فهرست مطالب

پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز - سال هفتم شماره 14 (پاییز و زمستان 1395)
  • سال هفتم شماره 14 (پاییز و زمستان 1395)
  • تاریخ انتشار: 1395/11/07
  • تعداد عناوین: 26
|
  • سامان بدیعی زاده، عبدالرضا بهره مند، امیر احمد دهقانی صفحات 1-10
    در این مطالعه به منظور شبیه سازی رواناب سطحی شهر گرگان از مدل هیدرولوژی- هیدرولیکی SWMM استفاده شده است. به منظور واسنجی مدل از چهار واقعه بارندگی استفاده شد و سرعت رواناب حاصل از هر واقعه بارندگی در خروجی زیرحوزه های منتخب برداشت شد. شاخص های کارایی مدل شامل NS، RMSE و %BIAS مربوط به برآورد دبی اوج و حجم جریان می باشند، همچنین معنی داری و عدم معنی داری میزان اختلاف بین مقادیر دبی و حجم جریان مشاهده ای و شبیه سازی شده توسط آزمون t جفتی مورد بررسی قرارگرفت. نتایج حاصل از واسنجی مدل نشان داد که دبی اوج و حجم جریان شبیه سازی انطباق خوبی با مقادیر مشاهداتی دارد (7/0NS=، 006/0RMSE= و 44/11%BIAS=) و از نتایج به دست آمده در فرآیند واسنجی برای برآورد مقدار بهینه پارامترها استفاده شد. به منظور ارزیابی مدل، از دو واقعه بارندگی استفاده شد. در مورد هر دو واقعه مذکور شاخص های کارایی مدل، در حد قابل قبولی است (69/0NS=، 00043/0RMSE= و 1/8%BIAS=). همچنین بر اساس روش آزمون t جفتی میزان اختلاف بین مقادیر مشاهداتی و شبیه سازی شده در مراحل واسنجی و ارزیابی مدل در سطح خطای (01/0 یا 05/0) معنی دار نیز نمی باشند. این تحقیق نشان داد مدل SWMM دقت مورد نیاز برای شبیه سازی رواناب سطحی را دارا می باشد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، مدل هیدرولیکی، هیدرولوژیکی SWMM، شهر گرگان
  • نعمت الله حمیدی، مهدی وفاخواه، اکبر نجفی صفحات 11-19
    نقشه های خطرپذیری سیلاب می توانند ابزار مناسبی برای برنامه ریزی های شهری در آینده باشند. در این تحقیق معیارهای تعیین مناطق مستعد سیلاب شهر نور، شامل کاربری اراضی شهری، فاصله از رودخانه، ارتفاع از سطح دریا، مقدار شیب و عمق آب زیرزمینی در نظر گرفته شد. وزن معیارهای تصمیم گیری براساس ماتریس مقایسه زوجی محاسبه شد. نقشه نهایی خطرپذیری سیلاب به پنج کلاس مختلف تقسیم بندی شد. حدود 15 درصد از محدوده مطالعاتی در کلاس های خطرپذیری خیلی زیاد و زیاد واقع شد. مناطقی که در محدوده با ریسک خطرپذیری بالا واقع می شوند، شامل مناطق حاشیه رودخانه ها، مناطق نفوذناپذیر، توپوگرافی پست و مناطق با شیب کمتر از دو درصد می باشند. دقت در مناطقی که سابقه رخداد سیل را دارند نیز نشان می دهد که مناطق با شیب کمتر از دو درصد بیشتر تحت تاثیر سیل قرار دارند. نتایج حاصل از روش AHP نشان داد که ده درصد مساحت با سابقه رخداد سیل در کلاس های خیلی زیاد و زیاد واقع شده است. برای توابع عضویت گوسی، مثلثی و ناقوسی شکل تعمیم یافته درصد مساحت کلاس های با خطرپذیری خیلی زیاد و زیاد در مناطقی که سابقه رخداد سیل دارند به ترتیب برابر با 43، 34 و 26 درصد می باشد. نتایج تابع عضویت گوسی بیشتر با گزارش های حاصل از وقایع رخداد سیل پیشین هم خوانی دارد.
    کلیدواژگان: پتانسیل سیل خیزی، تصمیم گیری چند معیاره، منطق فازی، شهر نور
  • آرمان شعبانی بازنشین، علیرضا عمادی، رامین فضل اولی صفحات 20-28
    سیل از جمله خطر های طبیعی است که فراوانی وقوع آن در سال های اخیر روند افزایشی داشته و خسارت های ناشی از آن همه ساله بخشی از کشور را تحت تاثیر قرار داده است. اولویت بندی زیر حوزه ها از نظر پتانسیل سیل خیزی تاثیر مهمی در مدیریت حوزه آبخیز دارد. هدف از اولویت بندی سیل خیزی در زیرحوزه ها، ارائه الگویی برای کنترل و کاهش خطرات سیل و ارزیابی نقش هریک از زیرحوزه ها در دبی اوج هیدروگراف سیلاب خروجی از حوزه می باشد. در این تحقیق، حوزه نکا به دلیل وقوع سیل های متعدد، به عنوان منطقه مورد مطالعه انتخاب و با تلفیق GIS و مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS، بر اساس روش SCS سهم هرکدام از زیرحوزه ها در سیل خروجی از کل حوزه تعیین شد. به این منظور ابتدا هایتوگراف بارش طرح بازای دوره بازگشت های مختلف محاسبه و بعد از واسنجی مدل HEC-HMS و تخمین مقدار بهینه پارامتر ها، هیدروگراف سیل خروجی از هریک از زیرحوزه های حوزه نکا و هم چنین هیدروگراف سیل خروجی از کل حوزه بازای دوره بازگشت های مختلف توسط HEC-HMS شبیه سازی شد. برای اولویت بندی زیرحوزه ها، پس از حذف انفرادی زیرحوزه ها در محیط HEC-HMS، از دو شاخص سهم مشارکت هر زیرحوزه در سیل خروجی از حوزه و سهم مشارکت هر زیرحوزه در سیل خروجی از حوزه بازای واحد سطح استفاده شد. به این منظور از سیل با دوره بازگشت 100 ساله استفاده شد. نتایج نشان داد که سهم زیر حوزه ها در پتانسیل سیل خیزی کل حوزه تنها تحت تاثیر مساحت آن ها نیست و عواملی چون موقعیت مکانی زیر حوزه ها و روند یابی سیل در رودخانه اصلی نیز در رژیم سیلابی حوزه تاثیر قابل توجهی دارند. هم چنین شاخص تعیین شدت سیل خیزی بازای واحد سطح زیرحوزه ها، در اولویت بندی عملیات کنترل سیل بازای هزینه و امکانات می تواند از شاخص دیگر کارایی بیش تری داشته باشد. در نهایت مشاهده شد، زیرحوزه هایی که در قسمت های میانی حوزه واقع شده اند، بیش ترین تاثیر را در سیل خیزی حوزه دارند.
    کلیدواژگان: سیل، GIS، مدل HEC، HMS، حوزه نکا، روندیابی، اولویت بندی
  • محمدحسن زاده نفوتی، حبیب الله خواجه بافقی صفحات 29-37
    امروزه یکی از مسائل مهم در پروژه های مهار سیلاب کشور، اولویت بندی حوزه ها برای تخصیص بودجه و عملیات سازه ای و غیرسازه ای می باشد. فقدان ایستگاه های هیدرومتری در بسیاری از زیرحوزه ها، تعیین میزان مشارکت زیرحوزه های مختلف یک آبخیز در ایجاد سیلاب خرو را با مشکل مواجه می کند. لذا بررسی پارامترهای موثر در بروز سیل در زیرحوزه ها از طریق مدل هایی نظیر سیستم تصمیم گیری چندمعیاره (MCDAS) می تواند در تعیین نقش هر یک از زیرحوزه ها در بروز سیلاب راهگشا باشد. حوزه آبخیز شیطور بافق از جمله حوزه هایی است که علی رغم بروز سیلاب های مکرر فاقد هرگونه ایستگاه هیدرومتری است. هدف از این پژوهش بررسی میزان پتانسیل زیرحوزه های این آبخیز در ایجاد سیلاب می باشد. در این تحقیق پس از تهیه لایه های رقومی پارامترهای موثر نظیر مساحت حوزه، شیب حوزه، شیب آبراهه اصلی، تراکم زهکشی، ضریب شکل حوزه، بارندگی سالانه، کاربری اراضی و نفوذپذیری زیر حوزه ها، با روش AHP اقدام به وزندهی هر لایه بر اساس میزان اهمیت آن در بروز سیلاب شد. در نهایت با اعمال وزن ها و ضرایب هر یک از لایه ها در الحاقیه MCDAS نرم افزار ArcGIS، نقشه ترکیبی تهیه شد. ارزش پیکسل های نقشه ترکیبی می تواند از صفر تا یک متغیر باشد که هر چه به یک نزدیک تر باشد بیانگر پتاسیل بیشترسیل خیزی است. بر اساس نقشه نهایی، زیر حوزه C''5 با ارزش 79/0 از بیشترین پتانسیل بروز سیلاب برخوردار است که باید در الویت اقدامات اصلاحی قرار گیرد. پس از آن زیرحوزه های C1 و C2 و C3 در گروه با خطر زیاد و زیرحوزه های C''7 و C''3 در گروه با خطر وقوع سیلاب کم قرار گرفتند و در نهایت زیر حوزه C5 با ارزش 15/0 کمترین خطر سیل خیزی را در منطقه دار می باشد.
    کلیدواژگان: سیل، سیستم تصمیم گیری چندمعیاره، تحلیل سلسله مراتبی، حوزه شیطور بافق
  • زهرا شیخ، عبدالحمید دهواری، مهدیه ابراهیمی صفحات 38-47
    تحلیل منطقه ای، پایدارترین روش به منظور بهبود تخمین تناوب سیلاب می باشد که به یکی از بخش های پویا در هیدرولوژی مبدل شده است و پیوسته تئوری های جدیدی در آن مورد آزمون قرار می گیرد. کاربرد زمین آمار برای برآوردهای منطقه ای سیلاب، یک نوآوری در این عرصه محسوب می شود. پایه و اساس این روش بر درون یابی متغیرهای هیدرولوژیکی در فضای فیزیوگرافی به جای فضای جغرافیایی معمول تاکید دارد. از این رو در این مطالعه اطلاعات هیدرولوژیکی، اقلیمی و فیزیوگرافی 38 حوزه آبخیز استان مازندران تهیه و از روش کریجینگ متعارف برای برآوردهای منطقه ای سیلاب بر اساس دوره های بازگشت 10، 20، 50 و 100 سال استفاده شد. طراحی فضای فیزیوگرافی با استفاده از متغیرهای ژئومورفوکلیماتیک موثر بر سیلاب و روش تحلیل همبستگی متعارف انجام شد. در تمام دوره های بازگشت مدل گوسی، به عنوان بهترین مدل نیم تغییرنما انتخاب و از روش تخمین زمین آماری کریجینگ معمولی، برای برآوردهای منطقه ای استفاده شد. ارزیابی عملکرد برآوردهای منطقه ای، با استفاده از روش ارزیابی متقابل جک نایف و پنج شاخص آماری صورت گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده عملکرد شاخص نش، بیش از 9/0 در تمامی دوره های بازگشت برآورد شد که نشان دهنده ی پیش بینی های دقیق و قابل قبول سیلاب در حوزه های بدون آمار می باشد. سایر شاخص های ارزیابی نیز عملکرد رضایت بخشی را ارائه کردند و با توجه به نتایج شاخص های نسبی، دقت برآوردهای منطقه ای با افزایش دوره بازگشت بهبود می یابد. این نتایج نشان داد کاربرد روش کریجینگ متعارف، رویکردی موثر و کارآمد برای تحلیل فراوانی منطقه ای سیلاب است.
    کلیدواژگان: تحلیل همبستگی متعارف، زمین آمار، کریجینگ معمولی، فضای فیزیوگرافی
  • سمیه میرزایی، حسین زینی وند، علی حقی زاده صفحات 48-59
    در این مطالعه توانایی مدل هیدرولوژیکی-توزیعی WetSpa در شبیه سازی غلظت رسوب معلق در گام زمانی روزانه با استفاده از داده های اقلیمی یک دوره آماری هفت ساله شامل: بارش، دما، تبخیر، دبی و رسوب معلق و استفاده از سه نقشه مرجع DEM، بافت خاک و کاربری اراضی با اندازه سلول 25 متری مورد بررسی قرار گرفت. همچنین با اجرای مدل با تغییر نقشه کاربری، تاثیرات تغییر کاربری اراضی روی تغییرات رسوب حوزه آبخیز گل گل به منظور برنامه ریزی و مدیریت حوزه آبخیز بررسی شد. نتایج نشان داد که مدل WetSpa قابلیت مناسبی در شبیه سازی غلظت رسوب معلق را در گام زمانی روزانه دارا می باشد. به طوری که معیار ارزیابی ناش-ساتکلیف برای شبیه سازی غلظت رسوب معلق 45/67 درصد به دست آمد، که نتیجه قابل قبولی می باشد، همچنین نتایج نشان داد که با تغییر کاربری اراضی جنگلی و کشت آبی-باغی از سال 1988 تا 2013 روند کاهشی به ترتیب به میزان 502/3322 و 386/3934 هکتار و اراضی مرتعی و کشت دیم روند افزایشی به ترتیب به میزان 99/3942 و 9/3313 هکتار را نشان می دهند. نتایج نشان داد که میانگین رسوب روزانه، رسوب ویژه سالانه و آورد رسوب سالانه با تغییر کاربری از سال 1988 تا 2013 افزایش یافته است. نتایج حاصل از آنالیز آماری هم نشان داد که تغییر کاربری اراضی در سطح معنی داری یک درصد بر غلظت رسوب معلق در منطقه مورد مطالعه تاثیر دارد، به طوری که میانگین رسوب سالانه از 141/1 گرم بر لیتر در سال 1988 به 171/1 گرم بر لیتر در سال 2013 رسید، که به طور متوسط در هر هکتار باعث افزایش 8189/63 کیلوگرم رسوب شده است.
    کلیدواژگان: مدل هیدرولوژیکی، توزیعی، شبیه سازی، تغییر کاربری، آنالیز آماری، حوزه آبخیز گل گل
  • وفا همایون فر، عبدالواحد خالدی درویشان، سیدحمیدرضا صادقی صفحات 60-68
    اگرچه مطالعات آزمایشگاهی رواناب و فرسایش در مقیاس کرت به دلیل مزایای پژوهشی اجتناب ناپذیر هستند، اما انجام این مطالعات مستلزم دست خوردگی، انتقال به آزمایشگاه و آماده سازی خاک برای قرارگیری در کرت ها بوده و این اقدامات به نوبه خود به کاهش اعتبار نتایج منجر می شوند. با این حال علی رغم اهمیت این موضوع، تاکنون کم تر به ارزیابی اثرات آماده سازی خاک بر متغیرهای رواناب و رسوب پرداخته شده است. بنابراین پژوهش حاضر به منظور مقایسه رواناب سطحی در دو حالت خاک دست نخورده (شرایط طبیعی) و دست خورده (طی مراحل مختلف آماده سازی خاک برای مطالعات آزمایشگاهی) انجام گرفت. بدین منظور کرت های صحرایی با ابعاد 1×1 متر در دو حالت خاک دست نخورده و دست خورده در دامنه ای دارای خاک شنی- رسی- لومی با شیب ثابت 18 درصد در حاشیه روستای کدیر در بالادست حوزه آبخیز آموزشی-پژوهشی دانشگاه تربیت مدرس تحت بارندگی شبیه سازی شده با سه شدت 40، 60 و 80 میلی متر در ساعت قرار گرفت. سپس زمان شروع رواناب در خروجی هر رت ثبت و حجم و ضریب رواناب در پنج فاصله زمانی سه دقیقه پس از شروع رواناب اندازه گیری شد. بر مبنای نتایچ حاصل از این پژوهش، میانگین زمان شروع، حجم و ضریب رواناب کرت در اثر دست خوردگی خاک به طور معنی دار (01/0> p) و به ترتیب 29/2، 45/3 و 79/2 برابر افزایش یافتند که این موضوع به وضوح نشان دهنده عدم امکان تعمیم نتایج آزمایشگاهی رواناب و فرسایش به شرایط طبیعی بدون لحاظ اثرات ناشی از دست خوردگی خاک است. نتایج هم چنین نشان داد که عوامل دست خوردگی خاک و شدت بارندگی اثر متقابل هم افزایی بر زمان شروع رواناب و اثر متقابل هم زدایی بر حجم و ضریب رواناب داشتند.
    کلیدواژگان: زمان شروع رواناب، دست خوردگی خاک، شبیه ساز باران، ضریب رواناب
  • احسان ابراهیمی، کریم سلیمانی، حمیدرضا پورقاسمی صفحات 69-77
    حرکات توده ای معمولا جزء فرسایش های طبیعی است، اما بشر با انجام عملیاتی مانند حفر معدن، جاده سازی و از بین بردن پوشش گیاهی طبیعی می تواند آن را تشدید نماید. هدف از تحقیق حاضر شناخت عوامل موثر در وقوع زمین لغزش درحوزه آبخیز سیاه بیشه با استفاده از مدل احتمالاتی وزن واقعه و سامانه اطلاعات جغرافیایی می باشد. بدین منظور با استفاده از تفسیر عکس های هوایی و پیمایش های گسترده صحرایی 132 نقطه لغزشی شناسایی و ثبت شد. از این تعداد به طور تصادفی 92 نقطه لغزشی (70 درصد) برای مدل سازی و 40 نقطه لغزشی (30 درصد) برای ارزیابی مدل استفاده شد. عوامل مورد بررسی در ایجاد زمین لغزش شامل درجه شیب، جهت شیب، شکل شیب، ارتفاع، فاصله از جاده، فاصله از آبراهه، فاصله از گسل و زمین شناسی در محیط GISرقومی و نقشه های هر یک از عوامل تهیه شد. با استفاده از مدل احتمالاتی وزن واقعه، ارتباط هر عامل با نقاط لغزشی مشخص و در نهایت نقشه پهنه بندی حساسیت زمین لغزش برای منطقه مورد مطالعه تهیه گردید. درمدل وزن واقعه کلاس های، شیب 30-15 درجه، جهت شمال شرقی، ارتفاع 2600-2200 متر، فاصله از آبراهه 200-150 متری، فاصله کمتر از 100 متری جاده، فاصله بیش تر از 400 متری گسل، سازند های دوره زمین شناسی ژوراسیک- تریاس، شکل شیب مقعر از مهم ترین عوامل موثربر وقوع زمین لغزش در حوزه آبخیز سیاه بیشه معرفی شد. نتایج ارزیابی با استفاده از منحنی ROCنشان داد که مدل وزن واقعه با سطح زیر منحنی 81/0دقت خوبی برای تحلیل حساسیت زمین لغزش در منطقه مورد مطالعه دارد.
    کلیدواژگان: حرکات توده ای، پهنه بندی حساسیت زمین لغزش، مدل وزن واقعه، حوزه آبخیز سیاه بیشه
  • سیده معصومه موسوی، موسی عابدینی، اباذر اسمعلی عوری، فاطمه مدنی صفحات 78-87
    مخاطرات محیطی همواره به عنوان یکی از عوامل تهدیدکننده ی جوامع بشری محسوب می شوند. شناسایی نواحی مستعد خطر وقوع زمین لغزش یکی از گام های اساسی در ارزیابی مخاطرات طبیعی و مدیریت حوزه های آبخیز شهری محسوب می شود. هدف از این پژوهش، پهنه بندی خطر وقوع زمین لغزش در حوزه ی آبخیز شهر ایذه واقع در شرق استان خوزستان می باشد. در این پژوهش،ابتدا هشت لایه موثر در وقوع زمین لغزش شامل جنس زمین، شیب، جهت شیب دامنه، ارتفاع، بارش، فاصله از آبراهه، کاربری اراضی و فاصله از گسل در محیط ArcGISرقومی و طبقه بندی شده سپس با استفاده از روش CRITICمورد وزن دهی قرار گرفتند. در مرحله بعد، فازی سازی داده ها با استفاده از توابع فازی صورت گرفت. در نهایت نقشه های پهنه بندی خطر وقوع زمین لغزش با استفاده از مدل های فازی چند معیاره (TOPSIS و WLC) تهیه شد. این نقشه های پهنه بندی شده هر کدام به لحاظ حساسیت به وقوع زمین لغزش به پنج طبقه تقسیم شدند و مناطق با خطربسیار کم تا بسیار زیاد شناسایی شدند. نتایج نشان می دهد که در مدلTOPSIS ، 99/122 کیلومتر مربع از منطقه در معرض خطر بالا تا بسیار بالا و 5/89 کیلومتر مربع در معرض خطر بسیار کم تا کم قرار دارد. در حالی که در مدلWLC ، 13/76 کیلومتر مربع از منطقه در معرض خطر بالا تا بسیار بالا و 03/143 کیلومتر مربع در معرض خطر کم تا بسیار کم است. نتایج مقایسه مدل ها هم نشان می دهد که مدل TOPSIS، پهنه بیش تری از منطقه را در معرض خطر زمین لغزش نسبت به مدل WLC نشان می دهد. اما با توجه به پژوهش های میدانی و مطالعات صورت گرفته در منطقه ایذه به نظر می رسد که مدل WLCبه واقعیت نزدیک تر می باشد.در نتیجه می توان گفت که بر اساس این یافته ها و مقایسه آماری مدل ها، مدل WLC دارای کارایی بهتری نسبت به مدلTOPSIS جهت پهنه بندی خطر وقوع زمین لغزش در این منطقه می باشد.
    کلیدواژگان: زمین لغزش، مخاطرات محیطی، فنون چند معیاره، وزن دهی CRITIC، حوزه آبخیز شهر ایذه
  • پریسا عشقی، جلیل فرزاد مهر، محمد تقی دستورانی، زینب عرب اسدی صفحات 88-95
    برآورد دقیق مقدار رسوبات حمل شده توسط رودخانه ها در پروژه های آبی، از اهمیت بسیاری برخوردار است و لذا شناسایی و پیشنهاد روش های مناسب جهت برآورد دبی رسوبات معلق از اهداف مهمی تلقی می شود که بایستی بر اساس تحقیقات مرتبط به انجام برسد. از جمله‏ این روش‏ها می‏توان به روش‏های یادگیری ماشین از جمله مدل درختان تصمیم‏گیری، ماشین بردار پشتیبان و شبکه عصبی مصنوعی اشاره کرد. در این پژوهش، کارایی این تکنیک‏ها در پیش‏بینی میزان دبی رسوبات معلق حوزه آبخیز باباامان بجنورد مورد بررسی قرار گرفت. داده های ورودی برای پیش‏بینی رسوبات معلق حوزه باباامان در این پژوهش عبارتند از: دبی‏جریان، دبی رسوب معلق، بارش و تبخیر، که مربوط به دوره‏ آماری از سال 1349 تا سال 1380 است. جهت ارزیابی دقت و صحت نتایج این مدل‏ها، معیار‏های آماری MAE، RMSE، R استفاده شدند. در نهایت نتایج معیار های آماری R و RMSE به ترتیب برای مدل منحنی سنجه 80/0 و 77/55863، مدل شبکه عصبی 98/0 و 28/1، مدل درخت تصمیم 96/0 و 56/48881 و مدل ماشین بردار پشتیبان 99/0 و 6998/0 است. مقادیر به دست آمده نشان داد که ماشین بردار پشتیبان در مقایسه با روش‏های نامبرده، تطابق بسیار بیش تری با مقادیر اندازه‏گیری شده داشته است.
    کلیدواژگان: بار رسوب معلق، درخت تصمیم، شبکه عصبی مصنوعی، ماشین بردار پشتیبان، منحنی سنجه رسوب
  • همت الله رورده، قاسم لرستانی، معصومه چراغی صفحات 96-105
    رودخانه ها به شدت به تغییرات محیطی حساس می باشند. پایش و آشکارسازی تغییرات در محدوده رودخانه می تواند به شناخت و مدیریت بهینه آبراه و بستر رودخانه ها منجر شود. هدف از این مطالعه بررسی میزان تغییرات و شناسایی علل موثر بر شدت و ضعف تغییرات آبراه، در بخشی از رودخانه بابلرود در محدووده شهر بابل می باشد. برای دستیابی به این هدف از داده های دبی و رسوب، جنس و ساختمان زمین به همراه عکس هوایی سال 1335 و تصویر ماهواره ای اسپات 1393 در نرم افزار گوگل ارث استفاده شده است. در این تحقیق برای تعیین تغییرات و مشخص نمودن ماهیت، مکان و زمان وقوع تغییرات جانبی آبراه از روش نیمرخ های متساوی البعد بهره گرفته شد. با جانمایی خطی مستقیم و ثابت به عنوان خط مبنا و ایجاد برش های عرضی در فواصل 200 متری، میزان تغییرات زمانی و مکانی در دو طرف آبراه بابلرود، نسبت به خط مبنا محاسبه شدند. تغییرات آبراه در چهار بازه مجزا رقومی شده و در نهایت با روی هم اندازی و تلفیق دو دوره زمانی، میزان تغییرات کرانه های راست و چپ بابلرود مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج این تحقیق، بر تغییرات شدید در آبراه طی 60 سال گذشته دلالت دارد. حذف کاربری های بایر و کم شدن مساحت سایر کاربری ها به نفع کاربری مسکونی با نوسان در میزان دبی و رسوب رودخانه، سهمی قابل توجه در ایجاد تغییر در آبراه بابلرود داشته است. هم چنین نمی توان سهم گسل را در نحوه جابجایی و امتداد مسیر آبراه
    بی تاثیر دانست.
    کلیدواژگان: بابلرود، دبی، تغییرات آبراه، نیمرخ متساوی البعد
  • علی آهنی، صمد امامقلی زاده، سیدسعید موسوی ندوشنی، خلیل اژدری صفحات 106-118
    نگاشت های خود سازمانده یکی از انواع شبکه های عصبی مصنوعی هستند که قابلیت آن ها در تشخیص الگو و خوشه بندی داده ها، آن ها را به ابزاری قابل توجه در زمینه ی منطقه بندی حوزه های آبخیز به منظور اجرای تحلیل فراوانی منطقه ای سیلاب تبدیل کرده است. در این مطالعه، توانایی نگاشت های خودسازمانده در منطقه بندی حوزه ی آبخیز سفیدرود به منظور اجرای تحلیل فراوانی منطقه ای سیلاب با استفاده از الگوریتم گشتاور های خطی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده بیانگر آن است که نگاشت های خود سازمانده می توانند به عنوان روشی قابل قبول در زمینه ی خوشه بندی داده ها و منطقه بندی حوزه های آبخیز به کار گرفته شوند. بررسی مقادیر شاخص های صحت خوشه نشان داد که این شاخص ها به تنهایی نمی توانندتعیین کننده ی منطقه بندی مطلوب برای تحلیل فراوانی منطقه ای باشند، بلکه این وضعیت همگنی مناطق است که عامل اساسی در تعیین منطقه بندی مطلوب است. بر اساس وضعیت همگنی مناطق و بزرگی مناطق تشکیل شده، حالت های دو منطقه ای حاصل از به کارگیری الگوریتم های وارد و نگاشت های خودسازمانده به عنوان حالت های بهینه به منظور اجرای تحلیل فراوانی منطقه ای سیلاب برای حوزه ی آبخیز سفیدرود، انتخاب شدند. افزون بر این، نتایج حاصل از برآورد سیلاب در تحلیل نقطه ای و دو تحلیل منطقه ای گویای آن بود که برآوردهای حاصل از دو تحلیل منطقه ای بسیار به هم نزدیک بوده و اختلاف نسبی آن ها به طور میانگین در حدود 1% است. هم چنین، اختلاف نسبی آن ها با برآوردهای حاصل از تحلیل نقطه ای نیز در هیچ یک از ایستگاه ها از 17% تجاوز نمی کند و مقدار میانگین آن تقریبا برابر 8% است.
    کلیدواژگان: نگاشت خود سازمانده، منطقه بندی، خوشه بندی، گشتاور های خطی
  • رحیم کاظمی، نجفقلی غیاثی صفحات 119-127
    منحنی تداوم جریان یک روش کلاسیک برای نمایش گرافیکی روابط بین فراوانی و بزرگی جریان است. عوامل متعددی در شکل این منحنی و روند تغییرات آن نقش دارند که از جمله آن ها می توان به پارامترهای اقلیمی و فیزیوگرافیکی حوزه اشاره نمود. در این پژوهش، روابط بین شکل منحنی تداوم جریان و پارامترهای فیزیکی حوزه مورد بررسی قرار گرفته است. تعداد 20 ایستگاه با آمار مناسب و دوره مشترک آماری 1385-1351 انتخاب شد. با استفاده از نقشه توپوگرافی با مقیاس1:50000 و تعیین موقعیت ایستگاه ها، محدوده مورد پژوهش مشخص و پارامترهای اولیه حوزه با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی، استخراج شد. منحنی تداوم جریان با استفاده از داده های روزانه جریان، ترسیم و با استفاده از برنامه نویسی در محیط برنامه نویسی MATLAB شیب اولین و آخرین نقطه عطف منحنی به عنوان شاخص تغییر شکل منحنی محاسبه شد. تجزیه عاملی انجام و عوامل مستقل تاثیرگذار بر شکل منحنی مشخص شد. سپس همگنی هیدرولوژیکی زیرحوزه ها بر اساس عوامل مستقل با استفاده از روش تحلیل خوشه ایمورد بررسی قرار گرفت. در نهایت، همبستگی میزان درصدهای عدم تجاوز منحنی در نقطه عطف، با پارامترهای هندسی و هیدرولوژیکی حوزه ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که پارامترهای محیط، مساحت، طول رودخانه اصلی، طول حوزه، زمان تمرکز و ارتفاع متوسط حوزه، مهم ترین عوامل تاثیرگذار بر روی شکل منحنی تداوم جریان در منطقه پژوهش می باشند. تمامی شش پارامتر فوق دارای همبستگی مثبت با ضریب همبستگی حداقل 54/0 متعلق به ارتفاع متوسط و حداکثر 78/0 برای محیط حوزه با شاخص تغییر شکل منحنی تداوم جریان می باشند. پارامتر شیب متوسط حوزه و بارش متوسط سالانه به عنوان دومین عامل تاثیرگذار، دارای رابطه منفی با ضریب همبستگی 59/0 و 56/0 می باشد.
    کلیدواژگان: حوزه خزر، شاخص تغییرشکل، مناطق همگن، منحنی تداوم جریان، نقطه عطف منحنی
  • مجتبی خوش روش، محمود رایینی، اسماعیل نیکزاد طهرانی صفحات 128-140
    ارزیابی پدیده تغییر اقلیم و پیامدهای احتمالی آن بر فرایندهای هیدرولوژیکی حوزه، کمک شایانی به تصمیم گیران و مدیران منابع آب خواهد کرد. یکی از ابزارهای پرکاربرد و مورد استفاده برای ارزیابی این پدیده، استفاده از شبیه سازی فرایندهای هیدرولوژیکی با مدل بارش- رواناب است. هدف از این پژوهش بررسی اثر تغییر اقلیم بر رواناب و پیشامدهای خشک سالی و سیلاب حوزه نکارود در دوره 2069-2040 است. در این پژوهش از مدل نیمه توزیعی SMA در ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر هیدرولوژی حوزه نکارود استفاده شد. در این راستا نخست پارامترهای مدل پیوسته نیمه توزیعی SMA برای دوره پایه (2010-1981) مورد واسنجی و اعتبارسنجی قرار گرفت، سپس برای ارزیابی اثرات تغییر اقلیم و گرمایش جهانی بر هیدرولوژی حوزه در دوره 2069-2040 میلادی، داده های مدل اقلیمی HadCM3-AR4 تحت سناریوی انتشار A2 از مجموع سناریوی SRES برای منطقه ریزمقیاس شد. در ادامه داده های ریزمقیاس شده به مدل SMA معرفی شده و تغییرات رواناب در دوره های آینده مورد ارزیابی قرار گرفت. مقایسه پارامترهای اقلیمی شبیه سازی شده توسط این مدل اقلیمی در دوره 2069-2040 نشان می دهد که دمای منطقه در ماه های مختلف بین 41/1 تا 47/3 درجه سانتی گراد نسبت به دوره پایه گرم تر می شود. بارش برای ماه های سرد تا 23 درصد افزایش، اما در ماه های گرم تا 25 درصد کاهش می یابد. هم چنین نتایج فراوانی خشک سالی و سیلاب نشان داد که میزان دبی حداقل هفت روزه برای دوره بازگشت 200 ساله در دوره آینده 2069-2040 نسبت به دوره 2010-1981 می تواند نزدیک به هفت درصد کاهش داشته باشد.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، مدل گردش عمومی جو، ریزمقیاس، مدل نیمه توزیعی بارش، رواناب
  • ابوذر پرهیزکاری، محمدمهدی مظفری صفحات 141-151
    در مطالعه حاضر ابتدا با بهره گیری از داده های سری زمانی سال های 92-1385 و مدل شبیه سازی RCM-PRECIS اثر انتشار گازهای گلخانه ای بر متغیرهای اقلیمی دما و بارش تحت سناریوهای مختلف در حوزه های آبخیز استان قزوین بررسی شد. سپس، جهت بررسی میزان اثرگذاری متغیرهای دما و بارش بر عملکرد محصولات منتخب از روش حداقل مربعات معمولی (OLS) و تحلیل های رگرسیونی استفاده شد. در ادامه با لحاظ نمودن نتایج تحلیل رگرسیونی در مدل برنامه ریزی ریاضی مثبت (PMP)، میزان تغییرات به وجود آمده در عرضه و تقاضای آب آبیاری و تولیدات بخش کشاورزی در حوزه های آبخیز استان قزوین بررسی شد. نتایج نشان داد که انتشار گازهای گلخانه ای تحت سناریوهای A، B و C متغیرهای اقلیمی دما و بارش را به میزان 43/0 تا 27/1 درجه سانتی گراد و 1/14- تا 31/1 میلی متر متاثر می سازد که این امر عملکرد محصولات منتخب را در سطح حوزه های آبخیز استان قزوین تغییر می دهد. با تغییر در عملکرد، سطح زیرکشت محصولات زراعی از 51/10- تا 17/3 درصد، میزان عرضه آب آبیاری از 4/10- تا 64/1 درصد و میزان تقاضای آب آبیاری از 60/1 تا 35/7 درصد تغییر می کند. هم چنین، نتایج نشان داد که بیش ترین و کمترین کاهش شکاف بین عرضه و تقاضای آب آبیاری در حوزه های آبخیز خررود و شاهرود به میزان 20/9 و 82/1 درصد حاصل می شود.
    کلیدواژگان: انتشار گازهای گلخانه ای، عرضه و تقاضای آب آبیاری، برنامه ریزی ریاضی مثبت، تولیدات کشاورزی، مدل گردش عمومی، حوزه های آبخیز قزوین
  • مریم انصاری، غلامرضا نوری، صمد فتوحی صفحات 152-158
    نوسانات در روند متغیرهای هواشناسی از جمله بارندگی و دما یکی از ویژگی های چرخه اتمسفری است، ضمن اینکه کاهش شدید بارندگی و دوره های خشک ناشی از آن، تاثیر های منفی بسیاری بر منابع آب می گذارد. نوسانات اقلیمی در یک منطقه اثرات شدیدی بر منابع آب و خاک می گذارد. امروزه پذیرفته شده که بروز هر گونه تغییر در سیستم اقلیمی در مدیریت منابع آب و خاک مهم است. در میان عناصر اقلیمی، بارش بیشترین نوسان را دارد، این مسئله به ویژه در کشور ایران که بارش متوسط سالانه آن 250 میلی متر است، اهمیت بیش تری دارد. دوره های کم آبی و پر آبی به خصوص دوره های کم آبی از دیر باز محدوده حوزه آبخیز رودخانه کاجو را تحت تاثیر قرار داده است و به دلیل تداوم زیاد آن با آسیب ها و خسارات فراوانی همراه بوده است. هدف از انجام تحقیق تعیین روند تغییرات دما، بارش و دبی این حوزه آبخیز طی یک دوره آماری 20 ساله است. از آزمون ناپارامتری من- کندال برای تعیین روند این متغیرها استفاده شده است. نتایج حاصل نشان می دهد بارش منطقه دارای روندی نزولی، دما دارای روندی صعودی، و دبی رودخانه طی این دوره آماری دارای روندی کاهشی است.
    کلیدواژگان: بارش، دبی، دما، کاجو، من، کندال
  • ناصر گنجی خرمدل، فاطمه کیخایی صفحات 159-166
    به منظور مدیریت کارا و موثر منابع آب زیرزمینی، برای کاهش حفر چاه های نمونه برداری که پر هزینه هستند، شبکه های پایشیکه به طور مناسبی طراحی شده باشند، می توانند به عنوان یک گزینه در نظر گرفته شوند. با استفاده از روش های بهینه سازی عددی، معضل به دست آوردن اطلاعات کمی و کیفی با حداقل تعداد چاه ها و نقاط نمونه برداری را می توان مرتفع نمود. برای پایش یک سیستم آبخوان، حفر یک شبکه از چاه های پایش نیاز است که این امر پرهزینه و پیچیده می باشد. در سال های اخیر طراحی این شبکه به طوری که کارآمد و در عین حال کم هزینه باشد به یک چالش تبدیل شده است. به منظور کاهش هزینه، سیستم های پایشی مورد توجه اند که در شرایط حداقل تعداد نقاط نمونه برداری، حداکثر دسترسی به داده های مناسب را داشته باشند. تکنیک های بهینه سازی فوق ابتکاری در این زمینه پتانسیل کاربرد بالایی را دارا هستند. در این مقاله منطقه ای از شمال ایران انتخاب شده تا توانایی الگوریتم ژنتیک (GA) ترکیب شده با کریجینگ و الگوریتم اجزای جمعی (PSO)، جهت بهینه سازی شبکه مقایسه و ارزیابی گردند، با این شرط که تعداد چاه های پایش طوری کاهش یابدکه تا حد امکان از کیفیت داده ها کاسته نشود. نتایج بهینه سازی نشان داد که در آبخوان آستانه-کوچصفهان تعداد چاه های مشاهده ای می تواند به اندازه 26 درصد (57 به 42 چاه)، کاهش داده شود، بدون اینکه فقدان داده ای محسوسی ایجاد شود. مقادیر جذر میانگین مربعات خطا RMSE)) برای شبکه بهینه سازی به روش GA و PSO به ترتیب برابر 2025/0 و3222/0 متر محاسبه شد. مقایسه مقادیر RMSE روش GA جهت بهینه سازی نهایی توصیه می شود.
    کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، الگوریتم اجزای جمعی، آب زیرزمینی، بهینه سازی، شبکه پایش سطح ایستابی، دشت آستانه، کوچصفهان
  • زهرا گرامی لوشابی، محمود عرب خدری، حسین اسدی، رضا بیات صفحات 167-176
    شدت فرسایش و عوامل موثر بر آن به دلیل نوسان های فصلی آب و هوایی در طول سال تغییر می کنند. این پژوهش با هدف تعیین تغییرات زمانی فرسایندگی باران و رسوب دهی و تعیین زمان های بحرانی از نقطه نظر خطر فرسایش در حوزه ی کسیلیان انجام شد. به این منظور شاخص فرسایندگی باران ماهانه در 27 ایستگاه موجود در داخل و اطراف حوزه از ارتباط بین شاخصEI30 با شاخص های سهل الوصول محاسبه و پس از انجام درون یابی به روش کریجینگ، میانگین ماهانه فرسایندگی حوزه به دست آمد. برای برآورد رسوب دهی از تلفیق منحنی سنجه رسوب حد وسط دسته ها و آمار جریان روزانه ایستگاه خروجی حوزه در شیرگاه استفاده شد. پس از محاسبه ی شاخص فرسایندگی و رسوب خروجی از حوزه در بازه های ماهانه، رابطه بین این دو مورد بررسی و تحلیل قرارگرفت. یافته های این پژوهش نشان می دهد که فرسایندگی باران و رسوبدهی تغییرات فصلی شدیدی دارند. فرسایندگی باران ماهانه حوزه دارای دو اوج یکی در اواخر پاییز در ماه های آبان و آذر با مقدار 41 و 29 مگاژول میلی متر بر هکتارساعت و دیگری در اوایل بهار در فروردین ماه با مقدار 24 مگاژول میلی متر بر هکتارساعت بود. در حد فاصل این دو اوج، فرسایندگی ناچیز است که دلیل احتمالی آن تغییر نوع بارش ها به دلیل کاهش دما در طول زمستان می باشد. اما رسوب دهی، دارای یک اوج می باشد که آن هم در بهار، ماه های فروردین و اردیبهشت با مقدار 13175 و 7200 تن رخ داده است. علت این تک اوجی بودن، می تواند جذب بخش عمده بارش های ابتدای سال آبی به علت خشک بودن زمین باشد. در حالی که با مرطوب شدن خاک در ماه های بهار، ضریب رواناب افزایش و فرسایش نیز بیش تر می شود.
    کلیدواژگان: بار رسوب، محدوده زمانی بحرانی، فرسایندگی باران، منحنی سنجه رسوب، نوسانات فصلی
  • بتول زینالی، مجتبی فریدپور، صیاد اصغری سراسکانرود صفحات 177-187
    منطقه موردمطالعه در این پژوهش، دشت مرند با مساحتی معادل 42/517 کیلومترمربعدر شمال غرب استان آذربایجان شرقی می باشد. در این پژوهش، دوره های متوالی خشکسالی هواشناسی و هیدروژئولوژی با استفاده از شاخص خشکسالی SPI و SWI در شش بازه زمانی (6، 9، 12، 18، 24 و 48 ماهه) بررسی شد. بدین منظور، از متوسط بارش ماهانه هفت ایستگاه باران سنجی در دوره آماری (91-1359)، داده های مربوط به پارامتر های کیفیت 70 حلقه چاه بهره برداری و داده های ماهانه سطح آب 23 پیزومتر در دوره آماری (90-1380) استفاده شد. نتایج بررسی شاخص SPI نشان داد که در سال 1386 خشکسالی شدید در منطقه اتفاق افتاده و تا سال های پایانی مورد مطالعه، نیاز آبی منطقه تامین نشده است. همچنین نتایج شاخص SWI نمایانگر افزایش برداشت از سفره های آب زیرزمینی برای جبران نیاز آبی دشت بوده و افت حدود سه متری آب زیرزمینی را به دنبال داشته است. همبستگی به دست آمده به روش پیرسون بین خشکسالی هواشناسی و آب زیرزمینی در سطح یک درصد معنی دار بوده و تاثیر پذیری منابع آبزیرزمینی را بایک تاخیر پنج ماهه نمایان می سازد. ارزیابی کیفیت شیمیایی آب های زیرزمینی براساس شاخص های قابلیت هدایت الکتریکی (EC)، نسبت جذب سدیم (SAR) و کلر (Cl)، نشان داد که تغییر کیفیت آب در سطح وسیعی از دشت مرند در اثر افزایش سطح زیر کشت و همچنین افزایش برداشت صورت گرفته است. بر اساس نتایج به دست آمده از دیاگرام ویلکاکس مشخص شد که حدود 44 درصد مساحت آبهای زیرزمینی دشت در کلاس C1S4تا C4S1 قرارگرفته و دارای کیفیت آب خیلی شور برای مصارف کشاورزی می باشند.
    کلیدواژگان: شاخص SPI، شاخص SWI، کیفیت آب های زیرزمینی، دیاگرام ویلکاکس، دشت مرند
  • گلاله غفاری، زانا طالبی صفحات 188-196
    برآورد زمان تمرکز، یکی از مهم ترین مباحث در مطالعات فیزیوگرافی و هیدرولوژی حوزه های آبخیز است و برآورد نسبتا صحیح آن تاثیر زیادی در محاسبه ی دیگر پارامترهای هیدرولوژی، خصوصا دبی اوج سیلاب دارد. با وجود ارائه فرمول های تجربی متعدد و کاربرد گسترده آنها در ایران، تا کنون در حوزه سد قشلاق در مورد بهترین رابطه و مهم ترین پارامترهای فیزیوگرافی حوزه و میزان تاثیرگذاری آنها بر کاهش یا افزایش زمان تمرکز مطالعه ای انجام نشده است. لذا در این تحقیق علاوه بر بررسی شانزده رابطه تجربی برآورد زمان تمرکز که در کشور ما نیز از کاربرد گسترده ای برخوردارند، اقدام به ارائه روشی برای تجزیه ضرایب مسیر پارامترهای مهم فیزیوگرافی حوزه با زمان تمرکز شد. بدین منظور ابتدا با استفاده از مقادیر واقعی زمان تمرکز حاصل از ردیابی محلول نمک، دقت روابط تجربی توسط دو شاخص آماری MRE و RMSE ارزیابی و بهترین روابط تجربی برآورد زمان تمرکز انتخاب شد. سپس با استفاده از روش تجزیه مسیر (Path Analysis) تاثیر مستقیم و غیرمستقیم ده مورد ازمهم ترین پارامترهای حوزه ای بر زمان تمرکز مشخص شد. نتایج نشان داد که در حوزه سد قشلاق سنندج از بین روابط بررسی شده فرمول های کالیفرنیا و برانسلی ویلیامز به ترتیب بهترین معادله های برآورد زمان تمرکز می باشند (میانگین درصد خطای نسبی به ترتیب 1/41 و 5/43 درصد). هم چنین فرمول های چاو و جانستون-کروس نیز نتایج متوسط و نسبتا مناسبی را ارائه نموده ند (میانگین درصد خطای نسبی کمتر از 57%). نتایج تجزیه مسیر نیز نشان داد که پارامتر طول متوسط آبراهه دارای بالاترین اثر مثبتی (10/1) و مساحت حوزه دارای بیش ترین اثرات منفی (207/0- ) بر زمان تمرکز است.
    کلیدواژگان: زمان تمرکز، فیزیوگرافی، حوزه آبخیر، روابط تجربی
  • فریبا زکی زاده، علی طالبی صفحات 197-205
    در مدل آبشاری نش که از مدل های ساده و کارآمد در شبیه سازی رفتار هیدرولوژیک حوزه آبخیز است، رفتار حوزه در برابر بارش، مانند رفتار nمخزن خطی با ضریب ذخیره k، در نظر گرفته می شود. در این پژوهش، از انواع روش های برآورد پارامترهای n و k، دقت روش های ممان، تجربی نش، ترسیمی هان، بهونیا و زمان تا اوج - زمان تا عطف بر نتایج مدل نش، در حوزه آبخیز منشاد در استان یزد، مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور مقادیر n و k، در روش تجربی نش با استفاده از پارامترهای فیزیوگرافی و در سایر روش ها با سه رویداد متناظر بارش رواناب تعیین شد. با در نظر گرفتن میانگین پارامترهای واسنجی شده، نتایج مدل برای دو رویداد دیگر اعتبارسنجی شد. نتایج نشان داد که استفاده از روش بهونیا و ترسیمی هان در برآورد مقادیر ورودی مدل، تا حدودی، منجر به تطابق بهتر داده های مشاهداتی و برآوردی شده است. درصد خطای نسبی برآورد دبی اوج، زمان اوج و حجم سیلاب در روش بهونیا به ترتیب، 24/28، 48/29 و 20/8 و در روش ترسیمی هان به ترتیب، 29/28، 48/29 و 52/8 برآورد شد. لذا در حوزه آبخیز منشاد روش بهونیا و بعد از آن ترسیمی هان در مقایسه با سایر روش ها به عنوان روش های برتر پیشنهاد می شود. استفاده از هر یک از روش های زمان تا اوج- زمان تا عطف و تجربی نش در برآورد برخی از ویژگی های سیلاب نتایج ضعیفی ارائه داد. لذا کاربرد این روش ها در شرایط مشابه حوزه آبخیز مورد مطالعه، بدون انجام تحقیقات بیش تر توصیه نمی شود.
    کلیدواژگان: مدل سازی بارش، رواناب، روش بهونیا، مدل نش، حوزه آبخیز منشاد، هیدروگراف واحد لحظه ای
  • احسان زاهدی، علی طالبی، سید عباس طباطبایی، آرزو رئیسی، مجید آسیایی صفحات 206-215
    سدهای زیرزمینی سازه هایی هستند که جریان طبیعی آب های زیرزمینی را مسدود نموده و سبب ایجاد ذخایر آبی در زیرزمین می شوند. در این مطالعه ابتدا با استفاده از منطق بولین و پارامترهای زمین شناسی، کاربری اراضی، شیب، فاصله از گسل و فاصله از جاده، 18 منطقه مستعد احداث سد زیرزمینی مشخص شد. در بحث سد زیرزمینی، جریان زیرسطحی از اهمیت بالایی برخوردار است به طوری که اگر با احداث سد در زیر سطح زمین آن منطقه دارای جریان های زیرسطحی مناسب نباشد احداث سد با وجود مطالعات و هزینه های فراوان با شکست مواجه می شود. لذا در این تحقیق از مدل SWAT برای شبیه سازی بیلان آب و جریان زیرسطحی حوزه درونگر استفاده شد و با استفاده از آن مناطقی که دارای جریان زیرسطحی مناسب هستند شناسایی و از این پارامتر برای مکان یابی و اولویت بندی مناطق مستعد استفاده شد. با اجرای مدل SWAT در حوزه آبخیز درونگر در مرحله واسنجی مقادیر ضریب همبستگی، ضریب همبستگی وزنی و شاخص NS (نش ساتکلیف) به ترتیب برابر 77/0، 75/0 و 68/0 و در مرحله اعتبارسنجی برابر 71/0، 67/0 و 61/0 حاصل شد که این ضرایب نشان می دهد مدل SWAT با توجه به نتایج حاصل از شبیه سازی، در حوزه درونگر کارایی قابل قبولی دارد. نتایج حاصل شده از شبیه سازی جریان زیرسطحی نشان می دهد که مناطق شمالی و جنوبی حوزه درونگر دارای جریان زیرسطحی بالاتری نسبت به مناطق مرکزی حوزه می باشد که این موضوع نشان دهنده آن است که این مناطق جهت احداث سد زیرزمینی نسبت به سایر مناطق استعداد بیش تری دارا می باشد.
    کلیدواژگان: سد زیرزمینی، جریان زیرسطحی، مدل SWAT، حوزه آبخیز درونگر
  • محمد ذو نعمت کرمانی، معین گنجعلیخانی صفحات 216-227
    در بسیاری از پروژه های کنترل سیل، آبخیزداری و توسعه منابع آب محاسبات مربوط به دبی رودخانه بسیار حائز اهمیت است که این امر نیازمند مدل سازی جامع هیدرولوژیکی در منطقه است. ضرورت آگاهی از وضعیت منابع آب و نزولات جوی در حوزه های آبریز مختلف برای اجرای طرح های آبی از یک سو و عدم وجود شبکه قابل قبولی از ایستگاه های اندازه گیری پارامترهای هواشناسی و هیدرومتری از سوی دیگر، اهمیت استفاده از روش های غیرمستقیم برای استفاده از حجم رواناب در حوزه های آبریز را بیش از پیش آشکار می سازد. افزون بر این، طراحی سازه های آبی مورد نیاز رودخانه ها از جمله پل و آب بند، نیازمند پیش بینی سیلاب های عظیم منطقه است. در همین راستا و در پژوهش حاضر تعیین گروه های هیدرولوژیکی خاک حوزه آب بخشا واقع در بردسیر کرمان که یکی از اساسی ترین شاخص ها برای تخمین حجم و پیک سیلاب منطقه است، مورد بررسی قرار گرفت. در حوزه مذکور، به استثنا یک زیرحوزه، گروه های هیدرولوژیکی خاک در دسترس نبوده که در ابتدا این مقادیر با استفاده از نقشه شیب منطقه تخمین اولیه گروه های هیدرولوژیکی خاک انجام شد که بررسی های آتی تطابق 87 درصدی مقادیر تخمین زده شده با مقادیر اندازه گیری شده در زیرحوزه با داده های موجود را بیان می دارد. در ادامه، هشت سیلاب تک رخداد با توجه به داده های تخمین زده شده و مشاهداتی بارش- رواناب با استفاده از نرم افزارHEC-HMS مدل سازی شد و واسنجی مدل با به کارگیری روش چهار تابع هدف برای پارامترهای شماره منحنی و ضریب Kمربوط به روندیابی به روش ماسکینگام انجام پذیرفت. در انتها به منظور ارزیابی مدل واسنجی شده، شبیه سازی چهار سیلاب تک رخداد با توجه به آزمون های نکویی برازش NOF و EF مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج حاصله، روش RMSE به عنوان بهترین تابع هدف انتخاب شد و بهینه سازی های مورد نظر بر اساس آن انجام گرفت. در مجموع، با توجه به در دسترس نبودن شماره منحنی خاک و نتایج خوب مدل مورد استفاده، می توان این روش را شیوه مناسبی برای محاسبه حجم سیلاب ها در مراحل اولیه طرح های مطالعاتی دانست.
    کلیدواژگان: گروه های هیدرولوژیکی خاک، حوزه آب بخشا، HEC، HMS، شماره منحنی خاک، CN
  • سعید خسروبیگی بزچلویی، مهدی وفاخواه صفحات 228-236
    منحنی تداوم جریان نشان دهنده رابطه بین فراوانی و مقدار دبی روزانه، هفتگی و ماهانه است. داده های دبی جریان آب به شکل منحنی تداوم جریان به عنوان پیش نیاز برای طرح های مدیریت منابع آب از قبیل طراحی سدها، نیروگاه های برق آبی، اجرای عملیات آبخیزداری، ارزیابی خطر خشک سالی و بررسی سلامت زیست بوم رودخانه مورد نیاز است. این تحقیق به منظور تحلیل منطقه ای منحنی تداوم جریان در 33 حوزه آبخیز منتخب با طول دوره آماری مشترک روزانه 20 ساله در حوزه آبخیز دریاچه نمک انجام شد. پس از تهیه منحنی تداوم جریان برای 33 ایستگاه آب سنجی منتخب، شاخص های دبی دو تا 90 درصد استخراج، و مناسب ترین توزیع آماری منطقه ای از بین ده توزیع آماری تشخیص داده شد و شاخص های دبی دو تا 90 درصد با دوره بازگشت دو ساله به دست آمد. برای تحلیل منطقه ای منحنی تداوم جریان از میان 18 متغیر مستقل فیزیوگرافی، اقلیمی، زمین شناسی و کاربری اراضی، شش عامل مساحت حوزه آبخیز، طول آبراهه اصلی، ارتفاع متوسط، درصد سازندهای نفوذپذیر و درصد اراضی مرتعی به عنوان عوامل مهم با استفاده از تحلیل عاملی انتخاب شدند. سپس با استفاده از رگرسیون چندمتغیره و ترکیب تحلیل خوشه ایبه منظور تعیین حوزه های آبخیز همگن و رگرسیون چندمتغیره تحلیل منطقه ای دبی های تداوم جریان انجام شد. به منظور بررسی و صحت مدل ها در کل منطقه و مناطق همگن از نمایه های آماری ضریب تبیین، ریشه میانگین مربعات خطا، ضریب کارایی استفاده شد. نتایج نشان داد که رویکرد تحلیل منطقه ای با تشخیص حوزه های آبخیز همگن باعث افزایش کارآیی و خطای کمتر مدل های منطقه ای می شود و با توجه به میزان ضریب بتا معادلات رگرسیونی، طول آبراهه اصلی مهم ترین پارامتر تاثیرگذار در دبی های تداوم جریان می باشد.
    کلیدواژگان: منحنی تداوم جریان، تحلیل منطقه ای، تحلیل خوشه ای، تابع توزیع آماری، حوزه آبخیز فاقد آمار
  • سیده مائده شنانی هویزه، حیدر زارعی صفحات 237-244
    تغییرات کاربری اراضی و پوشش زمین به عنوان یکی از عوامل مهم و موثر بر تغییرات محیط زیست جهانی به حساب می آیند، بنابراین درک و پیش بینی علل، فرآیند ها و نتایج تغییرات کاربری اراضی به یک چالش عمده بر روی سطح کره ی زمین تبدیل شده است. امروزه فن آوری سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، به طور موثر جهت شناسایی و تعیین مقدار تغییرات کاربری اراضی و اثرات آن بر محیط زیست استفاده می شوند. در مطالعه ی حاضر نیز هدف بررسی میزان تغییرات کاربری اراضی حوزه ی آبخیز ابوالعباس (در دوره ی زمانی 1388-1369) با استفاده از فن آوری سنجش از دور و تصاویر ماهواره ای می باشد. برای تهیه ی نقشه های کاربری اراضی سال های 1369 و 1388 از تصاویر ماهواره ای لندست استفاده شد. سپس تصاویر ماهواره ای با استفاده از الگوریتم شبکه ی عصبی مصنوعی با دقت قابل قبولی در هشت کلاس کاربری (زراعت دیم، زراعت آبی و باغات، جنگل انبوه، جنگل نیمه انبوه، جنگل تنک، مراتع متوسط، مراتع فقیر و مناطق مسکونی) طبقه بندی شدند. در نهایت نقشه های کاربری اراضی حاصله مورد مقایسه قرار گرفتند. تجزیه و تحلیل تغییرات نشان داد که مساحت جنگل های انبوه و نیمه انبوه در طی این سال ها به ترتیب 48/8 و 26/12 درصد کاهش یافتند و جای خود را به جنگل های تنک شده و مراتع دادند که هر کدام به ترتیب 39/10 و 35/12 درصد افزایش یافتند، هم چنین اراضی کشاورزی (زراعت دیم، زراعت آبی و باغات) به طور کلی 79/1 درصد کاهش و مناطق مسکونی نیز در این سال ها 19/0 درصد افزایش یافتند. با توجه به این که پوشش زمین در این دوره دستخوش تغییر شده است، این تغییرات می توانند علاوه بر اثرات منفی بر محیط زیست و منابع طبیعی، سبب افزایش بلایای طبیعی مانند سیل شود.
    کلیدواژگان: تصاویر ماهواره ای لندست، سنجش از دور، شبکه ی عصبی مصنوعی، طبقه بندی، کاربری اراضی
  • فرخ اسدزاده، سلمان میرزایی صفحات 245-254
    عامل توپوگرافی مدل USLE به دلیل حساسیت بالای نتایج مدل نسبت به آن و نیز به دلیل پیچیدگی اثرات آن بر فرسایش خاک به عنوان یک فاکتور مهم در مدل مذکور شناخته می شود. روش مور و ویلسون به عنوان یکی از روش های پرکاربرد در محاسبه ی عامل LS مدل های کامپیوتری خانواده USLE با استفاده از مدل رقومی ارتفاع شناخته می شود. این تحقیق با هدف تعیین مناسبترین ابعاد سلولی مدل رقومی ارتفاع در محدوده ای به مساحت 7116 هکتار واقع در منطقه ی رشکان در جنوب شهرستان ارومیه انجام شد. مدل های رقومی ارتفاع با ابعاد 30، 50، 75، 100، 200 و 400 متر در محیط ArcGIS 10 ایجاد شده و مطابق با روش مور و ویلسون نقشه ی رستری LS برای منطقه با استفاده از هر یک از مدل های رقومی تهیه گردید. وابستگی مکانی متغیر LS با استفاده از تحلیل نیم تغییر نما بررسی و ابعاد سلولی مناسب بر مبنای آن انتخاب شد. نتایج نشان داد که مدل کروی به خوبی قادر به تبیین تغییرات مکانی متغیر LS بوده و در مدل رقومی ارتفاع با ابعاد 75 متر دارای قوی ترین ساختار وابستگی مکانی (523/0) و بیشترین ضریب تبیین (983/0) است. بنابراین در منطقه ی مورد مطالعه ابعاد سلولی 75 متر به عنوان اندازه مناسب سلول به منظور محاسبه ی متغیر LS پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: عامل LS، اندازه ی سلول، زمین آمار، RUSLE، رشکان، ارومیه
|
  • Saman Badieizade, Abdolreza Bahrehmand, Amir Ahmad Dehghani Pages 1-10
    This study was done to simulate runoff of Gorgan city using of the hydrologic-hydraulic model SWMM. In this study¡ to calibrate the model¡ four rainfall events¡ were used and the speed of the corresponding runoffs in the chosen sub basin were recorded. In this study¡ NS¡ RMSE and BIAS% were used as model performance indices in the estimating peak discharge and flow volume. Also significant and no significant differences between the observed and simulated values by paired t test were investigated. The model calibration results showed that the simulated peak discharge and flow volume are in good correspondence with the observed values (BIAS%= 11.44¡ RMSE= 0.006 and NS= 0.70) and the calibration results were used for the optimum values of parameters. To evaluate and test model validation¡ two rainfall events¡ were used. That the model performance indices were acceptable in both cases (BIAS%= 8.01¡ RMSE= 0.00043 and NS= 0.69). Furthermore¡ according to paired t test of difference between observed and simulated values in the calibration and validation of the model error (0/01 or 0/05) are not significant. The results of the study indicate that the model has the accuracy required for urban runoff simulation.
    Keywords: Gorgan city, Hydrologic, hydraulic model SWMM, Simulation
  • Nematollah Hamidi, Mahdi Vafakhah, Akbar Najafi Pages 11-19
    The maps of potential flooding areas can be the appropriate tool for urban planning in the future. In this research, potential flooding areas criteria viz. the urban land use, distance of river, elevation, slope and ground water level were considered. The weight of decision criteria were evaluated by paired comparison matrix. The final potential flooding map was divided to five different risk classes. About 15 percentage of the study area were belongs to very high and high risk classes. Including areas located in high risk near to the river, impermeable areas, low topography and slope less than two percent in these areas. Focus on areas with historical flood events showed that areas with slope less than two percent are more affect by flood. The results of the Analytical Hierarchy Process showed that ten percentage of the area with historical flood events is located in very high and high classes. The results show that percentage of the class area with high and very high risk according to historical flood events are 43, 34 and 26 percent for gaussian, triangular and generalizedbell-shaped membership functions, respectively. The result of Gaussian membership function is more similar to historical flood events reports.
    Keywords: Multi, criteria decision making, Nour city, Fuzzy logic, Potential flooding
  • Arman Shaabani Bazneshin, Alireza Emadi, Ramin Fazloula Pages 20-28
    Flood is one of the natural hazards that its frequent occurrence has increased in the recent years and the damages of it, had affected apart of country in every year. Prioritization of sub basins has an important effect in watershed management. The purpose of prioritization of sub basins is offer a pattern for control and decrease flood hazards and evaluating the role of each sub basin in peak discharge of outlet flood hydrograph of basin. In this study, NEKA basin was selected as study area, because of several floods was occurred in it and with combining GIS and HEC-HMS hydrological model, the contribution of each sub basin in outlet flood from total basin based on SCS method, was determined. For this purpose, at first design rainfall hyetograph for different return periods was computed and after calibration the HEC-HMS model and estimate optimal value of the parameters, outlet flood hydrograph from each sub basin of NEKA basin and also outlet flood hydrograph from all over the basin for different return periods was simulated by HEC-HMS. For prioritization of sub basins, after removal of single sub basin in HEC-HMS environment, two indexes of parcenary contribution of each sub basin in outlet flood of basin and parcenary contribution of each sub basin in outlet flood of basin per unit area was used. for this purpose, the 100 years return period flood was used. The results showed that the contribution of sub basins in flooding potential will be not only affected by its area but also the place of each sub basin and flood routing in main reach have remarkable effect on flooding regime of basin. Also determine the severity of flooding per unit area of sub basins, in prioritization flood control operation for cost and facilities, can be more efficient than other. Finally was observed, the sub basins that are located in the central part of basin, have most effect on the total basin's flooding.
    Keywords: Flood, GIS, HEC, HMS Model, Neka Basin, Prioritization, Routing
  • Mohammad Hassanzadeh Nafooti, Habibollah Khajebafghi Pages 29-37
    Today, one of the major problems of flood control projects is watershed prioritizing for resource allocation and structural and non-structural practices. Due to the lack of hydrometric stations in many watersheds, is difficult determining the participation of sub catchments to create flood. So study the affective factors in watersheds through models such as multi-criteria decision analyzing system (MCDAS) can help to determine the role of each sub catchment in creating flood. Despite the frequent occurrence of floods in Sector watershed, it has not any hydrometric station. The purpose of this study was to evaluate the potential of sub catchment in creating flood. In this study after providing digital layers of factors such as area, slope, main channel slope, drainage density, form factor, annual rainfall, land use and the infiltration of sub catchment, the AHP method was based to measure weight of each layer Finally, by applying weights and coefficients of each layer in MCDAS extension in ArcGIS, a combination map was produced. Pixel values of combination map can be varied from zero to one that it has much potential of flooding. According to the final map, the C'5 sub catchment has 0.79 value that has the greatest potential flood risk and it should be a priority for corrective practices. Next, C1 and C2 and C3 were at the high risk groups and C'7 and C'3 were at low risk group of flooding and C5 sub catchment with 0.15 value has the lowest risk of flooding in the region.
    Keywords: AHP, Flood, MCDAS, Sheytoor, Bafgh Watershed
  • Zahra Sheikh, Abdolhamid Dehvari, Mahdeieh Ebrahimi Pages 38-47
    Regional analysis is the stability method to improve estimates of flood frequency, which has become one of the dynamic sectors in hydrology and the new theories are testing, constantly. Application of geostatistical method is an innovation in this field for regional flood analysis.This technique is based on the interpolation of hydrological variables in the physiographical space instead of using common geographical space. However, the hydrological, climatological and physiographical information of 38 river basin information of watersheds inside of Mazandaran province were obtained and Canonical Kriging method was used for regional flood analysis whit return periods of 10, 20, 50 and 100 years. The Canonical Correlation Analysis was used to design physiographic space by the geomorphoclimatical variables affecting the flood. The Gaussian model had the best fit to semi-variogram model in all return periods and the geostatistical method of Ordinary Kriging was used for regionalization. Results evaluated using Jack Knife mutual procedure and the five statistical indexes. The performance of NASH was obtained over than 0.9 in all of return periods, which implies the accurate and acceptable predictions of flood in ungauged basins. The other indicators led to satisfying results, too. According to the results of relative statistical indicators accuracy regional estimates improves as long as return periods increase. These results showed that application of Canonical Kriging method is effective and practical approach for regional flood analysis.
    Keywords: Canonical Correlation Analysis, Geostatistics, Ordinary Kriging, Physiographical Space
  • Somayeh Mirzaee, Hussein Zienivand, Ali Haghizade Pages 48-59
    In this study, the ability of spatially distributed hydrological WetSpa model for simulation of suspended sediment concentration in a daily time step was investigated. Hydro-climate daily data for a period of 7 years including: precipitation, temperature, evaporation, discharge and suspended sediment and three basic basic digital maps of DEM, soil texture and land use, with the cell size of 25 meters was used. Also, with the implementation of the model by changing the land use map, we determined the impact of land use change on sediment of GolGol watershed. The results showed that the WetSpa model has potential to simulate suspended sediment concentration at the daily time step based on Nash-Sutcliffe (%67.45) as an important evaluation index. Moreover, the change detection of land use showed that by changes in forest and irrigated agriculture-garden from 1988 to 2013 there is a reduction amount of 3322.5 and 3934.3 hectares respectively, while, for rangeland and dry farming increased 3942.99 and 3313.9 hectares respectively. The results showed that the mean daily sediment concentration, annual specific sediment and annual suspended sediment yield by changing land use from 1988 to 2013 has increased. Statistical analysis results showed that the land use changes have effect on suspended sediment concentration in 1% significant level in the study area, so that the mean annual sediment concentration of 1.141 g/l in 1988 increased to 1.171 g/l in 2013. Finally the yearly average of sediment yield increased 63.8189 kilograms per hectares.
    Keywords: GolGol Watershed, Land use Change, Spatially, distributed Hydrological, WetSpa Model, Sediment Simulation
  • Vafahomauonfar, Abdolvahed Khaledi Darvishan, Seyyed Hamid Reza Sadeghi Pages 60-68
    Despite of soil disturbance, transfer to the laboratory and preparation inside the plots which themselves lead to lower validity of the results, the experimental study on runoff and erosion at plot scale with many research advantages are inevitable. However, there has been less attention to evaluate the effects of soil preparation on runoff and sediment variables. The present study was therefore conducted to compare surface runoff in two undisturbed (natural) and disturbed (during various steps of preparing soil for laboratorial studies) soil conditions. To achieve the study purposes, 1×1 m-plots were considered in a slope with sandy-clay-loam soil and gradient of 18% under simulated rainfall with three intensities of 40, 60 and 80 mm h-1. The study slope was located in the vicinity of Kodir village in upper Educational and Research Forest Watershed of Tarbiat Modares University. The time-to-runoff in the output of each plot was recorded and the runoff volume and coefficient at five three-minute intervals was subsequently measured. The results showed that the average time-to-runoff, runoff volume and coefficient were significantly (p≤0.01) increased 2.29, 3.45 and 2.79 times, respectively due to the soil disturbance which clearly indicated the impossibility generalization of laboratorial runoff and erosion results to natural conditions without considering the effects of soil disturbance. The results showed the synergistic interaction of soil disturbance and rainfall intensity on time-to-runoff and antagonistic interaction on runoff volume and coefficient.
    Keywords: Rainfall Simulator, Runoff Coefficient, Soil Disturbance, Time, to, Runoff
  • Ehsan Ebrahimi, Karim Solaimani, Hamid Reza Pourghasemi Pages 69-77
    Mass movements are usually natural erosion, but the human can aggravate it by operations such as mining, road construction and destroying the natural vegetation. The purpose of this study is to identify the factors influencing the occurrence of landslides by using a probabilistic model Weight of Evidence and Geography Information System in the Siyahbisheh Watershed. 132 landslide points are identified and recorded through interpretation of aerial photos and wide field surveys. Randomly out of this number, 92 landslide points (70%) for modeling and 40 landslide points (30%) are implemented for evaluation. The factors studied in causing landslide includes slope, aspect, plan Curvature, elevation, distance from the road, distance from the streams, distance from the faults and geological survey using GIS digit and maps are provided for each of the factors. The relationship between each factor with landslide points is determined by using a probabilistic model weight of evidence and the landslide susceptibility map is provided.WOE model introduces classes, 30-15slope degree, aspect of northeast, the elevation of 2200-2600m,150-200m distance from the road, less than100 meters from the road, distance of more than 400 meters from the fault, the geological formations Jurassic-Triassic, concave curvature as the most important factor causing landslide in the Siyahbisheh Watershed. The results of ROC curve analysis showed that the WOE model with the AUC 0.81 has an acceptable accuracy for landslide susceptibility analysis in the study area.
    Keywords: Landslide susceptibility Zonation, Mass movements, Siyahbisheh Watershed, Weights, of, Evidence
  • Seyyed Masomeh Mosavi, Mousa Abedini, Abazar Esmali, Fatemeh Madani Pages 78-87
    Environmental hazards are considered as one of the factors threatening human societies. Identification areas susceptible landslides risk assessment of natural hazards and management of are the essential steps in the city's watershed. The purpose of this study is landslides hazard zonation in Izeh urban watersheds of East Khuzestan. In this research First, eight layers effective in landslides, including: geological formations slope, elevation, rainfall, distance from drainage, land use, slope and distance to faults in ARC GIS digital and were classified, Then using CRITIC were weighted layers. The next step was to standardize layer using fuzzy function; and were imported the models. Finally landslides hazard zonation maps by using two models of multi-criteria models (TOPSISS, and WLC) were prepared. These maps are susceptible to landslides Each of those class into five regions with very low to very high risk were. Classified. The results of models show that for TOPSIS 122.99 km from the area is high to very high risk and 89.5 km very low to low risk is. While WLC model 76.13 km from region in high to very high and143.03km in low to very low risk class. Comparison of the models shows that the TOPSIS model is more zones at risk earthquake is show. According to the field research and studies in the IZEH area seems WLC model is closer to reality. Consequently WLC model has perform better than TOPSIS model for landslide hazard in this region.
    Keywords: Environmental Hazards, Izeh Urban Watersheds, Landslides, Multi, Criteria Methods (MCDM), Weight CRITIC
  • Parisa Eshghi, Jalil Farzadmehr, Mohammad Taghi Dastorani, Zeynab Arabasadi Pages 88-95
    Accurate estimation of the sediment volume carried by the rivers is important in water related projects and recognition and suggestion proper methods for estimating suspended sediment goals which should be conducted by related researches. Among the methods that have been recently used to model suspended sediment, machine learning based methods such as decision trees, support vector machine, and artificial neural networks are importance. In the present study, the applicability of such techniques in predicting suspended sediment load of Babaaman watershed in Bojnord, Iran has been evaluated. Input data for predicting Babaaman watershed’ suspended sediments in this project are: Debi, suspended load, raining and evaporation, which are related to the statistical period 1349 to 1380. In order to assess the accuracy and precision of the model results, statistical measures including R, RMSE, and MAE have been utilized. Consequently, the results of statistical value of R and RMSE for sediment rating curve method 0.80 and 55863.77, neural network 0.98 and 1.28, decision tree model 0.96 and 48881.56 and support vector machine 0.99 and 0.6998. The obtained values reveal that the support vector machine was more consistent with the measured values compared to the above-mentioned methods.
    Keywords: Artificial Neural Network, Decision Tree, Sediment Rating Curve, Suspended Load, Support Vector Machine
  • Hematollah Roradeh, Ghasem Lorestani, Masomeh Chreaghi Pages 96-105
    Rivers are highly sensitive to environmental changes. Detection of river changes can lead to recognition and optimal management of the river channel side and riverbeds. This study aimed investigating the river changes and identifying the factors affecting the level of channel side of Babolrood in Babol City. The data of this study were collected from river discharge and sediment, land structure and substances along with aerial photos of year 1335 and SPOT satellite images of year 1393 in Google Earth software. To determine changes in the channel sides, transect method was used in this study. The temporal and spatial changes of both sides of the Babolrood channel side were compared to baseline and calculated by locating a straight and constant line as a baseline and a transaction at intervals of 200 meters. Channel changes were numbered in four separate intervals and finally the changes of left and right banks of Babolrood were studied and analyzed by overlaying and integrating the two time periods. The results of this research indicated drastic channel changes in the last 60 years of Babolrood River. The following factors had a remarkable role in Babolrood channel side changes: elimination of barren usages, reduction of other usages to the benefits of residential ones and fluctuations in discharge rate and river. In addition, the contribution of fault in the movement and the length of channel side should not be ignored.
    Keywords: Babolrood, Channel Side Changes, Discharge, Transect
  • Ali Ahani, Samad Emamgholizadeh, Seyyed Saeid Mousavi Nadoushani, Khalil Azhdari Pages 106-118
    Self-Organizing Feature Maps (SOFM) are a variety of artificial neural networks that their applications in the areas of pattern recognition and data clustering makes them noticeable tools to perform regional flood frequency analysis (RFFA). In this study, ability of Self-Organizing Feature Maps for regionalization of Sefidrood watershed in order to perform regional flood frequency analysis using L-moment algorithm is assessed. Results of this study show that SOFMs may be used as an acceptable method for data clustering and regionalization of watersheds. Evaluation of values of cluster validity measures showed that they can’t be a determining factor to identify suitable number of regions for regional flood frequency analysis, but homogeneity of regions is main factor to determine desirable number of regions. According to homogeneity of regions and sizes of formed regions, regionalizations including two regions that formed by Ward’s algorithm and SOFM were chosen as optimum choices to regional flood frequency analysis on Sefidrood watershed. Furthermore, based on results of flood estimation by at-site FFA and two RFFA, regional estimates are very close to each other and their average relative difference is equal to 1% nearly. Also relative difference between regional and at-site estimates doesn’t exceed 17% in any station and its mean value is about 8%.
    Keywords: Clustering, L, moments, Regionalization, SOFM
  • Rahim Kazemi, Najaf Gholi Ghiasi Pages 119-127
    The flow duration curve (FDC) is a classical method used to graphically represent the relationship between the frequency and magnitude of stream flow. Several factors are involved in the shape of (FDC), including climatic and physiographic parameter of basin. In this research, the relationship between (FDC) and the physical parameters of the basin were investigated. 20 hydrometric stations with appropriate daily data were selected. Physiographic parameters extracted using the GIS capability and Flow duration curve were plotted using daily flow data. The first and last inflection of the curve was computed, using coding in MATLAB programming environment. Factor analysis was performed and the most important independent factors influencing the form of flow duration curve were identified. The homogeneous analysis based on independent factors, using cluster analysis method was investigated. Finally correlation between the exceedance values at the inflection point and the geometric and hydrologic parameters were investigated. The results showed that the parameters of the perimeter, Area, length of Main River, length of the catchment, the time of concentration, and the average height of the basin were the most important factors affecting the shape of the curve in the study area. All above mentioned parameters has a positive correlation with deformation curve Index. Precipitation was found as the second most influential factor, with a negative correlation.
    Keywords: Deformation INDEX, Flow Duration Curve, Homogeneous Regions, Inflection, Khazar
  • Mojtaba Khoshravesh, Mahmoud Raeini, Esmaeil Nikzad Tehrani Pages 128-140
    Evaluation of climate change and its possible consequences on hydrological processes in catchment will help to the challenges of water resources managers and decision makers in the future. One of the common tools for evaluating of this event is utilization of rainfall-runoff model to simulate the hydrological process. The aim of this study is to investigate effects of climate change on runoff and drought and flood events in the period 2040-2069 in Neka basin. In this study, a semi- distributed model for evaluating the impact of climate change was used on hydrological processes for Neka basin. in this approach, first the parameters of a continuous semi- distributed model SMA calibrated for the period 1981-2010, then in order to evaluate the effects of climate change on basin hydrology during 2040-2069 using Hadcm3-AR4 climate model data under A2 emissions for the region downscaled and downscaled data has presented to the SMA model and then changes of runoff were evaluated in future period. Comparison of observed and simulated climate parameters by climate models for the period 2040-2069 shows that the temperature in different months between 1.41 to 3.47 degrees Celsius warmer than the base period. Precipitation for the cold months has increased by about 23 percent to 25 percent decreases in the warm months. Also, the results of drought and flood frequency show that 7- day low flow decreased by 7% for the 200 years return period in 2040-2069 to 1981-2010 periods.
    Keywords: Climate Change, Climate Model, Downscaling, Global Circulation Model, Rainfall, Runoff Semi, Distributed Model
  • Abozar Parhizkari, Mohammad Mahdi Mozafari Pages 141-151
    According to the importance of this issue in present study first using of time series data of years 2006-2012 and RCM-PRECIS simulation model the impacts of greenhouse gases emission on climatic variables temperature and precipitation under different scenarios in watersheds of Qazvin province was investigated. Then, in order to assess the impacts of climatic variables temperature and precipitation on selected products yield from ordinary least squares (OLS) method and regression analysis was used. In followed, by consider the result of regression analysis in positive mathematical programing (PMP) model the amount of the created variation in supply and demand of irrigation water and agricultural output in watersheds of Qazvin province was investigated. The results showed that emission of greenhouse gases under scenarios A, B and C affects the climatic variables temperature and precipitation about 0/43 to 1/27 °C and -14/1 to 1/31 mm. This case changes selected products yield in the surface of each river basin of Qazvin province. Change in yield affects acreage of agricultural crops about -10/51 to 3/17 percent, the amount of irrigation water supply about -10/4 to 1/64 percent and the amount of irrigation water demand about 1/60 to 7/35 percent. Also, the results showed that maximum and minimum decrease in the gap between supply and demand of irrigation water happens in Kharroud and Shahroud watersheds and about 9/20 and 1/82 percent.
    Keywords: Agricultural products, General circulation model, Greenhouse gases emission, Positive mathematical programing, Supply, demand of irrigation water, Watersheds of Qazvin
  • Maryam Ansari, Gholamreza Noori, Samad Fotohi Pages 152-158
    Fluctuations in the meteorological variables such as: temperature, precipitation, is one of the atmospheric circulation characteristics. Meanwhile, the sharp decrease of precipitation and dry periods caused by that has many negative effects on water resources. Climatic fluctuating in a region has severe effect on soil and water resources. Nowadays, generally it has been accepted that any change in climate system is important in the water and soil resources management. Among the climate elements, precipitation has the most fluctuation; this matter especially in Iran that the average rainfall is 250 mm is more importance. Drought and wet periods, especially drought period has been affected the Kaju watershed for a long time; and because of its long durability has been exposed to a lot of damages and injuries. The purpose of this article is Investigation of temperature, precipitation and discharge change trend the basin watershed a period of 20 years. Mann-Kndall parametric test was used to determine trend parametric. The results show precipitation decrease trend, temperature is ascendant trend and discharge River region is decrease trend.
    Keywords: charge, Kaju, Mann, Kndall, Precipitation, Temperature
  • Naser Ganji Khorramdel, Fatemeh Keykhaei Pages 159-166
    Well designed monitoring networks are essential for the effective management of groundwater resources but the costs of monitoring well installations and sampling can prove prohibitive. The challenge is to obtain adequate water quality and quantity information with a minimum number of wells and sampling points, a task that can be approached objectively and effectively using numerical optimization methods. Unfortunately, aquifer systems tend to be complex and monitoring can be very expensive, particularly when it requires the installation of a dedicated network of monitoring wells. In recent years, the challenge has been to design monitoring networks that are both efficient and cost effective. With regards to groundwater monitoring systems, where the challenge is to maximize the availability of good quality data while minimizing the number of sampling sites and thereby limiting costs, optimization techniques clearly have a potentially valuable application. In this paper we use a site in northern Iran to test the ability of GA, when used in combination with Kriging, in comparison with PSO to lower the cost of a monitoring network by reducing the number of monitoring wells without compromising the quality of the interpolated data. The results of the optimization showed that the number of observation wells in the Astaneh aquifer monitoring network could be reduced by 26% from 57 to 42 without a significant loss of information. The root mean square error (RMSE) for the final optimized network in GA was 0.2025 m, that in PSO 0.3222 m. A comparison of RMSE values determined using the GA algorithm with those calculated using PSO algorithm technique showed good agreement and provides strong support for more efficient GA approach.
    Keywords: Astane, Koochesfahan Plain, Genetic Algorithm, Groundwater Monitoring network, Optimization
  • Zahra Gerami Loshabi, Mahmood Arabkhedri, Hossein Asadi, Reza Bayat Pages 167-176
    Erosion rate has temporal variability and shows a cyclic fluctuation in each year as well as the factors influence it due to the seasonality of climate. This study was done to determine the seasonal variability of rainfall erosivity and suspended sediment and also to found out critical times in term of erosion risk in Kasiliyan watershed. The appropriate indices of monthly rainfall erosivity were determined for the aforementioned watershed based on regression analysis between EI30 and several easily accessible indices for 27 rain gauges inside and around the watershed. Finally, monthly maps of erosivity were produced by Kriging method. For estimating the suspended sediment, we used a combination of sediment rating curve of mean loads within discharge classes and average daily discharge data. Then, correlation between monthly sediment loads and corresponding erosivities was investigated. The results showed a strong seasonality for both rainfall erosivity and suspended sediment. Two peaks were observed in annual erosivity/precipitation in Kasilian basin, one in the late fall in Aban and Azar (Iranian month equal to Oct. 23 to Nov. 21) which was 41 MJmmha-1h-1 and another in spring in Farvardin (Iranian month equal to Mar. 21 to Apr. 20 which was 24 MJmm ha-1h-1(. A change in precipitation type (rain to snow) due to the change in temperature is a possible reason for lower rainfall erosivity during winter. In contrast, the suspended sediment showed just one peak during spring in Farvardin (equal to Mar. 21 to Apr. 20 which was 13175 ton). Absorption of early rains by dry soils in the fall is most probable reason for little runoff and consequently low rate of sediment (3300 ton during Aban) in the outlet of watershed.
    Keywords: Critical period, Rainfall erosivity, Sediment load, Sediment rating curve, Seasonal, Fluctuations
  • Batool Zeinali, Mojtaba Faridpour, Sayyad Asghari Saraskanroud Pages 177-187
    The studied area in this study is Marand plain with an area equivalent to 517.42 square kilometers in the North West of East Azerbaijan province. In this research, consecutive periods of meteorological and hydrogeological droughts were detected by SWI and SPI drought index at 6 periods (6, 9, 12, 18, 24 and 48 months). For this purpose was used monthly precipitation mean of 7 rain-gauge stations in period (1980-2012), Water quality data of 70 wells and monthly water levels data of 23 piezometers wells in period 2001-2011.Results of SPI index indicated that in the studied area, severe drought has occurred in 2007 year and regional wate/r requirement has not been supplied until the end of the studied years. Also SWI index results is indicator of increased extraction of groundwater for compensate of plain water requirement that have been followed fell about three meters of groundwater. Pearson's correlation between the meteorological drought and groundwater levels is significant at the 1% level of confidence and show influence of groundwater resources with a 5-month delay. Quality of groundwater chemistry based on the electrical conductivity (EC), sodium adsorption ratio (SAR) and chlorine (Cl) showed that Changes in water quality in a wide range of Marand plain has been occurred cause of increasing the area under cultivation and increasing extraction. The results obtained from diagram Wilcox showed that about 44 percent of the area of groundwater Plains is in classes C1S4 to C4S1 and is a salty for agriculture.
    Keywords: Diagram Wilcox, Groundwater quality, Marand plain, SPI index, SWI index
  • Gholaleh Ghaffari, Zana Talebi Pages 188-196
    Estimated time of concentration is one of the most important topics in the study of watershed physiographic and hydrology and relatively accurate estimates of that effects on other hydrologic parameters, including peak flood discharge. Despite numerous empirical formulas and widespread application in Iran, up to now a study hasn’t been done about the best relationship and important physiographic parameters and the effectiveness of theirs increasing or decreasing of concentration time, in Gheshlagh Dam basin. So in this study, in addition to study the sixteen relationship of concentration time that have extensive application in our country, a method was presented for the path coefficient analysis of important physiographic parameters of concentration time. In this regard, first Using real-time concentration of trace amounts of dissolved salts, the accuracy of concentration time was assessed by RMSE and MRE statistics methods and the best empirical equations was selected. Then using the Path Analysis method, direct and indirect impact of ten important parameters of basin on concentration time was determined. The results showed that in Gheshlagh Dam basin between investigated relationships, California and Bransly Williams formulas are the best equations for estimate time of concentration (mean error relative to 41.1 and 43.5 percent). Also Chaw and Janson kroos have mean and acceptable result (mean error relative fewer than 57%). The path analysis results also showed that the stream length parameter have the most positive effect (1.10) the area of basin have the most negative effect (-0.257) on time of concentration.
    Keywords: Empirical equations, Physiographic, Time of concentration, Watershed basin
  • Fariba Zakizadeh, Ali Talebi Pages 197-205
    In Nash's cascade model that is simple and efficient model for simulating hydrological response in watersheds, catchment behavior is considered same as n linear reservoirs with k storage coefficient. In this context, the accuracy of different methods of estimating the Nash model parameters (n and k) including moment, experimental Nash formula, Han’s graphical, time to peak-time to inflection point and Bhunya et al methods have been investigated in Manshad watershed in Yazd province. The n and k parameters were calculated using three storm events and physiographic parameters were used for experimental Nash formula. The mean value of calibrated parameters, were used for simulation of second subset of storm events as model validation. The results show that using Bhunya and Han’s graphical methods for n and k parameters estimation, lead to better agreement between observed and simulated hydrographs. Percentage of relative error in simulating peak discharge, time to peak and flood volume, in Bhunya method, were estimated equal to 28.24, 29.48 & 8.20% and in Han’s graphical method were estimated equal to 28.29, 29.48 and 8.52% , respectively. Also, the results indicate that time to peak-time to inflection point method and experimental Nash formula give weak results for simulating some flood characteristics. Thus, using these methods in similar catchments is not advised without more researches.
    Keywords: Bhunya method, Instantaneous unit hydrograph, Manshad watershed, Nash model, Rainfall, runoff modeling
  • Ehsan Zahedi, Ali Talebi, Seyyed Abbas Tabatabaei, Arezoo Raeisi, Majid Asiayi Pages 206-215
    Underground dams are structures that block the natural flow of groundwater and causes underground water resources. In this study, at first18 prone area stounderground Dams were identified using Boolean logic and geology parameters, land use, slope, distance from roads and distance from fault. In the discussion of underground dams, subsurface flow has high importance so that if there is not suitable subsurface groundwater flows construction of underground dams may fail even with high costs. Therefore in this study, SWAT model was used to simulate the water balance and subsurface flow in Doroongar watershed andit was identified using those areas which have suitable subsurface flow and this parameter was used to zone and prioritize the prone areas. By running the SWAT model in the Doroongar watershed, in the calibration step, the correlation coefficient, weighted correlation coefficient and NS (Nash Sutcliffe) were calculated 0.77, 0.75 and 0.68, respectively and in the validation step were calculated 0.71, 0.67 and 0.61.The results showed that SWAT model had acceptable performance for simulation in Doroongar watershed. The results of subsurface flow simulation show that north and south parts of the Doroongar watershed has higher subsurface flow ratio to the center parts of the watershed which represents the high potential of these parts to underground dam construction.
    Keywords: Doroongar Watershed, Subsurface Flow, SWAT model, Underground Dams
  • Mohammad Zounemat Kermani, Moein Ganjalikhani Pages 216-227
    In many floods controlling, watershed-management and water-resources projects, estimating of river flow-rate is important and needs a comprehensive hydrological modeling of flow-rate evaluation. Need for enlightening the status of water-resources and precipitation in different watersheds and the lack of networks of hydro-meteorological gauging stations, reveal the importance of estimating the runoff volume in watersheds. In addition, designing of hydro-structures on rivers such as bridges and weirs are in need of forecasting related floods of the territory. In this research explores discovering of the hydrological soil groups of Ab-Bakhsha watershed in Bardisr in Kerman province for evaluating the flood peak and volume. There is soil group data just for one sub-basin therefore; the watershed suffers from lack of hydrological soil group data. For that reason, slope maps evaluate the hydrological soil group which shows the 87% accordance with the available data. To continue, the HEC - HMS software modeled eight flood events using estimated data and rainfall-runoff observation. Four target-functions calibrated the model for curve number and coefficient K in Muskingum method. In the end, to evaluating the calibrated model, four flood events by NOF and EF goodness of fit tests were simulated. According to the results, the RMSE method as the best target-function used for optimizations. In general based on the lack of information about the soil curve number and promising results of this model, one can knows this method as a proper method for calculating the flood volume in preliminary study plans.
    Keywords: Ab, Bakhsha watershed, CN, Curve number, HEC, HMS, Soil hydrological groups
  • Saeeid Khosrobeigi Bozcheloei, Mahdi Vafakhah Pages 228-236
    A flow-duration curve (FDC) illustrates the relationship between the frequency and magnitude of daily, weekly and monthly stream flow. Applications of FDC are of interest for many hydrological problems related to hydropower generation, river and reservoir sedimentation, water quality assessment, water-use assessment, water allocation and habitat suitability. This study was carried out in 33 selected watersheds for regional analysis of FDC in Namak Lake basin. The FDCs were drawn for 33 selected watersheds, discharges of two to 92 percent were determined and the best probability distribution was recognized among ten probability distributions. The discharges of two to 92 percent with two-year return period were estimated. Using factor analysis selected six factors, includes area, average height, main channel length, drainage density, and percentage of permeable formations among 18 physiographical, meteorological, geological and land use characteristics as independent variables for regional of analysis of FDC. The multiple regression technique and combination of cluster analysis for determination of the homogenous watersheds and multiple regression techniques were carried out regional analysis of FDC. Determination coefficient (R2), root mean square error (RMSE) and efficiency coefficient (CE) statistics are employed to evaluate the performance of the models in all region and homogeneous regions. The results showed that regional analysis with homogeneous regions causes higher efficiency and lower error. According to beta coefficient of the regression equations, the continuity of the main channel flow rate was the most important parameter in the FDC.
    Keywords: Cluster analysis, FDC, Regionalization, Probability distribution, Ungauged watershed
  • Seyyedeh Maedeh Shanani Hoveyzeh, Heidar Zarei Pages 237-244
    Land use change is one of the most important factors of global environmental change. So, understanding and predicting the causes, processes and consequences of land use and land cover has become a major challenge. The Remote Sensing and Geographic Information System (GIS) technologies can be used effectively to detect and quantify of land use changes and its effects on the environment. The purpose of this study is to evaluate the land use changes in Abolabbas basin in the period of 1990-2009 using remote sensing and satellite images. At the first step, Land sat satellite images have been used for the preparation the land use maps of 1990 and 2009. Then, satellite images were classified using a artificial neural network algorithm with fine accuracy in eight class of land use (rain fed farms, irrigated farms, rainforest, semi-dense forest, thinning forest, fair rangelands, poor rangelands and residential areas). The results showed that area of rainforest and semi-dense forest decreased during this period 8.48 and 12.26%, respectively, and have become to the thinning forest and rangelands that increased 10.39 and 12.35%, respectively. On the other hand, agricultural area (rain fed farms, irrigated farms) decreased 1.79% and residential area increased 0.19%. With regard to the land cover has changed in this period, these changes can have negative effects on the environment and natural resources, also natural disasters such as floods will increase.
    Keywords: Artificial neural network, Classification, Land sat satellite images, Land use, Remote sensing
  • Farrokh Asadzadeh, Salman Mirzaee Pages 245-254
    Topographic factor is an important factor of computer models of USLE family due to the high sensitivity of model results to its variation and complicated effects of topography on soil erosion. Moore and Wilson (1992) have introduced a well-known method to compute LS factor of RUSLE model using digital elevation model (DEM).The objective of this study was to determine the proper cell size of DEM for computing LS factor in a 7116 ha area, in Rashakan region at the southern part of Urmia. DEM models with cell sizes of 30, 50, 75,100, 200 and 400 m were prepared in ArcGIS 10 environment and the raster based maps of LS were derived from each DEM model based on Moore and Wilson method. Spatial dependence of the LS factor was analyzed and the proper cell size of DEM model was selected based on the degree of spatial dependence. Results showed that the spherical model explain the spatial pattern of LS factor and the DEM model with 75 m cell size has the strongest spatial dependence (0.523) and the highest coefficient of variation (0.983). As a result, in this region DEM with 75 m cell size is suggested as a proper cell size to compute LS factor based on Moore and Wilson method.
    Keywords: Cell size, Geostatistics, LS factor, RUSLE, Rashakan, Urmia