فهرست مطالب

حفاظت منابع آب و خاک - سال پنجم شماره 4 (تابستان 1395)
  • سال پنجم شماره 4 (تابستان 1395)
  • تاریخ انتشار: 1395/05/05
  • تعداد عناوین: 7
|
  • اردلان شریف نسب، مجتبی شوریان* صفحات 1-17
    دریاچه ارومیه به عنوان بزرگ ترین و مهم ترین دریاچه داخلی ایران و به عنوان یکی از ذخایر ارزشمند جهانی زیست کره از وضعیت نامطلوبی در سالهای اخیر برخوردار بوده است. شرایط نامناسب این دریاچه موجب آثار جبران ناپذیر زیست محیطی، اقتصادی و اجتماعی خواهد شد. لذا بررسی این موضوع از جنبه های مختلف ضروری می نماید. در تحقیق حاضر، با استفاده از مدلهای سری زمانی میانگین متحرک خود بازگشت (ARMA) جریان ورودی به رودخانه های حوضه آبریز دریاچه ارومیه برای سال های آتی در دو سناریو، یک بار بر اساس داده های ثبت شده بلند مدت و بار دیگر بر اساس داده های کوتاه مدت دوره های خشکسالی اخیر پیش بینی گردیده است. سپس با وارد کردن پتانسیل جریان سطحی تولیدی رودخانه ها در مدل شبیه سازی شرایط توسعه حوضه آبریز دریاچه ارومیه در افق 1420 در محیط MODSIM، پس از تعیین وضعیت منابع و مصارف، جریان ورودی به دریاچه ارومیه در هر یک از سناریوها برآورد و اختلاف آن با حقابه زیست محیطی مصوب دریاچه محاسبه گردیده است. در نهایت بعنوان یک راهکار کلی، میزان کاهشی که لازم است در مقادیر نیاز آبی کشاورزی بعنوان مصرف کننده اصلی آب در حوضه داده شود، محاسبه گردیده تا حقابه دریاچه تامین گردد. نتایج حاکی از آن است در صورتی که نیاز آبی سالیانه متوسط کشاورزی در کل حوضه آبریز در سناریوهای پیش بینی بر اساس داده های بلند و کوتاه مدت به طور متوسط در حدود 14% و 56% کاهش یابد، حقابه زیست محیطی مصوب دریاچه ارومیه قابل تامین خواهد بود.
    کلیدواژگان: تولید و پیش بینی داده های جریان، مدلسازی سری زمانی، شبیه سازی منابع و مصارف، حوضه آبریز، دریاچه ارومیه
  • خلیل قربانی*، الهه سهرابیان، میثم سالاری جزی، محمد عبدالحسینی صفحات 19-34
    تغییر اقلیم موجب تغییراتی در میزان دما و بارش می شود و در نتیجه دبی رودخانه ها را تحت تاثیر قرار می دهد. تغییرات بارش ناشی از تغییر اقلیم می تواند به کمک مدل های گردش عمومی جو تحت سناریوهای مختلف اقلیمی شبیه سازی شود اما بررسی تغییرات دبی رودخانه نیازمند کاربرد مدل های بارش- رواناب است. به منظور تشخیص روند تغییرات دبی ناشی از تغییراقلیم، حوضه آبریز گالیکش از حوضه های سیل خیز دراستان گلستان به عنوان منطقه مطالعاتی درنظر گرفته شد. دما و بارش برای دوره اقلیمی آتی (2030-2011) براساس مدل گردش عمومی جو HADCM3 توسط مدل مولد داده LARS-WG تحت سناریوهای مختلف اقلیمی تولید و به عنوان ورودی به مدل واسنجی شده IHACRES وارد شد تا دبی برای دروه های اقلیمی آینده شبیه سازی شود. نتایج تحلیل تغییر اقلیم نشان می دهد در منطقه مورد مطالعه تحت سناریوهای مختلف، دمای هوا در ماه های مختلف سال افزایش پیدا کند که افزایش در ماه های گرم سال بیشتر از سایر ماه های سال است اما متوسط مجموع بارش سالانه کاهش می یابد. از آزمون من-کندال برای تشخیص روند سری های زمانی فصلی و نیمه سالانه دبی استفاده و نتایج نشان داد تحت سناریوهای مختلف اقلیمی، دبی در فصل بهار و نیمه اول سال در سطح 5 درصد بدون روند ولی در دیگر فصل های سال و نیمه دوم سال دارای روندی کاهشی می باشد.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، دبی رودخانه، تحلیل روند، آزمون من، کندال، آزمون سن
  • کامی کابوسی*، رضا جلینی صفحات 35-46
    مهار سیلاب با استفاده از مخازن تاخیری تاثیر مستقیم و سریعی بر سیلاب می گذارد. هدف از این تحقیق بررسی شاخص های کارایی مخازن تاخیری و تاثیر آنها بر کاهش دبی اوج و حجم سیلاب در حوضه جعفرآباد استان گلستان است. برای این منظور فرآیند بارش- رواناب و روندیابی سیلاب در مخازن با استفاده از نرم افزار HEC-HMS شبیه سازی گردید. مدل تحت چهار سناریو مختلف (بدون مخزن و با مخزن خالی، نیمه پر و پر) و برای دوره بازگشت های مختلف 2 تا 100 سال اجرا گردید. تحلیل آماری نتایج بر اساس آزمون تجزیه واریانس یک طرفه صورت گرفت. به منظور بررسی اثر مخزن بر سیلاب ورودی به مخزن (کارایی مخزن)، از دو شاخص نرخ تضعیف سیلاب و نسبت ذخیره استفاده گردید. نتایج نشان داد که احداث مخازن تاخیری موجب تاخیر در زمان وقوع دبی اوج و کاهش دبی اوج و حجم سیلاب خروجی از مخزن گردید ولی این کاهش ها از نظر آماری معنی دار نبود. اثر مخزن با افزایش دوره بازگشت سیلاب کاهش یافت. حداکثر میزان کاهش حجم سیلاب برای مخزن خالی، نیمه پر و پر به ترتیب 1/61، 2/33 و 8/0 درصد و برای دبی پیک به ترتیب 9/63، 8/32 و 6/6 درصد بود. حداکثر نرخ تضعیف سیلاب برای مخازن در شرایط خالی، نیمه پر و کاملا پر به ترتیب 26، 19 و 7 درصد و حداکثر نسبت ذخیره برای مخزن خالی و نیمه پر به ترتیب 14 و 5 بود که نشان دهنده کارایی مخازن در کنترل سیلاب است. نتایج نشان داد که کارایی مخزن در کنترل سیلاب فقط به حجم مخزن و میزان سیلاب بستگی ندارد.
    کلیدواژگان: مخازن تاخیری، HEC، HMS، نرخ تضعیف سیلاب، نسبت ذخیره
  • محمد مهدی مظفری* صفحات 47-68
    بخش کشاورزی بزرگ ترین مصرف کننده آب در کشور است، لذا ارائه شیوه های جامع مدیریت منابع آب و تدوین سیاست های صحیح در جهت افزایش بهره وری آب در این بخش لازم و ضروری به نظر می رسد. به همین منظور، در مطالعه حاضر برای ارزیابی اثرات سیاست قیمت گذاری آب آبیاری بر مدیریت تقاضای آب در دشت اردلان از یک سیستم مدل-سازی اقتصادی مشتمل بر مدل برنامه ریزی ریاضی مثبت (PMP) و رهیافت حداکثر آنتروپی (ME) استفاده شد. داده های موردنیاز مربوط به سال زراعی 93-1392 بود. نتایج نشان داد که قدرمطلق کشش قیمتی تقاضای آب برای یونجه و گوجه-فرنگی که نیاز آبی بالاتری دارند، بیشتر از سایر محصولات منتخب است و تقاضای کشاورزان برای نهاده آب در تولید این محصولات باکشش تر است. افزون بر این، نتایج نشان داد که افزایش قیمت آب آبیاری (تحت سناریوهای 200 تا 1000 ریال نسبت به شرایط سال پایه) منجر به کاهش سطح زیرکشت گندم آبی، یونجه، گوجه فرنگی و آفتابگردان و افزایش سطح زیرکشت جو آبی و هندوانه در الگوی کشت منطقه می شود. همچنین، اعمال این سیاست منجر به کاهش 04/2 تا 83/7 درصد آب مصرفی در الگوی کشت و کاهش 96/1 تا 65/7 درصد درآمد ناخالص کشاورزان در دشت اردلان می شود. در پایان، اعمال سیاست قیمت گذاری آب آبیاری و بکارگیری راهبرد تغییر الگوی کشت به صورت توام با آن، جهت کاهش تقاضای آب آبیاری و پایداری منابع آب دشت اردلان توصیه شد.
    کلیدواژگان: پایداری منابع آب، برنامه ریزی ریاضی مثبت، سیاست قیمت گذاری، دشت اردلان
  • امیر اسحاقی، حسن احمدی، بهارک معتمدوزیری*، علی اکبر نظری سامانی صفحات 69-79
    یکی از مهمترین عوامل تخریب اراضی زراعی حوزه آبخیز طالقان، زمین لغزش می باشد. زمین لغزش، یکی از انواع حرکتهای توده ای زمین است که هر ساله، موجب تخریب اراضی، تسریع فرسایش خاک و انتقال گسترده رسوبات به پشت سد طالقان میگردد. اولین گام در ارزیابی خطر و کنترل زمین لغزش، تهیه نقشه حساسیت به وقوع آن میباشد. هدف اصلی این تحقیق، تهیه نقشه حساسیت به وقوع زمین لغزش به منظور شناسایی مناطق مستعد به این پدیده و کنترل تخریب اراضی در حوزه آبخیز طالقان بوده است. بدین منظور، لایه های اطلاعاتی مربوط به عوامل موثر در وقوع زمین لغزش منطقه شامل ارتفاع از سطح دریا، زاویه شیب، جهت شیب، شکل شیب، بارندگی متوسط سالیانه، درجه حرارت متوسط سالیانه، سنگ شناسی، کاربری اراضی، تراکم پوشش گیاهی، فاصله از گسلها، فاصله از آبراهه ها و فاصله از جاده ها با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)، نقشه های توپوگرافی، تصاویر ماهواره ای و بازدیدهای صحرایی، تهیه گردیده است. سپس با استفاده از روش آماری رگرسیون چندمتغیره، وزن عوامل موثر در وقوع زمین لغزش، تعیین شد و از طریق تلفیق لایه های اطلاعاتی مربوط به این عوامل، نقشه حساسیت به وقوع زمین لغزش، تهیه شده است. نتایج تحقیق حاکی از آن بوده است که حدود 26 درصد از اراضی حوضه، دارای حساسیت زیاد و خیلی زیاد به وقوع زمین لغزش میباشند که بخش عمده ای از این اراضی، دارای واحدهای سنگ شناسی gy2 و کاربری اراضی دیم بوده و در فاصله کمتر از 500 متری از گسل ها، واقع شده اند.
    کلیدواژگان: زمین لغزش، تخریب اراضی، نقشه حساسیت، طالقان
  • رحیم رضایی، حمیدرضا کریم زاده، شهباز مهرابی* صفحات 81-95
    بیش از دو سوم کشور ایران در مناطق خشک و نیمه خشک واقع شده که این امر ضرورت توجه به روش های کاهش مصرف آب و استفاده از آب های نامتعارف را نشان می دهد. در این بررسی از تیمارهای آبیاری با پساب در پنج سطح( 0، 25، 50، 75 و 100%)، لجن در دو سطح(وجود و عدم وجود لجن) و دو نوع خاک(خاک دشت سجزی و خاک زراعی) استفاده و آنالیزهای مربوط به خصوصیات ریخت شناسی گیاه با استفاده از نرم افزار SPSS انجام گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین میزان افزایش ارتفاع، قطریقه و پوشش تاجی در خاک دشت سجزی در تیمار کاربرد لجن و عدم کاربرد لجن مربوط به سطح پساب 100 درصد است. این در حالی است که همین میزان برای خاک زراعی در تیمار کاربرد لجن مربوط به سطح پساب 100 درصد و در تیمار عدم کاربرد لجن برای ارتفاع گیاه مربوط به سطح پساب 50 درصد، قطر یقه سطح پساب 100 درصد و قطر تاج پوشش 75 درصد است. نتایج همچنین نشان داد که کمترین میزان افزایش در ارتفاع، قطر یقه و تاج پوشش برای خاک سجزی در تیمار عدم کاربرد لجن برای ارتفاع سطح پساب صفر درصد و برای قطر یقه و تاج پوشش سطح پساب 25 درصد است. همچنین برای خاک زراعی در تیمار عدم کاربرد لجن به ترتیب برای ارتفاع، قطر یقه و تاج پوشش سطح پساب 25، 50 و صفر درصد و برای تیمار کاربرد لجن برای قطر یقه سطح 75 و برای ارتفاع و تاج پوشش سطح صفر درصد است.
    کلیدواژگان: پساب، لجن، خصوصیات مرفولوژیک گیاهی، گونه قره داغ و دشت سجزی
  • زهرا بهبهانی زاده رضاییان، ابراهیم پذیرا *، ابراهیم پناهپور، نرگس ظهرابی صفحات 97-112
    رشد روزافزون جمعیت سبب بهره برداری بی رویه از منابع طبیعی و تخریب اراضی شده است. شور و سدیمی شدن اراضی از اثرات این تخریب به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک می باشد. یکی از راه های بهسازی خاک های شور و سدیمی، آبشویی نمک های محلول در نیمرخ خاک است. برآورد آب مورد نیاز برای اصلاح این خاک ها به منظور مدیریت بهینه منابع آب و خاک ضروری است. به همبن منظور، در این پژوهش سه روش آبشویی غرقاب دائم، غرقاب متناوب و پاششی بر روی خاک های شور و سدیمی منطقه ویس در استان خوزستان مورد بررسی قرارگرفت. این پژوهش به صورت آزمایشگاهی بر روی ستون های خاک دست نخورده به ارتفاع یک متر، که در محیط پلی اتیلنی به قطر 15 سانتی متر قرار داشتند، اجرا شد. لایه های خاک مورد بررسی 0-25، 25-50، 50-75 و 75-100 سانتی متر و عمق های آب آبشویی 25، 50، 75 و 100 سانتی متر بوده است. براساس نتایج بدست آمده، مدل تجربی مشخصی برای هر روش آبشویی ارائه شد. در این میان، مدل نمایی در آبشویی غرقاب دائم بر مبنای ضریب همبستگی بالاتر و خطای استاندارد کمتر، بهترین مدل بود. لیکن، آبشویی غرقاب متناوب علاوه بر حجم آب مورد نیاز کمتر برای شوری زدایی خاک، ضریب راندمان آبشویی بهتری را متناسب با بافت خاک منطقه نشان داد. با توجه به بحران کمبود آب در شرایط کنونی و ارجحیت مزایای این روش نسبت به دو روش دیگر می توان روش غرقاب متناوب را برای منطقه مذکور مناسب تر پیشنهاد نمود.
    کلیدواژگان: آبشویی پاششی، آبشویی غرقاب دائم، آبشویی غرقاب متناوب، ضریب راندمان آبشویی
|
  • Ardalan Sharifnasab, Mojtaba Shourian* Pages 1-17
    The Urmia lake is the largest and the most important lake in Iran and is one of the most valuable international hemispherical resources in the world. But the Lake has been gradually getting dried nowadays. If the Lake gets completely dried, irreparable environmental, economical, and social damages will be done in the region. So, finding a practical solution for saving the Urmia lake is crucial. In the present research, it has been tried to predict the inflows of the rivers leading to the Urmia lake, once based on the long term period’s recorded data and another time based on the recent dry period’s recorded data, by using autoregressive moving average (ARMA) time series models in order to exert the effects of the recent drought in the forecasted data. The ARMA models are developed in the MATLAB software. After calibration of the created models, the predicted discharges of the basin’s rivers were entered into the simulation model of MODSIM in order to estimate the water consumptions in the basin's future condition and finally the entering flows to the Urmia Lake in each of two forecasting scenarios. Results show that in each of two forecasting scenarios of long and short periods, the environmental water right of the lake wouldn’t be supplied totally. Also, if the agricultural water consumptions are reduced about 14% and 56% in long and short periods respectively, the lake’s water right will be completely supplied. In this study, solutions for supplying the environmental water right of the lake are presented and analyzed.
    Keywords: flow data generation, prediction, Urmia lake river basin, water resources simulation, time series modeling
  • Kh. Ghorbani*, E. Sohrabian, M. Salarijazi, M. Abdolhoseini Pages 19-34
    Climate change causes changes in temperature and rainfall and consequently affects river discharge. Changes in rainfall can be simulated by global circulation models under different climatic scenarios but investigations of changes in river discharge require rainfall-runoff models. The Galikesh basin as one of most flood-prone basins in Gloestan Province is considered for determination of changes in river discharge under climate change effect. Temperature and rainfall is produced for future climatic period (2011-2030) based on global circulation model HADCM3, using LARS-WG data generator model. The produced data under different climatic scenario are used as inputs of calibrated IHACRES model to simulate river discharge for future climatic periods. The climate change analysis shows that under different scenarios in the study area air temperature in different months increases, but the annual precipitation decreases. The Mann-Kendall test is used to detect monotonic trend of seasonal and semiannual river discharge series. The results show no trend for spring and first half of the year and a negative trend for other seasons and second half series in 5 percent significance level.
    Keywords: climate change, Galikesh watershed, Mann, Kendall test, river discharge, Sen slope test, trend analysis
  • Kami Kaboosi*, Reza Jelini Pages 35-46
    In order to investigate the effect of detention reservoirs on flood in Jafar Abad basin, Golestan province, Iran, the precipitation-run off process as well as reservoir routing were simulated by HEC-HMS Software. The model was run under four different scenarios (without reservoir, with reservoir, half-full, and full) and for different return periods from 2 to 100 years. The statistical analysis of the results was done based on one way analysis of variance. To study the effect of reservoirs, two indices including the Flood Attenuation Rate (FAR) and StorageRatio (SR) were used. The results indicated that construction of detention reservoirs leads to postponing the incidence of the peak discharge and decreased peak discharge along with the volume of the flood leaving the reservoir, but these decreases were not significant. The influence of the reservoir diminished with the prolongation of the return period. The maximum levels of flood volume reduction for the empty, half-full, and full reservoirs were 61.1, 33.2, and 0.8%, respectively, and for the peak discharge were 63.9, 32.8, and 6.6%, respectively. The maximum value of FAR for the reservoirs under empty, half-full, and full conditions were 26, 19, and 7%, respectively. Similarly, the maximum SRs for the empty and half-full reservoirs were 14 and 5, respectively that showed the efficiency of reservoirs in controlling flood. The results demonstrated that the efficiency of reservoirs in flood control is not merely dependent on the reservoir volume and the amount of flood.
    Keywords: detention reservoir, flood attenuation rate, HEC, HMS, storage ratio
  • Mohammad Mahdi Mozaffari* Pages 47-68
    Agricultural sector is the largest consumer of water in the country. Therefore, offering comprehensive methods of water resources management and planning the right policies in order to increase water productivity in this sector seems to be necessary. For this purpose, in the present study an economic modeling inclusive of Positive Mathematical Programming (PMP) and the approach of Maximum Entropy (ME) to assess the impacts of irrigation water pricing policy on the management of water demand in Ardalan plain was used. The required data are related to the agronomical year 2013. The results showed that absolute value of demand price elasticity for alfalfa and tomatoes that have a higher water requirement is more than other selected products and farmer's demand for water in the production of these products is more elasticity. In addition, the results showed that increasing the price of irrigation water (under scenarios of 200 to 1000 rials compared to the condition of base year) leads to the reduction of the area of irrigated wheat, alfalfa, tomato and sunflower and increase in the area of irrigated barley and watermelon in the cropping pattern of the region. Also, applying this policy leads to the reduction of consumption water in the cropping pattern from 2.04 to 7.83 percent and the reduction of farmer's gross profit from 1.96 to 7.65 percent in Ardalan plain. Finally, applying the irrigation water pricing policy and using the cropping pattern change strategy along with it was recommended to reduce the demand of irrigation water and sustainability of water resources in Ardalan plain.
    Keywords: Ardalan plain, positive mathematical programming, pricing policy, sustainability of water resources
  • Amir Eshaghi, Hasan Ahmadi, Baharak Motamedvaziri*, Aliakbar Nazari Samani Pages 69-79
    Landslide is one of the most important factors in agricultural land degradation of Taleghan watershed. Landslide is a type of mass movement causing land degradation, accelerating soil erosion and delivering sediments to Taleghan dam, annually. Landslide susceptibility mapping is the first step for landslide hazard assessment and mitigation. The main aim of this study has been the landslide susceptibility mapping in order to identify areas prone to this phenomena and controlling land degradation in Taleghan watershed. For this purpose, thematic maps of effective factors on landslide, including elevation, slope angle, slope direction, slope shape, mean annual precipitation, mean annual temperature, lithology, land-use, vegetation density, distance from faults, distance from streams and distance from roads, are prepared by using geographical information system (GIS), topographic maps, satellite images and field survey. These factors were analyzed using multiple regression method to prepare the landslide susceptibility maps. The results showed that about 26 percent of watershed lands have been situated in high and very high susceptible areas most of which are in lithology gy2 classification (consisting of marl with high gypsum and salt), have rain-fed land-use and are located at 0-500 meter distances from the faults.
    Keywords: landslides, land degradation, susceptibility map, Taleghan basin
  • Hamidreza Karimzadeh, Rahim Rezae, Shahbaz Mehrabi* Pages 81-95
    More than two thirds of Iran is located in arid and semi-arid regions facing water shortages challenges. This emphasizes the need to reduce water consumption and the use of other unconventional water resources. Based on this fact, the present study deals with the effect of sewage and wastewater on some vegetative traits of Nitraria schuberi as a species adapted to arid and semiarid areas. Its design was a split plot design with six replications in desert Research Station, Segzy plain, Isfahan. In this study, irrigation with wastewater treatment at five levels ( 0 , 25 , 50 , 75 and 100 % ) , sludge at two levels ( presence or absence of sludge ) and two soil types (agronomical soil and Segzy plain soil) were used and morphological characteristic analyses of the plant using a SPSS software was done. Results showed that the highest rate of increase in height and canopy, basal diameter and canopy in Segzy plain soil is in 100% sludge and non- sludge treatments, whereas the same increase is for agronomical soil in sludge treatment with 100% Sludge and non- sludge treatments for plant height of wastewater level of 50%, basal diameter level of 100% and canopy cover of 75%. level for height, basal area and canopy diameter was 100, 50 and75%, respectively. The results showed that the lowest height, basal diameter and canopy cover for Segzy soil under non-sludge treatment for height, basal diameter and canopy cover was 0, 25 and 25%. Also, as for soils under non-sludge treatment for height, basal diameter and canopy cover wastewater levels were 0, 25 and 50% respectively, and for sludge application treatment 75% for basal diameter and 0% height and canopy cover, respectively.
    Keywords: Garadagh plant, Segzy plain, soil morphological traits, sludge, wastewater
  • Zahra Behbahani Zadeh Rezaeyan, Ebrahim Pazira*, Ebrahim Panahpour, Narges Zohrabi Pages 97-112
    Leaching of soluble salts from soil profile could be done as the most appropriate method to emend and reclaim saline and sodic soils. Determination of appropriate depth of leaching water to reclaim this type of soils for optimal management of water and soil resources seems to be necessary. For this reason in this study three different leaching methods including continuous ponding, intermittent ponding and sprayer leaching have been performed on saline and sodic soils in Veis area, Khuzistan. This evaluation was performed as an experiment on natural and intact soil columns with 1 meter height and 15 cm diameter (by pushing polyethylene pipe from upper part of excavated profile wall to the lower part vertically). Soil columns with primary salinity average of 14.13 dS/m, four layers 25 cm thick with clay loam and loam texture, and silt loam texture for the last two layers (from top to bottom) were used. Soil columns were treated with Karun of river water feed canal with 2.86 dS/m salinity in four different depths including 25, 50, 75 and 100 cm during experiment. Which was transferred through canals after each treatment of leaching depths, the columns were removed from leaching. At the end, experimental model was presented for each leaching method. . Exponential model in continuous ponding method was considered as the best model based on better correlation coefficient and lowestandard error. However, intermittent ponding method showed lower water consumption for soil desalinization and better leaching efficiency coefficient corresponding to soil texture of the area. Due to the shortage of water in the present condition and considering the leaching efficiency coefficient which is between 0.33 and 0.35 in different consecutive soil layers from top to bottom, intermittent ponding method will be appropriate for the studied area.
    Keywords: sprayer leaching, continuoes ponding, intermittent ponding, leaching efficiency coefficient, leaching model