فهرست مطالب

اکو هیدرولوژی - سال سوم شماره 2 (تابستان 1395)

مجله اکو هیدرولوژی
سال سوم شماره 2 (تابستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/06/27
  • تعداد عناوین: 12
|
  • حسین یوسفی*، علی محمدی، یونس نوراللهی، سید جواد ساداتی نژاد صفحات 141-149
    کیفیت آب در هر محل منعکس‏کننده اثر عوامل مختلف مانند زمین‏شناسی، اقلیم و منابع آلاینده انسانی است و پایش کیفیت منابع آب اغلب موجب تولید داده های پیچیده‏ای می‏شود که حاوی اطلاعات غنی درباره رفتار منابع آب هستند و نیاز به روش‏های مناسبی برای تحلیل و تفسیر دارند. در این مطالعه ارزیابی هیدروژئوشیمیایی منابع آب حوضه ‏آبخیز هیو انجام شده است که در غرب شهر هشتگرد قرار دارد. به منظور اندازه‏گیری کاتیون‏ها و آنیون‏های اصلی، در سال‏های 1393و 1394 از منابع آب سطحی این حوضه نمونه‏برداری شد و در مجموع 12 نمونه آب جمع آوری و بررسی شده است. کیفیت آب براساس نمودار ویلکوکس برای نمونه های آب در رده ‏C2S1 قرار گرفت که به منظور کشاورزی مناسب است. با توجه به نمودار شولر که به منظور تعیین کیفیت کلی آب برای شرب به کار می‏رود، آب منطقه در رده قابل قبول قرار گرفته است و با مقایسه نتایج به دست آمده با استانداردهای ایران و جهان، مصرف آن از لحاظ شرب بدون مانع است. با توجه به نمودار پایپر که نشان دهنده تیپ هیدروشیمیایی آب است، مشخص شد که منابع آب سطحی حوضه ‏آبخیز هیو در رده CaSO4 (انیدریت) است که نشان دهنده وجود سنگ های تبخیری در این منطقه و CaHCO3 که بیانگر آب‏های سخت است .
    کلیدواژگان: حوضه آبخیز هیو، شولر، کیفیت آب، منابع آب، ویلکوکس
  • حسین نوروزی*، عطاالله ندیری، اصغر اصغری مقدم صفحات 151-166
    از آنجا که در زمینه وضعیت پراکنش عناصر سنگین در آب‏های زیرزمینی دشت ملکان اطلاعاتی وجود ندارد، این مطالعه با هدف بررسی فلزات سنگین، به خصوص آرسنیک در آب زیرزمینی و تعیین عوامل مهم بر آنومالی آرسنیک این دشت انجام پذیرفت. به همین منظور، نمونه‏برداری از منابع آب زیرزمینی انجام شد و آنالیزهای هیدروشیمیایی در آزمایشگاه آب‏شناسی دانشگاه تبریز انجام شد. همچنین برخی عناصر سنگین از قبیل آهن، آلومینیوم، منگنز، آرسنیک و کروم با روش جذب اتمی کوره گرافیتی در آزمایشگاه کنترل کیفی آب فاضلاب تبریز اندازه‏گیری شدند. در مطالعه حاضر روش Random Forest (RF) که یک روش یادگیری مبتنی بر دسته‏ای از درخت‏های تصمیم است، برای ارزیابی احتمال آلودگی آرسنیک پیشنهاد شده که تا کنون در این زمینه استفاده نشده است. روش RF نسبت به روش‏های دیگر مزایایی مانند دقت پیش‏بینی زیاد، توانایی در یادگیری روابط غیر خطی، توانایی زیاد در تعیین متغیرهای مهم در پیش‏بینی و ماهیت غیر پارامتری دارد. بر اساس پیش‏بینی مدل RF، مقدار قابلیت انتقال، نیترات، هدایت هیدرولیکی و وجود شهرها به‏عنوان تاثیر گذارترین پارامترها در وجود آنومالی آرسنیک شناخته شدند. وجود همبستگی زیاد بین مقادیر نیترات و آرسنیک، به منشا انسان‏زاد آنومالی آرسنیک، به خصوص به دلیل نبود شبکه فاضلاب ارتباط پیدا می‏کند. همچنین آلودگی قسمت جنوب‏ شرقی آبخوان را می‏توان به منشا زمین‏زاد ناشی از سولفیدهای آرسنیک درون شکستگی های موجود در مارن‏های میوسن ربط داد. بر اساس نقشه به دست آمده از مدل، 13درصد از وسعت منطقه مطالعه شده در محدوده آسیب‏پذیری یا احتمال آلودگی بسیارکم، 53 درصد در محدوده آسیب‏پذیری کم، 21 درصد در محدوده آسیب‏پذیری متوسط، 5/11 درصد در محدوده آسیب‏پذیری زیاد و 5/1 درصد در محدوده آسیب‏پذیری بسیارزیاد نسبت آرسنیک قرار می‏گیرد.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، آرسنیک، دشت ملکان، قابلیت انتقال، نیترات، Random Forest
  • اصغر اصغری مقدم*، علی آدی گوزل پور صفحات 167-179
    از بحث‏های مهم در آب‏های زیرزمینی، آلودگی آب ناشی از فلزات سنگین است. فلزات سنگین با توجه به ثبات شیمیایی، تجزیه‏پذیری ضعیف و داشتن قدرت تجمع زیستی در بدن موجودات زنده، به سرعت به آلاینده های سمی تبدیل می‏شوند. با توجه به آلودگی روزافزون منابع آب قابل بهره‏برداری و اهمیت پایش مداوم آنها، در این تحقیق غلظت آلومینیوم، آهن، منگنز، کادمیوم و کروم منابع آب زیرزمینی دشت اشنویه و تعیین اندیس اشباع برای آلومینیوم، آهن و منگنز ارزیابی شد. از این رو، در تحقیق حاضر از 15 نمونه آب انتخابی دشت در شهریور 1394 با توزیع یکنواخت نمونه ‏برداری شد، سپس نمونه ها توسط دستگاه جذب اتمی آنالیز شدند. نتایج با استفاده از نرم ‏افزار GIS Arc و در مقایسه با مقادیر استاندارد سازمان بهداشت جهانی ترسیم شد. با استفاده از نرم افزار (PHREEQC) اندیس اشباع نمونه ها محاسبه شد. بررسی ها نشان داد 33/33 درصد از نمونه ها غلظت آلومینیوم بیشتر از حد مجاز سازمان بهداشت جهانی را دارند و در بقیه غلظت فلزات کمتر از غلظت استاندارد هستند. غیر از آلومینیوم آلودگی دشت به فلزات سنگین در مرز خطر نیست، ولی به علت عمق کم آب زیرزمینی و فعالیت‏های شدید کشاورزی به طور قطع در دراز مدت خطرات زیست محیطی زیادی در پی خواهد داشت. بنابراین، باید درباره پساب‏های صنعتی، استفاده از سموم کشاورزی و آب برگشتی کشاورزی اقدامات کنترلی صورت گیرد. توسعه صنعتی منطقه باید با در نظر گرفتن خطرات احتمالی ناشی از آلودگی فلزات سنگین با برنامه های کنترلی و پایش مستمر آب‏های زیرزمینی صورت پذیرد.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، آلودگی، اندیس اشباع، دشت اشنویه، فلزات سنگین
  • هادی نظری پویا *، پرویز کردوانی، عبدالرضا فرجی راد صفحات 181-194
    تغییر اقلیم یکی از عوامل مهمی است که بخش‏های مختلف زندگی انسان روی کره زمین را تحت تاثیر قرار خواهد داد و تاثیرات زیان باری بر منابع زیست محیطی، اقتصادی اجتماعی و به ویژه منابع آب، با تغییر در بارندگی، مقدار و زمان وقوع رواناب خواهد داشت. یکی از راهکارهای کاهش تاثیرات ناشی از تغییر اقلیم، ارزیابی تاثیرات آن بر بارندگی، دما و رواناب در هر منطقه است. در این تحقیق عدم قطعیت تاثیرات ناشی از تغییر اقلیم بر دما، بارندگی و رواناب در حوضه آبخیز سد اکباتان با استفاده از مقایسه مدل های HadCM3‏MPEH5، وIPCM4 تحت دو سناریوی A2 و B1 برای دوره 2045- 2065 ارزیابی شده است. بنابراین، ابتدا کارایی مدل LARS-WG برای ریزمقیاس نمایی متغیرهای بارش و دما تعیین و سپس مدل هیدرولوژیکی IHACRES به منظور شبیه‏سازی رواناب بررسی شد. در نهایت، اطلاعات ماهانه بارندگی، دما و رواناب برای دوره 2045 2065 نسبت به دوره پایه 1983 2010 بررسی شدند. نتایج نشان می دهد میزان دمای متوسط سالانه دوره 2045 2065 طبق سناریوی A2، 12/2 و B1، 12/1 درجه سانتی‏گراد افزایش و میزان بارندگی طبق سناریوی A2، 1/6- و B1، 4/1- درصد کاهش می‏یابد. همچنین طبق سناریوی A2 میزان رواناب 2/17- درصد و B1، 19/4- درصد کاهش می‏یابد. با در نظر گرفتن عدم قطعیت مدل‏های اقلیمی تحت دو سناریوی A2 و B1 مقدار دما ی حوضه افزایش و بارندگی کاهش می‏یابد و این تغییرات تاثیرات منفی زیادی بر رواناب حوضه خواهد داشت.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، رواناب، عدم قطعیت، مدل IHACRES، LARS، WG
  • امین بابایی مقدم، محمدرضا خالدیان*، علی شاهنظری، محمدرضا مرتضی پور صفحات 195-204
    هدف مطالعه حاضر بررسی میزان تغییرات دبی دو رودخانه شاهرود و قزل‏اوزن در راستای تولید پایدار برنج در استان گیلان است. برای رسیدن به این هدف از 4 آزمون تحلیل روند شامل سن، من‏کندال، رگرسیون خطی و اس‍پیرمن استفاده ‏شد. برای انجام این تحقیق از داده های دبی رودخانه به ترتیب 49 و 37 ساله رودخانه های قزل‏اوزن و شاهرود استفاده شد. نتایج به دست آمده از همه آزمون‏‏ها در دوره های فصلی و سالانه مشابه بود. نتایج همه آزمون‏ها کاهش معنادار دبی رودخانه های قزل‏‏اوزن و شاهرود را نشان داد. همچنین برای دوره های ماهیانه از دو آزمون من‏کندال و اسپیرمن استفاده ‏شد که در این دوره نیز هر دو آزمون نتایج مشابهی نشان دادند که بیانگر کاهش دبی در طول دوره بود. در هر دو رودخانه در طول دوره به طور سالیانه میزان دبی از سال نخست تا سال ‏آخر بررسی شده به میزان 60 درصد کاهش داشته ‏است.‍ در این مطالعه تغییرات بارندگی و دمایی در استان نیز بررسی شد و نتایج نشان داد میزان بارندگی به طور معناداری کاهش و میزان دما افزایش یافته ‏است. از نتایج این پژوهش می‏توان در پیش‏بینی خشکسالی های آتی، برنامه ریزی آبیاری و مدیریت به هم پیوسته منابع آب منطقه استفاده کرد.
    کلیدواژگان: اسپیرمن، رگرسیون، سن، من کندال
  • فرخ اسدزاده*، مطلب بایزیدی، مهری کاکی صفحات 205-218
    خشکسالی به عنوان پدیده ا‏ی اقلیمی تحت تاثیر عوامل گوناگونی است؛ یکی از نمادهای مهم وقوع خشکسالی کاهش میزان بارندگی است. ارزیابی و پایش خشکسالی اهمیت زیادی در برنامه ریزی و مدیریت منابع آب دارد. با توجه به شرایط اخیر در حوضه آبریز دریاچه ارومیه و روند خشک شدن بی‏سابقه آن، ارزیابی خشکسالی در این منطقه در حال حاضر ضرورتی انکار ناپذیر به حساب می‏آید. بدین منظور در تحقیق حاضر با جمع آوری داده های 11 ایستگاه باران سنجی در دشت‏های مراغه و تبریز در شرق حوضه آبریز دریاچه ارومیه، به ارزیابی خشکسالی با استفاده از شاخص استاندارد بارش SPI در مقیاس‏های زمانی 9، 12 و 24 ماهه اقدام شد. سپس، خشکسالی ها با مدل عصبی فازی تطبیقی تخمین زده شد. نتایج این پژوهش نشان داد شدیدترین خشکسالی با شدت 07/4- در ایستگاه بناب در مقیاس زمانی 9 ماهه و در مهر ماه 1363 رخ داده است. طولانی‏ترین دوره خشکسالی در ایستگاه های هروی، سعیدآباد و مراغه و کوتاه‏ترین دوره خشکسالی در ایستگاه های زینجاب، تبریز و لیقوان با کمترین شدت‏ها رخ دادند. نتایج تخمین خشکسالی ها با مدل عصبی فازی تطبیقی نشان داد مدل ANFIS توانایی مطلوبی در برآورد شاخص خشکسالی در منطقه دارد و بیشترین ضریب تبیین در ایستگاه مراغه (829/0 = r2) برای مقیاس زمانی 24 ماهه و کمترین ضریب تبیین در ایستگاه سعیدآباد (480/0 = r2) برای مقیاس زمانی 9 ماهه با استفاده از مدل ANFIS به دست آمد. نتایج پژوهش نشان داد مدل سیستم استنتاج عصبی فازی تطبیقی در تخمین خشکسالی در مقیاس زمانی طولانی مدت دقت زیادی داشته است.
    کلیدواژگان: خشکسالی، دشت تبریز، دشت مراغه، سیستم استنتاج عصبی، فازی تطبیقی، شاخص SPI
  • کاظم صابر چناری*، عبدالرضا بهره مند، واحد بردی شیخ، چوقی بایرام کمکی صفحات 219-231
    هدف از این تحقیق پهنه‏بندی خطر فرسایش خندقی با استفاده از مدل دمپستر شفر در حوضه آبخیز قرناوه استان گلستان است. بدین منظور ابتدا نقشه پراکنش پهنه‏ای خندق‏های (متغیر وابسته) حوضه آبخیز قرناوه با استفاده از بازدید‏های میدانی و تصاویر ماهواره‏ای با مقیاس 1:200000 در محیط ArcGIS تهیه شد. 70 درصد از کل پهنه های خندقی برای تهیه نقشه پهنه‏بندی خطر و 30 درصد آن برای اعتبارسنجی مدل در نظر گرفته شد. در گام بعدی 7 لایه اطلاعاتی درصد شیب، جهت شیب، انحنای سطح، سنگ شناسی، کاربری اراضی، فاصله از رودخانه، و فاصله از جاده به عنوان عوامل موثر (متغیر مستقل) بر ایجاد فرسایش خندقی انتخاب و در نرم‏افزار ArcGIS رقومی شد. از ترکیب متغیرهای مستقل با متغیر وابسته، مقدار تراکم خندق در هر کلاس عامل محاسبه و نرخ‏دهی طبقات براساس روابط موجود در مدل‏ دمپستر شفر صورت گرفت. در نهایت، با جمع جبری نقشه های وزنی به دست آمده نقشه پهنه‏بندی خطر فرسایش خندقی به دست آمد. نتایج طبقه‏بندی مدل نشان داد از کل پهنه های خندقی در نظر گرفته شده برای مرحله اعتبارسنجی مدل در حوضه آبخیز قرناوه 06/68 درصد در طبقه خطر زیاد و بسیارزیاد قرار می‏گیرند. همچنین نتایج اعتبارسنجی مدل با استفاده از منحنی مشخصه عملکرد نسبی و سطح زیر منحنی آن نشان داد مدل دمپستر شفر با دقت 1/96 درصد و انحراف معیار 003/0 برای پهنه‏بندی خطر فرسایش خندقی منطقه مطالعه شده مناسب است.
    کلیدواژگان: پهنه بندی خطر، حوضه آبخیز قرناوه، دمپستر، شفر، فرسایش خندقی
  • زهرا مسماریان *، علیرضا مساح بواتی، سامان جوادی پیربازاری صفحات 233-242
    انتشار روز افزون گازهای گلخانه ای، موجب گرم تر شدن کره زمین می شود. پدیده گرمایش جهانی و تغییر اقلیم به دست آمده از آن، تاثیرات شایان توجهی بر سامانه های مختلف نظیر منابع آب، کشاورزی و محیط زیست دارد. در این تحقیق اثر تغییر اقلیم بر بیلان و نوسانات آبخوان تحت دو سناریوی مختلف بهره برداری از چاه ها بررسی شد. بدین منظور از نرم افزار GMS برای شبیه سازی تغییرات سطح آب زیرزمینی دشت شهرکرد تحت تاثیر تغییر اقلیم در دوره‏ 2015 2029 استفاده شده است. مدل تهیه شده، در دو حالت ماندگار و غیرماندگار واسنجی و صحت سنجی شد. سپس از خروجی مدل HadCM3-A2 برای تولید دما و بارش منطقه در دوره 2015 2029 استفاده و این داده ها به وسیله نرم افزار LARS-WG برای منطقه مطالعاتی ریزمقیاس شدند. به منظور برنامه ریزی بهتر برای آبخوان مطالعه شده، دو سناریوی ادامه بهره برداری با 10 و 20 درصد افزایش در دوره 2015 2029 در نظر گرفته شد. مطابق نتایج به دست آمده بارندگی سالانه در منطقه مطالعه شده در دوره 2015 2029 به طور متوسط 12 درصد افزایش و دمای سالانه به طور متوسط 4/0 درجه سلسیوس افزایش می یابد. همچنین بر اثر افزایش بهره برداری از چاه ها در دوره آتی به میزان 10 و 20 درصد تحت تاثیر تغییر اقلیم، ذخیره آبخوان به ترتیب به مقدار 3/6 و 94/10 میلیون متر مکعب کاهش می‏یابد.
    کلیدواژگان: آبخوان دشت شهرکرد، تغییر اقلیم، AOGCM، GMSWGLARS
  • مهری کاکی*، احمد فاخری فرد، مطلب بایزیدی، سینا شکیبا صفحات 243-254
    در بیشتر شهرهای ایران برای تامین نیازهای شرب، کشاورزی و صنعتی از مخازن سدهای در حال بهره‏برداری استفاده می‏شود، اما به دلیل نبود قانون بهره‏برداری مناسب یا متوازن نبودن میزان تقاضا و حجم مخزن (از زمان ساخت تا کنون)، باید دستورات بهره‏برداری مناسب برحسب شرایط موجود تغییر یابد. بررسی عملکرد حجم ذخیره مخزن سد قشلاق از نظر بیشترین برداشت بهینه مطمئن برای مصرف کشاورزی و با فرض تامین 100 درصد آب شرب و تعیین میزان حجم ذخیره، هدف مطالعه حاضر است. برای این منظور از روش برنامه ریزی خطی در محیط متلب استفاده شد. دوره بحرانی 51 ماه به روش هربست به دست آمد و براساس آن مقدار بهینه‏ آب آزاد شده برای تامین آب کشاورزی در دوره آماری (مهر 1366 تا شهریور 1391) 334/1 میلیون مترمکعب به دست آمد. با مقایسه پتانسیل مصرفی کشاورزی منطقه و میزان برداشت بهینه محاسبه شده مشخص شد که فقط 60 درصد از نیازها برآورده شده و این مقدار نیاز آبیاری ماه های تیر (2/2 میلیون مترمکعب)، مرداد (47/2 میلیون مترمکعب) و شهریور (29/2 میلیون مترمکعب) را تامین نکرده است. ضریب همبستگی بین مقادیر حجم‏ ذخیره ماهانه به دست آمده از بهینه‏سازی و حجم ذخیره ماهانه واقعی در مخزن 84/0 به دست آمد. نتایج نشان داد بیشترین ذخیره ماندگاری در حجم 162 میلیون مترمکعب (که برابر 4/3 حجم مخزن است) با احتمال (50 درصد) رخ می‏دهد. همچنین از برازش توزیع‏های آماری بر مقادیر سرریزها طی دوره آماری مشخص شد که بهترین توزیع با کمترین خطا، توزیع گامبل است. به طور کلی، نتایج بهینه‏سازی نشان داد به کارگیری برنامه ریزی خطی می‏تواند کاربران را در استفاده بهینه از منابع آبی برای مصارف کشاورزی و صنعتی کمک کند.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی خطی (LP)، بهینه سازی، حجم های ماندگار، خشکسالی، هربست
  • مصطفی پناهی*، علیرضا دانشی، مهدی وفاخواه صفحات 255-266
    از میان تجربیات مدیریتی شناخته ‏‏شده‏ برای صیانت از منابع زیستی کمیاب، «پرداخت بهای خدمات اکوسیستمی (PES)»، یکی از ابزارهای سیاستی اثربخش در مدیریت چنین منابعی است و استفاده از آن با اقبالی فزاینده در دنیا روبه رو شده ‏است. به ‏همین دلیل در تحقیق حاضر با تبیین نقش این گونه ابزار سیاستی در تشویق کشاورزان به اصلاح سیستم آبیاری به منظور کاهش فشار به منابع آبی حوضه آبخیز سیمینه‏رود، ارزیابی فنی و اقتصادی اجرای آن انجام شده ‏است. براساس نتایج به دست آمده طرح تشویق کشاورزان به تغییر روش‏های مرسوم آبیاری در اراضی زراعی تحت تملک خود نخست مقبولیت بسیار زیادی در بین بهره‏برداران حوضه دارد و 45/91 درصد از بهره‏برداران، تمایل خود را به استفاده از روش آبیاری تحت‏فشار ابراز کرده‏اند. دوم اینکه از نظر فنی و اقتصادی، اجرای چنین طرحی نسبت منفعت به هزینه‏ای معادل 98/3 دارد و امکان کاهش تقاضای سالانه‎ای حدود 283 میلیون مترمکعب از منابع آب سیمینه‏رود برای انجام فعالیت‏های کشاورزی در اختیار می‏گذارد. بنابراین، تعمیم برنامه تغییر در سیستم آبیاری به تمام زیرحوضه های دریاچه ارومیه کارایی بسیار زیادی دارد و می‏تواند میزان عرضه آب مورد نیاز برای اقدامات احیائی دریاچه را به مقدار شایان توجهی افزایش دهد.
    کلیدواژگان: ارزش گذاری اقتصادی، انتقال منافع، دریاچه ارومیه، مدیریت آب
  • مریم آذرخشی*، سید جواد سعادت پور، علیرضا اسلامی صفحات 267-277
    تحلیل منطقه‏ای از مهم‏ترین روش‏های برآورد دبی جریان‏های حداقل در مناطق فاقد آمار است. بررسی ارتباط متغیرهای موثر بر خشکسالی هیدرولوژیکی به عنوان مهم ترین راهکار در مقابله و کاهش خسارت های ناشی از آن مطرح است. در این پژوهش از داده های 25 ساله 20 ایستگاه آب‏سنجی واقع در حوضه آبخیز کشف‏رود برای تحلیل جریان‏های حداقل استفاده شده است. حداقل جریان ایستگاه ها با تداوم‏های 7 و 15 روزه محاسبه شد و با استفاده از تحلیل فراوانی توزیع آماری لوگ پیرسون تیپ 3 مناسب‏ترین توزیع تشخیص داده شد.‏ سپس، جریان‏های حداقل با دوره بازگشت‏های 2، 5، 10، 25، 50 و 100 ساله محاسبه شد. پس از محاسبه ویژگی های فیزیکی حوضه های مورد تحقیق با استفاده از تحلیل عاملی، در دو مرحله موثرترین پارامترها در تخمین جریان‏های حداقل شناسایی شدند. سپس با استفاده از تحلیل خوشه‏ای حوضه های موجود به دو منطقه همگن تقسیم و با استفاده از روش رگرسیون چند متغیره خطی مدل‏های منطقه‏ای استخراج شد. نتایج نشان داد عوامل اول و دوم به‏ترتیب 1/66 و 2/24 درصد واریانس‏ها را بیان می کنند. مساحت، شیب متوسط و تراکم زهکشی حوضه آبخیز مهم ترین پارامترها در برآورد شاخص های جریان حداقل هستند و به‏ترتیب در 100 ، 79 و 79 درصد معادلات معنا‏دار رگرسیونی در مناطق همگن A و B دخالت دارند. همچنین مدل‏های ارائه شده برای مناطق همگن در مقایسه با مدل های کل منطقه، با توجه ضریب تبیین بالا و خطای استاندارد کمتر دقت بیشتری دارند.
    کلیدواژگان: آنالیز منطقه ای، ارزش ویژه، تابع توزیع، خشکسالی هیدرولوژیکی، سری زمانی
  • پروین نورمحمدی، علی حقی زاده*، ناصر طهماسبی پور، حسین زینی وند صفحات 279-291
    جمع آوری رواناب برای به حداقل رساندن تلفات و تقویت ذخایر آبی در حوضه های آبخیز استفاده می شود. کشورهایی که مانند برخی مناطق ایران کمبود آب دارند، با توزیع نامناسب بارندگی مواجه اند. با گسترش مصرف منابع آبی، استفاده اصولی از رواناب به دست آمده از بارش می‏تواند در جهت رفع مشکل کمبود آب موثر واقع شود. به‏منظور برآورد رواناب در حوضه های آبخیز روش‏های تجربی و مدل‏های ریاضی مختلفی وجود دارد. یکی از این مدل‏ها، مدل شماره منحنی (NRCS - CN) است که در تحقیق حاضر اساس تولید نقشه ارتفاع رواناب است. هدف از این تحقیق شناسایی مناطق دارای پتانسیل جمع آوری آب باران (برای تغذیه مصنوعی آبخوان به روش حوضچه تغذیه و ذخیره سطحی به روش بانکت بندی و تراس‏بندی) در حوضه آبخیز سراب صید علی به روش (NRCS - CN) و DSS است. به این صورت که در محیط نرم‏افزار GIS بعد از تهیه نقشه رواناب، از 6 لایه اطلاعاتی دیگر شامل زمین‏شناسی، گسل، تراکم آبراهه ها، کاربری اراضی، بافت خاک و شیب و از 2 روش If و WOA به منظور وزن دهی، رتبه دهی و تلفیق 7 لایه موجود استفاده شد و از بین نقشه های نهایی به دست آمده از دو روش یادشده، نقشه های با صحت بیشتر انتخاب و با در نظر گرفتن مسائل اقتصادی – اجتماعی با 3 نقشه فاصله از اراضی آبی، اراضی دیم و مناطق مسکونی در قالب سیستم پشتیبانی تصمیم‏گیری (DSS) تلفیق شدند و نقشه های نهایی با عنوان نقشه مناطق مستعد تغذیه مصنوعی و نقشه مناطق مستعد ذخیره سطحی آب باران به دست آمد.
    کلیدواژگان: استحصال آب باران، حوضه آبخیز سراب صیدعلی، (NRCS، CN)، (DSS)، GIS
|
  • Hossein Yousefi *, Ali Mohammadi, Younes Noorollahi, Seyedjavad Sadatinejad Pages 141-149
    Water quality in each area, indicates the impact of geology, climate and anthropogenic pollutants. Monitoring of water quality in most cases result in complex data which shows the perfect act of water resources, so they need appropriate method for analyzing. In this study hydro-chemical evaluation of Hiv basin which located in west of Hashtgerd have been done. To measure the concentration of main cations and anions, totally 12 samples from surface water resources at the year 1393 and 1394 were collected. By Wilcox diagram which shows the capability of water for agriculture, the class of the water set in C2S1 that is suitable for farming. According to Scholler diagram, water consumption for drinkingis acceptable and also in comparing to Iran standard and International standards, it is admissible.Piper diagram which use for hydro-chemical assessments, shows that the class of water set in CaSO4(anhydrite) and CaHCO3 which are for evaporate rock and hard water , respectively.
    Keywords: Water quality, Water resources, Hiv basin, Wilcox, Scholler
  • Hossein Norouzi *, Attaallah Nadiri, Asghar Asghari Moghaddam Pages 151-166
    The presence of Heavy metals anomalies in groundwater resource and their effect on human health through both drinking water and agricultural activities is a serious worldwide. Because of with the distribution of these elements in groundwater of Malikan plain, the information does not exist, this study were performed to evaluate heavy metals, especially arsenic in groundwater and to determining the most important factors on the arsenic anomalies of plains. Therefore, 27 samples were collected from groundwater resources in September 2014, and hydrochemical analysis were carried out in hydrogeology laboratory of Tabriz university as well as some heavy metals such as iron, aluminum, manganese, arsenic and chromium were analyzed by Atomic absorption- Graphite furnace method in Water quality control laboratory in East Azerbaijan Province. In this study the random forest (RF) algorithms, as a learning method based on ensemble of decision trees, are used for the first time in this context for evaluating of arsenics vulnerability. The RF technique has advantages over other methods due to having, high prediction accuracy, non-parametric nature, ability to learn nonlinear relationships, and ability to determine the important variables in the prediction. To model induction, five categories of explanatory variables, including aquifer characteristics, heavy metals, driving forces, remote sensing and physical-chemical variables, containing 24 variables, accompany with the response variable (arsenic) were entered into the model. Based on RF model predictions, transmissivity, nitrate, hydraulic conductivity and residential areas, were identified as the most effective parameters for having arsenic anomalies. The presence of high correlation between the amounts of nitrates and arsenic implicates the same origin for these ions. Based on the purposed model, 13% of the plain area is very low 53% low, 21% moderate, 11.5% high and 1.5% very high vulnerable to the arsenic contamination.
    Keywords: Groundwater, Arsenic, Malikan plain, Nitrate, Transitivity, Random Forest
  • Asghar Asghari Moghaddam *, Ali Adigozalpuor Pages 167-179
    One of the most important issues in groundwater is its contamination by heavy metals. Because of chemical stability and poor degradation of heavy metals and their ability to accumulate in living organism’s bodies, they can become toxic. For this, 15 water samples were collected from the groundwater resources of the Oshnavieh Plain in September 2015 ,with evenly distributed, and then were analyzed by atomic absorption. Concentrations of aluminum, iron, manganese, cadmium and chromium and saturation indices for aluminum, iron and manganese were determined. The analysis results were compared with standard values of the World Health Organization using the Arc GIS software and PHREEQC software for calculating Saturation indices The results showed that in 33.33 percent of the samples only aluminum concentration is higher than the World Health organization's maximum acceptable concentration and in the rest of samples concentrations of the metals are below the standard concentration. Except aluminum, contaminations of the other heavy metals are not in risk boundary. But, because of the shallow groundwater depth and intensive agricultural activities in the plain, certainly in the long term it will be followed by many environmental risks. So, it is necessary that the groundwater resources of the aquifer should be considered for monitoring industrial wastewater, agricultural pesticides and irrigational returned water flow.
    Keywords: Contamination, Groundwater, Heavy metals, Oshnavieh Plain, Saturation Index
  • Hadi Nazaripouya *, Parviz Kardavany, Abdol Reza Farajy Rad Pages 181-194
    Climate change is one of the most important factors that will affect different parts of human life on earth and will be adverse effects on environmental resources, economic, social and especially water resources, with changes in rainfall and timing of runoff amount.One of the strategies to mitigate the effects of climate change is to assess its effects on precipitation, temperature and runoff in each region.In this reaserch, assessing uncertainty of climate change models; þMPEH5, HadCM3 and IPCM4 for 2045-2065 period under two scenarios and affects on temperature, rainfall and runoff in the basin Ekbatan, Hamedan. So first determine efficiency LARS-WG model for downscaling of temperature and precipitation variables then assessing IHACRES hydrological model to simulate the runoff. Finally the monthly rainfall, temperature and runoff data were analyzed for the period 2065-2045 compared to base period 2010-1983. The results show that the annual mean temperature increase in 2065-2045 period under the scenario A2, 2/12 and B1, 1/12 ° C and annual rainfall decreases under the scenario A2, -6/1 and B 1, -1/4 percent. In addition, runoff decreases under the A2 scenario -17/2% and B1, -4/19 percent. In view of the uncertainty of climate models under two scenarios A2 and B1 increase temperature and decreases rainfall in the basin and These changes will have negative effects on amount of runoff in the basin.
    Keywords: LARS, WG, runoff, uncertainty, IHACRES, climate change
  • Amin Babaei, Moghadam, Mohammad Reza Khaledian *, Ali Shahnazar, Mohammad Reza Mortezapour Pages 195-204
    The aim of this study was the analysis of discharge variations of two rivers i.e. Qezelozan and Shahroud, regarding the sustainable rice production in Guilan province. To achieve this purpose four trend analysis tests including Sen, Mann-Kendall, linear regression and Spearman were used. In this study, river discharge data of 49 and 37 years for respectively Qezelozan and Shahroud Rivers were used. The results of all tests in quarterly and annual periods were similar. The results of all tests showed a significant decrease in river discharge of Qezelozan and Shahroud. Furthermore, for monthly periods the Man-Kendall and the Spearman tests were used that during the periods both tests showed similar results i.e. reducing discharge during the studied periods. In both rivers, the annual river discharge was reducing by 60% from the first year to the last year of the study period. In this study, the changes in both precipitation and temperature were also investigated; the results showed a significant reduction in the amount of rainfall and a significant increase in the temperature. The results of this research could be used in predicting future drought, irrigation planning and management of integrated water resources.
    Keywords: Sen, Man, Kendall, Regression, Spearman
  • Farrokh Asadzadeh *, Motalleb Byzedi, Mehri Kaki Pages 205-218
    Drought as a climatic phenomenon affected many different environmental issues and generally is associated with the decreasing in average precipitation. Evaluation and monitoring of the drought is a fundamental step in proper programming of water resources management. Regarding the recent conditions water scarcity in the Urmia Lake basin, assessment of the drought index in this region is inevitable. This study was conducted to evaluation of the SPI index in western parts of the Urmia Lake basin. Rainfall data were collected from 11 rain gage stations in Tabriz and Maragheh plains. The standardized precipitation index in time scales of 9, 12, 24 months used for studying the drought features and adaptive neuro-fuzzy inference system model was applied for prediction of drought. The results indicated that the most serious (-4.07) drought was occurred in Bonab station at the 9 month time scale in October 1984. The longest drought periods were occurred in Heravi, Saiedabad, and Maragheh stations and the shortest drought periods were occurred in Zinjab, Tabriz, and Lighvan stations. The results of SPI prediction by ANFIS model indicated that the model desirably could predict the drought conditions in the study area. The highest value of the coefficient of the determination of ANFIS model was 0.829 for Maragheh station at 24 months time scale and the lowest values of r2 was 0.480 for Saiedabad station at 9 months time scale. Results also indicated that the capability of the ANFIS tend to be better at long time scales.
    Keywords: drought, ANFIS, SPI index, Maragheh plain, Tabriz plain
  • Kazem Saber Chenari *, Abolareza Bahremand, Vahed Berdi Sheikh, Choghi Biram Komaki Pages 219-231
    The goal of this research is Gully Erosion Hazard zoning by using Dempster-Shafer Theory for the Garnaveh watershed (Golestan province). For this purpose, at first a gully erosion inventory map with the scale of 1:200000 (dependent variable) for the Gharnaveh watershed has been prepared using multiple field surveys and satellite pictures. From total gullies 70% of them have randomly selected for building gully erosion hazard zoning model while the residuals (30%) have used for validating the model. In the next stage, seven data layers contain slope percent, slope aspect, plan curvature, lithology, land use, distance from rivers and distance from roads have been selected as gully erosion conditioning factors (independent variables) and digitized in ArcGIS software. The amount of gully density in each factor class have calculated from combination of independent and dependent variables, and rating of classes have done based on Dempster-Shafer equations. Finally, the gully erosion hazard zoning map has drawn from summation of weighting maps. The results of model classification show that from total considered gully zones for model validating in the Gharnaveh watershed %68.06 are in the class of high and very high hazard. Also, the result of model validating with using the receiver operating characteristic (ROC) curves and areas under the curve (AUC) showed that Dempster-Shafer model is appropriate for gully erosion hazard zoning in the studied area with accuracy of %96.1 and standard deviation of 0.003
    Keywords: Gully erosion, Dempster, Shafer, Hazard zoning, Gharnaveh watershed
  • Zahra Mesmarian *, Alireza Massahbavan, Saman Javadipirbazari Pages 233-242
    High greenhouse gas emissions, leads to the global warming. Global warming and climate change resultant from it, has Significant effects on various systems, such as water resources, agriculture and environment.this study, climate change impact on budget aquifer was investigated by applying two different scenarios of wells operations. For this purpose, the GMS software was applied to simulate fluctuations of groundwater table in Shahrekord Plain caused by the climate change from 2015 till 2029. The model was calibrated for the steady and unsteady states, both. Then the output of HadCM3-A2 model was used to simulate the temperature and rainfall in thesame period of time. The output was downscaled for the region by LARSE-WGsoftware.In order to access an efficient plan for the studied aquifer, two scenarios were considered including 10 and 20 percent of increase in the operation for mentioned period. According to the results, annual rainfall and temperature will both increase at the end of the period by the average of 12 percent and 0.4 Celsius, respectively. Also, due to the mentioned 10 and 20 percent of increase in the operation, the aquifer storagewill be reduced6.3 and 10.94 million cubic meters respectively.
    Keywords: ShahreKord plain, climate change, AOGCM, GMS, LARS, WG
  • Mehri Kaki *, Ahmad Fakheri Fard, Motalleb Byzedi, Sina Shakiba Pages 243-254
    Dam reservoirs supply potable, agricultural, and industrial water in most cities of Iran. Due to lack of proper operational rules or unbalanced demand versus water resources volume, (along operating time) correction in operational rules is required to fulfill current situations. Hence the goal of this study is to optimize the Qeshlaq Dam reservoir operation rules to maximize the water release for agricultural demand with considering to maintain reservoir capacity to allocate 100% of potable water demand. For this purpose a linear optimization program was developed in MATLAB. Herbst method was used to assess drought intensities and periods. Based on Herbst method, a critical period of 51 month (October 1987 – Septamber2012) was determined and an optimal release of 1.334 MCM was estimated for agricultural use. Based on downstream potential agricultural demand, this released water is supplied only 60% of the agricultural demands. So there will be shortage in supplying agricultural demands for months July (2.2MCM), August (2.47MCM) and September (2.29MCM). The correlation coefficient of R2 = 0.84 was obtained between modelled and actual monthly reservoir storage. Results showed that the probability of the maximum long term storage of 162 MCM (equal to 0.75 of reservoir capacity) is 50%. Also statistical distribution analysis revealed that spillway discharge data are agree with Gumbel distribution more accurately than other distributions. In general, the results of the optimization showed that linear programming can be used for optimal water resources allocation for agriculture and industry use.
    Keywords: Optimization, Linear programming (LP), Remaining Volume, drought, Herbst
  • Mostafa Panahi *, Mostafa Panahi, Mehdi Vafakhah Pages 255-266
    Among well-known managerial practices to protect scarce biological resources, Payment for Ecosystem Services is an efficient and effective policy tool to manage such resources and its application is attracting a growing interest in the world. This is why, in addition to clarifying the role of such a policy tool to encourage farmers to modify their irrigation system to reduce pressures on water resources of Siminehroud Basin, a technical and economic assessment of its feasibility, has been done in this study. According to the results of this study, the idea of “encouraging farmers to change current irrigation practices in their agricultural land” seems to be widely acceptable to them. About 91.45% of land owners have stated their willingness to adopt pressurized irrigation systems. Meanwhile, from technical and economic point of view, realization of such an idea has benefit-cost ratio of 3.98 and it will lead to a decrease in annual demand of 283 MCM water from Siminehroud water resources. Therefore, extension of the plan of change in irrigation practices in all sub-basins of Lake Urmia will be highly efficient and it can considerably increase water supply needed for restoration measures.
    Keywords: Water Management, Economic Valuation, Benefit Transfer, Urmia Lake
  • Maryam Azarakhshi *, Seid Javad Saadatpour, Ali Reza Eslami Pages 267-277
    Regional analysis is one of the important methods for estimating the low flow in ungagged regions. Investigation of the relations between effective factors of hydrological drought is the most important strategy to contrast and reduction of drought losses. In this study to analyze of low flow, the daily discharge data from 20 gauging stations with 25 years period (1988-2012) in the Kashafroud basin have been used. Low flow series with durations of 7 and 15 days have been calculated and by using frequency analysis, Log Pearson type III distribution was recognized as the most appropriate distribution. Then, low flows with return periods of 2, 5, 10, 25, 50 and 100 years were calculated. After calculating the physical characteristics of basins effective parameters on low flow have been detected in two steps by factor analysis. Based on cluster analysis, studied basins divided to two homogenous regions and the low flow regional models were determined in each homogenous region by using the linear multivariate regression. Results showed the first and second factors indicated 66.1% and 24.2 % of variance. Basin area, mean of slope and drainage density are the most effective physiographical parameters to estimation of low flow discharge and respectively in 100%, 79% and 79% of significant regression models are known as effective parameters in estimation of low flow in both A and B homogenous regions. In addition,with regards to high coefficient of determination and low standard error of relationships, models for homogeneous regions compared with the whole area models are more accurate.
    Keywords: Regional analysis, Eiganvalue, Distribution function, Hydrological drought, Time series
  • Parvin Noormohammadi, Ali Haghizadeh*, Naser Tahmasbipoor, Hosein Zeinivand Pages 279-291
    Runoff Collect used for to minimize losses and strengthen water resources in watersheds.Countries like some areas of Iran are facing to water scarcity, faced with Unsuitable distribution of rainfall. By expanding the use of water sources, using the principles of runoff from rainfall can be effective to solve the problem of water shortage.In order to estimate the runoff in watershedsthere are several experimental methods and mathematical models. One of these models is Curve Number Model (NRCS) that in this study, is production base of runoff maps. The purpose of this research is Identifying potential rainwater harvesting sites (Artificial recharge of aquifers by percolation ponds and surface storage of runoff by Gradin andterracing) in Sarab Seid ali watershed of Alashtar by (NRCS - CN) method. this means that in the GIS software environment after mapping the runoff used of other six layers of information contain: Geology , Fault , Drainage density , Land use , Soil texture and slope and used ofIF , WOAmethods forweighting, rating and integrating existing7Layerand from the final maps of the two methods select maps with more accurate and with considering economic – Social issuesIncorporation with 3 Map ofdistance from irrigated lands , drylands and residential areas in the form of a decision support system (DSS) and The final maps of suitable areas for artificial recharge and surface storage of rainwater became harvest.
    Keywords: Rainwater harvesting, Seid Ali Watershed, (NRCS, CN), (DSS), GIS