فهرست مطالب

تحقیقات منابع آب ایران - سال سیزدهم شماره 1 (پیاپی 39، بهار 1396)

مجله تحقیقات منابع آب ایران
سال سیزدهم شماره 1 (پیاپی 39، بهار 1396)

  • بهای روی جلد: 150,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1396/03/03
  • تعداد عناوین: 17
|
  • رضا جاویدی صباغیان، محمدباقر شریفی، مهدی ضرغامی، امیرپویان نژادهاشمی صفحات 1-20
    در سال های اخیر حکمرانی و مدیریت نامناسب منابع آب، محدودیت کمی و کیفی و تخصیص نامتعادل این منابع، وضعیت حوضه های آبریز را با بحران تامین آب مواجه ساخته است. بنابراین یکی از اساسیترین چالش های تصمیم گیران، انتخاب شاخصهای نهایی تصمیمگیری و ارزیابی طرح های تامین آب براساس شاخصهای منتخب به منظور تعیین طرح اولویتدار در حوضه آبریز است. انتخاب شاخصهای نهایی و طرح برتر، به اولویت های تصمیم گیران و ریسک تصمیمگیری وابسته است. رویکرد این پژوهش، استفاده از دو نوع ارزیابی ریسک در محاسبه امتیاز و درجه اجماع گروهی به منظور انتخاب شاخص های نهایی و رتبهبندی طرحها است. در ریسک نوع اول تامین تعداد شاخص ها توسط طرح ها، و در ریسک نوع دوم اجماع گروهی تعداد تصمیم گیران ارزیابی میگردد. برایناساس، وزنها و درجه های اجماع گروهی شاخصهای اولیه توسط عملگر میانگین وزنی مرتب استقرایی و روش برنامه ریزی سازشی در حالت های مختلف ریسک محاسبه می گردند. شاخص های نهایی با استفاده از ترکیب مقادیر وزن و درجه اجماع و مقایسه با حد آستانه قابلقبول انتخاب میشوند. در ادامه، طرحهای پیشنهادی با توجه به شاخصهای منتخب ارزیابی میگردند و براساس روش ترکیبی، رتبه بندی طرحها از دیدگاه تصمیمگیران در حالت های مختلف ریسک مشخص می گردد. مدل پیشنهادی در تعیین شاخص های نهایی و طرح برتر مدیریت دشت مشهد برای سال 1420 توسعه یافته است. نتایج بیان گر وابستگی تعداد شاخصهای منتخب و رتبه طرح ها به دو نوع ارزیابی ریسک تصمیم گیری است. در مقایسه نهایی طرحها، در تحلیلی مبتنی بر تامین مهمترین شاخصهای اهداف توسعه پایدار، طرح های اولویتدار مشخص گردیدند. توسعه فرآیند تصمیم گیری گروهی در این تحقیق برای مدیریت جامع حوضه های آبریز کشور پیشنهاد می گردد.
    کلیدواژگان: تصمیم گیری کروهی چندشاخصه، میانگین وزنی مرتب استقرایی، برنامه ریزی سازشی، ارزیابی ریسک، دشت مشهد
  • وحید رقیبی، حمیدرضا صفوی، سید محمد مرتضوی نایینی صفحات 20-37
    در چند دهه اخیر وقوع خشکسالی های ممتد در کشور باعث روند فزاینده برداشت از منابع آب زیرزمینی و از طرف دیگر کاهش منابع آب سطحی به ویژه حجم ذخیره در مخازن سدها شده است. لذا بهره برداری از منابع آب نیاز به بازنگری براساس شرایط هیدرولوژیک به وقوع پیوسته و به ویژه خشکسالی دارد. از طرف دیگر برای تعریف خشکسالی و تبیین آن به وسیله شاخص ها، احتیاج به بررسی همه جانبه از نظر وجود داده، کاربردی بودن شاخص و حصول اهداف در زمینه بهره برداری از منابع آب دارد. در این مقاله و در راستای استاندارد سازی شاخص کاربردی در زمینه بهره برداری تلفیقی از منابع آب، از توابع غیرپارامتریک استفاده شده تا جامعیت و کاربردی بودن آن حاصل شود. وضعیت منابع آب از طریق ادغام بیلان اقلیمی و آب دسترس هیدرولوژیکی به وسیله تابع غیرپارامتریک چند متغیره محاسبه شده تا شاخص یکپارچه خشکسالی (IDI1) به دست آید. در این مطالعه حوضه آبریز زاینده رود به دلیل بهره برداری تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی و وقوع خشکسالی های اخیر در آن به عنوان مطالعه موردی انتخاب شده است. در این حوضه سد زاینده رود نقش کلیدی در تنظیم جریان سطحی برای مصارف مختلف زیر دست آن را دارد. این شیوه بهره برداری با قابلیت اطمینان بالای %90 در تامین نیازها سبب تعادل آبخوان لنجانات، افزایش ذخیره دو آبخوان اصفهان-برخوار و کوهپایه-سگزیی،تامین حقابه تالاب گاوخونی با قابلیت اطمینان %96 و افزایش متوسط 7/2 میلیون مترمکعب در ماه در ورودی به تالاب نسبت به گذشته شده است.
    کلیدواژگان: تحلیل چند متغیره، خشکسالی هواشناسی، خشکسالی هیدرولوژیک، شاخص یکپارچه خشکسالی (IDI)
  • محمد ابراهیم بنی حبیب، محمود محمد رضاپور طبری، محسن محمد رضاپور طبری صفحات 38-52
    افزایش جمعیت منجر به افزایش نیازهای آبی در بخش های مختلف شده است. این شرایط نیازمند اعمال راهکارهایی جهت مدیریت بهینه آب می باشد. در این تحقیق، مدل سه هدفه ایی جهت حداکثر نمودن سود اقتصادی، حداکثرسازی تامین مطمئن نیازها آبی و حداقل سازی برداشت از آبخوان پنج بازه مطالعاتی حوضه زرینه رود تدوین گردید. در مدل پیشنهادی، آبخوان های تکاب، سقز، میاندوآب و صائین قلعه و مخزن سد زرینه رود به عنوان مولفه های سیستم منابع آب لحاظ گردید. بر مبنای آب تخصیصی، نیاز آبی و حداکثر عملکرد محصولات، تابع تولید تعریف و با توجه به سطح زیرکشت، منافع اقتصادی پنج بازه محاسبه شد. با استفاده از الگوریتم NSGA-II، منحنی تبادل بهینه بین اهداف که بیانگر سناریوهای مختلف کشت و تخصیص منابع آب می باشند، استخراج شد. از آنجا که نقاط واقع بر منحنی تبادل نمی تواند به طور همزمان هر سه هدف مورد اشاره را ارضا نماید، نقطه بهینه با استفاده از روش گزینش اجتماعی بردا و ترکیب روش های تصمیم گیری انتخاب گردید. مقایسه نتایج بین وضعیت تخصیص تحت شرایط موجود و بهینه نشان می دهد که می توان با اعمال مدل پیشنهادی، بطور متوسط به میزان 5/42 درصد در برداشت از منابع آب صرفه جویی نمود. همچنین مقایسه منافع اقتصادی حاصل از شرایط بهینه و موجود نشان می دهد که با اجرای سناریوی پیشنهادی می توان با افزایش 13 درصدی، منفعت کشاورزی را از 1137730 به 1285971 میلیارد ریال بهبود داد. نتایج این تحقیق می تواند در سایر حوضه های آبریز، جهت کاهش مصرف آب کشاورزی از منابع آب و افزایش در آمد کشاورزان از طریق بهینه سازی الگوی کشت مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: الگوی کشت بهینه، مدل چندهدفه، منافع اقتصادی، تخصیص بهینه، زرینه رود
  • رامین منصوری، حسن ترابی پوده، امیرحمزه حقی آبی، حجت الله یونسی صفحات 53-68
    از آنجایی که پراکنش منابع آب و نزولات در جهان متناسب نمی باشد، انتقال بین حوضه ای آب در قالب طرح های آبی برای جمع آوری، انتقال و ایجاد کیفیت مناسب برای توسعه موزون فعالیت های انسانی لازم است. از طرف دیگر در بحث مدیریت منابع آب علاوه بر بهره-برداری مخازن با مباحثی روبرو هستیم که همزمان بحث هیدرولیک و منابع آب در این شرایط مهم بوده و هر دو شرایط هیدرولیکی و هیدرولوژیکی برای مدل سازی جریان می بایست تواما مورد بررسی قرار بگیرد. در این تحقیق سه سد (یلان، پشندگان و گوکان) و دو تونل انتقال برای انتقال آب از سد یلان به سد گوکان مورد استفاده قرار گرفته اند. به منظور مدل سازی و بهینه سازی این پروژه همزمان دو الگوریتم در محیط ویژوال بیسیک با یکدیگر و با نرم افزار Epanet بصورت دینامیکی ارتباط داشته و مدل منابع آب، هیدرولیک و برنامه ریزی پویا اصلاح شده را حل می کند. از آنجایی که انتقال آب در تونل ها به صورت تحت فشار می باشد و کل پروژه برای راندمان انتقال آب 95 درصد تعریف شده است، با افزایش ارتفاع هریک از سدها می بایست قطر تونل انتقال کاهش یابد تا بتواند راندمان مذکور را داشته باشد. نتایج تحقیق نشان می دهد ارتفاع های 37/148 و 36/59 متر بترتیب برای سد یلان و پشندگان و قطر تونل های 8/2 و 95/2 متر برای تونل های یلان – پشندگان و پشندگان – گوکان از نظر اقتصادی بهترین گزینه می باشند. از تحلیل اقتصادی موجود در برنامه ریزی پویا اصلاح شده هزینه کل پروژه با در نظر گرفتن راندمان انتقال 95 درصد برابر 69/5313 میلیار ریال برآورد شده است.
    کلیدواژگان: طرح منابع آب، بهینه سازی، مدل سازی، راندمان انتقال آب، برنامه ریزی پویا
  • سمیه ایمانی امیرآباد، مجید دلاور، محمدحسین نیک سخن صفحات 69-87
    در سال های اخیر پدیده تغذیه گرایی به یکی از چالش های جدی در بسیاری از پیکره های آبی، بویژه دریاچه ها و مخازن سدها تبدیل شده است. دریاچه زریبار از جمله دریاچه های آب شیرین در کشور است که با مساله شدید تغذیه گرایی مواجه می باشد. هدف از این پژوهش، دستیابی به راهکار مدیریتی مناسب برای ارتقای سطح کیفی این دریاچه با در نظر گرفتن یک رویکرد شبیه سازی جامع است. بدین منظور، از مدل SWAT به عنوان مدل شبیه ساز سیستم منابع آبی و کشاورزی حوضه آبریز دریاچه و همچنین اندرکنش آن با تغییرات کمی و کیفی آب دریاچه استفاده شده است. در این مطالعه، تاثیر بکارگیری انواع راهکارهای مدیریتی (BMPs) در مناطق بحرانی از منظر نحوه اثرگذاری آن ها در بهبود شرایط کیفی دریاچه، عملکرد محصولات کشاورزی منطقه و همچنین کاهش هزینه های اقتصادی اجرای آن ها مورد ارزیابی قرار گرفت و در نهایت با روش تصمیم گیری چند معیاره TOPSIS راهکارهای بهینه انتخاب شدند. نتایج نشان می دهد که از بین انواع راهکارهای مدیریت مزرعه و اجرایی اعمال شده، فیلتراسیون گیاهی، کنترل انتشار بار آلودگی در بالادست (کانال قزلچه سو) و کاهش مصرف کود حداکثر تا 25% به ترتیب بعنوان بهترین گزینه های مدیریتی در سطح حوضه می باشند.
    کلیدواژگان: تغذیه گرائی، مدل SWAT، راهکار های مدیریتی، تصمیم گیری چند معیاره، دریاچه زریبار
  • سید مرتضی سیدیان، معصومه فراستی، حامد روحانی، علی حشمت پور صفحات 88-100
    در این تحقیق اطلاعات هواشناسی شامل: دمای بیشینه و کمینه، سرعت باد، ساعت آفتابی، ابرناکی، بارندگی، فشار هوا و رطوبت در شش ایستگاه هواشناسی همدیدی مشهد، اصفهان، رامسر، زاهدان، ارومیه و شیراز جمع آوری گردید. با استفاده از آزمون گاما پارامترهای هواشناسی موثر بر تابش خورشیدی در هر ایستگاه تعیین شد. نتایج نشان داد در تمام ایستگاه ها دمای بیشینه و ساعت آفتابی، در پنج ایستگاه ابرناکی و در چهار ایستگاه فشار هوا و سرعت باد جزء پارامترهای تاثیرگذار بر تابش خورشیدی است. پس از تعیین پارامترهای هواشناسی موثر در هر ایستگاه، تابش خورشیدی با استفاده از ماشین بردار پشتیبان (SVM) و سه روش تجربی آنگسترم، هارگریوز و عبدالله پیش بینی گردید. در ایستگاه های مورد بررسی دقت روش های آنگستروم و عبدالله روند خاصی ندارد، در بعضی از ایستگاه ها روش آنگستروم و در برخی دیگر روش عبدالله تابش را با دقت بیشتری پیش بینی کردند. روش هارگریوز تابش خورشیدی را نسبت به دو روش تجربی دیگر با دقت کمتری پیش بینی کرده است. SVM توانسته تابش خورشیدی را در مرحله آزمون در ایستگاه های اصفهان، مشهد، ارومیه، رامسر، شیراز و زاهدان به ترتیب با ریشه میانگین مربع خطای (RMSE) 38/1، 28/1، 36/1، 51/1، 21/1 و 58/1 MJm-2d-1 و خطای MEF 59/3، 50/5، 18/4، 96/7، 26/3 و 17/5 درصد پیش بینی کند. SVM توانسته در تمام ایستگاه ها با استفاده از هوش مصنوعی تابش خورشیدی را با دقت بالاتری نسبت به روش های تجربی پیش بینی نماید. تابش خورشیدی در ایستگاه اصفهان با کمترین مقدار خطا و در ایستگاه رامسر با بیشترین مقدار خطا پیش بینی شده است.
    کلیدواژگان: تابش خورشیدی، پارامترهای هواشناسی، آزمون گاما، SVM
  • سیدناصرالدین بدیسار، سیدمحمدصادق احمدی، مسعود راعی صفحات 101-110
    اخیرا دغدغه های روز افزونی در مورد حفظ کیفیت آب بروز نموده است که مقاله حاضر که به روش کتابخانه ای و اسنادی انجام گرفته و با روش توصیفی و تحلیل حقوقی است تلاش دارد سیاست تقنینی کشور ایران راجع به حفاظت کیفی منابع آب را بیان و وظیفه متولیان آب را به آنها گوشزد نماید تا از این رهگذر بتوان از وسعت جرایم علیه آلودگی آبها کاست.
    با بررسی قوانین و مقررات راجع به جلوگیری از آلودگی منابع آب به نظر می رسد اصل پنجاهم قانون اساسی ، سند چشم انداز و دیگر قوانین و مقرراتی که در کشور به منظور حفاظت از محیط زیست تصویب شده است نشان دهنده توجه جدی دولتمردان و مردم به این موضوع است اما به رغم تلاش های مداوم بخش های گوناگون ، کشور ما هنوز با چالش های زیست محیطی جدی مانند آلودگی منابع آب روبرو است .
    عوامل مختلفی از جمله: تعداد قوانین و مقررات و پراکندگی آنها وجود احکام کلی و مبهم ، عدم وجود قانون واحد ،عدم استفاده از کار شناسان متخصص در تدوین قوانین،وجود قوانین متداخل،عدم بازدارندگی مجازات ها ،عدم تعامل بین نهادهای کلیدی در بعضی مواقع ،عدم توجه به نقش سازمان های غیر دولتی ،عدم فرهنگ سازی در جامعه و... باعث شده آنگونه که شایسته است حفاظت قانونی از کیفیت منابع آب موفقیت آمیز نباشد .
    کلیدواژگان: آلودگی آب، حفاظت، کیفیت منابع آب، محیط زیست، قوانین
  • سعیده سامانی، اصغر اصغری مقدم صفحات 111-125
    انتخاب مدل قابل اعتماد برای شبیه سازی ستون تجربی در شناسایی فرایند های حاکم بر انتقال آلاینده و محاسبه پارامترهای قابل اعتماد ضروری می باشد. هدف این تحقیق تعیین عدم قطعیت همراه با توسعه مدل از طریق تعریف چندین مدل انتقال جایگزین، جهت انتخاب محتمل ترین مدل و بهترین برآورد از پارامترهای مدل انتقال است. در این مطالعه جهت بررسی عدم قطعیت در مدل های ستون تجربی چهار مدل مفهومی مختلف شامل: CDE1 و CDE2 مدل های تعادلی کانوکشن-دیسپرژن، MIM1 و MIM2 مدل های غیر تعادلی متحرک- غیر متحرک از منابع استفاده گردیده است. روش های انتخاب معیار مدل( AIC، AICC، BIC و KIC) برای ارزیابی احتمال مدل های مفهومی جایگزین مورد استفاده قرار گرفت. برای دستیابی به نتایج قابل اعتماد در روش های انتخاب معیار، در محاسبه احتمالات مدل، همبستگی زمانی بین داده ها حذف گردید. نتایج نشان می دهد که احتمال بین مدل ها در همه روش ها دارای توزیع غیر یکنواخت می-باشد به طوری که در وضعیت سرعت جریان پایین مدل CDE2 به دلیل برقراری شرط تعادل فیزیکی در محیط خاک و در وضعیت سرعت جریان بالا مدل MIM1 دارای بالاترین احتمال و کمترین عدم قطعیت می باشند. محاسبات احتمالات مدل در مرحله صحت سنجی نیز این نتایج را تایید کرد. در نهایت می توان نتیجه گرفت که قابلیت اطمینان از تفسیر داده های مدل از طریق در نظر گرفتن عدم قطعیت مدل های جایگزین افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: عدم قطعیت، احتمال مدل، ستون تجربی، مدل انتقال آلاینده، صحت سنجی مدل
  • مرضیه خرمی، بیژن قهرمان صفحات 126-138
    عدم قطعیت ابزاری برای سنجش اعتماد پذیری سیستم یا پارامترهای آن می باشد. در بررسی حرکت آب در خاک غیر اشباع پارامترهای زیادی موثر هستند، که اندازه گیری یا برآورد آن ها دشوار بوده و به نوعی دارای عدم قطعیت می باشند. در این پژوهش، بر اساس نظریه ی مجموعه های فازی، رویکردی جایگزین برای بیان نادقیقی پارامترهای مدل و پیش بینی عدم قطعیت در شبیه سازی مدل به کار گرفته شد. ابتدا معادله ریچاردز به عنوان یک مدل قطعی برای حرکت آب در خاک به صورت عددی حل گردید. برای به دست آوردن عدم قطعیت در شبیه سازی این مدل، متغیرهای ورودی (θs، θr ، Ks ، α و n) به عنوان توابع فازی معرفی شدند. پس از ساختن توابع فازی مناسب برای هر یک از ورودی ها، برای هر برش β مشخص مقادیر مرزی برای این پارامترها به دست آمد، با استفاده از این مقادیر و با درنظر گرفتن قیدهای خاص، مقادیر بیشینه و کمینه رطوبت در زمان و مکان مشخص با استفاده از حل عددی معادله ریچاردز به دست آمد. نتایج نشان داد که عدم قطعیت در شبیه سازی پروفیل رطوبتی خاک در فاز اشباع کمترین و در فاز پیشروی بیش ترین مقدار را به خود اختصاص می دهد که علت این امر بیش ترین اثر عدم قطعیت ذاتی پارامترهای ورودی و نتیجه این عدم قطعیت در پروفیل رطوبتی در فاز پیشروی است. شکل توابع فازی به دست آمده برای رطوبت خاک در زمان مشخص، در عمق های مختلف خاک متفاوت بود که متاثر از نقش پارامترهای اولیه در هر زمان و مکان خاص در نتایج خروجی رطوبت می باشد.
    کلیدواژگان: محیط غیر اشباع، حل عددی، معادله ریچاردز، هایدروس
  • الهه پناهی، علی بافکار، مریم حافظ پرست صفحات 139-152
    در این پژوهش تغییرات پارامترهای اقلیمی دما و بارش در دو دوره 2020-2039 و 2040-2059 با مدل ترکیبی حاصل از میانگین وزنی خروجی هفت مدل اقلیمی تحت سه سناریو انتشار محاسبه شد. سپس آبدهی ورودی به سد جامیشان با خروجی مدل تغییراقلیم در مدل روزانه IHACRES پیش بینی گردید. بر اساس نتایج شبیه سازی سناریوهای ادامه وضع موجود و سناریوهای اقلیمی، در مدل WEAP، گزینه های مدیریتی قابل اجرا برای منطقه در هر سناریو مجددا شبیه سازی گردید. در این راستا به منظور حفظ پایداری حوضه آبریز، معیارهای اجتماعی، اقتصادی و زیست محیطی در نظرگرفته شد و برای ارزیابی هر معیار تعدادی شاخص محاسبه شد. به منظور جلوگیری از اعمال نظر شخصی در انتخاب گزینه برتر از روش های وزن دهی عددی برای شاخص ها استفاده شد. در نهایت حل ماتریس سه بعدی سناریو-گزینه-شاخص، با روش های تصمیم گیری چند معیاره انجام گرفت. نتایج بررسی تغییر اقلیم به صورت کلی نشان دهنده کاهش بارش و افزایش دمای سالانه است. نتایج تصمیم گیری چند معیاره نشان داد تحت سناریو S1، گزینه 6 و 2 بهترین گزینه خواهندبود. در دوره 2020-2039، تحت هر سه سناریو گزینه 4 و 6 بهترین گزینه و در دوره 2040-2059، تحت سناریو های A1B و A2، گزینه های 4 و 2 و تحت سناریو B1 گزینه های 4 و 6 بهترین گزینه هستند.
    کلیدواژگان: سناریوهای اقلیمی، پایداری حوضه آبریز، گزینه مدیریتی، تصمیم گیری چندمعیاره
  • علی شعبانی، علیرضا سپاسخواه، مهدی بهرامی، فاطمه رزاقی صفحات 152-162
    در بسیاری از مسائل آبیاری و زهکشی، هیدرولوژی، محیط زیستی، فرسایش خاک و منابع آب تخمین دقیق تر تبخیر-تعرق اهمیت زیادی دارد. استفاده از شبکه عصبی مصنوعی یکی از روش های تخمین تبخیر-تعرق مرجع می باشد. تاکنون در بیشتر مقالات منتشر شده داده های اقلیمی به عنوان ورودی شبکه عصبی جهت تخمین تبخیر-تعرق مرجع مورد استفاده قرار گرفته است. در این تحقیق از تبخیر-تعرق محاسبه شده بوسیله روش های محاسباتی هارگریوز سامانی، جنسن هیز، تورک و روش تشت تبخیر در کنار داده های هواشناسی به عنوان داده های ورودی شبکه عصبی مصنوعی استفاده شد. نتایج نشان داد که از بین روش های مذکور که به همراه داده های هواشناسی به عنوان داده های ورودی شبکه عصبی استفاده شده تنها روش جنسن هیز منجر به تخمین تبخیر-تعرق مرجع روش استاندارد پنمن-مانتیس-فائو با دقت بالا گردید و در بقیه روش ها استفاده از شبکه عصبی مصنوعی به همراه روش های محاسباتی اگرچه اندکی دقت تخمین را بهبود داده اما همچنان دقت این روش ها برای محاسبه تبخیر – تعرق مرجع پایین می باشد.
    کلیدواژگان: شبکه عصبی، پنمن، مانتیس، فائو، هارگریوز، سامانی، جنسن، هیز، تورک
  • مسعود تصدیقیان، مجید رحیم زادگان صفحات 163-177
    اطلاعات از پوشش برف به عنوان یکی از منابع تامین آب های زیرزمینی، شرب و کشاورزی برای مدیریت بهینه منابع آبی اهمیت بسزایی دارد. از جمله منابع اطلاعاتی مهم برای شناسایی سطح برف، تصاویر ماهواره ای سنجنده MODIS است که محصول سطح برف به صورت منظم از آن ها تولید می گردد. هدف این پژوهش ارتقاء دقت الگوریتم شناسایی سطح برف از تصاویر MODIS با بهره گیری از تصحیح توپوگرافی و آستانه گذاری دمای سطحی است. در این راستا، شمال غرب کشور به عنوان محدوده پایلوت انتخاب و به دلیل عدم جمع آوری داده های سطح برف، تصاویر Landsat 8 بعنوان داده واقعیت زمینی برگزیده شد. 5 تصویر تقریبا همزمان MODIS و Landsat 8 مناسب در سال های 2014 تا 2015 تهیه و از هر تصویر MODIS تعداد 5 نمونه 10000 پیکسلی انتخاب و سه الگوریتم پیاده سازی گردید. الگوریتم اول با روش محصول برف MODIS به متوسط قدر مطلق خطاهای نسبی 3.44 درصد رسید. در الگوریتم دوم تصحیح توپوگرافی موجب بهبود این مقدار به 2.25 گردید. الگوریتم سوم موید تاثیر اعمال حد آستانه دمای سطح زمین بود که با برگزیدن آستانه k 278، متوسط قدر مطلق خطاهای نسبی 2.58 گردید. بنابراین نتایج نشان دهنده کارایی الگوریتم های ارائه شده در این تحقیق نسبت به روش استاندارد در مناطق مورد مطالعه بود.
    کلیدواژگان: تصویر MODIS، تصویر Landsat 8، سطح پوشش برف، دمای سطح زمین، تصحیح توپوگرافی
  • ایمان صانع، بهرام ثقفیان، محسن ناصری صفحات 178-190
    خشکسالی و کم آبی دو واژه کلیدی در مدیریت منابع آب محسوب می شوند. وقوع خشکسالی به عنوان یک بلای طبیعی در مقیاس بزرگ، خارج از کنترل مدیران منابع آب است. در مقابل آن کم آبی ناشی از استفاده فزآینده و بی رویه از منابع آب است ولی با تصمیم های درست مدیریتی جهت حفاظت از منابع آب می تواند تحت کنترل درآید. امروزه، در اغلب موارد این دو پدیده هم زمان حادث شده و باعث کمبود و بحران در منابع آب موجود می شوند. در این مقاله با کمک یک مدل مفهومی بیلان آب در ساختاری مشاهداتی-مدل سازی، اثرات خشکسالی و کم آبی در یک حوضه آبخیز تفکیک می شود. این ساختار توسط (Van Loon and Van Lanen، 2013) پیشنهاد شد به نحوی که امکان شبیه سازی عکس العمل هیدرولوژیکی حوضه را بدون تاثیر فعالیت های انسانی مقدور می سازد. این ساختار ابتدا به واسنجی مدل هیدرولوژیک حوضه در دوره ای که متاثر از فعالیت های انسانی نیست می پردازد. سپس در مقایسه با دوره ای که حوضه تحت تاثیر تلفیق عوامل انسانی و نوسان های طبیعی است، سهم این دو عامل را از یکدیگر جدا می کند. نتایج نشان داد علی رغم اینکه در فاصله بین سال های آبی 1380-1379 تا 1391-1390 کاهشی نزدیک به 12 درصد در مقدار بارش ماهانه نسبت به دوره بلندمدت 1352-1351 تا 1379-1378 اتفاق افتاده، تااندازه ای حداقل های زیست محیطی اکوسیستم برآورد شده و علت عمده کم آبی، فعالیت های گسترده انسانی است. علاوه بر آن، در سال های پرآبی دوره مورد بررسی، هم چنان کاهش محسوس دبی مشاهده می شود.
    کلیدواژگان: کم آبی، اثرات انسانی، خشکسالی، مدل مفهومی بیلان آب
  • محمد هادی فتاحی، زهرا طالب زاده صفحات 191-203
    تاثیر شکل حوضه بر رواناب سطحی و هیدروگراف امریست محرز،از این رو عده ی زیادی از محققین این موضوع را مورد بررسی قرار داده اند.هندسه فراکتال نیز به عنوان یکی از روش های جدید می تواند در علم ژئومورفولوژی رودخانه ای به کار گرفته شود و به یافتن روابطی بین شکل حوضه و هیدروگراف کمک کند.اساسی ترین ویژگی فرکتالی که در مورد این پدیده ها تحلیل می شود، بعد فرکتال است که اهمیت زیادی در شناخت رفتار و پیش بینی تغییرات رودخانه دارد . در این تحقیق به دنبال بررسی میزان انطباق هیدروگراف واحد مصنوعی فراکتال و هیدروگراف واحد مثلثی NRCS و ارتباط آن با میزان ضریب فشردگی حوضه می باشیم. به این منظور حوضه ی وال نات گولچ آمریکا را انتخاب و برای 12 زیر حوضه ی آن ضریب فشردگی محاسبه و هیدروگراف واحد مثلثی (NRCS) ، همچنین هیدروگراف واحد مثلثی فراکتالی رسم و با هم مقایسه کردیم، نتایج حاکی از آن بود که هر چه ضریب فشردگی به 5/1 نزدیکتر باشد یعنی حوضه دایره ای تر باشد هیدروگراف ها تطابق بیشتری دارند در واقع روش ابداعی هیدروگراف فراکتالی بهتر جواب می دهد، مانند زیر حوضه های 5، 7 ، 8 ، 9 و 11 وهر چه عدد ضریب فشردگی از 5/1 فاصله بگیرد تطابق کمتر می شود مانند زیر حوضه های 1 و 10 .
    کلیدواژگان: فراکتال، ژئوموفولوژی، هیدروگراف واحد، وال نات گولچ، ضریب فشردگی
  • سید یحیی میرزایی، آرش آذری، غلامعلی پرهام صفحات 204-210
    در این مطالعه نوسانات دبی و بارندگی در 9 ایستگاه موجود در حوضه دینه ور با استفاده از توابع چگالی طیفی و توابع خود همبستگی در قلمرو فرکانس و زمان مورد تحلیل قرار گرفت. در ابتدا نوسانات موجود در همبستگی نگار هر سری زمانی تحلیل شد. سپس برای بررسی سری های زمانی در قلمرو فرکانس از توابع چگالی طیفی که مبتنی بر سری های فوریه می باشد استفاده شد. در این راستا ابتدا مقدار طیف برای هر یک از سری های دبی و بارش محاسبه و نمودار دوره نگار هر سری ترسیم شد. دوره نگارهای این داده ها در چندین فرکانس نوسان نشان داد. این نوسانات شامل نوسانات فصلی با فرکانس 083/0، نوسانات کوتاه مدت با فرکانس 25/0و نوسانات میان مدت با فرکانس 167/0 می باشد که نوسانات 6 ماهه در داده های بارندگی نمودی نداشت. نتایج تحلیل طیف متقابل داده ها در فرکانس های 083/0 و 25/0 مقادیر تطابق بالایی را نشان داد. همچنین مقادیر تاخیر برآورد شده از آنالیز طیفی متقابل برای نوسانات فصلی (083/0) در بارش و اثر آن بر نوسانات فصلی دبی حدود 5/1 ماه برآورد شده و این تاخیر برای نوسانات با دوره بازگشت کمتر، حدود 4/0 ، 5/0 و 14/0 ماه تعیین شد. بر اساس نتایج آنالیز طیفی داده های بارش ایستگاه ها پس از حذف تناوب و روند، در تمامی آنها سیکل در فرکانس 01/0 مشاهده شدکه می توان گفت این نوسانات مربوط به دوره های تر سالی و خشکسالی موجود در این منطقه می باشد.
    کلیدواژگان: دبی، بارش، تحلیل طیفی، توابع تطابق، توابع فاز
  • مسعود حیدری آقاگل، ابراهیم غلامی، حمیدرضا رستمی بارانی صفحات 211-215
    روند روبه رشد استان خراسان جنوبی در سال های اخیر از یک سو و قرار داشتن این استان در یک منطقه خشک و نیمه خشک از سوی دیگر، راهبردهای منابع آب در این منطقه را بیش از پیش ایجاب می کند. یکی از راهکارهای مدیریتی منابع آب، شناسایی مناطق آبی با پتانسیل های مختلف و بهره برداری از آن ها با توجه به ظرفیتشان می باشد. هدف از این پژوهش پهنه بندی مناطق با پتانسیل آبی در استان خراسان جنوبی با استفاده از عوامل موثر در تغذیه سفره های آب زیرزمینی، از طریق مدل منطق فازی و تکنیک GIS است. جهت نیل به اهداف از 16 عامل در چهار گروه زمین شناسی، هیدرولوژی، جغرافیایی و انسانی بهره گیری شد و درمجموع پنج منطقه پتانسیلی بسیار بالا تا خیلی کم شناسایی گردید. در پایان 43 حوضه ی آبی استان بر اساس نقشه پتانسیل آب زیرزمینی کلاس بندی شدند و با نتایج به دست آمده از چاه های اکتشافی تطابق داده شد و نقشه پتانسیل آبی حوضه های استان تهیه گردید. بر این اساس در حدود 17% (103×27 km2) از مساحت استان دارای کلاس پتانسیل آبی بالا و بسیار بالایی است که منطبق بر رسوبات دوران چهارم و مناطق دارای تراکم شکستگی بالا است، پهنه پتانسیل خیلی کم نیز منطبق بر ارتفاعات، لیتولوژی متراکم و مناطق بیابانی است.
    کلیدواژگان: استان خراسان جنوبی، پتانسیل یابی، منابع آب زیرزمینی، مدل منطق فازی، تکنیک GIS
  • فرخ اسدزاده، مهری کاکی، سینا شکیبا صفحات 216-222
    در این پژوهش روند تبخیر و تعرق گیاه مرجع به روش پنمن مانتیث (FAO56) و پارامترهای هواشناسی مانند سرعت باد، ساعات آفتابی، رطوبت نسبی، حداکثر درجه حرارت و حداقل درجه حرارت برای 4 ایستگاه سینوپتیک استان کردستان در سری های زمانی ماهانه، فصلی و سالانه با استفاده از آزمون ناپارامتری اسپیرمن مورد بررسی قرار گرفت. برای تعیین شیب روند، از آزمون تخمین گر سن استفاده شد. همچنین در این پژوهش تحلیل حساسیت ET0 به پارامترهای هواشناسی به کمک روش رگرسیون چندگانه خطی گام به گام سنجیده شد. نتایج نشان داد که روند سالانه تبخیر و تعرق برای ایستگاه سنندج افزایشی و معنی دار بود. شیب خط روند برای سه ایستگاه سنندج، زرینه و بیجار در همه سری های زمانی ماهانه، فصلی و سالانه مثبت بود. علاوه بر این، برای سه ایستگاه مذکور در سری فصلی زمستان و تابستان روند افزایشی معنی دار مشاهده شد. در شش ماهه گرم سال، افزایش روند از نظر آماری در سطح 5 درصد برای متغیر حداکثر درجه حرارت در ایستگاه های سنندج و بیجار معنی دار بود. نتایج تحلیل حساسیت نشان داد که در ماه های گرم سال متغیرهای ساعات آفتابی و حداکثر درجه حرارت مهم ترین پارامترهای موثر بر تبخیر- تعرق گیاه مرجع هستند.
    کلیدواژگان: پارامترهای هواشناسی، تبخیر، تخمین گر سن، کردستان
|
  • R. Javidi Sabbaghian, M. B. Sharifi, M. Zarghami, A. P. Nejadhashemi Pages 1-20
    In recent years, inappropriate governance in water resources, qualitative and quantitative degradation and unbalanced allocation of resources, have caused to crisis within the watersheds. Therefore, one of the most important challenges for decision-makers (DMs) is selection of final criteria, evaluation of scenarios, and choosing the preferable scenario for watershed. Selection of final criteria and the best scenario depend on DMs’ preferences and risk attitudes. This paper develops a novel approach based on two types of risk assessment to calculate the score and group consensus degree for selecting final criteria and scenarios’ ranking. In the first type, number of criteria are satisfied, and in the second type, number of DMs’ consensus are considered. Accordingly, the group weights and consensus degrees of initial criteria are calculated in several risk attitudes, using the ordered weighted averaging operator and the compromise programming. The final criteria are selected based on the combinational group weights-consensus degrees, compared with an acceptable threshold level. Then, the suggested scenarios are evaluated with respect to the final criteria, and the best scenario is selected based on the proposed method using the risk assessments. This approach has been developed for Mashhad plain, to select the final criteria and the best scenario in 2040. The results show that the number of final criteria and scenarios’ ranking depend on the two risk assessment types. Finally, the sustainable development was analyzed to determine the preferable scenarios for satisfying the most important criteria. Development of this method is recommended for watershed management in Iran.
    Keywords: Multiple Attribute Decision Making, Induced Ordered Weighted Averaging, Compromise Programming, Risk assessment, Mashhad plain
  • V. Raghibi, H. R. Safavi, M. Mortazavi-Naeini Pages 20-37
    In the recent decades, continuous droughts in Iran caused a growing withdrawal trend from groundwater resources and reduce in surface water resources, especially storage volume of dams. Therefore, exploit of water resources requires reviewing based on hydrologic conditions and especially, drought. On the other side, for the definition and characterization of drought by indices, a comprehensive survey of data existence, index applicability and goals in water resources operation is needed. In this article and towards an applicable standardized index in the conjunctive use of water resources, nonparametric functions used to achieve integration and applicability. The status of water resources is calculated via integration of climatic water balance and available hydrologic water by multivariate nonparametric function to obtain integrated drought index (IDI). In this study, the Zayandehrud River Basin is selected as the case study due to conjunctive use of surface and groundwater and occurrence of recent droughts in it. Zayandehrud Dam has a key role in streamflow regulation for downstream demands in the basin. With the index tool to determine the condition of the subbasins, dam and groundwater resources reoperation is followed by the purpose of the minimum drought intensity. This way of operation resulted in demands supply reliability of more than 90%, Lenjanat aquifer balance, storage increase of Isfahan-Borkhar and Kuhpaye-Segzi aquifers by 400 million cubic meters, supply of Gavkhooni wetland water right with reliability of 96% and mean increase of 2.7 million cubic meters per month in streamflow entering the wetland in comparison with the past.
    Keywords: multivariate analysis, Meteorological drought, Hydrological Drought, Integrated Drought Index (IDI)
  • M. E. Banihabib, M. Mohammad Rezapour Tabari, M. Mohammad Rezapour Tabari Pages 38-52
    Population growth causes an increase in different sectors water use. This increase requires new strategies for optimal water resources management. In this research, a three objective model was developed for maximization of economic benefit, maximization of reliable water supply and minimization of water withdraw from aquifers. In proposed model, aquifer and reservoir were considered as elements of water resources. Based on allocated water, water requirements, maximum yield of each product, production function were defined and economic benefits of regions in study area were determined. Using NSGA-II algorithm, Pareto trade-off curves for objective with various scenarios of cropping, economic benefit functions in Zarinehrood basin were derived. Since the points on trade-off curve cannot fully satisfy three objectives, optimal point was selected using Borda aggregation method and integration of five multicriteria decision models’ results. Result of comparison between current and optimal allocation demonstrates that we gained 42.5% water save by applying proposed model. In addition, comparison of current and optimal economic benefit showed that the benefit increased from 1,137,730 billion IRR to 1,285,971 billion IRR (13% increase). The result of this research can be used in other basins for decreasing in agricultural water use from water resources and increasing farmers’ income by optimal cropping pattern.
    Keywords: Optimal cropping pattern, Multi-objective model, Economic benefit, Optimal allocation, Zarinehrood
  • R. Mansouri, H. Torabi Pudeh, A. H. Haghiabi, H. A. Yonesi Pages 53-68
    The distribution of water resources and rainfall in the world is not same, inter-basin water transfer in the form of water projects for the collection, transmission and creation of appropriate quality for balanced development of human activity is necessary. On the other hand in the management of water resources in addition to the issues we face at the same time exploiting reservoirs with hydraulic and water resources were important and both hydraulic and hydrologic modeling flow conditions must be considered together. In this study, three dams (Yalan, Pashandegan and Gokan) and two water transfer tunnels were used for transferring water from Yalan dam to Gokan dam. For this project simulating and optimizing, two algorithms connected with together in visual Basic and linked dynamic with Epanet software and solve water resources model, hydraulic and dynamic programming. Since the water flow through the tunnel is under pressure, increasing dam height will cause the decrease of tunnel diameter for 95% water conveyance efficiency. The results showed that Yalan and Pashandegan dam with a height of 148.37 and 59.36 m, respectively, and Yalan-Pashandegan and Pashandegan -Gokan tunnel diameter with 2.8 and 2.95 m, respectively, were the most economically optimal combination for water transferring in this project that has 5313.69 million Rials costs.
    Keywords: Water resources planning, Optimization, Simulation, Water Transfer Efficiency, Dynamic programming
  • S. Imani Amirabad, M. Delavar, M.H. Niksokhan Pages 69-87
    In recent years, eutrophication is one of the main challenges in many water bodies, especially lakes and reservoirs. Zrebar Lake as a freshwater lakes in the country that is facing severe eutrophication problem. The main goal of this study is to find solutions to enhance the water quality using integrated simulation approach. For this purpose, Soil and Water Assessment Tool (SWAT) is used as a water resources and agricultural systems simulation model As well as interaction of lake Basin with the changes in lake water quality and quantity. In this study, the impact of the various management practices (BPMs) in critical areas in terms of how to influence them in improving water quality, yield crops and economic costs of their implementation were evaluated and finally the optimal solutions were selected using TOPSIS multi-criteria decision-making method. The results showed that, the filter strip, pollution control emissions in upstream (Qezelchesoo channel) and reduce fertilizer consumption up to 25%, respectively are the best management options in the basin.
    Keywords: Eutrophication, SWAT model, Management Practices, Multi-criteria decision making, Zrebar Lake
  • S.M. Seyedian, M. Farasati, H. Rouhani, A. Heshmatpour Pages 88-100
    In this study, meteorological data, including maximum and minimum temperatures, wind speed, sunshine hours, degree of cloudiness, precipitation, pressure and humidity were collected in the sixth station of Mashhad, Isfahan, Ramsar, Zahedan, Urmia and Shiraz. The results showed that in all stations the maximum temperature and sunshine hours, in 5 stations degree of cloudiness and in 4 station pressure and wind speed component parameters affecting solar radiation. The most important influencing parameters are different at each station so that wind speed in 4 stations and sunshine hours in three stations are ranked first and second. Checking all parameters show that maximum temperature and the degree of cloudiness effective on solar radiation but is the least important parameters. After determining the effective meteorological parameters at each station, solar radiation was estimated using support vector machine (SVM) and three experimental methods Angstrom, Hargreaves and Abdullah. Hargreaves method estimate solar radiation less accurate than the two other experimental method. SVM estimate solar radiation in the test phase at Isfahan, Mashhad, Urmia, Ramsar, Shiraz and Zahedan stations by RMSE error 1.38, 1.28, 1.36, 1.51, 1.21 and 1.58 MJm-2d-1 and MEF error 3.59, 5.50, 4.18, 7.96, 3.26 and 5.17 percent. SVM estimate solar radiation with greater accuracy than empirical methods in all stations using artificial intelligence.
    Keywords: Solar radiation, metrological parameters, Gamma test, SVM
  • S. N. Badisar, S.M.S. Ahmadi*, M. Raei Pages 101-110
    Considering the recent concerns about the water quality, the present study with a library and document method attempts to present a descriptive and legal analytic methodology to evaluate law policy in Iran regarding qualitative protection of water resources. The study also tries to alert water authorities regarding the water pollution offenses. Evaluating of the rules on water resources pollution in Article 50 of the constitution, perspective document, and other rules for environmental protection, it is evident that authorities and people are seriously concerned about this important issue but nonetheless the country is encountered serious environmental challenges including water resources pollution. Different factors including the rules, general verdicts, lack of unified law, not using experts in formulation of rules, interfering rules, lack of punishment, lack of interaction between key institutes, ignoring the role of non-state organizations, and lack of norms in the society are listed as causes for unsuccessfulness of the legal protection of water resources quality. To avoid these offenses, imprisonment and fines should be considered for the offenders and a special law should be dedicated to the crimes of water pollution.
    Keywords: Water pollution, Protection, Water resources quality, Environment, Rules
  • S. Samani, A. Asghari Moghaddam Pages 111-125
    To assess the uncertainty of contaminant transport models in column experiments selecting the reliable models for simulating column experiments and estimation of reliable parameters, is essential for the identification of processes governing contaminant transport. So overall goal of this study is specifying the uncertainty associated with the development model by defining several conceptual models for selecting the most probable model and the best estimate of contaminant transport models parameters and model prediction. For exploring uncertainty in column experiment, we consider four models from the literature including the equilibrium and non-equilibrium convection dispersion models. CDE1 and CDE2 convection-dispersion models, MIM1 and MIM2 mobile-immobile models. The model selection criteria are used to evaluate the probabilities of the four models. Using the full covariance matrix that consider residual correlation will couse definitive recommendations on the basis of AIC, AICc, BIC, and KIC statistics and model probability. The result show that the distribution of probability between models is not uniform and for slow flow case because equilibrium assumption may be satisfied, CDE2 and for high flow case MIM1 are receiving High model probability. Finally we can conclude from this study that the reliability of the model’s data interpretation can be improved by considering alternative transport processes and quantifying uncertainty in the experiment.
    Keywords: uncertainty, model probability, column experiment, contaminant transport model, Cross Validation
  • M. Khorami, B. Ghahraman Pages 126-138
    Uncertainty is the measure of the reliability associated with a particular set of results. There are a lot of effective parameters in water movement through the unsaturated zone and obtaining measurement or estimation of them are difficult and have a kind of uncertainty.In this study, a methodology based on fuzzy set theory is presented to express imprecision of input data, in terms of fuzzy number, to quantify the uncertainty in prediction. Richards’ equation as a certain model was solved numerically .To estimate uncertainty in model; input parameters (θs, θr, Ks, α and n) were introduced as fuzzy parameters. After introducing suitable fuzzy membership functions for input parameters, at different β level cuts in input parameters, there will be boundaries for each parameter, then the mathematical operation on fuzzy sets are performed at different β- cut levels and result interval boundaries for the moisture in specific time and location. Corresponding to different β- cuts, fuzzy membership functions were derived for soil moisture at any time and depth. The results showed that uncertainty in simulating soil moisture profile is minimum in saturated phase and it is maximum in advance phase, that’s because of maximum number of parameters that taking part with maximum uncertainty in this phase. The shape of fuzzy membership function for soil moisture in specific time is varying for different depths because the rule of effective initial parameters in any time and depth are different.
    Keywords: Unsaturated zone, numerical solution, Richard's equation, Hydrus
  • E. Panahi, A. Bafkar, M. Hafezparast Pages 139-152
    In this study, changes in temperature and precipitation in the two periods 2020-2039 and 2040-2059 with the composition of the weighted average of the output of seven climate model is calculated under the three emission scenarios. Then, discharge in to the Jamishan dam in effect of climate change is predicted in IHACRES daily model. Based on the results of the simulation scenarios of status quo and climate scenarios, in the WEAP model, applicable management alternatives to the region in each scenario was simulated again. In this regard, maintaining the sustainability of the basin, social, economic and environmental criteria are considered and assess to each criterion number of indicators was calculated. In order to prevent personal opinion on the preferred alternative numerical objective weighting methods are used for them. Finally three-dimensional matrix, scenario- alternative- index is solved by Multi-criteria decision making methods. In overall, the results of climate change show that the annual precipitation and temperature are decreased and increased respectively. The results of multi- criteria decision making shows that in S1 scenario the 6 and 2 alternatives, respectively are the best. In the period of 2020-2039, under all three scenarios, alternative 4 and 6 are the best and in the period of 2040-2059, in the A1B and A2, alternative 4 and 2 and in the scenario B1 alternative 4 and 6 are the best.
    Keywords: Climate scenarios, Watershed Sustainability, Management alternative, Multi-criteria decision making
  • A. Shabani, A.R. Sepaskhah, M. Bahrami, F. Razzaghi Pages 152-162
    Estimation of reference evapotranspiration (ETo) is essential for many issues i.e., irrigation and drainage, hydrology, environment, soil erosion and water resources. Using the artificial neural network (ANN) to estimate ETo is common in a lot of studies. But what has not been addressed in previous studies is using meteorological data as an input of neural network together with computational methods. In this study, calculated ETo by computational methods including Jensen-Haise, Turc, Hargreaves-Samani and pan evaporation methods accompanying with meteorological data were used as input data. Results showed that using the calculated ETo by Jensen-Haise method together with meteorological data as input data resulted in closer estimation to calculated ETo by Penman-Montieth-FAO among all of computational methods. Using the calculated ETo by other methods along with meteorological data improved the ETo estimation compared with using the meteorological data lonely, however, accuracy of ETo estimation by using these methods were still low.
    Keywords: Artificial Neural Network, Penman-Montieth-FAO, Jensen-Haise, Turc, Hargreaves-Samani
  • M. Tasdighian, M. Rahimzadegan Pages 163-177
    Information from snow cover as one of the major resources of the groundwater, drinking and agriculture water has a significant importance in water resources management. One of the important sources of data for snow cover detection are the MODIS satellite images, which snow products were produced using them routinely. This research aims to improve the snow cover detection algorithm of MODIS using topography correction and Land Surface Temperature thresholding. In this regard, Northwestern part of Iran was selected as a pilot area, and because of the lack of field snow area data, Landsat 8 images were chosen as ground truth. Five appropriate simultaneous MODIS and Landsat 8 images in 2014 and 2015 years were prepared and 5 samples with 10000 pixels in each MODIS image were selected and three algorithms were implemented. The first one with MODIS snow product method was achieved to the mean absolute relative error of 3.44 percent. In the second algorithm topographic correction was implemented which the error was 2.25 percent. The third algorithm investigated land surface temperature thresholding effect, which in the best value of LST with considering 278 K threshold yielded to mean absolute relative error of 2.58 percent. Hence, results indicate proficiency of the provided algorithms in the study area, comparing with the standard method.
    Keywords: MODIS images_Landsat 8 images_Snow cover area_Land Surface Temperature_topographic correction
  • I. Sane, B. Saghafian, M. Nasseri Pages 178-190
    Drought and water scarcity are two key phrases in the water resource management. Drought is a large scale natural disaster and its occurrence is beyond control of water resources managers. On the contrary, water scarcity is a result of increasing and wasteful use of water resources, although it may be controlled via proper management decisions aimed at water conservation. Nowadays, these two phenomena often occur simultaneously and result in water deficiency. In this paper, using a conceptual water balance model in an observational-modelling framework, the effects of drought and water scarcity on watershed runoff are separated. This framework was proposed by Van Loon and Van Lanen (2013), which allows the simulation of the natural hydrological response without the impact of human activities. The framework first calibrates a hydrological model during the period that the watershed is not disturbed by human interventions. Then, by comparing with the period when the watershed is influenced by coupled human and natural factors, separates the effect of these two factors. The results indicated that although between the 1379-1380 to 1390-1391 water years, the monthly precipitation decreased by nearly 12% compared with the long-term period of 1351-1352 to 1378-1379, the ecosystem could receive the minimum environmental water requirements while the major cause of water scarcity was extensive human activities. Moreover, even in studied wet years, a considerable decrease in discharge was detected.
    Keywords: Water Scarcity, Human Effects, drought, Water Balance Model
  • M. H. Fattahi, Z. Talebzadeh Pages 191-203
    The effect of watershed form on the surface runoff and hydrograph is an obvious issue. Hence a large number of researchers have considered the issue. Fractal geometry, as one of new methods, can be applied in geomorphology of rivers and also help to find some relationship between watershed form and hydrograph. The most fundamental fractal characteristic which is analyzed about the phenomenon is the fractal dimension that have a great importance for understand and prediction of river changes. In this study, we consider the consistency (match) level of artificial unit hydrograph of fractal and NRCS triangular unit hydrograph and its relationship with the compactness coefficient of watershed. To this end, Walnut Gulch watershed of America was chosen and the compactness coefficient was also calculated for its 11 sub-watershed (sub- basin), and then, NRCS triangular unit hydrograph, fractal triangular unit hydrograph were depicted and compared with each other. Results showed that whether compactness coefficient is closer to 1.5, namely watershed is more circular, hydrographs are more compatible. In fact, the innovative method of fractal hydrograph is more appropriate, like watersheds 5,7,9 and 11, and whether compactness coefficient is far from 1.5, the consistency is reduced, like sub-basins 1 and 11.
    Keywords: Fractal, Geomorphology, unit hydrograph, walnut gulch, Compactness coefficient
  • S.Y. Mirzaee, A. Azari, G. A. Parham Pages 204-210
    In this research Flow -Precipitation fluctuations in 9 Station, analyzed by spectral density functions and Autocorrelation Functions in the frequency and time domain in Dinevar basin. First analyzed fluctuations in the correlogram of each time series. Then Spectral density functions are based on the Fourier series was used to check the time series in the frequency domain. In this regard, the Spectrum value of each flow and rainfall series is calculated and was drawn Graph of each series periodogram. Periodogram of this data had in fluctuated in several frequencies. It was seasonal fluctuations with frequency 0.083, short term fluctuations with frequency 0.25 and midterm fluctuations with frequency 0.167 that Fluctuations return period of 6 months wasn’t observed in Precipitation data. Cross spectral analysis of data showed High match levels in frequencies 0.25 and 0.25. Also the estimated values of delay by cross spectral analysis for seasonal fluctuations in Precipitation (0.083) and the effect of this on seasonal flow fluctuations was estimate nearly 1.5 months. This delay determinate nearly 0.4, 0.5 and 0.14 months for fluctuations with return period less. According to spectral analysis results of Precipitation data in whole stations, after removing the frequency and trends, cycle was observed in frequency 0.01 that these frequencies showed Wet and dry periods in this region.
    Keywords: Flow, Precipitation, Spectral Analysis, Coherency Functions, Phase Functions
  • M. Heydari Aghagol, E. Ghoami, H. R. Rostami Barani Pages 211-215
    Propagation of south khorasan province in recent years and also locatingthis province in arid and semi-arid areas, requires to water resource strategies. One of strategies for water resource management, identify areas with different water potentials to utilize them according to their capacity. The goals of this research, zonation areas have water potential in south-khorasan province with effective factors in groundwater aquifer nutrition using fuzzy logic and GIS technic. 16 factors had been used in 4 groups (geology, hydrology, geographic and human) then classified in 5 classes from low to very high potential. Finally 43 basins of province classified based on groundwater potential maps and correlated with results of exploration wells and then prepared map water potential map of province. About 17% (27×103 km2) of province areas located at high and very high water potential classes that match with quaternary sediments and areas with high fracture density. Also very low potential class correlate with areas have high topography, hard lithology and desert areas.
    Keywords: South Khorasan province, potential, Groundwater, fuzzy logic models, water basins
  • F. Asadzadeh, M. Kaki, S. Shakiba Pages 216-222
    In this paper reference evaporation Penman-Monteith (FAO56) and meteorological parameters such as wind speed, sunshine duration, humidity, maximum and minimum temperature trends at monthly, seasonal and annual time scales were analyzed by using Spearman’s nonparametric test for four synoptic sites of Kurdistan province in Iran. For each time series, trend lines were extracted using Sen’s estimator. Also the sensitivity analysis of meteorological parameters was performed by step by step multiple linear regression method. Results indicated a significant increasing trend for reference evaporation in Sanandaj station.the slope of trend lines for Sanandaj, Zarinhe and Bijar stations were positive on the monthly, seasonal and annual time scales. In these three stations a significant increasing trend was also observed for both winter and summer seasons. Trend analysis of the maximum temperature of Bijar and Sanandaj stations revealed an increasing trend for warm season. Sunshine duration and maximum temperature were found to the most dominant variables influencing reference evaporation in Kordestan province.
    Keywords: Meteorological Parameters, evaporation, Sen's estimator, Kordestan