فهرست مطالب

مهندسی و مدیریت آبخیز - سال نهم شماره 1 (بهار 1396)
  • سال نهم شماره 1 (بهار 1396)
  • تاریخ انتشار: 1396/02/13
  • تعداد عناوین: 10
|
  • سیدحمیدرضا صادقی، زینب کریمی، زهرا هاشمی آریان صفحات 1-10
    سالانه مقدار زیادی خاک از سطح حوزه های آبخیز به وسیله عوامل فرسایشی شسته می شود. لذا، اعمال روش های مدیریتی مناسب برای مهار فرسایش خاک ضروری است. یکی از راه کارها و فناوری های جدید برای مهار فرسایش خاک، استفاده از اصلاح کننده های اقتصادی و دوست دار محیط زیست است. بر همین اساس، پژوهش حاضر با هدف ارزیابی عملکرد کاربرد ترکیبی پلی آکریل آمید (شش گرم بر متر مربع) و ورمی کمپوست (24 گرم بر متر مربع) در مقایسه ی کاربرد جداگانه هر یک از آن ها و همچنین شرایط عدم استفاده از افزودنی روی مهار رواناب و فرسایش از کرت های کوچک از شرایط آزمایشگاهی و روی یک خاک لومی رسی انجام پذیرفت. تیمارهای پژوهش تحت تاثیر بارندگی مصنوعی با شدت 80 میلی متر بر ساعت و تداوم هشت دقیقه قرار گرفته و مقدار رواناب، غلظت رسوب و هدررفت خاک مورد ارزیابی قرار گرفتند. تحلیل نتایج آماری دلالت بر اثر معنی دار کلیه تیمارها (p=0.00) روی کاهش میزان رواناب، هدررفت خاک و غلظت رسوب خروجی داشت. همچنین، تاثیر کاربرد ترکیبی پلی آکریل آمید و ورمی کمپوست بر رواناب و غلظت رسوب بیش از اثر آن بر رواناب بود.
    کلیدواژگان: اصلاح کننده، افزودنی زیستی، حفاظت خاک، شبیه ساز باران، هدررفت خاک
  • فاطمه محمدزاده، محمدرضا اختصاصی، سید زین العابدین حسینی صفحات 11-21
    یکی از منابع مهم تامین آب در بیشتر نقاط ایران سفره های آب زیرزمینی است که در دهه های اخیر تحت تاثیر عوامل مختلف طبیعی و انسانی قرار گرفته است. از جمله عوامل طبیعی می توان به جنس زمین و سازندهای زمین شناسی در هر منطقه اشاره کرد. در این پژوهش، بررسی کیفی منابع آب زیرزمینی و ارتباط آن ها با سازندهای زمین شناسی مدنظر قرار گرفت. به این منظور، ابتدا با استفاده از نقشه زمین شناسی منطقه، سازندهای زمین شناسی استخراج شد. سپس، داده های کیفی 76 چاه بهره برداری و سه چاه شاهد، به منظور تعیین تیپ آب منطقه وارد نرم افزار Chemistry شد. در ادامه سازندها با توجه به توان تولید تیپ آن ها و اثر انحلالی شان (کیفیت)، طبقه بندی شد؛ در مرحله بعد، بافرهایی به فواصل یک، سه، پنج، هفت و 10 کیلومتری در اطراف چاه ها ایجاد و لایه های آن با نقشه های زمین شناسی قطع داده شد. نتایج به دست آمده با استفاده از آزمون t-test نشان داد که با احتمال 95 درصد، در فواصل یک، سه، پنج و هفت کیلومتری از چاه ها، درصد تاثیر سازندها بر چاه های بهره برداری، معنی دار است، اما در فاصله 10 کیلومتری و با افزایش فاصله، این تاثیر کمتر شده و تاثیر معنی داری به این دلیل وجود ندارد، اما تاثیر مجموع سازندهای غیرکواترنری بر چاه ها افزایش می یابد. نتایج حاصل از منطق بولین نیز نشان داد که سازند (Qt2) در فواصل نزدیک به چاه ها بیشترین گسترش را دارند که شامل مخروط افکنه ها و رسوبات آبرفتی جوان است و محل اصلی تغذیه آبخوان ها می باشند. اما هرچه فاصله از چاه ها افزایش می یابد، تاثیر سازندهای غیرکواترنری از جمله آهک کرتاسه و سنگ های باتولیتی (آتشفشانی) که به ترتیب دارای توان تولید تیپ آبی کلروره و کربناته را دارند، افزوده می شود.
    کلیدواژگان: آبخوان، تیپ کلروره، سازند کواترنری، نرم افزار Chemistry، نقشه زمین شناسی
  • محمود عرب خدری، کلثوم صدارتی، اباذر اسمعلی صفحات 22-33
    باور عمومی کارشناسی در ایران حکایت از افزایش رسوب سالانه در بیشتر حوزه های آبخیز دارد. پژوهش حاضر به ارزیابی این باور با تحلیل چهار دهه آمار رسوب در ایستگاه رودک روی جاجرود و ایستگاه سیرا روی رودخانه کرج پرداخته است. از آن جا که تغییرات مقدار رسوب تابعی از تغییرات دبی و غلظت جریان است، هر سه متغیر به صورت جداگانه تحلیل شد. بررسی اولیه داده ها نشان داد، بیش از 92 درصد از رسوب معلق ایستگاه های رودک و سیرا به ترتیب به وسیله دو و سه دهک (معادل20 و 30 درصد) بالای جریان (دبی های سیلابی یا موثر) انتقال می یابد. در این میان، بالاترین دهک (10 درصد) جریان نیز به تنهایی مسئولیت حمل حدود 80 و 64 درصد از رسوب این دو ایستگاه را به خود اختصاص می دهد. لذا، در بررسی روند، عمدتا تحلیل داده های بالاترین دهک جریان مورد توجه قرار گرفت. چند روش مشتمل بر الف) برازش خط رگرسیون بر داده های اندازه گیری شده غلظت و وزن رسوب نسبت به زمان، ب) مقایسه ترسیمی میانگین دبی، غلظت و وزن رسوب در چهار دهه، ج) استفاده از آزمون کروسکال -والیس و د) ضریب همبستگی رتبه ای کندال برای تحلیل روند به کار رفت. هر چهار روش، روند نزولی در مقدار غلظت و وزن رسوب هر دو ایستگاه در طول چهار دهه را نشان دادند که در مورد دو روش ناپارامتری از نظر آماری معنی دار بود. نظر به این که در این چهار دهه، بالاترین دهک دبی های روزانه نیز روندی افزایشی نداشت، می توان مطرح نمود که بر خلاف باور عمومی، رسوب معلق این رودخانه ها کاهش یافته است. تقلیل رسوبدهی احتمالا ناشی از سطح گسترده عملیات حفاظت خاک و آب اجرا شده در سطح حوضه بالادست سدهای امیرکبیر و لتیان است. البته، روند نزولی رسوب معلق رودخانه، الزاما به معنی کاهش فرسایش دامنه ها نیست و ممکن است، ناشی از کمتر شدن نسبت تحویل رسوب باشد.
    کلیدواژگان: آزمون کروسکال-والیس، احتمال وقوع، دبی موثر، روند زمانی، ضریب همبستگی، غلظت رسوب معلق
  • رئوف مصطفی زاده، محسن ذبیحی، مریم ادهمی صفحات 34-45
    ویژگی خودتشابهی در متغیرهای اقلیمی، امکان استفاده از بعد فرکتالی و تحلیل تغییرات زمانی و مکانی آن را فراهم ‏می نماید. بر این اساس استفاده از هندسه فرکتالی در پیش بینی رفتار بسیاری از فرایندهای طبیعی از جمله بارندگی در ‏مناطق مختلف از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در همین راستا هدف پژوهش حاضر، تعیین و محاسبه بعد فرکتالی وقوع ‏دوره های خشک و مرطوب، تفسیر خصوصیات دوره های خشک و مرطوب و بررسی تغییرات مکانی آن در 40 ایستگاه ‏باران سنجی استان گلستان است. بدین منظور از روش شمارش باکس با دست کم یک تکرار در داده ها و تعداد وقوع ماه های پر‏باران یا کم باران در دوره های یک تا نه ماهه و محاسبه بعد فرکتالی استفاده شده است. سپس از روش رگرسیون برای محاسبه ‏بعد فرکتال در دوره های پرباران و کم باران استفاده شد و در ادامه درصد ماه های پرباران و کم باران طی دوره آماری و نیز ‏شدت و مدت وقوع دوره های پرباران و کم باران محاسبه و به صورت مکانی ارائه شد. بر اساس نتایج، تغییرات درصد وقوع ‏ماه های دوره پرباران و کم باران در یک دامنه 11 درصدی می باشد. بر اساس نتایج، در ایستگاه های مورد مطالعه با افزایش ‏مقیاس زمانی از تعداد ماه های متوالی خشک و مرطوب کاسته شده است. نتایج محاسبه بعد فرکتالی بارش نشان داد که در ‏منطقه مطالعاتی دوره های خشک دارای شدت وقوع کمتری نسبت به دوره های مرطوب می باشد. با استفاده از مقادیر بعد ‏خصوصیات رژیم بارندگی ایستگاه ها تعیین شد. همچنین، بر اساس نتایج، شدت دوره های پرباران در نواحی مرکزی و شرقی ‏بیشتر بوده ولی مدت آن در قسمت های غربی استان تداوم بیشتری دارد.‏
    کلیدواژگان: خودتشابهی_دوره خشک و مرطوب_فرکتال_متغیرهای اقلیمی_مقیاس زمانی
  • سمانه پورمحمدی، محمدتقی دستورانی، هادی جعفری، علیرضا مساح بوانی، مسعود گودرزی، فاطمه باقری، محمدحسن رحیمیان صفحات 46-57
    بررسی اثرات خشکسالی بر منابع آب دشت های کشور در مدیریت بهینه منابع آب در بخش کشاورزی و منابع طبیعی بسیار حائز اهمیت می باشد. مدل آب های زیرزمینی می تواند به عنوان یک ابزار ارزشمند در مدیریت منابع آب زیرزمینی به کار رود. لذا بررسی بیلان آب زیرزمینی تحت تاثیر خشکسالی هواشناسی به کمک مدل های ریاضی از جمله اهداف کاربردی و مهم در توسعه پایدار منابع طبیعی و محیط زیست می باشد. تویسرکان از دشت های مهم استان همدان است که منبع اصلی تامین آب باغات و کشتزارهای وسیع آن چاه های حفر شده در دشت می باشد. هدف از تحقیق حاضر بررسی اثرات خشکسالی هواشناسی بر تغییرات بیلان آب زیرزمینی به کمک مدل سازی ریاضی با استفاده از مدل MODFLOW در نرم افزار GMS می باشد. به این منظور پس از محاسبه شاخص بارش استاندارد و تعیین سال های خشک و تر در منطقه مطالعاتی و انتخاب سه سال شاخص به عنوان سال نرمال (1387)، ترسال (1388) و خشکسال (1389) به بررسی بیلان آب زیرزمینی در این سه سال پرداخته شده است. در همین راستا سال نرمال به عنوان سال واسنجی مدل و سال های ترسال و خشکسال به عنوان صحت سنجی مدل استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل MODFLOW به خوبی توانسته است سطح ایستابی چاه های مشاهداتی را در سال نرمال، ترسال و خشکسال (به ترتیب با ریشه خطای استاندارد 0.73، 0.85، 0.93) پیش بینی نماید. بررسی تطابق شاخص خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی نشان داد که خشکسالی هواشناسی به تنهایی نمی تواند بر تغییرات افت سطح آب زیرزمینی تاثیر بگذارد و استفاده بی رویه از چاه های بهره برداری و برداشت از آن ها تاثیر زیادی بر تغییرات آب زیرزمینی خواهد داشت. نکته قابل توجه آن که بر اساس نتایج حاصله خشکسالی هواشناسی بر تغییرات بیلان آب زیرزمینی به شدت تاثیرگذار بوده است.
    کلیدواژگان: سطح ایستابی، شاخص بارش استاندارد، مدلسازی، MODFLOW، منابع آب
  • ابراهیم کریمی سنگچینی، مجید اونق، امیر سعدالدین، ناصر طهماسبی پور، حسین رضایی صفحات 58-70
    در این تحقیق، کاربرد مدل پویایی سامانه برای پیش بینی اثرات اجرای سناریوهای مدیریت پوشش گیاهی بر ساختار اکولوژیک سیمای منظر بررسی شد. رودخانه حبله رود در استان های سمنان و تهران قرار گرفته است. سناریوهای مدیریتی مورد بررسی شامل حفظ وضع موجود، تراس بندی، تاغ کاری، بهبود پوشش گیاهی جوامع رودخانه، علوفه کاری، کپه کاری، کنتورفارو، درخت کاری، قرق، بذرپاشی، بذرکاری، باغ کاری و اگروفارستری می باشند. برای پیش بینی اثرات ساختار اکولوژیکی با مدل پویایی سامانه، از شاخص های میانگین وزنی اندازه لکه پوشش گیاهی (WMPSI)، شاخص وزنی مساحت پوشش گیاهی (WLCAI) و نسبت جوامع حاشیه رودخانه (RPI) استفاده شد. عدم قطعیت شاخص ها با روش بوت استرپ بررسی شد. اثرات اکولوژیکی سناریوهای مدیریتی با استفاده از شاخص های فوق پیش بینی شد و سناریوهای برتر با استفاده از مدل پویایی سامانه انتخاب شدند. نتایج مدل اکولوژیکی ساخته شده با مدل پویایی سامانه نشان داد، در شاخص WMPSI، درخت کاری و تاغ کاری، در شاخص WLCAI، بذرپاشی و بذر کاری و در شاخص RPI، بهبود پوشش گیاهی جوامع رودخانه و تاغ کاری سناریوهای برتر هستند. سناریوهای بهبود پوشش گیاهی جوامع رودخانه و بذرپاشی بالاترین اولویت را در ترکیب شاخص ها به خود اختصاص دادند. شاخص های WLCAI و RPI به ترتیب با ضریب تغییرات 0.28 و 0.45، دارای کمترین و بیشترین عدم قطعیت هستند. مدل های پویایی سامانه قادرند، اثرات اجرای سناریوهای مدیریتی مختلف را پیش بینی کنند. بدین ترتیب اطلاعات لازم برای تصمیم گیری و مدیریت در مقیاس آبخیز فراهم می شود.
    کلیدواژگان: اثرات اکولوژیک_سناریو برتر_شاخص های اکولوژیک_تجزیه و تحلیل عدم قطعیت_رودخانه حبله رود
  • ابوالقاسم دادرسی سبزوار، داود نیک کامی صفحات 71-86
    از دلایل اصلی فرسایش خاک، عدم استفاده صحیح از اراضی، منطبق بر استعداد آن هاست. با توجه به مسائل اجتماعی و اقتصادی حاکم بر حوزه های آبخیز کشور، ممکن است، مهار فرسایش خاک و رساندن آن به حد طبیعی غیرممکن باشد. ولی، کاهش آن از طریق اعمال مدیریت یکپارچه امکان پذیر است. در صورتی که بهره برداری از اراضی موجود در حوزه های آبخیز بر اساس استعداد آن ها انجام شود، با کاربری مناسب می توان انتظار داشت، ضمن کسب درآمد، خسارت کم تری به خاک وارد شود. در این تحقیق، حوزه آبخیز ششتمد از شهرستان سبزوار واقع در استان خراسان رضوی با هدف ارائه یک الگو ی مناسب کاربری اراضی در آن، به گونه ای که بیشترین سود و کمترین فرسایش را داشته باشد، انتخاب و با استفاده از مدل برنامه ریزی خطی چند هدفی به روش گام به گام و مناسب توابع هدف، سطح بهینه کاربری برای سه حالت وضعیت فعلی، با اعمال مدیریت، و شرایط استاندارد، مشخص شد. برای این کار، میزان درآمد خالص و فرسایش خاک در کاربری های مرتع، باغ، مرتع مشجر، زراعت دیم، و زراعت آبی در هر سه وضعیت محاسبه و سطح بهینه در هر سه حالت به کمک نرم افزار بهینه سازی تعیین شد. نتایج نشان دادند که در حوضه مورد پژوهش، با حل مسئله بهینه سازی، میزان فرسایش کل کاهش و درآمد کاربران افزایش می یابد. لکن، بر خلاف نتایج بسیاری از تحقیقات به عمل آمده در سایر نقاط کشور، این کاهش فرسایش و افزایش درآمد به دلیل شرایط حوزه مورد پژوهش، قابل توجه نمی باشد. به طوری که، برای سه حالت مورد مطالعه شامل شرایط موجود، با اعمال مدیریت و وضعیت استاندارد، فرسایش سالیانه خاک در کل حوزه آبخیز به ترتیب معادل 0.08 درصد، 0.36 درصد و 0.75 درصد، کاهش و سود خالص نیز به ترتیب 3.12، 20.88 و 313.75 هزار ریال در سال در سطح حوضه افزایش می یابد که تغییر ناچیزی را در هر هکتار شامل می شود. نتایج همچنین، نشان می دهند که کاهش فرسایش بعد از اعمال برخی شیوه های صحیح مدیریتی، نسبت به کاهش فرسایش بعد از بهینه سازی کاربری اراضی، بیش از 3.25 برابر بهبود یافته و در صورت اعمال مدیریت، درآمد آبخیزنشینان در مقایسه با حال بهینه سازی کاربری اراضی، حدود 6.7 برابر افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی خطی، حفاظت خاک، شیوه های مدیریت، قابلیت های حوضه، مدیریت یکپارچه
  • احمد شرافتی صفحات 87-96
    یکی از روش های متداول در شبیه سازی سیلاب، استفاده از مدل های بارش–رواناب است. همچنین، واسنجی پارامترهای مدل های بارش-رواناب از جمله مسائل مهم و چالش انگیز در شبیه سازی سیلاب است. با توجه به رفتار تصادفی و غیرقطعی پارامترهای مدل های بارش-رواناب، استفاده از روش های بهینه یابی قطعی واسنجی همواره نتایج صحیحی را ارائه نمی دهد. از این رو در این تحقیق سعی شده است، با استفاده یک رویکرد غیرقطعی و استفاده از الگوریتم SUFI، محدوده بهینه ای از پارامترهای مدل بارش-رواناب HEC-1 ارائه شود. با بررسی نتایج واسنجی و مقایسه هیدروگراف های مشاهداتی (سه واقعه) با بهترین هیدروگراف های تولیدی، مشخص شد که ضریب تعیین در هر سه واقعه بیش از 0.85 است. همچنین، متوسط اختلاف بین مقادیر دبی مشاهداتی و تولیدی کمتر از حدود پنج درصد است. همچنین، در مرحله صحت سنجی نیز نتایج نشان داد که ضریب همبستگی در حدود 0.98 است. همچنین، متوسط اختلاف بین مقادیر دبی مشاهداتی و تولیدی حدود 11 درصد است. بنابراین الگوریتم SUFI جهت واسنجی غیرقطعی مدل HEC-1 دقت مناسبی نشان داد.
    کلیدواژگان: عدم قطعیت، سیلاب، شبیه سازی، پارامتر، صحت سنجی
  • رحیم کاظمی، فرود شریفی صفحات 97-107
    برنامه ریزی و مدیریت بهینه منابع آب حوزه های آبخیز نیاز به داده های مختلفی از جمله، جریان پایه و شاخص آن دارد. این شاخص که متاثر از عوامل مورفومتری، زمین شناسی و هیدرواقلیمی است، همواره یکی از موضوعات مهم در هیدرولوژی بوده است. در این پژوهش با استفاده از داده های جریان روزانه رودخانه، جریان پایه و شاخص آن، از روش فیلتر رقومی برگشتی دو شاخصه در 43 ایستگاه آب سنجی مربوط به حوضه های درجه چهار استان کرمان، استخراج شد. پارامترهای هیدرولوژیکی و اقلیمی محاسبه و برآورد و عوامل فیزیوگرافی در محیط GIS استخراج شد. با استفاده از روش آزمون تحلیل عاملی از بین 14 پارامتر موثر در شاخص جریان پایه، شش عامل ثابت افت منحنی هیدروگراف، بارش متوسط سالانه، تبخیر و تعرق واقعی، نفوذ پذیری، توپوگرافی (شیب و ارتفاع ) و شماره منحنی، به عنوان عوامل مستقل انتخاب شدند. سپس روابط منطقه ای به روش رگرسیون خطی، در سطوح معنی داری کمتر از یک درصد با ضریب تبیین 0.99 به دست آمد. علاوه بر این، به منظور مقایسه و ارزیابی صحت و کارایی مدل های برآوردی، روش آزمون استقلال خطاها، نرمال بودن توزیع خطاها و هم خطی مورد استفاده قرار گرفت. از بین عوامل مورد بررسی، مشخصا روش رگرسیون های چند متغیره به عنوان بهترین برآورد کننده شاخص جریان پایه رودخانه ها در منطقه پژوهش، تشخیص داده شدند.
    کلیدواژگان: تحلیل عاملی، تفکیک هیدروگراف، فیلتر رقومی، مدل های منطقه ای، مورفومتری
  • سامان جوانرودی، محمد مهدوی، بهارک معتمدوزیری صفحات 108-115
    به منظور تعیین نقش طول دوره آمار هیدرولوژیکی در پیش بینی سیلاب در حوزه آبخیز سفیدرود، اقدام به جمع آوری آمار و اطلاعات دبی بیشینه روزانه ایستگاه های هیدرومتری این حوزه آبخیز شد و 17 ایستگاه هیدرومتری دارای آمار مناسب و طولانی مدت تر را انتخاب نموده و با در نظر گرفتن پایه زمانی مشترک، داده هایی که در بعضی سال های آماری موجود نبود، بازسازی شد. سپس آمار و اطلاعات به سری های آماری با طول دوره 10، 15، 20، 25، 30 و بالاتر از 30 ساله تقسیم شد. بعد از این کار با استفاده از نرم افزار Smada، در سری های آماری در نظر گرفته شده، اقدام به تعیین برازش توزیع های آماری نرمال، لوگ نرمال دو پارامتره، لوگ نرمال سه پارامتره، پیرسون نوع 3، لوگ پیرسون نوع 3 و گمبل شد و نیز سیلاب های با دوره بازگشت دو، سه، پنج، 10، 25، 50، 100 و 200 ساله محاسبه شد. به وسیله نرم افزارهای SPSS و Excel و از طریق روش RMSE (کمینه مربعات خطا)، بهترین توزیع های آماری برای همه ایستگاه های هیدرومتری در سری های آماری مختلف تعیین شد. با در نظر گرفتن خطای صفر درصد برای سیلاب های پیش بینی شده با استفاده از سری های با طول دوره آماری بلندمدت (بالاتر از 30 ساله) در دوره بازگشت های مورد نظر در این تحقیق (به صورت فرضی برای مقایسه سری های کوتاه مدت تر)، و مقایسه آن با سیلاب های پیش بینی شده با سری های با طول دوره آماری کوتاه مدت تر، خطای برآورد سیلاب برای همه ایستگاه های هیدرومتری حوزه آبخیز سفیدرود محاسبه شد. به طور کلی می توان گفت که با افزایش طول دوره آماری، دقت پیش بینی ها در بیشتر ایستگاه های هیدرومتری مختلف در حوزه آبخیز سفیدرود، افزایش می یابد و استفاده از آمار کوتاه مدت مخصوصا برای پیش بینی سیلاب های با دوره بازگشت بالا، امکان خطاهای بالایی را به دنبال دارد.
    کلیدواژگان: توزیع های آماری، خطای برآورد سیلاب، دبی بیشینه روزانه، روش RMSE، نرم افزار Smada
|
  • Seyed Hamidreza Sadeghi, Zeinab Karimi, Zahra Hashemiarian Pages 1-10
    Annually, high amount of soil is washed out by erosion from the watershed. Implementation of appropriate management methods to control soil erosion is therefore essential. Application of economically-effective and environmentally friendly amendments to soil is one of the solutions and new technologies to control soil erosion. However, the comprehensive assessment of the impact of commonly used soil amendments on soil erosion has not been conducted. The present study therefore aimed to assess the performance of combined application of polyacrylamide powder (6 gm-2) and vermicompost (24 gm-2) in comparison with individual application of the polyacrylamide and vermicompost as well as control (without amendments) condition to control runoff and soil erosion under laboratory condition and on a clay-loamy soil. The study variables of runoff, soil loss and sediment concentrations were measured under a simulation rainfall intensity of 80 mm.h-1 and duration of 8 minutes. The results indicated a statistically significant effect (p=0.00) of all study treatments on the reduction of runoff, soil loss and sediment concentration from the study small plots. The combined effect of polyacrylamide and vermicompost on runoff and sediment concentration was also found greater than that recorded for soil loss.
    Keywords: Amendment, Biological, Rainfall simulation, Soil conservation, Soil loss
  • Fateme Mohammadzadeh, Mohammadreza Ekhtesasi, Seyed Zein Alabedin Hosseini Pages 11-21
    Underground aquifers are one of the main sources of water supply in most parts ofIranwhich are affected by natural and manmade factors in recent decades. Land and geological formations are from the natural factors in any region. In this study, the investigation of the quality of groundwater resources and their correlation with geology formations were considered. For this purpose, using the geological map of the area geological formations were extracted. Then, to determine the water brigade, the qualitative data of 76 operation wells and three control operation wells, were entered in the Chemistry software. Next, formations were classified according to the type of production and the effects of their dissolution (quality); in the next step, buffers in intervals of one, three, five, seven and 10 km were created around wells and their layers were overlaid with geological maps. The t-test results showed that at 95%, at one, three, five and seven km from the wells, the impact of formations is significant on operation wells, but, at a distance of 10 km and with increasing distance, this effect was less and significant effect there is not in this respect, but, their total impact of non-quaternary formations increases on the wells. Also, the results from Boulian logic showed that that formation (Qt2) has the most spreading near the wells, including alluvial fans and young alluvial sediments which are the original location for feeding aquifers. But, by increasing the distance from the wells, the impact of non-quaternary formations like Cretaceous limestone and Batholith rocks (volcanic) that have the ability to produce water Brigade of sodium chloride and carbonate increases.
    Keywords: Aquifer, Chemistry software, Clorore type, Geological map, Quaternary formation
  • Mahmood Arabkhedri, Kolsoum Sedarati, Abazar Esmali Pages 22-33
    Based on expert estimates, many Iranians believe that the amount of sediment yield is annually increasing. This study has attempted to assess the temporal trend in Suspended Sediment (SS) of Jajroud and Karaj rivers at Roudak and Sira stations. respectively with adequate data collected during four decades. The SS yield data and SS concentration as well as flow rate data were analyzed. Preliminary investigation showed that more than 92 percent of the SS at Roodak and Sira stations is transferred by top two and three flow deciles (equal to 20 and 30 percent) of the effective or flood discharges. Among these, the highest decile (10 percent) is responsible for carrying about 80 and 64 percent of SS accounted for the two study sites correspondingly. Therefore, mainly analyzing the highest decile flow data was considered. Four techniques were performed including: a) fitting regression lines to the measured SS concentrations and weights vs. time, and b) graphical comparisons of dependent variables (average discharge, average SS concentration and weight) during the four decades, c) using the Kruskal–Wallis test, and d) using Kendall rank correlation coefficient. All interpretation techniques showed decreasing trends vs. time which were significant based on the two nonparametric techniques. Since, the highest decile of daily flows of study sites have not shown any increasing trends during study period, it can be concluded that unlike the general publics’ believes the amount of SS has decreased. A possible explanation for this descending trend might be as a result of 43 and 25 conservation projects implemented during recent 30 years in the upstream basins of Amirkabir and Latian dams, respectively. The descending SS trend does not necessarily mean lower rates of erosion in these basins; but it rather means lesser sediment delivery ratios.
    Keywords: Correlation coefficient, Effective discharge, Kruskal, Wallis test, Probability, Suspended ýsediment concentration, Temporal trend
  • Raoof Mostafazadeh, Mohsen Zabihi, Maryam Adhami Pages 34-45
    Self-similarity characteristic of climate variables provides the spatial and temporal analysis, using fractal dimension. Therefore, the application of fractal geometry in predicting the nature of many natural processes (e.g. rainfall) in several areas is of great importance. The purpose of this study is to determine and calculate the fractal dimension of wet and dry periods, interpret and evaluate the spatial characteristics of dry and wet periods over 40 rain gauge stations in Golestan Province. Toward this attempt, the box-counting method has been employed to determine the number of wet-dry months at one to nine months temporal scales and the calculation of fractal dimension. Then, the regression lines are used to estimate the corresponding fractal dimensions over rainy and non-rainy periods. As well as the severity and duration of wet-dry durations were presented over the study area. The results indicated that variations of rainy/non-rainy durations vary in a range of 11 percent. According to the results, the number of consecutive wet-dry months decreased in coarser time scales (months). The analysis of fractal dimension showed that the dry periods have a lower frequency. The fractal dimension values were considered to determine the variations of precipitation regime over studied stations. Also, the intensity of wet durations is higher in central and eastern parts of the study area, while the western part of the Golestan Province had experienced more persistent wet periods.
    Keywords: Climate variables, Fractal dimension, Self, similarity, Temporal scales, Wet, dry ýdurations
  • Samaneh Poormohammadi, Mohammad Taghi Dastorani, Hadi Jafari, Alireza Massah Bavani, Massoud Goodarzi, Fatemeh Baqeri, Mohammad Hassan Rahimian Pages 46-57
    Assessing drought effects on water resources are important on optimizing water management activities in agriculture and natural resources sectors. The groundwater model can be used as a valuable tool in the management of groundwater resources. Therefore, investigation of ground water balance analysis affected by meteorological drought using mathematical models is applicable and important objectives in sustainable development of water resources and the environment. Tuyserkan is one of the most important plains in Hamadan province as the main source of water supply for the water wells usage in orchards and farms. The goal of this research is assessing the effects of metrological drought index on water balance changes using mathematical modeling by GMS software. For this purpose, after calculation of Standardized Precipitation Index and determination of wet and dry spells in the study area, and selection of three sample years as normal (1387), wet (1388) and dry (1389), the groundwater balance was analyzed in this three sample years. The normal year was used for calibration of the model and wet and dry years for validation of the GMS. The results showed that the GMS model can simulate groundwater level in normal, wet and dry year (error statistics are respectively 0.73, 0.85 and 0.93). Comparison of meteorological and hydrological drought indices showed that meteorological drought cannot affect the groundwater level alone and excess use of exploitation wells has great influence on the groundwater table changes. Interestingly, the results showed that drought strongly influences water balance changes.
    Keywords: MODFLOW, Modeling, Water level, Standardize precipitation index, Water resources
  • Ebrahim Karimi Sangchini, Majid Ownegh, Amir Sadoddin, Nasser Tahmasebi Pur, Hossein Rezaee Pages 58-70
    This paper describes the utilization of a system dynamics model to predict the effects of vegetation-based management scenarios on structural landscape ecology in the Hablehrud River Basin. The river basin covers an area between Tehran and Semnan provinces. In this research, vegetative management scenarios include: the current condition, terracing, saxaul plantation, riparian restoration, forage growing, bunch seeding, contour furrowing, tree plantation, grazing exclusion, seeding, drill seeding, orchard development, and agroforestry. In order to predict the effects, Weighted Mean Patch Size index (WMPSI), Weighted Land Cover Area Index (WLCAI) and Riparian Proportion Index (RPI) were quantified. Additionally, the model uncertainty analysis was conducted using bootstrap method. Ecological impacts of the scenarios using aforementioned indices were predicted and the best scenarios were chosen using system dynamics. Results suggest that considering WMPSI, tree plantation and riparian restoration scenarios are the preferred scenarios. Seeding and orchard development scenarios were considered to be the best scenarios based on WLCAI. Moreover, riparian restoration and saxaul plantation were chosen as the best scenarios considering RPI. Seeding and riparian restoration scenarios obtained the highest priority considering the combination of the indices. WLCAI and RPI have the minimum and maximum uncertainty levels with respect to coefficient of variation as 0.28 and 0.45, respectively. The system dynamics models are capable of predicting the effects of various management scenarios providing the information required for decision making and management at watershed scales.
    Keywords: Best scenario, Ecological impacts, Ecological indices, Hablehrud River, Uncertainty analysis
  • Abolghasem Dadrasi Sabzevar, Davood Nikkami Pages 71-86
    One of the most important factors of soil erosion is the improper use of lands according to their potencial. According to sosio-economic factors of watershed, it is impossible to reduce the amount of soil erosion in the rate of natural erosion, but, it can be reduced, through integrated watershed management. Soil loss mitigation while having high productivity is possible by appropriate land use and land capability. In this research, Sheshtamad catchment of Khorasn Razavi Province was selected for determining the optimal level of land use and the effect of correct methods of management on maximizing net income of residents and minimizing the effect of soil erosion. Multi-objective linear programming model and simplex method were used in three different scenarios of 1) current land use conditions with current land management, 2) current land use conditions with improved land management, and 3) Standardized land use condition. The amount of net income and soil erosion were computed in rangelands, orchards, wooded ranglands, dry-lands and irrigated lands in all three scenarios and then the area of each land use was optimized, using optimization software. Results showed that land use optimization in Sheshtamad Watershed, decreases soil erosion, and increases total net income, although the amount is small, because of the conditions studied. The amount of annual soil erosion was reduced by 0.08%, 0.36%, 0.75% and the amount of annual net income was increased by 3.12, 20.88 and 313.75 thousand Rials, respectively, in the above three different scenarios,. The results also showed that in the case of some propoer management practices, the soil erosion reduces by 3.25 times and net income increses by 6.7 times.
    Keywords: Features areas, Integrated management, Linear programming, Management practices, Soil ýconservation
  • Ahmad Sharafati Pages 87-96
    Rainfall runoff models are used mostly in simulation of flood events. Also, calibration of rainfall runoff model parameters is an important and challenging issue in flood simulation. Due to random characteristic of these parameters, the deterministic optimization is not a suitable approach for calibration of rainfall runoff model. So, in this study, the SUFI (Sequential Uncertainty Fitting) algorithm is used as a stochastic approach and the optimized range of parameters were extracted. The obtain results shown, in calibration step, the correlation coefficient between observed hydrographs (three events) and the best generated hydrographs were more than 0.9 and also, the average difference between observed hydrographs and the best generated hydrographs were less than 5 percent. Furthermore, in validation step, the correlation coefficient between observed hydrograph and the best generated hydrograph was 0.99 and also, the average difference between observed hydrograph and the best generated hydrograph was 11 percent. So, the SUFI algorithm is a suitable approach in stochastic calibration of HEC-1 model.
    Keywords: Flood, Parameter, Simulation, Validation, Uncertainty
  • Rahim Kazemi, Fourod Sharifi Pages 97-107
    Planning and management of water resources in watersheds require data, including, base flow and its index. These parameters are influenced by morphometric, geologic and hydro climatologic factors and have always been of the most important issues in hydrology. In this research, base flow and related index were extracted from daily stream flow data using two parameters recursive digital filters in 43 hydrometric stations of Kerman Province. Physiographic, climatic and hydrological parameters were calculated in GIS environment. Using factor analysis of 14 parameters, six factors were chosen as the most important independent factors. Then the regional equations were determined, using linear regression at 1% significant level. To compare and evaluate the accuracy and efficiency of the models, independence errors, colinerity and normal distribution of error were tested. Among the factors investigated, multivariate regressions were identified as the best estimator of base flow index in the study area.
    Keywords: Digital Filter, Factor Analysis, Hydrograph Separation, Regional Modelsý
  • Saman Javanroodi, Mohammad Mahdavi, Baharak Motamedvaziri Pages 108-115
    In order to determine the role of hydrological statistic data periods on flood forecasting in Sefidrood Watershed, maximum daily flows were collected from hydrometric stations, thus seventeen valid stations with long-term statistical data period was chosen and in some cases which data were corrupted, data has been reproduced by considering common time base.. At the second step, maximum daily flow data have been divided in to statistic series with 10, 15, 20, 25, 30 and more than 30 years data periods. Fitting statistic distribution of Normal, Normal log, Normal log 2 parameters, Normal log 3 parameters, Pearson log 2, Pearson log 3 and Gamble were determined by “Smada” software, also flood with two, three, five, 10, 25, 50, 100 and 200 return periods were calculated either. Statistic distribution for all of seventeen hydrometric stations were determined separately with RMSE method in Excel and SPSS for maximum daily flow.. Regarding zero-error in forecasted floods for long statistic data period (more than 30 years) in related return periods, compared with short statistic data period (10, 15, 20, 25 and 30 years), flood’s estimated error was calculated for all stations. In general, results indicated that increasing of statistic period, will enhance the accuracy of forecasting in hydrometric stations, and applying short-term data period will result in high levels of error.
    Keywords: Flood's estimated error, Maximum daily discharge, RMSE method, Smada software, ýStatistical distributioný