Aghmashhad Watershed
  • Fariba Barzegari, Mohammad Taghi Dastorani Pages 216-225
    Accurate estimation of suspended sediment in rivers is very important from different aspects including agriculture, soil conservation, shipping, dam construction and aquatic research. There are different methods for suspended sediment estimation. In the present study to evaluate the ability of time-series models including Markov and ARIMA in predicting suspended sediment and to compare their results to Artificial Neural Networks it was tried to use daily suspended data from Ghazaghly station of Gorganroud River, as average monthly values in Minitab 16 software and Neurosolutions 5, and finally suspended sediment was predicted for 111 months. Calculation of the error measurement indices including RMSE and NMSE based on the results of this study showed a good ability of Artificial Neural Network models in estimating average monthly suspended sediment. On the other hand between time series models, Markov model has better ability in estimating monthly suspended sediment in comparison to the ARIMA model.
    Keywords: ARIMA, Suspended sediment, Ghazaghly, Markov, Modeling