فهرست مطالب

پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز - پیاپی 13 (بهار و تابستان 1395)

پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز
پیاپی 13 (بهار و تابستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/05/15
  • تعداد عناوین: 26
|
  • ملیحه سادات ظریف معظم، سید حمیدرضا صادقی، سید خلاق میرنیا صفحات 1-11
    پژوهش حاضر با هدف بررسی تغییرپذیری مکانی تعامل برخی صفات خاک با زمان شروع رواناب در پائین دست حوزه آبخیز جنگلی آموزشی و پژوهشی دانشگاه تربیت مدرس (کجور) در جنوب شرقی شهرستان نوشهر انجام شد. شبیه سازی باران با استفاده از یک دستگاه شبیه ساز باران پمپی با شدت حدود 6/1 میلی متر بر دقیقه در دو ویژگی توپوگرافی تندی و جهت شیب انجام شد. مدت زمان شروع شبیه سازی باران تا زمان ایجاد رواناب زمان شروع رواناب در نظر گرفته شده و ارتباط آن با صفات خاک شامل درصد مواد آلی، رس، لای، شن، رطوبت پیشین خاک و وزن مخصوص ظاهری خاک مورد ارزیابی قرار گرفتند. بعد از آزمون نرمال بودن داده ها، همگنی واریانس ها و معنی دار شدن آنالیز واریانس داده های به دست آمده، هم بستگی صفات خاک و زمان شروع رواناب از طریق آزمون هم بستگی پیرسون در نرم افزار SPSS18 بررسی شد. نتایج نشان داد که صفات خاک بایک دیگر هم بستگی خوبی داشته، حال آن که در بین صفات خاک مورد ارزیابی در سطح احتمال پنج درصد، تنها مواد آلی علاوه بر ویژگی های توپوگرافی با زمان شروع رواناب دارای هم بستگی مثبت بوده است. بیش ترین زمان شروع رواناب در پلات های 44 درصد غربی در حدود 70 ثانیه با بالاترین درصد مواد آلی (9/5 درصد) اندازه گیری شد. در مجموع نتایج این پژوهش حاکی از آن بود که زمان شروع رواناب نسبت به متغیرهای محیطی حساسیت معنی دار نشان داده است.
    کلیدواژگان: تندی و جهت شیب، حوزه آبخیز جنگلی، زمان تولید رواناب، صفات فیزیکی خاک
  • هادی ثانی خانی، محمدرضا گوهردوست، مرتضی صادقی صفحات 12-22
    بررسی اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب در مناطق خشک حایز اهمیت است. در بخش اول این تحقیق از مدل LARS-WG به منظور ریز مقیاس نمایی متغیرهای اقلیمی شامل بارش، تشعشع خورشیدی، دمای حداقل و دمای حداکثر در یک دوره آماری 31 ساله (1392-1362) در حوزه آبخیز قره چای واقع در استان مرکزی استفاده شد. نتایج نشان می دهند که مدل LARS-WG با موفقیت می تواند برای ریز مقیاس نمایی متغیرهای اقلیمی به کار گرفته شود. با به کارگیری سناریوهای مختلف انتشار شامل A1B، A2 و B1 روند کاهشی برای متغیر بارش و روند افزایشی برای متغیر دما در افق های زمانی آتی مشاهد شد. در بخش دوم تحقیق به شبیه سازی رواناب در سطح حوزه در افق های آتی شامل 1400، 1435 و 1470 با استفاده از سامانه استنتاج فازی-عصبی تطبیقی پرداخته شد. سامانه استنتاج فازی عصبی تطبیقی در قالب دو روش افراز شبکه و دسته بندی تفریقی به کار گرفته شد. روش دسته بندی تفریقی عملکرد نسبی بهتری در مقایسه با افراز شبکه در پیش بینی رواناب داشت. هم چنین نتایج به دست آمده نشان می دهد که مقدار حداکثر دبی جریان در افق های 1400، 1435 و 1470 به ترتیب به میزان 14، 27 و 43 درصد در مقایسه داده های تاریخی کاهش خواهد یافت. به نظر می رسد با توجه به وقوع تغییر اقلیم در حوزه و تشدید آن در سال های آتی لازم است راه کارهایی به منظور سازگاری و مقابله با تغییر اقلیم به منظور حفاظت از منابع آب در نظر گرفته شود.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، ریز مقیاس نمایی، LARS، WG، رواناب، فازی، عصبی
  • ناصح رحمانی، کاکا شاهدی، کریم سلیمانی، میرحسن یعقوب زاده صفحات 23-32
    تغییر کاربری اراضی یکی از چالش های عمده در قرن بیست و یکم مطرح خواهد بود و برخی حتی اعتقاد دارند که آثار آن نسبت به پدیده تغییر اقلیم بیش تر است. تغییر کاربری اراضی بر تولید رواناب و سایر مولفه های هیدرولوژیک مثل گیرش، نفوذ و شدت سیل خیزی اثر می گذارد. هدف از این تحقیق بررسی آثار هیدرولوژیک تغییر کاربری اراضی طی 30 سال اخیر در حوزه کسیلیان به مساحت 8/343 کیلومتر مربع می باشد. در این تحقیق از تصاویر سنجنده های MSS، ETM+ و LISSIII به ترتیب مربوط به سال های 1356، 1380 و 1386 برای ارزیابی تغییرات کاربری اراضی حوزه استفاده گردید. نتایج نشان می دهد طی این دوره 9/251 هکتار از سطح جنگل های منطقه کاسته شده و برای ارزیابی اثر این تغییرات بر ویژگی های هیدرولوژیک حوزه از مدل HEC-HMS استفاده گردید. پس از واسنجی و اعتباریابی مدل برای دوره های 1356، 1380 و 1386 مشخص شد که طی این دوره 30 ساله 2/11 مترمکعب برثانیه به دبی اوج و 8/98 مترمکعب به حجم رواناب افزوده شده، که نشان دهنده تاثیر کاهش اراضی جنگلی و افزایش مراتع بر دبی اوج و حجم رواناب حوزه است. بنابراین، تغییرات اندک روی کاربری منطقه باعث تغییرات محسوس بر دبی اوج و حجم رواناب حوزه کسیلیان گردید.
    کلیدواژگان: رواناب، تغییر کاربری اراضی، سنجنده، واسنجی، HEC، HMS
  • لیلا سلیمانی، علی حقی زاده، حسین زینی وند صفحات 33-41
    فرآیند نفوذ آب به خاک، یکی از مهم ترین اجزای چرخه هیدرولوژی است. از سوی دیگر، اندازه گیری آن دشوار، زمان بر و پرهزینه می باشد. مدل های نفوذپذیری، نقش مهمی را در مدیریت منابع آب به عهده دارند. بنابراین، انواع مختلفی از این مدل ها، با درجات مختلفی از پیچیدگی، برای رسیدن به این هدف، توسعه یافته اند. بدین منظور این تحقیق با هدف تعیین بهترین مدل برآورد نفوذ در کاربری های مرتع، جنگل و زراعت، در حوزه آبخیز کاکاشرف واقع در استان لرستان، انجام شد. در این پژوهش، اندازه گیری نفوذ با استفاده از روش استوانه های مضاعف صورت گرفته و مدل های فیلیپ، هورتون، گرین- آمپت، کوستیاکوف و سازمان حفاظت خاک آمریکا (SCS)، نیز برای تخمین نفوذ مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که در کاربری مرتع، تمام پارامترهای نفوذ (نفوذ تجمعی، سرعت نفوذ نهایی، متوسط سرعت نفوذ و زمان تا لحظه تثبیت نفوذ)، کم تر از کاربری های جنگل و زراعت، بوده است. همچنین در مورد مقایسه مدل ها، در کاربری مرتع، مدل سازمان حفاظت خاک آمریکا، با ضریب کارایی نش- ساتکلیف 910/0 و ضریب تبیین 915/0 و در کاربری های جنگل و زراعت، مدل فیلیپ با ضریب کارایی نش به ترتیب 850/0 و 784/0، به عنوان برترین مدل ها در هرسه کاربری و نیز مدل هورتون، ضعیف ترین مدل در هر سه کاربری انتخاب شد.
    کلیدواژگان: نفوذپذیری، کاربری اراضی، استوانه های مضاعف، حوزه آبخیز کاکاشرف
  • هادی دل افروز، عباس قاهری، محمدعلی قربانی، محمدحسن فاضلی فرد صفحات 42-49
    یکی از چالش های پیش روی هیدرولوژیست ها یافتن یک روش مناسب برای طبقه بندی هیدرولوژیکی حوزه های آبخیز است. یک روش طبقه بندی مناسب می تواند در بسیاری از شاخه های علم هیدرولوژی مانند مدل سازی موثر واقع گردد. با توجه به پیچیدگی و غیرخطی بودن فرآیندهای هیدرولوژیکی، استفاده از نظریه آشوب که قادر به شناسایی رفتار سیستم های پیچیده می باشد، در طبقه بندی حوزه های آبخیز از سوی برخی محققین مطرح شده است. در این تحقیق امکان استفاده از این مفهوم در طبقه بندی 60 حوزه آبخیز کشور ایران (با استفاده از داده های روزانه رواناب) مورد بررسی قرار گرفته و از بعد محاط سیستم های دینامیکی شاخصی برای طبقه بندی حوزه های آبخیز استفاده شده است. با توجه به نتایج به دست آمده، می توان براساس معیار بعد محاط، ایستگاه ها را به گروه هایی با بعد زیاد (احتمالاتی)، بعد ماز سوی (قطعی- احتمالاتی) و بعد کم (قطعی) طبقه بندی نمود. نتایج حاکی از آن است که هر چند نوعی شباهت و هموژنی در برخی نواحی و اقلیم ها قابل مشاهده است، اما با توجه به محدوده مکانی یک حوزه آبخیز نمی توان نسبت به تعلق آن حوزه به یک گروه خاص اظهار نظر کرد و بعد محاط می تواند معیاری برای طبقه بندی حوزه های آبخیز مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: طبقه بندی حوزه های آبخیز، نظریه آشوب، بعد محاط، مدل های هیدرولوژیکی، کشور ایران
  • فواد ناصرآبادی، اباذر اسمعلی عوری، حسین اکبری، رخساره رستمیان صفحات 50-59
    شبیه سازی جریان رودخانه ها، پیش بینی رفتار هیدرولوژیکی حوزه های آبخیز و درک درستی از مولفه های مختلف چرخه هیدرولوژیکی برای برنامه ریزی در برای حفاظت از منابع آبی حائز اهمیت است. از طرف دیگر، نبودن برآورد مناسب رواناب حاصل از بارش در حوزه های آبخیز، مدیریت بهینه ی منابع آبی به ویژه مدیریت بهره برداری سدها و شبکه ی آبرسانی را دچار مشکل می نماید. در پژوهش حاضر از مدل SWAT برای شبیه سازی رواناب ماهانه ی حوزه آبخیز قره سو واقع در استان اردبیل با مساحت 4062 کیلومتر مربع استفاده شد. هدف اصلی این پژوهش، کاربرد و اجرای مدل SWAT در شبیه سازی رواناب ماهانه حوزه آبخیز قره سو و ارزیابی دقت شبیه سازی مدل در مراحل واسنجی و اعتبارسنجی می باشد. آمار رواناب ایستگاه های هیدرومتری سامیان، پل الماس و یامچی در سال های 2003 تا 2010 میلادی ( 1381 تا 1389 هجری شمسی) برای شبیه سازی جریان مورد استفاده قرار گرفت. آمار سال های 2003 تا 2008 برای واسنجی و آمار سال های 2009 و 2010 برای اعتبارسنجی مدل در نظر گرفته شد. ضرایب تبیین ( ) و نش- ساتکلیف ( ) برای ارزیابی کارایی مدل استفاده گردید. ضریب در دوره ی واسنجی 70/0، 68/0 و 34/0 و در دوره اعتبارسنجی 82/0، 53/0 و 63/0 به دست آمد که به ترتیب متعلق به ایستگاه های یامچی، سامیان و پل الماس است. ضریب در دوره ی واسنجی به ترتیب 51/0، 58/0 و 09/0 و در دوره ی اعتبارسنجی به ترتیب 51/0، 33/0- و 60/0 به دست آمد. بر اساس نتایج ضرایب ارزیابی، مدل SWAT رواناب ماهانه ی ایستگاه یامچی را در هر دو مرحله واسنجی و اعتبارسنجی به صورت قابل قبول شبیه سازی کرده است. از دلایل ضعف مدل در شبیه سازی جریان در بعضی از ماه های سال می توان به شبیه سازی ضعیف ذوب برف، ناسازگاری فرضیات مدل در انتقال جریان در لایه های یخ زده و اشباع، تعداد کم داده های جریان و فقدان داده های ورودی لازم برای شبیه سازی آب زیرزمینی اشاره کرد.
    کلیدواژگان: اعتبارسنجی، حوزه ی آبخیز قره سو، رواناب، مدل SWAT، واسنجی
  • مه روز نورعلی، بیژن قهرمان صفحات 60-71
    کمی کردن تاثیر پروژه های آبخیزداری در سطح حوزه ها، اولین گام در ارزیابی اثربخشی این اقدامات می باشد. مسئله مهم در ارزیابی، انتخاب شاخص مناسب برای ارزیابی است که برپایه نوع پروژه، روش ارزیابی، دقت مورد نیاز و داده های در دسترس تعیین می شود. از سال 1375 اجرای طرح های آبخیزداری در حوزه آبخیز گوش و بهره در استان خراسان رضوی، آغاز شده است. در این مطالعه با توجه به اهمیت ارزیابی اثربخشی اقدامات آبخیزداری، از شاخص های دبی اوج سیلاب و حجم جریان استفاده شده است. اطلاعات مورد نیاز این تحقیق شامل موقعیت و مشخصات سازه ها در آبراهه های اصلی و مقاطع روندیابی و اطلاعات پایه، با انجام بازدیدهای میدانی و مطالعات کتابخانه ای جمع آوری شده است. سپس برای کمی کردن تاثیر این اقدامات از شبیه سازی جریان با مدل HEC-HMS استفاده شد. نتایج نشان داد که انجام عملیات بیولوژیکی و مکانیکی باعث کاهش مقدار دبی اوج سیلاب تا 21/36 درصد و کاهش حجم سیلاب تا 78/34 درصد در دوره بازگشت های مختلف می شوند و همچنین با افزایش دوره بازگشت، تاثیر اقدامات آبخیزداری بر دبی اوج و حجم سیلاب کاهش می یابد. با انجام این تحقیق تاثیر اقدامات آبخیزداری بر دبی اوج و حجم سیلاب حوزه آبخیز گوش و بهره مثبت ارزیابی شد.
    کلیدواژگان: ارزیابی اقدامات آبخیزداری، مدل HEC، HMS، حوزه آبخیز گوش و بهره، روندیابی، سیلاب
  • مریم آذین مهر، عبدالرضا بهره مند، آتنا کبیر صفحات 72-82
    در این تحقیق مدل هیدرولوژیکی توزیعی- مکانی WetSpa در حوزه دینور با مساحت 1717 کیلومتر مربع واقع در بالادست سد کرخه به کاربرده شد. آمار هیدرومتئورلوژیکی با گام زمانی روزانه و در طول دوره آماری 1383 تا 1389 شامل آمار بارش از نه ایستگاه، آمار دما و تبخیر اندازه گیری شده از چهار ایستگاه، برای ورودی مدل استفاده شدند. هم چنین، ویژگی های مکانی حوزه در قالب سه نقشه، با ابعاد سلولی 100 متر در محیط GIS تهیه شدند. نتایج نشان می دهد که هیدروگراف خروجی طبق هیدروگراف های مشاهداتی در خروجی حوزه به خوبی شبیه سازی شده است و مدل هیدروگراف روزانه را طبق معیارناش- ساتکلیف 66 درصد، با صحت قابل قبولی پیش بینی می نماید. آنالیز حساسیت و عدم قطعیت پارامترهای موثر در شبیه سازی هیدروگراف جریان با استفاده از نرم افزارPEST انجام شد. نتایج آنالیز حساسیت نشان می دهد پارامتر Kg، که شاخه افت هیدروگراف و محاسبه آب زیرزمینی را کنترل می کند دارای بیش ترین حساسیت و پارامترهایkep و kss در رتبه دوم و سوم حساسیت قرار دارند. طبق نتایج آنالیز عدم قطعیت پارامترهای ki،kep و kss، kgبا حدود اطمینان خیلی کم (قطعیت بالا) و پارامترهای krain و kmax با حدود اطمینان بالا (قطعیت کم) شناسایی شدند.
    کلیدواژگان: مدل WetSpa، PEST، آنالیز حساسیت، عدم قطعیت، شبیه سازی جریان، حوزه دینور، سد کرخه
  • لیلا رحیمی، امیراحمد دهقانی، خلیل قربانی صفحات 83-91
    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.
    کلیدواژگان: تحلیل روند، دبی پایه، آزمون من، کندال، پارامترهای کیفی آب
  • محمدعلی قربانی، عاطفه ازانی، لیلا نقی پور صفحات 92-103
    شبیه سازی فرآیند بارش- رواناب به عنوان مهم ترین گام در مطالعات مهندسی آب و مدیریت منابع آب است. در این تحقیق فرآیند بارش- رواناب ماهانه سیمینه رود در دوره آماری (1390-1377) با استفاده از مدل های ماشین بردار پشتیبان با توابع کرنل پایه شعاعی، چندجمله ای و خطی، مدل شبکه بیزی با الگوریتم یادگیری PC و نیز مدل های متداول شبکه عصبی مصنوعی و برنامه ریزی بیان ژن شبیه سازی شده و نتایج آن ها مورد مقایسه قرار گرفته است. از پارامترهای ضریب هم بستگی، ریشه میانگین مربعات خطا و ضریب نش ساتکلیف برای ارزیابی صحت مدل ها استفاده گردید. نتایج گویای عملکرد قابل قبول هر چهار مدل و برتری مدل برنامه ریزی بیان ژن با بیش ترین ضریب هم بستگی (91/0CC=)، کم ترین ریشه میانگین مربعات خطا (m3/s 1/3RMSE=) و مقدار ضریب نش ساتکلیف 82/0NS= در مرحله صحت سنجی است.
    کلیدواژگان: بارش، رواناب، برنامه ریزی بیان ژن، سیمینه رود، شبکه بیزی، شبکه عصبی مصنوعی، ماشین بردار پشتیبان
  • فرزانه اکبرزاده، حمید حسن پور، صمد امامقلی زاده صفحات 104-118
    پیش بینی تراز آب زیرزمینی به منظور مدیریت و برنامه ریزی منابع آب، بسیار مهم است. برای انجام این پیش بینی، از روش های متعددی مانند روش های استوکستیکی، منطق فازی و شبکه عصبی مصنوعی می توان استفاده نمود. در تحقیق حاضر، مدل شبکه عصبی مصنوعی RBF هیبرید برای پیش بینی تراز آب زیرزمینی دشت شاهرود مورد استفاده قرار گرفته است. این هیبرید بودن شبکه باعث افزایش دقت روش نسبت به شبکه RBF پایه می شود. بدین منظور آمار ماهانه تراز ایستابی دشت شاهرود و هم چنین داده های هواشناسی مانند دما، بارندگی، رطوبت و تبخیر، داده های آب های سطحی مانند دبی ورودی و خروجی به دشت شاهرود (دبی ورودی مجن آبشار، دبی ورودی تاش فرحزاد و دبی خروجی قلعه نو) طی یک دوره آماری 1994 تا 2010 استفاده شده است. بررسی داده ها نشان می دهد که برخی از داده ها، هم بسته بوده و دارای الگوی فصلی هستند، این مساله، پیش بینی داده ها را دشوار می کند. بر این اساس، روش ارائه شده در این مقاله شامل مراحل غیرفصلی سازی، نرمال سازی و حذف داده های وابسته است که پیش از این به آن در تحقیقات پرداخته نشده است. سپس از 85 درصد داده ها برای آموزش و از 15 درصد آنها، برای تست مدل استفاده شده است. در نهایت، بررسی نتایج نشان می دهد که مدل شبکه عصبی ارائه شده، تراز آب دشت شاهرود را برای سه سال پیاپی با میانگین مربعات خطای 0257/0 متر برای سال اول، 0270/0 متر در سال دوم و 0452/0 متر در سال سوم می تواند پیش بینی کند. همچنین در صورتی که بارش منطقه در یک سال، 30 درصد کاهش یابد، نتایج پیش بینی مدل مذکور نشان می دهد که تراز آب زیرزمینی 7/0 کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: تراز آب زیرزمینی، دشت شاهرود، مدل شبکه عصبی مصنوعی RBF، داده فصلی
  • عباس غلامی صفحات 119-127
    با توجه به وسعت کشور ایران و تنوع آب و هوایی در نقاط مختلف آن و تغییرپذیری رژیم بارشی ضرورت دستیابی به روش های نوین محاسبات سیلاب را ایجاد می کند. بدین منظور لازم است کارایی روش های جدید در مقایسه با روش های مرسوم در نقاط مختلف ایران مورد ارزیابی قرار گیرد تا در صورت تطابق مناسب برای نواحی مختلف برای محاسبات سیلاب مورد استفاده قرار گیرد. دو روش مرسوم به دست آوردن پارامترهای آماری محاسبات سیلاب یکی روش گشتاور معمولی و دیگری روش بیشینه درست نمایی وجود دارد که هر دو مورد این روش ها در نرم افزار Hyfa مورد محاسبه قرار می گیرد و از نتایج آن در کشور ما نیز استفاده می شود. روش جدید دیگری که در چندین سال اخیر در دنیا برای محاسبه این پارامترهای آماری مورد استفاده قرار می گیرد، روش گشتاورهای خطی است که توسط کارشناسان برجسته هیدرولوژی در بسیاری از نقاط دنیا کارایی آن مورد ارزیابی قرار گرفته است و توصیه های مفیدی نیز برای استفاده از این روش نوین ارایه شده است. هدف این پژوهش نیز ارزیابی چنین کارایی در حوزه انتخاب شده ای به نام حوزه آبخیز شیخ عثمان شهرستان اشنویه از توابع استان آذربایجان غربی بوده است تا کارایی این روش نوین در این منطقه مورد ارزیابی قرار گرفته و در صورت مناسب بودن استفاده از آن به دیگر مناطق نیز بسط یابد. نتایج این پژوهش نیز نشان می دهد که در پنج ایستگاه انتخاب شده منطقه و با توجه به مقایسه سه روش محاسبه پارامترهای آماری مورد استفاده در دبی حداکثر سیلاب شامل روش گشتاور معمولی، روش بیشینه درست نمایی و روش گشتاور خطی، بهترین روش و توزیع انتخاب شده روش نوین گشتاور خطی و توزیع گمبل بوده است و لذا کارایی این روش برای محاسبه دبی حداکثر لحظه ای سالانه سیلاب با دقت بالاتری را نسبت به روش های مرسوم قبلی نشان می دهد.
    کلیدواژگان: دبی حداکثر لحظه ای، تابع توزیع فراوانی، مجموع مربعات باقی مانده، گشتاور خطی، توزیع گمبل
  • نوید دهقانی، مهدی وفاخواه، عبدالرضا بهره مند صفحات 128-137
    مدل سازی فرآیند بارش - رواناب و پیش بینی دبی رودخانه یک اقدام مهم در مدیریت و مهار سیلاب ها، طراحی سازه های آبی در حوزه های آبخیز و مدیریت خشکسالی است. هدف این تحقیق شبیه سازی جریان روزانه در حوزه آبخیز کسیلیان با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و شبکه عصبی- فازی تطبیقی است. روش های هوشمند دارای قابلیت بالایی برای برقراری ارتباط بین داده های ورودی و خروجی می باشند. در این تحقیق از آمار بارش، تبخیر و دما ایستگاه هواشناسی سنگده که ورودی مدل ها و آمار دبی ایستگاه ولیک بن که خروجی مدل ها محسوب می شود طی سال های 1382 تا 1388 استفاده شد. تعداد تاخیرهای لازم برای ورود متغیر های ورودی به شبکه ها با استفاده از نمودار خودهمبستگی جزئی به دست آمد. از بین متغیرهای مختلف در هر دو مدل ساختار بارش و تبخیر با یک روز تاخیر برای مدل بهینه انتخاب شد. سپس نتایج با استفاده از نمایه هایRMSE ، NSH،MAE و Rmod برای مدل بهینه در هر دو مدل ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که شبکه عصبی- فازی تطبیقی با تابع عضویت زنگوله ای شکل، شعاع تاثیر 14/0 و نمایه های آماری 80/0 NSH=، 056/0 RMSE=، 11/0 MAE= و 81/0 Rmod= نسبت به مدل شبکه عصبی مصنوعی با همان ساختار با الگوریتم آموزشی لونبرگ- مارکوارت، تابع انتقال سیگمویید،14 نرون در لایه مخفی و نمایه های آماری 54/0 NSH=، 056/0 RMSE=، 14/0 MAE= و 87/0 Rmod= در دوره آزمون توانایی بهتری برای مدل سازی بارش - رواناب در حوزه آبخیز کسیلیان دارد.
    کلیدواژگان: مدلسازی بارش، رواناب، حوزه آبخیز کسیلیان، شبکه عصبی مصنوعی، شبکه عصبی، فازی تطبیقی
  • سمیه ابدام، علی فتح زاده، روح الله تقی زاده مهرجردی، جواد محجوبی صفحات 138-149
    اگرچه بخش کوچکی از سطح کره زمین را مناطق کوهستانی در بر می گیرد، اما همین مقدار اندک در چشم انداز هیدرولوژیکی حوزه های آبخیز تاثیر شگرفی دارد. با توجه به این که در مناطق خشک و نیمه خشک ایران، بحران آب مقوله ای جدی است، پایش مقادیر برف باریده شده در بخش های کوهستانی این مناطق بسیار حائز اهمیت است. معمولا دست یابی به توزیع مکانی آب معادل برف از راه اطلاعات مشاهده ای و در مقیاسی محدود، صورت می گیرد، این در حالی است که به دلیل محدودیت های میدانی و صعب العبور بودن مناطق کوهستانی، جمع آوری اطلاعات به ویژه در حوزه های بزرگ، دشوار و گاهی غیر ممکن است. بدین ترتیب، توسعه روش هایی که بتواند آب معادل برف را در نقاط فاقد اندازه گیری برآورد نماید و نیز بررسی دامنه کاربرد آن ها، امری ضروری است. در این پژوهش محدوده ای به مساحت 16 هکتار در منطقه سخوید یزد انتخاب و با استفاده از نمونه بردار مدل مونت- رز در 216 نقطه، داده آب معادل برف اندازه گیری شد. سپس به کمک 31 پارامتر ژئومورفومتری حوزه، به ارزیابی کارآیی روش شبکه عصبی مصنوعی در برآورد توزیع مکانی آب معادل برف پرداخته شد و بدین ترتیب، نقشهرقومی آب معادل برف تهیه گردید. نتایج حاصله نشان داد که شبکه عصبی مصنوعی با ضریب تعیین 83/0 و مجذور میانگین مربعات خطا برابر با 55/3 قادر به پیش بینی آب معادل برف است. همچنین نتایج آنالیز حساسیت شبکه عصبی مصنوعی نشان داد که از بین پارامترهای به کار رفته در پیش بینی آب معادل برف، پارامترهای مقطع طولی انحناء، مقطع عرضی انحناء، انحناء، اثرباد، شیب، شاخص همواری قله، شیب حوزه و شاخص همواری دره، جزء موثرترین عوامل در پیش بینی آب معادل برف هستند.
    کلیدواژگان: آب معادل برف، شبکه عصبی مصنوعی، آنالیز حساسیت، پارامترهای ژئومرفومتری، حوزه آبخیز سخوید
  • صیاد اصغری سرسکانرود، مهدی بلواسی، بتول زینالی، سعیده صاحبی وایقان صفحات 150-163
    بخش عمده ای از کشور ایران جزء مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می شود و آب عاملی محدودکننده برای فعالیت های انسان در این مناطق به شمار می آید. یکی از راه های برطرف کردن کمبودهای فصلی آب، استفاده از آب های زیرزمینی است. از شیوه های ذخیره سازی و استفاده از آب های زیرزمینی، می توان به سد زیرزمینی اشاره داشت که ازجمله فن هایی است که به کمک آن می توان مدیریت منابع آبی موجود را بهبود بخشیده و بهره وری از این منابع را افزایش داد. در این پژوهش سعی شده تا با تلفیق سیستم اطلاعات جغرافیایی و سامانه های تصمیم گیری چندمعیاره مستعدترین مکان ها برای احداث سدهای زیرزمینی حوزه آبخیز الشتر شناسایی شوند. بدین منظور، ابتدا داده های هشت پارامتر تاثیرگذار شیب، زمین شناسی، کاربری اراضی، واحدهای ژئومورفولوژی، گسل، آبراهه، چاه ها و مناطق مسکونی منطقه مورد مطالعه، در محیط GIS آماده سازی گردید و با استفاده از روش ANP و مقایسه زوجی وزن هر معیار و وزن کلاس های هر لایه در نرم افزار Super Decision محاسبه شد. در مرحله بعد، نواحی دارای محدودیت حذف گردید. سپس با استفاده از توابع تحلیلی GIS کل محدوده برای هر یک از معیارهای تعیین شده پهنه بندی شد در نهایت، با تلفیق نقشه های پهنه بندی شده بر اساس وزن اکتسابی از روش ANP نقشه نهایی در پنج کلاس از بسیار مناسب تا نامناسب تهیه شد. نتایج این پژوهش نشان داد که 15 درصد از مساحت محدوده مورد مطالعه بسیار مناسب، 11 درصد مناسب، 18 درصد نسبتا مناسب، 37 درصد نسبتا نامناسب و 19 درصد نامناسب است.
    کلیدواژگان: سد زیرزمینی، مکان یابی، حوزه آبخیز الشتر، سیستم های اطلاعات جغرافیایی، فرآیند تحلیل شبکه ای
  • رضوان کردی، مرزبان فرامرزی، حاجی کریمی، پرویز گرایی، احسان یارمحمدی صفحات 164-172
    در اغلب نقاط ایران که دارای اقلیم خشک و نیمه خشک است، مدیریت منابع آب زیرزمینی از اولویت خاصی برخوردار است. یکی از راه های مفید در تامین آب مورد نیاز بخش های مختلف در این مناطق و مقابله با بحران خشکسالی، کمک به افزایش ذخایر آب زیرزمینی است. موضوع اصلی این تحقیق مکان یابی سدهای زیرزمینی در مناطق خشک و نیمه خشک در غرب ایران می باشد. اولین و مهم ترین مرحله در احداث یک سد زیرزمینی شناسایی مکان مناسب برای احداث سد می باشد. در این تحقیق پس از بررسی پیشینه ی تحقیق و اصلاح برخی اطلاعات پایه، لایه های مختلف با استفاده از تکنیک GIS تلفیق گردید تا بتوان مناطق دارای پتانسیل برای این سازه در منطقه مورد مطالعه را مشخص کرد. این لایه ها شامل گسل، شیب، زمین شناسی، ژئومرفولوژی، بارش، دما و کاربری اراضی هستند. از تصاویر ماهواره ای IRS مربوط به سال 2007 میلادی برای تهیه نقشه های ژئومورفولوژی و کاربری اراضی با مقیاس مشخص و تعیین محل های مناسب سدها بهره گرفته شد. سپس با بازدیدها و پیمایش های متعدد صحرایی و بر اساس نظرات کارشناسی به روش AHP، 14 مکان مناسب برای احداث سد زیرزمینی در این منطقه انتخاب گردید.
    کلیدواژگان: سد زیرزمینی، GIS، استان ایلام، دشت مهران
  • ابراهیم کریمی سنگچینی، مجید اونق، امیر سعدالدین صفحات 173-181
    در این تحقیق برنامه مدیریت زمین لغزش در دو سناریو عادی و بحرانی در آبخیز چهل چای ارائه و نقشه پراکنش زمین لغزش های منطقه با تفسیر استریوسکوپی عکس های هوایی و بازدیدهای میدانی تهیه شد. امتیاز مدیریت با چهار معیار وزنی مساحت، نوع، شدت خطر و خسارت محاسبه و برنامه مدیریت زمین لغزش نیز در دو سناریوی حالت عادی و بحرانی و در قالب پنج راهبرد مدیریتی: بدون برنامه مدیریتی، سازش با خسارت جزئی، بدون تحمل خسارت، اجتناب از خطر و اقدامات کنترلی ارائه شد. نتایج نشان داد که در سناریوهای حالت عادی و بحرانی به ترتیب 67/6 و 8/11 درصد از سطح این آبخیز به برنامه مدیریتی اقدامات کنترلی نیازمند است و 37 و 57/12 درصد در گزینه بدون برنامه قرار دارد. شاخص کاپا بین نقشه های برنامه مدیریت دو سناریو حدود 64/0 است که نشان از 36% تفاوت بین نقشه های برنامه مدیریت دو سناریو دارد. اجرای برنامه های مدیریت زمین لغزش بر پایه این تحقیق در مقیاس محلی و منطقه ای می تواند مشکلات ناپایداری دامنه را حل کرده و به بهبود فعالیت های مدیریت آبخیز و پایداری توسعه حوزه منجر شود.
    کلیدواژگان: پهنه بندی خطر زمین لغزش، آسیب پذیری و خسارت، سناریوهای حالت عادی و بحرانی، آبخیز چهل چای
  • سیدنعیم امامی، احمد جلالیان، عباس خسروی صفحات 182-192
    وقوع بیش از 400 مورد زمین لغزش در سه دهه اخیر در استان چهارمحال و بختیاری بیان گر حساسیت خاص این سرزمین به عوامل فرسایش می باشد. بخش عمده ای از این ناپایداری ها در دودهه اخیر و روی واحدهای نئوژن و به طور خاص واریزه های دامنه ای و به دنبال دوره های ترسالی و فعالیت های عمرانی به ویژه جاده سازی رخ داده است. برای بررسی نقش ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک عامل زمینه ساز در وقوع لغزش، دردامنه جنوبی منطقه افسرآباد دو آب صمصامی واقع در غرب استان چهارمحال و بختیاری، شش پروفیل در مرز لغزش و محدوده پایدار (شاهد) روی واریزه های دامنه ای کواترنری انتخاب و حفر گردید. پس از تشریح مورفولوژیکی پروفیل ها، نمونه برداری در سه عمق انجام شد. آزمایشات فیزیکی نظیر وزن مخصوص ظاهری و حقیقی، درصد اشباع، بافت و آزمایشات شیمیایی شامل مواد آلی، آهک، گچ و کاتیون های محلول انجام گردید. نتایج نشان داد که کلاس بافت خاک در هر دو تیمار غالبا لومی رسی سیلتی می باشد. نتایج آزمایشات با روش های آماری و نرم افزار SPSS تجزیه و تحلیل شدند. یافته ها نشان دادند که تفاوت معنی داری بین مقادیر رس، ماده آلی، سیلت، Ca2+، Mg2+ و ECبین نمونه های شاهد و لغزش یافته وجود دارد. سیلت رابطه مستقیمی با لغزش دارد به این دلیل که در اثر افزایش سطح آب زیرزمینی، فرسایش زیرسطحی به راحتی موجب شست وشوی سیلت و پدیده رگاب می شود. وجود رس در مقادیر کم تا ماز سوی سبب پایداری خاک دانه و ساختمان خاک شده و مانعی در برای وقوع پدیده رمبش می باشد. مقدار Ca2+ رابطه معکوس با لغزش دارد که این امر می تواند نشانگر نقش چشم گیر این کاتیون در افزایش پایداری ساختمان خاک و افزایش مقاومت برشی و در نهایت استحکام در برابر وقوع گسیختگی های دامنه ای باشد. میزان EC بالاتر در اراضی لغزش یافته موید تاثیر انحلال نمک های Nacl و احتمالا Kcl در اثر بارش های شدید منطقه (حدود 900 میلی متر در سال) و افزایش سطوح آب زیرزمینی می باشد. همه این عوامل که از آن به عنوان عوامل زمینه ساز یاد می کنند می توانند در آینده موجب زمین لغزش های جدیدی گردند. بدین ترتیب، با انجام عملیات اصلاح شیمیایی می توان به تثبیت و پایداری دامنه ها کمک کرد.
    کلیدواژگان: زمین لغزش، عوامل زمینه ساز، ویژگی های خاک، دوآب صمصامی، چهارمحال و بختیاری
  • حسن فتحی زاد، حاجی کریمی، محسن توکلی صفحات 193-208
    در بررسی های مربوط به فرسایش و حفاظت خاک ویژگی های زمین شناسی و لیتولوژیکی حوزه با توجه به تاثیرات آن ها در فرسایش و تولید رسوب از اهمیت خاصی برخوردار است. فرسایش و تولید رسوب به عواملی زیادی مرتبط است که مهم ترین آنها فرسایش پذیری سازندهای زمین شناسی به فرسایش می باشد. در این مطالعه به مقایسه فرسایش پذیری سازندهای دو زیرحوزه رودخانه دویرج استان ایلام و نقش آنها در فرسایش و تولید رسوب پرداخته شده است. در خروجی این زیرحوزه ها میزان رواناب و بار معلق اندازه گیری و سپس با استفاده از معادله نسبت تحویل رسوب، مقدار فرسایش هر زیرحوزه محاسبه گردید. در ادامه برای بررسی میزان فرسایش پذیری سازندهای زمین شناسی از روش فیض نیا استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که حساسیت واحدهای زمین شناسی به فرسایش نقش به سزایی در تولید رسوب دارد به طوری که در این تحقیق میزان حجم رسوب حوزه 1 بیش از 5/2 برابر حوزه 2 می باشد. علت تفاوت این است که در زیرحوزه شماره یک، 4/92 درصد از سازندهای زمین شناسی در طبقه حساس به فرسایش و 45/7 درصد آن در طبقه متوسط به فرسایش قرار دارند، اما در زیرحوزه شماره دو، 01/65 درصد حوزه از سازندهای حساس به فرسایش و 99/34 درصد آن در طبقه متوسط به فرسایش می باشند. در مرحله بعد با استفاده از رابطه تجربی در زیرحوزه یک، سازند گچساران با مساحت 6304 هکتار و فراوانی 09/82 درصد و در زیرحوزه دو، این سازند با مساحت 86/2166 هکتار و فراوانی 07/49 درصد بیش ترین وسعت را دارد. بالا بودن فرسایش و تولید رسوب زیرحوزه 1 نسبت به زیرحوزه 2 به دلیل وجود سازندهای حساس به فرسایش به ویژه سازند گچساران بوده که بیش ترین وسعت حوزه را به خود اختصاص داده است.
    کلیدواژگان: فرسایش، رسوب، سازندهای زمین شناسی، روش فیض نیا، دویرج
  • محمد زارع، محمدحسن جوری، دیانا عسکری زاده، تینا سالاریان، مونا فخرقاضی صفحات 209-217
    تاثیراتی که عوامل زنده و غیرزنده بر حوزه های آبخیز در شرایط طبیعی می گذارند، باعث ایجاد تغییرات مثبت و منفی زیادی در آن می گردند. زمین لغزش ها که عامل فیزیکی است، یکی از تبعات منفی در این حوزه ها محسوب می شوند. از جمله مناطق مستعد در بروز این عامل طبیعی، حوزه آبخیز ماسوله در شمال کشور است. به منظور پهنه بندی خطر زمین لغزش از روش دمپستر- شیفر بر اساس 14 عامل موثر که شامل زمین شناسی، شیب، جهت شیب، ارتفاع، فاصله از گسل، فاصله از جاده، فاصله از رودخانه، فاصله از آغل دام، شاخص قدرت رودخانه، شاخص ترکیب توپوگرافی، وضعیت مرتع، بافت خاک، بارندگی و کاربری اراضی است. نتایج نشان داد، عوامل سازند زمین شناسی و فاصله از آغل نقش مهمی در ایجاد خطر زمین لغزش منطقه داشته اند. چرای بیش از حد، خارج از فصل، زودتر از موعد، خروج دیرهنگام دام و نیز دام مازاد از عوامل زنده مستقیم تاثیرگذار بر وضعیت پوشش گیاهی، نقش توامان ایجاد خطر زمین لغزش را داشته اند. هم چنین یافته ها نشان می دهد ارتباط تنگاتنگی بین وقوع زمین لغزش ها و میزان بارندگی وجود دارد. از طرفی، در نقاطی از منطقه مورد مطالعه که سطح خاک لخت، شدت دام گذاری بالا و میزان بارندگی نیز حداکثر بوده است، زمین لغزش های متعددی به وقوع پیوسته است. نتایج ارزیابی مدل دمپستر- شیفر با استفاده از روش ROC دقت بالایی را برای تحلیل خطر زمین لغزش در منطقه مورد مطالعه نشان داد. لذا توجه به عوامل موثر بر خطر زمین لغزش و آگاهی از وضعیت آن در هر منطقه، ابزاری اثرگذار بر مدیریت جامع حوزه های آبخیز می تواند نقش مهمی ایفا نماید.
    کلیدواژگان: تئوری دمپستر، شیفر، زمین لغزش، اکوسیستم شبه آلپی، ماسوله، گیلان
  • زهرا ایوانی، محمد مهدی احمدی، کوروش قادری صفحات 218-229
    برآورد دقیق میزان انتقال بار رسوب در رودخانه ها و مخازن اهمیت زیادی در برنامه ریزی، طراحی، اجرا و نگهداری سازه های آبی دارد. استخراج روابط ریاضی حاکم بر پدیده انتقال رسوبات بسیار پیچیده است. برای شبیه سازی چنین پدیده هایی، می توان از روش های داده محوری مانند روش کنترل گروهی داده ها (GMDH) استفاده کرد که یک رویکرد خودسازماندهی داده بوده و روشی برای شناسایی روابط غیرخطی بین متغیرهای ورودی و خروجی به کار می رود. در پژوهش حاضر، با استفاده از روش فوق مدلی برای پیش بینی نرخ انتقال رسوب در سیستم رودخانه توسعه داده شده است. برای بررسی کارایی مدل ها از داده های دبی روزانه جریان و غلظت بار معلق رسوب دو ایستگاه Rio Valencia no و Quebrada Blanca استفاده شده است. بررسی کارایی مدل ها با استفاده از معیارهای آماری MSE، RB و R2انجام شده است. مقادیر معیارهای آماری به دست آمده و نیز مقایسه نتایج با سایر الگوریتم ها مانند شبکه های عصبی، نروفازی و برنامه ریزی ژنتیک خطی نشان داد که روش گروهی کنترل داده ها نسبت به سایر روش ها از قابلیت بالاتری برای پیش بینی و شبیه سازی نرخ انتقال رسوب در رودخانه ها برخوردار است.
    کلیدواژگان: نرخ انتقال رسوب، شبیه سازی، روش گروهی کنترل داده ها (GMDH)
  • مریم سادات جعفرزاده، حامد روحانی، علی حشمت پور، مجتبی کاشانی صفحات 230-240
    بی شک یکی از نگرانی های محققین درباره ی تغییرات قابل توجهی که انتظار می رود در اثر گرمایش زمین سبب تغییر فراوانی و مقدار بارش و درجه حرارت شود. این مطالعه به منظور مقایسه نتایج سه آزمون من-کندال (MK)، من ویتنی (MW) و من-کندال اصلاح شده (MMK) برای آشکارسازی روند تغییرات سالانه و فصلی رژیم دمایی و بارش طی دوره آماری 30 سال (2011- 1982) در هفت ایستگاه شرق حوزه آبخیز گرگان رود انجام شد. در این تحقیق خط روند در داده های نمونه با روش سن تخمین زده شد. نتایج نشان داد که بیش ترین شیب خط روند دمای بیشینه مربوط به بهار، سپس تابستان است و میانه شیب های خطوط روند همه فصول مثبت است. میان آماره های مورد مطالعه، دمای کمینه در منطقه ی مورد مطالعه تغییرات معنی داری بیش تری مشاهده شد. خط میانه شیب های دمای کمینه و بارش، در همه فصول مثبت است که نشان هنده این است که شیب خط روند این دو پارامتر در اکثر ایستگاه های منطقه افزایشی است. بیش ترین شیب مثبت خط روند بارش فصلی مربوط به فصل تابستان و پس از آن به ترتیب مربوط به فصول زمستان، بهار و پاییز می باشد. نتایج این تحقیق بیانگر کاهش کاهش تعداد روندهای معنی داری بعد از پیش سفید کردن بدون روند در سری های زمانی مورد مطالعه در مقیاس های زمانی مختلف بود.
    کلیدواژگان: مان کندال، من کندال اصلاح شده، من ویتنی، حوزه آبخیز گرگان رود
  • ابوذر پرهیزکاری، محمد مهدی مظفری، مهدی حسینی خدادادی، رویا پرهیزکاری صفحات 241-253
    در این مطالعه با بهره گیری از تجربیات کشاورزان حوزه آبخیز شاهرود، عوامل موثر بر مشارکت آن ها در به کارگیری عملیات حفاظت آب و خاک بررسی شد. برای این منظور، از مدل لاجیت چندگزینه ای1 (MNL) استفاده شد. داده های مورد نیاز با تکمیل پرسشنامه از 138 کشاورز جمع آوری شد. برای انتخاب کشاورزان نمونه از روش نمونه گیری طبقه ای تصادفی و فرمول کوکران استفاده شد. نتایج نشان داد که تنها 7/42 درصد از کشاورزان حوزه آبخیز شاهرود در حدمتوسط عملیات حفاظتی را به کار می گیرند. نتایج الگوی رگرسیونی لاجیت نشان داد که متغیرهای تحصیلات، شیب اراضی، آگاهی از عملیات حفاظتی، درآمد ناخالص سالانه، دریافت کمک های بلاعوض و شرکت در کلاس های ترویجی اثرات مثبت و معنی دار و متغیرهای سن و اشتغال در بخش غیرکشاورزی اثرات منفی و معنی داری بر احتمال مشارکت کشاورزان در به کارگیری اقدامات حفاظت آب و خاک دارند. مدل لاجیت چندگزینه ای در سطح اطمینان بالایی با آماره های آزمون نسبت درست نمایی 57/30 برای اقدامات مکانیکی، 68/19 برای اقدامات غیرمکانیکی و 32/24 برای اقدامات مدیریتی معنی دار شد. بیش ترین ارزش احتمال معادل 065/0 و برای عملیات غیرمکانیکی به دست آمد.
    کلیدواژگان: حفاظت آب و خاک، حوزه آبخیز شاهرود، مدل لاجیت چندگزینه ای، میزان مشارکت کشاورزان، آزمون نسبت درست نمایی
  • شفق رستگار، حسین بارانی، علی دریجانی، واحدبردی شیخ، جمشید قربانی، محمد قربانی صفحات 254-262
    یکی از کارکردهای غیرعلوفه ای پوشش گیاهی مراتع، حفاظت خاک و جلوگیری از فرسایش است. فرسایش آبی دارای تاثیرات مستقیم و غیرمستقیم بر سطح خاک می باشد که همراه با معضلاتی در ابعاد اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی می باشد. بنابراین هدف از تحقیق حاضر برآورد تاثیر مستقیم فرسایش آبی بر کارکرد حفاظت خاک پوشش گیاهان مرتعی و مقایسه ارزش اقتصادی آن و نیز در تراکم مختلف پوشش گیاهی مراتع ییلاقی بلده در شمال ایران بوده است.به این منظور، ارزش حفاظت خاکی با روش کاهش بهره وری علوفه محاسبه شد. چارچوب اولیه مدل تابع زیست- اقتصادی بوده است که با تخمین تابع تولید کاب-داگلاس به روش حداقل مربعات معمولی برازش شد. این الگو مبتنی بر پارامترهای فیزیکو- شیمیایی خاک منطقه و میزان فرسایش بوده است که در تحقیق حاضر تنها تاثیر فرسایش خاک بر عملکرد علوفه معنی دار شد. نتایج حاصله از ارزش گذاری 6/94978 هکتار اراضی مرتعی نشان دهنده آن بود که ارزش کاهش بهره وری علوفه معادل 230084 ریال در هکتار برآورد شد. بیشترین ارزش حفاظت خاکی مربوط به مرتع متراکم (86/10) میلیارد ریال و کمترین ارزش مربوط به مرتع کم تراکم 31/1 میلیارد ریال می باشد.نتایج تحقیق حاضر، لزوم تحقیقات مشابه در عرصه منابع طبیعی و پوشش گیاهی طبیعی را با در نظر گرفتن متغیرهای مستقل از چارچوب اولیه مدل ضروری بنظر می رسد.
    کلیدواژگان: ارزش اقتصادی، حفاظت خاک، پوشش گیاهی، عملکرد علوفه، مراتع ییلاقی
  • مجید کارگر، محمدرضا جوادی، سیدعلی اصغر هاشمی، مریم محمد ابراهیمی صفحات 263-271
    کمبود آمار و اطلاعات در زمینه فرسایش خاک و تولید رسوب در بسیاری از حوزه های آبخیز کشور، کاربرد روش های تجربی مناسب برای برآورد فرسایش خاک و تولید رسوب را الزامی می نماید. این تحقیق، با هدف ارزیابی میزان کارایی رابطه جهانی فرسایش خاک USLE و برخی از نسخ آن شامل MUSLE-S، MUSLE-E، MUSLT و AUSLEدر شرایط اقلیمی نیمه خشک انجام شده است. محل تحقیق کرت های استاندارد در مراتع مرگسر ایستگاه تحقیقات مدیریت دام و مرتع جاشلوبار درشهرستان مهدی شهر استان سمنان می باشد. برای این منظور کلیه متغیرهای مورد نیاز و ورودی مدل های مذکور در کرت های مورد نظر محاسبه شده است. تخمین حاصل از اجرای مدل ها با رسوب اندازه گیری شده در طی 15 رگبار مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج آزمون مقایسه میانگین ها به روش t- استیودنت نشان داد که بین مدل هایMUSLT ، MUSLE-E و MUSLE-S و رسوب اندازه گیری شده، اختلاف معنی داری در سطح یک درصد وجود ندارد. همچنین نتایج ارزیابی کارایی مدل ها با روش ناش- ساتکلیف و آماره میانگین نسبی مجذور مربعات خطا (RRMSE) نشان داد که مدل هایMUSLT ، MUSLE-E و MUSLE-S از کارایی بالاتری نسبت به سایر مدل ها برخوردار می باشند.
    کلیدواژگان: تولید رسوب، USLE، کرت های استاندارد، استان سمنان
  • محمدحسین رضایی مقدم، ایرج جباری، نوشین پیروزی نژاد صفحات 272-283
    رودخانه ها دارای الگوهای متفاوتی از جریان هستند. رودخانه های مستقیم و مئاندری رودخانه های تک مجرایی هستند و رودخانه های شریانی و رودخانه های با مجاری به هم پیوسته (آنابرنچینگ و آناستوموسینگ) رودخانه های با الگوی چند مجرایی هستند. رودخانه گاماسیاب در استان کرمانشاه دارای الگوهای متفاوتی از کانال است. در این مطالعه از روش تاریخی استفاده شده است و با استفاده از عکس های هوایی سال های 1334، 1348، 1382 و تصاویر ماهواره IRS سال 1389 انواع تغییرات پلان فرم بررسی شده است. با انجام عملیات مختصات دار کردن عکس های هوایی در نرم افزار Arc Map بر اساس نقشه های 25000/1 مسیر رودخانه و پشته های ماسه ای داخل رودخانه رقومی، و رودخانه به 12 بازه تقسیم و شاخص شریانی و خمیدگی برای بازه های مختلف محاسبه شده است. نتایج نشان داد که رودخانه در طی 56 سال گذشته تغییرات قابل توجهی داشته است به طوری که در بازه های بالادست به دلیل وقوع اولشن رودخانه از حالت مئاندری به الگوی رودخانه های با مجاری به هم پیوسته تبدیل شده است. اولشن به صورت یک حرکت و جابه جایی سریع قسمتی از مسیر رودخانه روی دشت سیلابی است که باعث ایجاد مجرای جدیدی می شود و شرایط را برای ایجاد الگوی مجاری به هم پیوسته فراهم می کند. بازه های میانی رودخانه از حالت مئاندری خارج و تبدیل به الگوی شریانی شده اند. اما بازه های پایین دست دارای الگوی مئاندری هستند و این بازه ها در طی 56 سال گذشته تغییر الگویی نداشته اند.
    کلیدواژگان: تغییرات پلان فرم، عکس های هوایی، ضریب خمیدگی، شاخص شریانی، رودخانه گاماسیاب
|
  • Malihe Zarifmoazam, Hamidreza Sadeghi, Khalagh Mirniya Pages 1-11
    The present research was conducted with the purpose of assessing the interaction between some soil properties and runoff generation time in the downstream of Educational and Research Forest Watershed of Tarbiat Modares University (Kojoor Watershed) located at Southeastern of Nowshahr. Rainfall simulation was done through applying a pumping rain simulator generating rain intensity of some 1.6 mm min-1. Accordingly, runoff generation time was determined from starting time of the simulation until runoff generation. In this research, some soil characteristics such as percentages of organic matter, clay, Silt, sand, antecedent soil moisture contents and soil bulk density were analyzed at two topography characteristics of slope steepness and aspect. For statistical analysis, a normality and variance homogeneity test was firstly carried out and variance analysis was then adopted. The significant relationships were ultimately evaluated using the Pearson correlation test. Results showed that the soil properties were strongly correlated to each others. Amongst them, there were just a positive correlation between the percentage of organic matter and topography properties with runoff generation time in the significant level of 5 %. Most of the runoff generation time were measured from plots of 44% and located at the western aspect that had the highest percentage of organic matter of 5.9%. It could be inferred from the results that the runoff generation time was significantly sensitive to environmental variables.
    Keywords: Forested Watershed, Runoff Generation Time, Slope Steepness, Aspect, Soil Physical Properties
  • Hadi Sanikhani, Mohammad Reza Gohardoust, Morteza Sadeghi Pages 12-22
    Climate change has a critical impact on water resources, especially in arid regions. In the first part of the study, the LARS-WG was used for downscaling of climatic variables including rainfall, solar radiation, minimum and maximum temperature over the Ghareh-Chay basin in Markazi province for a 31 year historical period (1983-2013). Results showed that LARS-WG can be applied successfully to downscale the climatic variables. By using the three emission scenarios, A1B, A2 and B1 in different future horizon, decreasing and increasing trends were seen for rainfall and temperature, respectively. In the second part of study, adaptive inference neuro fuzzy system (ANFIS) was applied for run-off simulation over the basin for three different horizons, 1400, 1435 and 1470. Two different identification methods namely, grid partitioning and subtractive clustering were used for ANFIS model. Performance of the subtractive clustering was slightly better than the grid partitioning in run-off modeling process. The results indicated that in comparison to the baseline period, the maximum discharge will be reduced by14, 27 and 43 percent in 2020, 2055and 2090 horizons, respectively. Based on the occurrence of climate change over the basin and intensification during the next years, it seems necessary to consider some ways for adaptation and coping with climate change for protecting the water resources.
    Keywords: ANFIS, Climate change, Downscaling, LARS, WG, Run, off
  • Naseh Rahmani, Kaka Shahedi, Karim Soleimani, Mirhassan Miryaghoubzadeh Pages 23-32
    The land use change is one of the major challenges of the human communities in this century and even more its impacts are than the climate change phenomenon. Land use change influences run-off as well as the other hydrologic factors such as interception, infiltration and the flood intensity. This study is aimed to investigate the impact of last 30 years of land use changes on hydrological behavior in the Kasilian watershed. Satellite data of Land sat MSS, ETM and IRS LISSIII were used to detect land use change for the years of 1977, 2001 and 2007 respectively. The extracted results from this period a declination trend in the forest cover which was the cause of the increase in the runoffs identified in HEC-HMS used model. After calibration and validation of the used model for the indicated timescales, it shows that the deforestation impacts was increased the peak discharge to 2.11 m3 and also the run-off volume to 98.81 m3.
    Keywords: Calibration, HEC, HMS, Land use change, Runoff, Sensor
  • Leila Soleimani, Ali Haghizadeh, Hossein Zeinivand Pages 33-41
    The process of infiltration is one of the most important components of the hydrological cycle. On the other hand, the direct measurement of infiltration process is difficult, time spending and expensive. Infiltration models play a main role in managing water resources. Therefore, different types of models with various degrees of complexity were developed to reach this aim. So, this research carried out to the determination of the best infiltration estimation model in Rangeland, forest, agriculture land uses, in the Kakasharaf Watershed in Lorestan province. In this study, infiltration measurements were carried out using the infiltrometer double rings and Philip, Horton, Green-Ampt, Kostiakov and Soil Conservation Service of America (SCS) models, and use to estimate the infiltration. The results of this study showed that in rangeland use, the infiltration of all parameters (cumulative infiltration, the final infiltration rate, infiltration rate and the average time until stabilizing infiltration), is less than forestry and agriculture land use. It also compares the models, in the rangeland, Soil Conservation Service Model, with Nash-Sutcliffe efficiency coefficient 0.910 and coefficient of 0.915, and in land use of forest and agriculture, Philip Model with Nash efficiency coefficient, respectively 0.850 and 0.784, were selected as the best models in the three land uses. The Horton model was selected the weakest model in all of the three land uses as well.
    Keywords: Double Rings, Kakasharaf Watershed, Land Use, Infiltration
  • Hadi Delafrouz, Abbas Ghaheri, Mohammad Ali Ghorbani, Mohammad Hasan Fazelifard Pages 42-49
    One of the challenges for hydrologists is finding a new method for hydrologic classification of catchments. An appropriate classification method can be effective in many branches of hydrologic science like modeling. To deal with the complexity and nonlinearity of hydrologic processes, some researchers have proposed using the chaos theory for catchment classification. In this research, possibility of using this concept in classification of 60 catchments in Iran (using daily runoff data) has been analyzed and embedding dimension (M) of dynamic systems has been used as a parameter for catchments classification. Regarding the obtained results, catchments can be classified into three group whit high (probability), average (deterministic-probability) and low (deterministic). The results indicate that although there is some similarity and homogeneity in some regions and climates, using the geographic position of a catchment can’t suggest a group that the catchment belongs to and that, insteade embedding dimension can be used as a criterion for catchment classification.
    Keywords: Catchment Classification, Chaos Theory, Embedding Dimension, Hydrologic Models, Iran
  • Foad Naserabadi, Abazar Esmali Ouri, Husain Akbari, Rokhsareh Rostamian Pages 50-59
    Simulation of stream flow, prediction of the hydrological behavior of watersheds and understanding of various components of the hydrological cycle is important in order to plan for protection of water resources. On the other hand, lack of proper estimation of runoff in the watersheds, may cause serious problems in the optimum management of water resources and particularly the utilization of dams and water transfer systems. The main objectives of present study were application and test the performance of Soil and Water Assessment Tool (SWAT) as a simulator of monthly stream flow in the Ghareh Su watershed with an area of 4062 km2. The simulation was carried out using flow data from the Samian, Pol Almas and Yamchi hydrometric stations for 8-hydrological years (from January 2003 to December 2010), where data for the six years (from January 2003 to December 2008) were used as a calibration period and validation period was done for two years (from January 2009 to December 2010). The performance of the model was evaluated by coefficient of determination ( ) and Nash–Sutcliffe efficiency ( ). The values in Yamchi, Samian and Pol Almas hydrometric stations during the calibration and validation periods were 0.70, 0.68, 0.34 and 0.82, 0.53, 0.63, respectively. The values were 0.51, 0.58, 0.09 and 0.51, -0.33, 0.60, respectively. The statistical analysis showed a satis factory agreement between observed and simulated monthly discharge values, in Yamchi hydrometric station during the calibration and validation periods. The weakness of the model to simulate flow for some months was probably due to a poor characterization of snowmelt processes, the discordance between model assumptions with flow transmission in frozen and saturated layers, lack of sufficient discharge data, and lack of input data for simulation of groundwater recharge and groundwater-river interaction.
    Keywords: Calibration, Ghareh Su watershed, Runoff, Validation, SWAT model
  • Mahrouz Nourali, Bijan Ghahraman Pages 60-71
    Quantifying the effects of watershed management projects is a first step in the evaluation of their efficiency. Selecting suitable index for evaluation is an important concern in an evaluation process and is determined on the basis of project type, evaluation method, required accuracy, and available data. Watershed management projects have been initiated in Goosh-Bahreh Watershed, Khorasan Razavi province, since 1993. Considering the importance of watershed management projects evaluation, peak flood discharge and flow volume were adopted as suitable indices. Field surveys and available recorded documents were used to provide required data and information on locations and specifications of the projects which are built on the main streams. To quantify the effects of the projects, river flow was simulated by using HEC-HMS model. The results showed that biological and mechanical projects lead to a decrease of 36.21% and 34.78% in peak discharge and flood volume at different return periods, respectively and the effect of watershed management projects on the peak discharge and flood volume decreases as return period increases. This research showed positive effects of watershed management projects on flood discharge and flood volume in the Goosh-Bahreh Watershed.
    Keywords: Assessment of Watershed Management Projects, Flood, Goosh, Bahreh Watershed, HEC, HMS model, Routing
  • Maryam Azinmehr, Abdolreza Bahremand, Atenakabir Pages 72-82
    The spatially distributed hydrologic model WetSpa is applied to the Dinvar river basin (1717 km2) located in upstream of the Karkheh Dam. Daily hydrometeorological data from 1382 to 1389, including precipitation data from 9 stations, temperature and evaporation data measured at 4 stations are used as input to the model. The spatial characteristic of the basin is described by three base maps, i.e. DEM, land use and soil type, in GIS form using 100 m cell size. Results of the simulations show a good agreement between calculated and measured hydrographs at the outlet of the basin. The model predicts the daily discharge values with a good accuracy, i.e. about 66% according to the Nash-Sutcliff criterion. Sensitivity and uncertainty analysis of the model parameters is performed using a model-independent parameter estimator, PEST. It is found that the correction factor for calculating the groundwater flow recession coefficient has the highest relative sensitivity and the parameters kss and kep located in two and three ranks of the relative sensitivity. Parameter uncertainty analysis shows that parameters ki; kep, kss and kg have high certainty and as well as parameters krain, kmax have low certainty.
    Keywords: Dinvar Basin, Flow Simulation, Karkheh Dam, PEST, Sensitivity Analysis Uncertainty, WetSpa Model
  • Leila Rahimi, Amir Ahmad Dehghani, Khalil Ghorbani Pages 83-91
    Knowledge 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
  • Mohammad Ali Ghorbani, Atefe Azani, Leyla Naghipour Pages 92-103
    Simulation of rainfall-runoff process is a major step in water engineering studies and water resources management. In this study, the rainfall-runoff process of the Siminehroud monthly (1377-1390) were simulated using Support Vector Machines (SVM) with Radial Basis kernel Function, Polynomial and linear Bayesian Network (BN) with a PC Learning Algorithm, also conventional methods such as Artificial Neural Networks (ANNs) and Gene Expression Programming (GEP) were used; finally, the results were compared with each other. Correlation Coefficient (CC), Root Mean Square Error (RMSE) and Nash-Sutcliff coefficient (NS) were used to evaluate the performance of the models. The results indicate the acceptable performance of the models and GEP model shows the highest CC (CC = 0.91), minimum RMSE (RMSE = 1.3 m3/s) and NS = 0.82 in verification stage.
    Keywords: Artificial Neural Networks, Bayesian Networks, Gene Expression Programming, Rainfall, Runoff, Siminehroud, Support Vector Machine
  • Farzaneh Akbarzadeh, Hamid Hasanpour, Samad Emamgholizadeh Pages 104-118
    Groundwater level prediction is an important issue in scheduling and managing water resources. A number of approaches such as stochastic, fuzzy networks and artificial neural network have been used for such prediction. A neural network model has been employed in this research for Shahrood plain groundwater level prediction. For this reason, statistical parameters of groundwater level fluctuations for 16 successive years 1994 to 2010, have been used and also, weather forecasting parameters for 16 successive years from 1994 to 2010 have used. This study indicates that some of the data are correlated an possesed a seasonal pattern. This issue makes difficult the forecasting process. Hence, the proposed method employed policies for non season analyzing, normalizing, and ignoring the correlated date. 85% of the data for train and the rest for testing the proposed neural networks model have used. Results indicate that the proposed method can predict groundwater level of Shahrood Plain for three successive years with the mean square errors of 0.0257m, 0.0270m and 0.0452m. Also, the prediction shows that if the precipitation decreases 30 percent in a year, the groundwater level will decrease 0.7 m.
    Keywords: Groundwater level, RBF Neural Networks, Seasonal Data, Shahrood Plain
  • Abbas Gholami Pages 119-127
    Due to the extent of Iran and the variety of climates in different area with variation of precipitation cause urgency obtaining to new methods for flood calculations. For this purpose necessary, efficient of new method assessment in compare of current method in different area of Iran until if suitable fitness for different region, used to calculation of flood. Two current methods for calculating of statistical parameter about flood have been ordinary moments and maximum likelihood that these methods calculate in Hyfa (Hydrological frequency analysis) and using of these results in our country. Another new method for computation of these statistical parameters in the recent years, that using in the world have been linear moments that applied by Hydrological experts for assessment in different area of the world and have been suitable recommendation for applying of this new method. The aim of this research was assessment of efficiency of this method in the selection area of sheikh Osman watershed from Oshnavieh in west Azerbaijan province as has been assessment, efficiency of this method in this region and if suitable developed for another region of Iran. The result of this study distinguished for five selection station in this region and pay attention to comparison between three methods of ordinary moment ,maximum likelihood and linear moment method, the best selection method and distribution have been the Gamble distribution with linear moment and extinct efficiency of this method for calculation of annual maximum peak floods that distinguish more accuracy compare with current method.
    Keywords: Frequency Distribution Function, Gumble Distribution, Linear Moment, Maximum Peak Flood, Residual Sum of Square
  • Navid Dehghani, Mehdi Vafakhah, Abdolreza Bahremand Pages 128-137
    Rainfall runoff modeling and prediction of river discharge is one of the important practices in flood control and management, hydraulic structure design and drought management. The present article aims to simulate daily streamflow in Kasilian watershed using an artificial neural network (ANN) and neuro-fuzzy inference system (ANFIS). The intelligent methods have the high potential for determining the relationship between inputs and output. In this study, the input parameters are rainfall, evaporation and temperature of Sangdeh station and streamflow data of Valikbon station are selected as output during 2003 to 2009. The partial auto-correlation function (PACF) was employed for selecting appropriate input parameters to the ANN and ANFIS models. Among different variables in both models, rainfall and evaporation with 1-day lag time were selected as optimal parameters. Then, the results were evaluated using RMSE, NSH, MAE and Rmod statistical criteria for presenting optimal model. The results showed that ANFIS with bell-shaped function and radius of influence=0.14 and NSH=0.80, RMSE=0.056, MAE=0.11, Rmod=0.81 statistical criteria were found to be superior to the ANN with the similar structure, the Levenberg-Marquardt training algorithm, sigmoid transfer function, 14 neurons in the hidden layer and NSH=0.54, RMSE=0.056, MAE=0.14, Rmod=0.87 in testing stage for rainfall-runoff modeling in Kasilian watershed.
    Keywords: ANN, ANFIS, Kasilian Watershed, Rainfall, Runoff Modeling
  • Somaye Ebdam, Ali Fathzadeh, Rouhollah Taghizadeh, Mehrjardi, Javad Mahjoobi Pages 138-149
    Although a small portion of the Earth's surface is covered by the mountains, but it has a large impact on watershed hydrological perspective Because of the water crisis in arid and semi-arid regions of Iran, monitoring of the amount of snow in these areas is very important. Usually, access to the spatial distribution of snow water equivalent is limited to small scale using sampled data. However, due to the limitations of the mountainous, snow sampling of area is difficult and sometimes impossible in the large basins. Thus, the development of methods in order to estimate snow water equivalent at the un-sampled locations is essential. In this research, an area of 16 ha area in Yazd province was selected and snow water equivalent was measured at 216 points using a Mt. Rose snow sampler. Then the application of artificial neural network method was evaluated using 31 geomorphometric parameters and the digital map of snow water equivalent was obtained. The results showed that the artificial neural network can estimate the snow water equivalent by a R2=0.83 and RMSE= 3.55.The results of the sensitivity analysis are also showed that among the ANN parameters used in the prediction of snow water equivalent, Plan Curvature, Profile Curvature, Curvature, Wind Effect, Slope, Multiresolution ridge top flatness index (MRRTF), Catchment slope and Multi resolution index of valley bottom flatness (MRIVBF) are the effective parameters to predict snow water equivalent, respectively.
    Keywords: Artificial Neural Network, Geomorphometric Parameters, Sakhvid Watershed, Sensitivity Analysis, Snow Water Equivalent
  • Sayyad Asghari Saraskanroud, Mehdi Belvasi, Batool Zeinali, Saiedeh Sahebi Vayghan Pages 150-163
    Main part of Iran is in arid and semi-arid region and water is a limiting factor of human activities in this area. One of the ways to overcome seasonal shortages of water is using groundwater. Underground dam is a storage methods and use of groundwater that it can be used to improve water resources management and increase utilities of these resources. In this study, It has been tried to identify the most effective locations for the construction of underground dams in the watershed of Alashtar by combing GIS and multi criteria decision systems. For this purpose, were prepared data of 8 affecting parameters were prepared slope, geology, land use, geomorphology units, faults, streams, wells and residential areas in studied area by GIS. Weight of each criterion and weight classes of each layer was calculated by ANP method and paired comparison in Super Decision software. In next stage, restricted areas were removed. Then each of the defined criteria was classified for area using the GIS analytical functions. At the end, the final map was prepared in five classes from very good to poor by combination of zoning maps based on the weight of the ANP method. Results indicated that 15% of the study area is very suitable, 11% suitable, %18 elatively suitable, %37 unsuitable and %19 relatively unsuitable.
    Keywords: Alashtar Watershed, Network Analytic Processes, Geographic information systems, Site selection, Underground Dam
  • Rezvan Kordi, Marzban Faramarzi, Haji Karimi, Parviz Garaei, Ehsan Yarmohammadi Pages 164-172
    Management of underground resources has a special priority in arid and semi-arid in Iran. Increasing underground resources is one of the useful ways for providing water requirements during the drought years. The main objective of this study was for mapping underground dam in the arid and semi-arid area in western Iran. The first and important stage of underground dam construction is recognizing an appropriate location of dam. In this research, after investigating the previous study and improving some basic information, different layers were integrated using GIS technology to determine the location which has a potential for these structures in the study area. These layers were including fault, slope, geology, geomorphology, rainfall, temperature and land use. The IRS satellite imagery in 2007 was used for providing the geomorphology map and land use map as well as well to determine the correct location of dams. Then, a number of 14 appropriate locations were selected using field data collection and the AHP method for constructing the underground dams in the study area.
    Keywords: GIS, Ilam Province, Mehran Plain, Underground Dams
  • Ebrahim Karimi Sangchini, Majid Ownegh, Amir Sadoddin Pages 173-181
    In this study, management plan was developed for normal and critical scenarios in the
    Chehel-Chai watershed. Landslide distribution map of the study area was created using air photos interoperation and field studies. Landslide management plan also was suggested for five management strategies: without management program, low-risk tolerance, zero risk tolerance, avoiding of risk and controlling measures. The management plan was developed for both normal and critical scenarios. Additionally, multi-criteria evaluation was used to calculate the management score. Results show that in the two normal and critical scenarios, 6.67% and 11.8% of the Chehel-chai watershed need controlling measures, respectively. In contrast, 37% and 12.57% of the study area are identified as the areas that do not need any intervention (without management program), with respect to the two scenarios respectively. The kappa index of agreement for the management plan maps corresponding to both scenarios was calculated as 0.64 suggesting that there is 36% difference between the two management plan scenario maps. The implementation of the landslide management plans based on this research in local and regional scales can solve the problems arising from hill slope instability. This can lead to appropriate watershed management practices and therefore to achieve sustainable development.
    Keywords: Landslide Hazard Zonation, Landslide Risk, Normal, Critical Scenarios, The Chehel, chai Watershed, Vulnerability
  • Seyyed Naeim Emami, Ahmad Jalalian, Abbas Khosravi Pages 182-192
    The Occurrence of more than 400 landslides in Chaharmahal and Bakhtiari province shows a special sensitivity against erosion in this terrain. To investgate the role of the soil physical, chemical and mineral properties on the occurrence of the landslides in Afsar-Abad, Do ab Samsami in the west of Chaharmahal and Bakhtiari, were drilled six boreholes in sliding boundary and safe restrictions on the quaternary Slope Colluvium. The sampling has done in three depths after profiles analysis. Physical properties such as bulk density, true specific gravity, saturation percent and soil texture along with chemical characteristics including organic matters, limestone, gypsum, dissolve cations were measured. The soil texture is silty clay loam in both experiment groups. The results are analyzed and interpreted through statistical methods. They show that there is a meaningful difference in the amounts of clay, organics, Silt, Ca, Mg, and EC of both control and experiment group. Silt has a direct relationship with landslide occurrence. Piping occurs due to the increase in the underground water level and subsurface erosion; consequently silt is washed away from the body of the soil. The increase of clay in the safe area can prevent earth-sliding. Thus, low or average amounts of clay in the soil lead to the stability of both soil structure and soil particles. This, in itself, prevents soil collapse. The amount of Ca has a reverse relationship with landslide. This shows the important role of this cation in increasing the stability of the soil structure, as well as the shear strength, and finally the earth stability against any rupture in the soil particles. The increase in the amount of EC in the sliding areas points out the effect of the dissolution of salts as Nacl and Kcl which is itself caused by the increase of the amounts of rainfall (about 900 ml a year) and consequently the increase of the underground water level. Thus, landslide could be prevented by chemical remediation.
    Keywords: Casual Factors, Charmahal, Bakhtiari, Do, ab Samsami, Landslide, Soil Characteristics
  • Hassan Fathizad, Haji Karimi, Mohsen Tavakoli Pages 193-208
    Studies related to erosion and soil conservation of litho logical and geological characteristics of catchments have particular importance, Due to their effects. Erosion and sediment production are related to many factors, in which, the sensitivity of geological formation to erosion is the most important parameter. In this study, formations sensitivity to erosion in two sub-basins of Doviraj River located in Ilam Province is compared and their role in erosion and sediment yield has been investigated. In order to study the sensitivity of geological formations the Faiznia (1996) method is used. Results showed that the erodibility of the geological formations has a significant role in the erosion and sediment production, so that, the erosion and sediment yield of the first catchment is 2.5 times as much as the second catchment, because 92.4%of the sub-basin 1, is classified as sensitive to erosion and 7.45% the average class of sensitivity, but in the sub-basin 2, the above amounts are 65.01% and 34.99% respectively. Also, in the sub-basin 1, the Gachsaran formation which covers 6304 hectares (82.09% of the catchment) has the highest frequency and the above figure in the sub-basin 2, is 2166.86 hectares (49.07% of the catchment). Higher erosion and sediment yield of the sub-basin 1 compared to the sub-basin 2 is due to the existence of sensitive formation to erosion, especially Gachsaran formation which has the highest frequency in the study area.
    Keywords: Doviraj, Erosion, Feyznia Method, Geological Formations, Sediment
  • Mohammad Zare, Mohammad Hassan Jouri, Diana Askarizadeh, Tina Salarian, Mona Fakhre Ghazi Pages 209-217
    Watersheds are changed positively or negatively as biotic and abiotic factors in natural circumstances impact them. Landslides, as a physical factor, one of the negative consequences on these catchments. Masoleh watershed, in North of Iran, is one of the susceptible areas to explode the natural landslides. In other to landslide hazard zonation, the Dempster-Shafer model is which is used has 14 effective factors including, geology, slope, slope aspect, altitude, distance from faults, distance from road, distance from stream, distance from the fold, Stream Power Index, Compound Topographic Index, Rangeland condition, soil texture, rainfall and land use. Results showed that geology formation and distance from the fold factors have a consequential role to construct the lands life hazard in this area. Overgrazing, grazing in forth off-season, early grazing, late term departure of animal from rangeland and surplus livestock are considered as direct affecting factors on vegetation condition have simultaneous role to make the landslide hazard. From the other point of view, results showed that there was a close relationship between landslides and rainfall. So that parts of the study area which have the bare ground, high stocking rates, maximum rainfall; numerous landslides have occurred. Evaluation result of Dempster-Shafer model using ROC method has a superior accurate to evaluate the landslide risk in the study area. Therefore, regarding the affecting factors of the landslide hazard and knowing that status in each region, as an influence tool, has important role to exhaustive management of the watershed.
    Keywords: Dempster, Shafer theory, Guillan, Landslide, Masouleh, Subalpine ecosystem
  • Zahra Eivani, Mohammad Mehdi Ahmadi, Kourosh Qaderi Pages 218-229
    Accurate estimation of sediment load in rivers and reservoirs is an important issue in hydraulic engineering as it affects the design, management and operation of water resources projects. Extract of mathematical relationship in sediment transportation has special complexity. Data-driven methods can be used for Modeling of these phenomena. One of these heuristic self organization methods is Group Method of Data Handling (GMDH) that is uses as a method to detect non-linear relationships between input and output variables. In this research, based on GMDH, a model has been developed for the prediction of suspended sediment concentration in river systems. The daily stream flow and suspended sediment concentration data from two stations, Rio Valencia no Station and Quebrada Blanca Station, were used for evaluating the ability of model. The accuracy of model was evaluated using mean square error (MSE), Relative Bias (RB) and determination coefficient (R2) statistics. Comparison between the results of statistical parameters of model with other algorithms like Neural Networks, Neuro-Fuzzy and Genetic Programming indicated that GMDH has high capability for predicting and simulating of suspended sediment concentration than other models.
    Keywords: Group Method of Data Handling (GMDH), Sediment Transportation Rate, Simulation
  • Maryam Sadat Jafarzadeh, Hamed Rouhani, Ali Heshmatpoure, Mojtaba Kashani Pages 230-240
    Due to global warming, and its resulting changes in the frequency and amount of precipitation and temperature, there has been a great concern on climate change impacts by the scientific community. This study focuses on trend analysis of annual and seasonal rainfall (P), maximum temperature (Tmax) and minimum temperature (Tmin) time series from seven meteorological stations in Gorgranrood river basin during 1982-2011. Three statistical tests including, Mann-Kendall (MK), the Modified Mann-Kendall (MMK) test and Man Wintney (MW) were examined at 10% significance level. To quantify the slope we used Sen’s non-parametric estimator of slope. Both positive and negative trends were identified by all the tests. However, all negative trends were insignificant and only some positive trends were significant. Trend tests reveal that the median of slopes of seasonal series of Tmax, Tmin and P are located above zero line which is revealed that increasing trend is observed in most of the station Steepest positive slope of trend line of the Tmax is found in the spring then in summer time. Trend analysis has revealed strong seasonal variability of Tmin series. The highest number of stations with significant trends occurred in the Tmin while less significant trends were detected in the Tmax and P. There is a non-significant increasing rainfall trend in the basin. With regard to seasonality P, it is remarkable that positive significant trends were detected in few stations at both annual and seasonally time scale. In order to remove serial correlation, the trend-free pre-whitening procedure has been applied and less number of positive trends has been again observed, highlighting that, in this case, serial correlation affect the results of Mann-Kendall trend test.
    Keywords: Gorganrood River Basin, Mann, Kendall, Modified Mann, Kendall, Man Wintney
  • Abozar Parhizkari, Mohammad Mahdi Mozafari, Mahdi Hoseyni Khodadadi, Roya Parhizkari Pages 241-253
    In this study, the influencing factors on farmer's participation in use of soil and water conservation practices were investigated using the farmer's experiences in Shahroud river basin. For achieving this goal was used from multinomial logit model. The required dates are related to year 2011-2012 that by completing the questionnaire from 138 sample farmers were collected. To select the sample farmers were used of stratified random sampling method and Cochrane formula. The results showed that only 42/7 percent of farmers in Shahroud river basin employ conservation practices moderately. Logit regression model results showed that education, slope of lands, knowledge of conservation practices, the annual gross income, receiving of grants, participation in promotional classes have positive and significant effects and age and employment in non-agricultural sector have negative and meaningful effects on the probability of farmer's participation in use of soil and water conservation practices. Multinomial logit model in high confidence level by likelihood ratio test statistics with 30/57 for mechanical practices, 19/68 for non-mechanical practices and 24/32 for management practices was significant. The maximum probability value is equal to 0/065 and for non-mechanical practices was obtained.
    Keywords: Farmer's Participation, Likelihood Ratio Test, Multinomial Logit Model, Shahroud Watershed, Soil, Water Conservation
  • Shafagh Rastgar, Hossein Barani, Ali Darijani, Vahed Berdi Sheikh, Jamshid Ghorbani, Mohammad Ghorbani Pages 254-262
    One of non-forage functions of rangelands vegetation is soil conservation and prevents it from erosion. Water soil erosion has economic, social and environmental implication due to both on-site and off-site effects. So, the objective of this study was to assess the on-site effect of water erosion on conservation function of summer rangelands vegetation, using a combination between economic value and various vegetation density of Baladein North of Iran. So, economic value of soil conservation estimated by "loss of forage productivity" method. The initial framework of the model was bio-economical. The model fitted by Cobb-Douglas production function by OLS method. This function is based on soil physic-chemical parameters and soil erosion ratio. Results showed that only soil erosion had significant effect on forage production. According to the marginal production (MP) and economic value of each kg of soil conservation, value of MP (VMP) estimated per ha by different plant vegetation density. The results showed that, economic value of loss of forage productivity estimated 230084 Rails/ha from 94978.6 ha of rangelands. The most soil conservation value wasbelongedto rangeland with high density by 10.86 milliard Rails and the least value was belonged to rangeland with low density by 1.31 milliard Rails. Results showed that similar research in natural resources filed by natural vegetation is required to consider other independent variables in the initial framework of the function.
    Keywords: Economic value, Forage Yield, Plant Vegetation, Soil Conservation, Summer Rangelands
  • Majid Kargar, Mohammad Reza Javadi, Seyed Ali Asghar Hashemi, Maryam Mohammad Ebrahimi Pages 263-271
    Severe lack of data on soil erosion and sedimentation in many national watersheds requires the application of appropriate empirical methods for their estimation. This study is aimed to evaluate the efficiencies of Universal Soil Loss Equation (USLE) and some of its variations including MUSLT, MUSLE-E, MUSLE-S and AUSLE in semi-arid climates. This study was undertaken on standard plots in the ranges of Margsar, range and livestock management research station, Jashlobar, Mahdishahr, Semnan province. For this, all of required variables and input data for the respective models have been calculated for the respective plots. Finally, the estimations from both models and measured sediments have been compared during 15 showers. The results of t student’s t-test showed that there is no significant difference between MUSLE-E, MUSLT and MUSLE-S models and the measured sediment. Also, the results from efficiencies of the models by Nash-Sutcliffe method as well as relative root mean square error (RRMSE) showed that MUSLE-E, MUSLT and MUSLE-S models have higher efficiencies than other variations.
    Keywords: USLE, Sedimentation, Semnan province, Standard plots
  • Mohammad Hossein Rezaei Moghaddam, Iraj Jabbary, Nooshin Pirozynezhad Pages 272-283
    Rivers have different patterns of plan forms. Straight and meandering rivers have single channel but braided, anabranching and anastomosing rivers have multi channels. Gamasiab River in Kermanshah province has different plan forms of channels. In this study, historical method is used and is investigated different plan form and river's changes with using of aerial photography of 1955, 1969, 2003 and IRS satellite imagery 2010. Aerial photographs are ortho photo in Arc Map software based on 1:25000 topographic maps. Channels and bars were digitized and river is divided to 12 reaches. Braided index and sinuosity for different reaches were calculated. Results show that river channels have remarkable changes during the past 56 years. Evolution occurrence on the upstream section has changed from meandering to anabranching. Channel avulsion is defined as the rapid lateral relocation of a river course across parts of its floodplain due to formation of new channel and makes a condition for creating an branching plan form. In the intermediate reach of stream section changes from meandering to braided river. But in the downstream reaches section have a meandering plan form and these reaches do not have changes in the plan form during in the past 56 years.
    Keywords: Braided Index, Gamasiab River, Ortho Photo, Plan Forms Change, Sinuosity Index