فهرست مطالب

مهندسی و مدیریت آبخیز - سال دهم شماره 4 (زمستان 1397)
  • سال دهم شماره 4 (زمستان 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/11/13
  • تعداد عناوین: 20
|
  • سید حمیدرضا صادقی *، محسن ذبیحی صفحات 506-515
    فرسایندگی باران اولین نکته قابل توجه در مباحث فرسایش خاک است که نقش مهمی در جدا نمودن ذرات خاک از بستر اصلی خود ایفا می ‏کند. از این رو، بررسی روند عامل فرسایندگی باران در تصمیم گیری و برنامه ریزی به منظور مدیریت منابع آب و خاک ضروری می باشد. حال آن‏که مطالعات مربوط به جنبه‏ های مختلف آن از جمله روند فرسایندگی و در تعامل با روند بارندگی و شاخص بارش استاندارد شده مورد توجه جدی قرار نگرفته است. بنابراین، پژوهش حاضر با هدف بررسی روند عامل فرسایندگی باران مبتنی بر شاخص فورنیه در 28 ایستگاه در سرتاسر استان خراسان شمالی طی دوره زمانی 1366 تا 1385 با استفاده از آزمون من‎-‏کندال صورت پذیرفت. همچنین، به منظور مقایسه و تحلیل جامع تر نتایج، روند زمانی بارندگی و شاخص بارش استاندارد شده نیز بررسی شد. نتایج تحقیق نشان داد که ایستگاه‏ های نوشیروان، فاروج، آیرقایه و غلامان روند کاهشی و دیگر ایستگاه‏ های مورد مطالعه (71/85 درصد ایستگاه‏ های استان) روند افزایشی در شاخص فرسایندگی فورنیه اصلاح شده را داشته ‏اند. نتایج بررسی روند شاخص بارش استاندارد شده و همچنین، بارندگی در خراسان شمالی نشان داد که در اغلب ایستگاه ‏ها (89/28 درصد ایستگاه‏ ها) جز ایستگاه‏ های خرتوت، نوشیروان، فاروج و آیرقایه، روند افزایشی وجود داشته است. همچنین، بیشینه و کمینه مقدار شاخص فرسایندگی فورنیه اصلاح شده در استان با مقدار 70/97 و 33/44 میلی‏ متر به‏ ترتیب مربوط به ایستگاه درکش و آبیاری بجنورد بوده است.
    کلیدواژگان: آزمون روند، بجنورد، تغییرات زمانی فرسایندگی، فرسایندگی باران، مدیریت منابع آب و خاک
  • لیلا غلامی *، عطاالله کاویان، عبدالواحد خالدی درویشان، اعظم علیپور، زهرا بسارند صفحات 516-528
    تعیین زمان شروع رواناب و حجم رواناب در مدیریت پاسخ حوزه های آبخیز در برابر بارندگی از متغیرهای کلیدی در مدیریت سامانه آبخیز هستند. از میان عوامل مختلف موثر بر زمان شروع و حجم رواناب، شدت بارندگی یکی از مهمترین عوامل است. در این مطالعه اثر الگو های بارندگی بر متغیرهای زمان شروع، حجم و ضریب رواناب تحت باران شبیه سازی شده در منطقه جنوب شرقی شهرستان نوشهر استان مازندران مورد بررسی قرار گرفت. برای دست یابی به اهداف پژوهش، چهار الگوی بارش و هر الگو با سه تغییر در شدت بارندگی (I: کم- متوسط- زیاد، II: کم- زیاد-کم، III: زیاد- متوسط-کم، IV: زیاد-کم-زیاد) شبیه سازی شد. سپس زمان شروع رواناب، حجم و ضریب رواناب برای هر الگو اندازه گیری شد. برای تعیین ارتباط بین الگوی بارندگی و متغیرهای زمان شروع رواناب، حجم و ضریب رواناب، داده های اندازه گیری ها شده در نرم افزارهای Excel و SPSS23 تحلیل شد. نتایج نشان داد که اختلاف معنی داری (0. 05≥P) در متغیرهای زمان شروع رواناب، حجم و ضریب رواناب حاصل از الگوی های مختلف شدت بارش وجود داشت. بر اساس تحلیل های آماری در همه الگوهای بارندگی بین میانگین ها اختلاف معنی داری روی زمان شروع، حجم و ضریب رواناب در سطح 99 درصد وجود داشت. همچنین، نتایج نشان داد که الگوی I، بیشترین زمان تا شروع رواناب و الگوی III، بیشترین مقدار حجم و ضریب رواناب را داشت. میانگین زمان شروع رواناب در الگوهای III ،II ،I و IV به ترتیب 5. 90، 4. 24، 0. 71 و 1. 25 دقیقه بوده است. همچنین، میانگین ضریب رواناب در الگوهای III ،II ،I و IV به ترتیب 30. 03، 49. 63، 88. 82 و 75. 16 درصد اندازه گیری شد.
    کلیدواژگان: آستانه رواناب، تغییرات رواناب، حجم رواناب، پاسخ حوزه آبخیز، فرسایش خاک، شبیه ساز باران
  • حشمت الله آقارضی * صفحات 529-536
    بانکت بندی و ایجاد جنگل کاری مصنوعی برای ذخیره سازی کربن در خاک فرایند موثری در حذف کربن از اتمسفر است. در تحقیق حاضر به بررسی تغییر کاربری و اثرات آن بر ذخیره کربن در حوضه پاکل از سرشاخه های رودخانه قره چای استان مرکزی پرداخته شده است. در این پژوهش، مرتع به عنوان شاهد و عملیات بانکت بندی و بادام کاری (عملیات بیومکانیک) از نظر ذخیره کربن خاک مقایسه شدند. نمونه برداری به صورت ترانسکت و پلات و به صورت تصادفی-سیستماتیک انجام شد. در امتداد هر ترانسکت به طور تصادفی سه پلات انداخته شد. از هر پلات نمونه های خاک از عمق های 15-0 و 30-15 سانتی متر، به وزن حدود یک کیلوگرم برداشت شد. خصوصیات شیمیایی و فیزیکی خاک از جمله وزن مخصوص ظاهری خاک، کربن آلی و بافت خاک تعیین شد. نتایج نشان داد که میانگین کل کربن ذخیره شده در خاک عملیات بیومکانیک 33. 65 تن در هکتار است که از این مقدار 30 درصد آن کربن بیوماس هوایی و زیرزمینی، دو درصد آن کربن لاشبرگ و 38. 9 درصد کربن در عمق 15-0 و 29. 1 درصد در عمق 30-15 سانتی متر است. همچنین، مقدار کربن آلی خاک شاهد 30. 16 تن بر هکتار به دست آمده که از این مقدار چهار درصد کربن بیومس هوایی و زیرزمینی، سه درصد کربن لاشبرگ و 62 درصد کربن در عمق 15-0 و 31 درصد در عمق 30-15 سانتی متر است. در نتیجه مشاهده شد عملیات بیومکانیک در ترسیب کربن از شاهد موفق تر عمل کرده است.
    کلیدواژگان: بانکت، پلات، ترسیب کربن، تغییر کاربری، مرتع
  • علیرضا دهقانی، محمد ابراهیم بنی حبیب *، سامان جوادی صفحات 537-551
    در مناطق خشک و نیمه خشک به دلیل کمبود آب های سطحی، آبخوان ها مهمترین منبع برای تامین آب بوده و یکی از راه حل های مهندسی برای بهره برداری از سیلاب برای بهبود وضعیت منابع آب زیرزمینی، اجرای سامانه های تغذیه مصنوعی بوده، بررسی عملکرد این سامانه ها از لحاظ تغذیه دارای اهمیت است. هدف مطالعه حاضر، ارائه یک چارچوب مدل محور بر مبنای چند شاخص کمی نظیر راندمان تغذیه و نرخ تسکین سیل برای بررسی عملکرد سامانه تغذیه مصنوعی است. با توجه به قابلیتی که مدل های هیدرولوژیکی، هیدرولیکی و نفوذ در بررسی اثر سیلاب بر سامانه های مدیریت تغذیه آبخوان دارا می باشند، از تلفیق این مدل ها در برآورد شاخص ها استفاده شد. در نهایت با تعیین شاخص های یاد شده برای سیلاب هایی با دوره بازگشت مختلف، مقدار متوسط آن ها با استفاده از رابطه امید ریاضی تعیین شد. طبق نتایج حاصل شده، سامانه مورد بررسی (تغذیه مصنوعی امام زاده عبدالله سرخه) از نظر دو شاخص راندمان تغذیه و نرخ تسکین سیل در رخدادهایی با فراوانی وقوع بیش از 0. 2 عملکرد مناسبی داشته است و مقدار متوسط این دو شاخص به ترتیب برابر با 054 و 0. 93 به دست آمده است. با توجه به مدل محور بودن چارچوب پیشنهادی، روش این تحقیق قابلیت کاربرد در موارد مشابه را دارا می باشد.
    کلیدواژگان: آبخوان داری، آب زیرزمینی، راندمان تغذیه، مناطق خشک و نیمه خشک، نرخ تسکین سیل
  • امین صالح پور جم *، محمودرضا طباطبایی، امیر سررشته داری ، جمال مصفایی صفحات 552-563
    بررسی رخداد خشکسالی به عنوان حادثه ای محیطی از جایگاه ویژه ای در مدیریت منابع طبیعی و نیز برنامه ریزی های مرتبط با مدیریت منابع آبی برخوردار است. در این تحقیق، اقدام به بررسی ویژگی های خشکسالی در ایستگاه های منتخب سینوپتیکی اردبیل، خوی، ارومیه، تبریز، زنجان، سنندج و سقز در شمال غربی کشور با کاربرد نمایه دهک ها شد. ابتدا، پس از بازسازی نواقص آماری ماهانه ایستگاه ها در دوره 38 ساله آماری 2014-1977، سری زمانی بارندگی هر یک از ایستگاه ها با کاربرد روش تبدیل باکس-کاکس نرمال سازی شد. سپس، اقدام به محاسبه نمایه دهک ها در مقیاس های زمانی مختلف ماهانه، فصلی و سالانه مبتنی بر داده های ماهانه ی بارش نرمال شده ایستگاه ها، در دوره آماری 2014-1977 در محیط نرم افزاری MATLAB و DIP شد. سپس، اقدام به محاسبه ویژگی های خشکسالی (شدت، مدت و فراوانی) در هر یک از ایستگاه های منتخب سینوپتیک شد. همچنین، در این تحقیق، به منظور آگاهی از روند تغییرات بارش در دوره آماری 38 ساله مورد مطالعه (2014-1977) ، اقدام به تعیین روند تغییرات بارش ایستگاه های منتخب در مقیاس های زمانی مختلف در دوره آماری 19 ساله نخست (1995-1977) و مقایسه با روند تغییرات بارش در دوره 38 ساله آماری با کاربرد آزمون روند من-کندال و نیز تعیین تغییرات مقادیر متوسط بارش در دو دوره متوالی 19 ساله آماری (1995-1977 و 2014-1996) شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان دهنده کاهش بارش متوسط سالانه کلیه ایستگاه ها در دوره دوم نسبت به دوره مبنا است. همچنین، نتایج نشان دهنده رخداد خشکسالی های با شدت، مدت و فراوانی مختلف در ایستگاه های منتخب سینوپتیکی شمال غربی کشور است. همچنین، نتایج نشان دهنده روند نزولی تغییرات بارش در ایستگاه های سینوپتیک سقز و سنندج در مقیاس زمانی سالانه است. این در حالی است که ایستگاه های فاقد روند سقز و زنجان در دوره آماری 1995-1977، دارای روندهای نزولی و صعودی در برخی از مقیاس های زمانی در دوره آماری 2014-1977 شده اند.
    کلیدواژگان: ایستگاه سینوپتیک، تبدیل باکس-کاکس، توزیع نرمال بارش، شدت، مدت و فراوانی، من-کندال
  • غر عزیزیان، امیر صمدی * صفحات 564-579
    مصالح رودخانه ای یکی از منابع ارزشمند بوده و به علت صرفه اقتصادی و سهولت استحصال، همواره از اهمیت بسیاری در کارهای عمرانی برخوردار می باشند. این موضوع سبب شده که رودخانه ها جدا از تغییرات طبیعی خود، امروزه تحت تاثیر فعالیت های موثر انسان در برداشت بدون ضابطه و بی رویه شن و ماسه، در معرض دگرگونی های ژرفی قرار گیرند. لذا، جایگزینی منابع رودخانه ای با منابع دیگری همچون معادن کوهی می تواند به‎عنوان یکی از راهکارهای اساسی جهت حفاظت از رودخانه ها در نظر گرفته شود. با توجه به اهمیت این موضوع، در پژوهش حاضر، به ارزیابی پتانسیل تولید رسوب زیرحوضه های منتهی به رودخانه های شهرستان قائن و فردوس با استفاده از تلفیق مدل های ژئومورفولوژیکی و GIS پرداخته شده است. نتایج به دست آمده در حوضه های مورد مطالعه، حاکی از آن است که مدل های ژئومورفولوژیکی از قابلیت بسیار مناسبی جهت شناسائی مناطق مستعد تولید رسوب برخوردار می باشند. طبق محاسبات صورت گرفته با مدل ژئومورفولوژیکی، بخش های جنوبی و جنوب غربی حوضه شهرستان فردوس و بخش های شمالی حوضه شهرستان قائن در استان خراسان جنوبی نیز از پتانسیل مناسبی برای برداشت برخوردار می باشند. همچنین، ارزیابی کیفیت رسوبات نیز حاکی از آن است که عمده مصالح موجود در این مناطق در رده مصالح درشت دانه قرار داشته و نیاز به فرآوری به مراتب کمتری دارند.
    کلیدواژگان: استان خراسان جنوبی، تولید رسوب، فرسایش، کیفیت رسوب، مصالح رودخانه ای
  • زهرا فیضی، امیررضا کشت کار *، علی افضلی صفحات 580-592
    از دیرباز مهار سیلاب و تغذیه مصنوعی از مهمترین اهداف مورد نظر در سامانه های پخش سیلاب در مناطق خشک و نیمه خشک بوده است. لذا، تعیین مکان های مناسب جهت اجرای سامانه های پخش سیلاب بر اساس معیارها و شاخص های گوناگون از اهمیت بسیاری برخوردار می باشد. برای نیل به این هدف، استفاده از سامانه های تصمیم گیری چندمعیاره و سامانه اطلاعات جغرافیایی ضروری است. در این تحقیق، هفت عامل درصد شیب، نفوذپذیری سطحی، قابلیت انتقال آب در آبرفت، کیفیت آبرفت، کاربری اراضی، حجم رواناب و ضخامت لایه هوادار به عنوان عوامل موثر و معیارهای اصلی در مکان یابی مناطق مستعد پخش سیلاب و تغذیه مصنوعی در محدوده جنوبی دشت کاشان با استفاده از مدل تحلیل سلسله مراتبی به صورت زوجی مقایسه شده و وزن هر کدام محاسبه شد. سپس، این لایه ها در محیط سامانه اطلاعات جفرافیایی طبقه بندی شده و نقشه آن ها تهیه شد. نتایج حاصل از اولویت بندی نشان داد که معیار کاربری اراضی با وزن 0. 39 به عنوان مهمترین معیار در تعیین مکان های مناسب پخش سیلاب تعیین شد. همچنین، نتایج حاصل از ادغام و وزن دهی نقشه ها نشان داد که 70 درصد محدوده مورد مطالعه از نظر پخش سیلاب در طبقه مناسب قرار دارند.
    کلیدواژگان: تصمیم گیری چندمعیاره، تغذیه مصنوعی، سیستم اطلاعات جغرافیایی، مکان یابی، منطقه خشک و نیمه خشک
  • زرین فروغی، سیاوش شایان *، پرویز کردوانی صفحات 593-607
    در این تحقیق، نقش مداخلات انسانی به خصوص تغییرات کاربری اراضی در وضعیت هیدروژئومورفولوژیکی رودخانه کر (بالادست سد درودزن-استان فارس) مورد بررسی قرار گرفته است. مراحل انجام تحقیق، در چارچوب روش هایی شامل روش هیدرولوژیکی با استفاده از مدل HEC-HMS به منظور بررسی تاثیر تغییرات کاربری‏ های اراضی بر تغییرات ویژگی های سیلاب و روش ارزیابی وضعیت ژئومورفولوژیکی روزگن به منظور بررسی اثر تغییرات کاربری اراضی بر منابع زیست محیطی و تغییرات ژئومورفولوژیکی رودخانه است. نتایج مطالعات هیدرولوژیکی به وسیله مدل HEC-HMS نشان داد که در بازه زمانی مورد مطالعه، تعداد و مقادیر دبی پیک افزایش یافته، از طرفی زمان تاخیر و زمان تمرکز کاهش پیدا کرده است. این واقعیت از طریق نتایج شبیه سازی برای سال های 1372 و 1392 نشان داد که تغییرات کاربری صورت گرفته سبب افزایش 15 درصدی دبی پیک سیلاب در منطقه شده است و این یافته ها با نتایج سیلاب های مشاهداتی همخوانی دارد. نتایج روش ارزیابی وضعیت ژئومورفولوژیکی روزگن نشان داد که در طی دوره زمانی مورد مطالعه، بیشترین تغییرات هیدرومورفولوژیکی در سطح یک و دو روش روزگن مربوط به بازه های مکانی شماره یک و دو بوده است و پس از آن، به ترتیب بازه های شماره چهار، پنج و سه در اولویت قرار می گیرند. در تمامی بازه های مکانی مورد مطالعه، به علت فرسایش پذیری کرانه ها، تغییرات عرضی و طولی چشم گیری رخ داده است و بیشترین تغییرات به ترتیب مربوط به بازه های مکانی دو، یک، سه، چهار و پنج است. تغییرات عرضی به ترتیب به علت تغییر شیب، رژیم هیدرولوژیکی، بار معلق و بار بستر، تعرض به زمین های محدوده حریم رودخانه و وجود سد بوده است.
    کلیدواژگان: دبی پیک، روش روزگن، روش هیدرولوژیکی، ویژگی های سیلاب، HEC-HMS
  • یاسر مهری، جابر سلطانی *، مجتبی صانعی، محمد رستمی صفحات 608-617
    سرریز جانبی سازه ای است که در بدنه جانبی کانال قرار می گیرد و برای تخلیه جریان اضافی و انحراف جریان، تنظیم سطح آب در رودخانه ها و شبکه های آبیاری و زهکشی مورد استفاده قرار می گیرد. بنابر مشکلاتی که در تعبیه سرریزهای معمول در مناطق کوهستانی وجود دارد، می توان از سرریزهای کلیدپیانویی به عنوان سرریز جانبی استفاده کرد. همچنین، کانال های منحنی شکل که معمولا در مناطق کوهستانی وجود دارند، مکان هایی هستند که می توان سرریزهای جانبی کلیدپیانویی را در این مکان ها جانمایی کرد. در این پژوهش، با بررسی آزمایشگاهی بر روی سرریزهای کلیدپیانویی تیپ B، تیپ C و سرریز لبه تیز مستطیلی، عملکرد این سرریز ها در زاویه 30 درجه از قوس مورد بررسی قرار گرفت. از نتایج این تحقیق می توان به یکسان بودن انرژی مخصوص در دو انتهای سرریز کلیدپیانویی با اختلاف اندک برای تیپ C برابر با 0. 272 درصد و برای سرریز تیپ B برابر با 1. 98 درصد در شرایط قوس اشاره کرد. با بررسی و اندازه گیری ضریب تخلیه در این سرریزها، این نتیجه به دست آمد که سرریزهای کلیدپیانویی دارای ضریب تخلیه بیشتری نسبت به سرریزهای معمولی مستطیلی در قوس هستند. همچنین، در بین دو تیپ سرریز مورد مطالعه در این تحقیق، سرریز تیپ B عملکرد بهتری نسبت به سرریز تیپ C دارد.
    کلیدواژگان: الگوی جریان، انرژی مخصوص، بررسی آزمایشگاهی، سرریز کلیدپیانویی، کانال قوسی
  • هوشنگ بهروان * صفحات 618-634
    ذوب برف در حوزه های آبخیز کوهستانی می تواند تاثیر قابل توجهی در تعادل آب و همچنین، در زمان های خاصی از سال مهمترین نقش را در تولید رواناب داشته باشد. در این پژوهش از مدل هیدرولوژیکی توزیعی-مکانی فرایندگرا برای حوزه آبخیز لتیان (زیرحوضه رودک) به بزرگی 431 کیلومتر مربع به منظور درک و استنتاج توزیع مکانی و زمانی وضع متغیرهایی مانند بارش، رواناب، آب معادل برف (SWE) و ذوب برف استفاده شده است. مدل از توزیع مفهوم واحدهای پاسخ هیدرولوژیکی (HRU) برای اخذ، شناخت و محاسبه تنوع مکانی در حوضه استفاده می‏کند. مدل برای هر HRU در هریک از واحدهای زمانی پارامترهایی چون تجمع و ذوب برف، رطوبت خاک، تبخیر و تعرق واقعی، قابلیت شارژ مجدد آب های زیرزمینی و تولید رواناب را شبیه سازی می کند. پارامترهای مدل به طور خودکار با استفاده از روش های واسنجی مونت کارلو (Monte-Carlo analysis) و تحول مرکب (SCE-UA) اعتبارسنجی شد. واسنجی با مقایسه مقدار رواناب اندازه گیری شده به مدت 11 سال از اکتبر 1990 تا سپتامبر 2001 در مراحل زمانی ماهانه با استفاده از معیار کارایی (Nash–Sutcliffe efficiency) ، ضریب تعیین (R2) و درصد نسبی خطا (Pbias) به عنوان تابع هدف انجام توسعه داده شد. پس از واسنجی، مدل J2000g، رواناب را با NSE=0. 82، و0. 83=R2 و 5. 6-=PBIAS نسبت به رواناب اندازه گیری شده، شبیه سازی کرد. در ادامه واحد برف مدل J2000g توسعه داده شد. برای شش ایستگاه برف سنجی HRUهای مربوطه استخراج و مدل های جداگانه با استفاده از آب معادل برف SWE اندازه گیری شده، کالیبره شد. مقایسه نتایج شبیه سازی (SWE) به صورت مجزا برای معیار (NSE) مقادیر بین 0. 28 تا 68/0 و برای معیار (R2) بین 0. 53 تا 0. 83 را نشان داد. نتایج به دست آمده از مدل و داده های حوضه کالیبره شده برای تمام ایستگاه های انباشت و ذوب برف بسیار مناسب برآورد شد، در حالی که نتایج مدل برای ایستگاه ‎های برف سنجی حوضه که به طور جداگانه کالیبره شدند، از دقت پایین تری برخوردار بود. نتایج نشان داد که دینامیک های هیدرولوژیکی و فرایندهای برف زیرحوضه های فرعی حوزه آبخیز لتیان می‏تواند به خوبی با مدل J2000g شبیه سازی شود.
    کلیدواژگان: آب معادل برف (SWE)، انباشت برف، برنامه مونت کارلو، زيرحوزه آبخيز رودک، مدل سازي هيدرولوژيکي، واحد پاسخ هيدرولوژيکي (HRU)، واسنجي
  • محمدحسین جهانگیر *، کیوان سلطانی، احمد نوحه گر، سید جواد ساداتی نژاد صفحات 635-644
    تبخیر به عنوان یکی از پارامترهای طبیعی به علت نقش تعیین کننده ای که در خروج آب از دسترس بشر دارد، همواره مورد توجه کارشناسان و محققین بوده است. در این پژوهش، سعی بر این است تا با به کارگیری مدل شبکه عصبی مصنوعی در برآورد تبخیر از سطح دریاچه سد امیرکبیر، میزان دقت این مدل مورد ارزیابی قرار گیرد. در این راستا، از آمار 18 ساله، از سال 1376 تا 1393 شمسی استفاده شد و پس از انجام آزمون و خطاهای متوالی بهترین ساختار برای محاسبه میزان تبخیر از سطح دریاچه سد امیرکبیر انتخاب شد. به طوری که، این ساختار در لایه اول، چهار و لایه دوم، دارای پنج نورون می باشد که در طی 1000 تکرار برای محاسبه آن، بهترین نتیجه به دست آمد. همچنین، در مقاله حاضر، ضرایب آماری به دست آمده از تحلیل با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی در انتخاب بهترین ساختار مورد توجه قرار گرفت که در این ساختار ضریب همبستگی با مقدار 0. 9365 دارای بیشترین مقدار در بین آزمون های دیگر بوده و مقادیر خطا برای داده های آموزش و آزمایش نیز به ترتیب برابر با 0. 0311 و 0. 0321 می باشد. علاوه بر این، با استفاد از آزمون من-کندال از داده های روزانه 15 ساله، روند کلی داده های موثر بر تبخیر مشخص شد. در روش من-کندال، نمودارهای تغییرات دما، سرعت باد و بارش دارای روند معنی داری نبوده و در آن ها 1. 96> Uا> 1. 96- می باشد. در نمودار تغییرات سطح دریاچه در بین سال های 1379 تا 1393، مقدار U از عدد 1. 96 تجاوز کرده است که نشانه افزایشی بودن روند در این دوره می باشد که پس از این سال ها مجددا روند نزولی حاکم شده است. در روند ماهانه تغییرات تبخیر نیز بین سال های 1379 تا 1393 نمودار U از محدوده 1. 96- خارج شده که نشانه حاکمیت روند منفی در این بازه زمانی می باشد.
    کلیدواژگان: آزمون و خطا، داده های آموزش و آزمایش، دقت مدل، ضریب همبستگی، نورون
  • رحیم کاظمی *، فرود شریفی صفحات 645-658
    برنامه ریزی و مدیریت بهینه منابع آب حوزه های آبخیز نیاز به داده های مختلفی از جمله، جریان پایه و شاخص آن دارد. این پارامتر که متاثر از عوامل مورفومتری، زمین شناسی و هیدرواقلیمی است، همواره یکی از موضوعات مهم در هیدرولوژی بوده است. در این پژوهش ابتدا نقشه اقلیم نمای ایران با استفاده از داده های بارش و دما به روش دو مارتن تهیه شد. سپس، با استفاده از داده های جریان روزانه رودخانه، جریان پایه و شاخص آن، از روش فیلتر رقومی برگشتی دو پارامتری پس از کنترل سری زمانی و آماده سازی اطلاعات در حوضه های انتخابی شش منطقه اقلیمی خشک، نیمه خشک، مرطوب، نیمه مرطوب، بسیار مرطوب و مدیترانه ای استخراج شد. پارامترهای هیدرولوژیکی و اقلیمی حوضه ها محاسبه و برآورد و عوامل فیزیوگرافی در محیط رقومی استخراج شد. تجزیه و تحلیل عاملی برای شناخت عوامل مستقل موثر بر جریان پایه با استفاده از 14 پارامتر در هر منطقه اقلیمی به طور مجزا انجام شد. سپس عوامل موثر مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که پارامتر های مورد استفاده بیش از 80 درصد واریانس داده ها را توجیه می کنند. عوامل ذاتی مرتبط با نفوذ و نگهداشت آب در خاک، با وزن بیش از 45 درصد در تمام اقلیم ها در مرتبه اول تاثیرگذاری قرار داشت. شاخص های منحنی تداوم جریان در مناطق اقلیمی، بسیار مرطوب، مرطوب، نیمه مرطوب و نیمه خشک، به ترتیب با درصد وزنی 45، 53، 52 و 53 درصد و در مناطق مدیترانه ای و منطقه خشک پارامتر ظرفیت نگه داشت به ترتیب با درصد وزنی 49 و 58 بیشترین تاثیر گذاری را بر جریان پایه را دارند. همچنین، نتایج نشان داد که وزن عوامل موثر بر جریان پایه، متناسب با نوع اقلیم تغییر می کند.
    کلیدواژگان: تحلیل عاملی، تفکیک هیدروگراف، روش دو مارتن، فیلتر رقومی، مناطق اقلیمی
  • رضا کردیان همدانی، سعید آزادی، صفر معروفی *، عبدالله طاهری تیزرو صفحات 659-670
    فرسایش، به علت اثرات فراوان اقتصادی و زیست محیطی همواره دغدغه بزرگی برای کشاورزان، مهندسان و سیاست گذران به شمار می آید. از آن جایی که شیب یکی از شاخص های مهم در فرایند فرسایش می باشد، پژوهش حاضر با هدف بررسی نقش تندی و جهت شیب بر تغییرات رسوب و حجم رواناب سطحی در حوزه آبخیز گنبد واقع در شهرستان همدان انجام شد. در این حوضه، در سه دامنه جنوبی، شمالی و شرقی سه کرت استاندارد آزمایشی نصب شد. کرت ها در ابعاد 1. 8×24 متر طراحی و در شیب های نسبتا همگن و با مقادیر متفاوت تعبیه شدند. رواناب محتوی رسوب در مخازن ویژه ای جمع آوری و نمونه برداری شدند. در این خصوص، 16 واقعه بارشی مستقل (1389–1392) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. بررسی اثرهای تندی و جهت شیب و همچنین، اثر متقابل آن ها با استفاده از آزمایش فاکتوریل در نرم افزار SAS 9. 4 انجام شد. نتایج حاکی از معنی داری اثر شیب، جهت آن و همچنین، اثر متقابل آن ها در هنگام وقوع رگبار، در میزان حجم رواناب تولیدی می باشد. بر اساس این نتایج، شیب های کوچک باعث معنی داری عامل تندی شیب شده و تاثیر بیشتری نسبت به مقادیر بزرگ تر، در تولید رواناب داشته است. دلیل این امر، پوشش گیاهی متراکم و همچنین، بیشتر بودن میانگین سرعت نفوذ آب در خاک، در شیب های بزرگ تر می باشد. از طرفی، در تولید رسوب، عامل تندی شیب معنی دار نبوده و جهت شیب نیز فقط در یکی از وقایع بارشی 16 گانه معنی دار بوده است. اثر متقابل آن ها نیز در سه واقعه بارشی معنی داری را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: تندی شیب، شهرستان همدان، کرت فرسایش، فرسایش خاک میزان رسوب
  • علی باقریان کلات، غلامرضا لشکری پور *، محمد غفوری، علی اکبر عباسی صفحات 671-685
    در مناطق واجد خاک های با فرسایش پذیری زیاد که فاقد پوشش گیاهی بوده و یا میزان پوشش گیاهی ناچیز است، سرشت ذاتی سنگ مادر، نقش به سزایی در تولید رواناب و هدررفت خاک بر عهده دارد. این تحقیق، با هدف بررسی اثر نوع لیتولوژی و مواد مادری بر هدررفت خاک با استفاده از دستگاه شبیه ساز باران در حوزه آبخیز سد سنگرد واقع در استان خراسان رضوی انجام شد. برای انجام این پژوهش، ابتدا 11 واحد همگن (واحدهای کاری) بر مبنای نوع لیتولوژی شامل مارن و کنگلومرا و رخساره های فرسایشی شامل سطحی-شیاری، شیاری و شیاری-آبراهه ای در کاربری مرتعی و در شیب مشابه (20 درصد) انتخاب شد. 33 آزمایش در شدت بارش 36 میلی متر در ساعت و به مدت 30 دقیقه با شبیه ساز باران بر روی واحدهای کاری، انجام شد. مقدار رسوب هر یک از آزمایش ها اندازه گیری شد. به منظور بررسی عوامل موثر در تلفات خاک و فرسایش پذیری، نمونه برداری از خاک در لایه صفر تا 15 سانتی متری نیز از مجاور پلات های مورد آزمایش برداشته شد. تحلیل آماری اطلاعات با استفاده از نرم افزار SPSS 22 انجام شد. نتایج نشان داد که لیتولوژی های مورد بررسی از نظر فرسایش و رسوبدهی با یکدیگر تفاوت معنی دار دارند. دو واحد کاری شامل مارن حاوی املاح فراوان واجد فرسایش شیاری-آبراهه ای (Eem-RG) و کنگلومرا واجد فرسایش سطحی-شیاری (Plc-SR) به ترتیب با رسوبدهی 260. 9 و 45. 1 گرم در متر مربع دارای بیشترین و کمترین مقدار رسوبدهی می باشند. برخی از ویژگی های خاک مانند درصد سیلت، رطوبت اولیه خاک، شوری، اسیدیته و نسبت جذب سدیم با میزان فرسایش و رسوبدهی خاک دارای همبستگی مستقیم و عوامل درصد پوشش گیاهی و درصد سنگریزه موجود در سطح خاک و همچنین، درصد ماسه، کربن آلی و درصد آهک فعال خاک با میزان فرسایش و تولید رسوب، همبستگی معکوس نشان می دهند.
    کلیدواژگان: تلفات خاک، شبیه ساز باران، فرسایش پذیری، کنگلومرا، مارن
  • حمیدرضا پیروان *، محمد کریمی خالدی، ضیاء الدین شعاعی، رامین ساریخانی صفحات 686-700
    در این تحقیق، واگرایی مارن های جنوب استان تهران در ناحیه حسن آباد و جنوب ورامین شامل مارن های محیط خشکی سازند قرمز بالایی واحد M3 و آبرفت مارنی پلیوسن واحد Plm در شیب های پنج، 20 و 40 درصد و در سه شکل فرسایش سطحی، شیاری و خندقی بررسی شدند. بر این اساس، از سازندهای مارنی یاد شده، بر اساس شکل فرسایش غالب، تعداد 20 نمونه تهیه شد. برای دست یابی به هدف های از پیش تعیین شده، آزمایش هایی نظیر دانه بندی، حدود آتربرگ، تحلیل های شیمیایی نظیرکاتیون ها و آنیون ها، SAR ،TDS ،EC و هیدرومتری دوگانه و پین هول انجام شد. نتایج حاصل از آزمون های هیدرومتری دوگانه بر روی 18 نمونه، فقط سه مورد واگرایی کم را نشان می دهد که شامل مارن های واحد M3 در نمونه دست نخورده برداشت شده از ایستگاه 1 با شکل فرسایش خندقی، نمونه ایستگاه 2 با دامنه با شیب 40 درصد و فرسایش سطحی و ایستگاه 5 با شیب پنج درصد با شکل فرسایش آبراهه ای است. طبق آزمایش پین هول انجام شده، از 17 نمونه تحت بررسی، 12 نمونه غیر واگرا و پنج نمونه با واگرایی کم تا متوسط به دست آمد. در آزمایش پین هول، عمده مارن های با اشکال فرسایش آبراهه ای و برخی از نمونه های با فرسایش خندقی، واگرایی کم تا متوسط نشان دادند. سایر اشکال فرسایش سطحی و شیاری رفتار غیر واگرا نشان دادند. بر اساس خصوصیات شیمیایی کل املاح موجود (TDS) در نمونه و نسبت درصد سدیم (PS) ، بیشتر نمونه ها در نمودار شیمیایی کاساگراند در محدوده خاک های واگرا، یک نمونه در مرز واگرایی با شکل فرسایش سطحی و یک نمونه در محدوده خاک های با احتمال 50 درصد واگرایی با شکل فرسایش شیاری قرار می گیرد. در آزمایش شرارد اصلاح شده، به عکس، تمامی نمونه ا غیر واگرا هستند که نتایج آن با هیچ یک از روش های به کار رفته انطباق ندارد و لذا، این طبقه بندی مورد قبول نیست. روش شیمیایی آفریقایی نتیجه بهتری نسبت به سایر روش های شیمیایی نشان داد. در این روش، نیمی از نمونه ها واگرا و نیمی دیگر غیر واگرا طبقه بندی شدند. بر اساس معیار شیمیایی و فیزیکی، پدیده واگرایی در تمامی اشکال فرسایش سطحی، شیاری، خندقی و آبراهه ای دیده شده است. از این روش، چنین نتیجه می شود که خاک های مارنی تحت تاثیر عوامل فیزیکی و شیمیایی استعداد واگرایی را دارند، حتی اگر در زمان نمونه برداری اشکال فرسایش سطحی و یا شیاری را نشان دهند. به بیان دیگر، در این خاک ها به شرط فراهم شدن سایر شرایط لازم از جمله درجه شیب و میزان تمرکز رواناب، امکان توسعه فرسایش سطحی و شیاری به خندقی و تونلی و یا آبراهه ای فراهم است.
    کلیدواژگان: پین هول، هیدرومتری دوگانه، روش شرارد، روش آفریقایی، روش شرارد اصلاح شده
  • مسعود بازگیر *، داود نامدار خجسته صفحات 701-713
    یکی از پدیده های رایج اقلیمی در مناطق خشک و نیمه خشک توفان گرد و غبار است. در ایران نیز یکی از نگرانی های محیط زیست افزایش توفان های گرد و غبار می باشد. روش های مختلفی برای کنترل این پدیده وجود دارد که هر کدام دارای محدودیت هایی هستند. یکی از روش های کنترل و مهار گرد و غبار، استفاده از مالچ یا خاک پوش است. هدف این پژوهش، ارزیابی رفتار خاک پوش های زیستی، شیمیایی و معدنی به عنوان تثبیت کننده منشاء گرد و غبار، در شرایط آزمایشگاهی برای دوره های یک هفته ای و شش ماهه و همچنین، تعیین شرایط بهینه افزایش ماندگاری آن ها در خاک در استان ایلام است. به منظور بررسی اثر این خاک پوش ها در تثبیت گرد و غبار، آزمون های مختلفی از جمله بررسی اثر تنش های نور و دما بر دوام خاکدانه ها، مقاومت فشاری، پایداری خاکدانه و آزمون تونل باد بر هدررفت خاک انجام شد. تعیین مقاومت در برابر فرسایش بادی در شرایط آزمایشگاهی با استفاده از شبیه ساز فرسایش بادی با سرعت 25 متر بر ثانیه به مدت 15 دقیقه (برای هر تیمار) برای دوره های، یک هفته ای و شش ماهه انجام شد. با توجه به نتایج مقاومت فشاری، پایداری خاکدانه ها و تونل باد، سه فرمولاسیون F13 ،F4 و F15 (ترکیب پلیمر زانتان-کربنات کلسیم، پلیمر پلی ونیل استات-کربنات کلسیم و زانتان-پلی ونیل استات) برای استان ایلام، به عنوان فرمولاسیون های (تیمارهای) بهینه تثبیت منشاء گرد و غبار انتخاب شدند. به طور کلی، برای تثبیت خاک هر منطقه، نیاز به تعیین فرمولاسیون مناسب و متناسب با خصوصیات اقلیمی و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک منطقه است.
    کلیدواژگان: پدیده اقلیمی، توفان گرد و خاک، تونل باد، مالچ، منطقه خشک و نیمه خشک
  • رامیار علی رمایی، عبدالواحد خالدی درویشان *، محمود عرب خدری صفحات 714-726
    عوامل مختلفی از جمله شدت بارندگی و شیب بر فرایندهای هیدرولوژیکی همچون نفوذ و رواناب اثر دارند. مطالعه خاک دیم زار به دلیل تخریب شدید و بوم سازگان شکننده از اهمیت زیادی برخوردار است. پژوهش حاضر به منظور بررسی اثر شدت بارندگی و تندی شیب بر نفوذ و رواناب سطحی با استفاده از شبیه ساز باران کامفورست در دیم زارهای منطقه کلاله استان گلستان انجام شد. برای دست یابی به اهداف پژوهش باران هایی به مدت 15 دقیقه و با شدت های 33، 64، 80 و 110 میلی متر در ساعت شبیه سازی شد. سه طبقه شیب شش، 12 و 25 درصد انتخاب شد و در شیب های ذکر شده شبیه سازی باران انجام شد و میزان نفوذ و رواناب سطحی در چهار کرت 25×25 سانتی متر اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که با افزایش شدت بارندگی و شیب، شدت متوسط نفوذ کاهش و ضریب متوسط رواناب افزایش یافت. اثر شدت بارندگی و شیب به صورت جداگانه و متقابل بر شدت متوسط نفوذ و رواناب سطحی با سطح اعتماد 0. 99 معنی دار تشخیص داده شد. نتایج زیرگروه های شدت بارندگی و شیب با استفاده از آزمون دانکن نشان داد که دو نقطه عطف در پاسخ هیدرولوژیکی کرت یکی در فاصله شدت های بارندگی 64 و 80 میلی متر در ساعت و دیگری در فاصله شیب 12 و 25 درصد قابل تشخیص است. به بیان دیگر در شدت بارندگی بیش از حدود 70 میلی متر در ساعت و شیب بیش از حدود 15 درصد، شدت متوسط نفوذ و ضریب متوسط رواناب سطحی به طور معنی دار به ترتیب کمتر و بیشتر شدند. این نتایج بر مدیریت کاربری اراضی از طریق جلوگیری از تبدیل مراتع به دیم زارها به ویژه در شیب های بیش از 15 درصد و مدیریت زراعی و پوشش زمین به ویژه در شدت های بارندگی بالا (بیش از 70 میلی متر در ساعت) تاکید دارد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی باران، شدت متوسط نفوذ، فرایند هیدرولوژیکی، فرسایش خاک، ضریب متوسط رواناب
  • امید رحمتی، ناصر طهماسبی پور *، علی حقی زاده، حمیدرضا پورقاسمی، بختیار فیضی زاده صفحات 727-738
    فرسایش آبکندی، مشکلی مهم در مدیریت منابع طبیعی و توسعه پایدار بوده که غالبا با پیامدهای زیست محیطی، اقتصادی و اجتماعی همراه است. بنابراین، پژوهش حاضر با هدف بررسی قابلیت مدل بیشینه آنتروپی برای پیش بینی مکانی استعداد وقوع فرسایش آبکندی در حوزه آبخیز کشکان-پل دختر، واقع بین استان های لرستان و ایلام انجام شد. ابتدا بر اساس بررسی های میدانی و با استفاده از دستگاه GPS، نقشه پراکنش فرسایش آبکندی منطقه مورد مطالعه تهیه شد. همچنین، عوامل موثر بر فرسایش آبکندی شامل سنگ شناسی، بافت خاک، کاربری اراضی، تراکم زهکشی، فاصله تا جریان های سطحی، شاخص رطوبت توپوگرافی، ارتفاع، درصد شیب، انحنای سطح و فاصله از جاده انتخاب و نقشه آن ها در سامانه اطلاعات جغرافیایی تهیه شد. در مجموع، موقعیت 65 واقعه فرسایش آبکندی ثبت و این پایگاه داده به صورت تصادفی به دو دسته آبکندهای گروه آموزش مدل (45 واقعه) و آبکندهای گروه اعتبار سنجی مدل (20 واقعه) تقسیم شد. پیش بینی استعداد فرسایش آبکندی و تعیین اهمیت عوامل موثر بر وقوع آن بر اساس مدل بیشینه آنتروپی در نرم افزار MAXENT انجام گرفت. در نهایت برای اعتبار سنجی نتایج پیش بینی، از منحنی تشخیص عملکرد نسبی (ROC) استفاده شد. نتایج نشان داد که بخش های مرکزی حوزه آبخیز مورد مطالعه دارای استعداد فرسایش آبکندی بالایی هستند. بر اساس نتایج اعتبارسنجی، نقشه مناطق مستعد فرسایش آبکندی حاصل از مدل بیشینه آنتروپی 90. 7 درصد دقت داشت. همچنین، نتایج اثبات نمود که "بافت خاک"، "تراکم زهکشی"، "سنگ شناسی" و "فاصله از جریان" مهمترین عوامل موثر در وقوع فرسایش آبکندی منطقه مورد مطالعه بوده که مقدار شاخص اهمیت آن ها به ترتیب 23، 18، 15. 2 و 15. 1 درصد به دست آمد. این درحالی است که عوامل "ارتفاع"، "فاصله از جاده"، "جهت شیب"، "کاربری اراضی"، "شاخص رطوبت توپوگرافی" و "انحنای سطح" تاثیر کمتری در وقوع فرسایش آبکندی منطقه مورد مطالعه داشتند. بنابراین، پیش بینی دقیق استعداد فرسایش آبکندی با استفاده از مدل بیشینه آنتروپی در مطالعه حاضر مورد تایید قرار گرفت.
    کلیدواژگان: پیش بینی مکانی، حساسیت به فرسایش، عوامل موثر، مدل ماشین یادگیری
  • مرضیه سادات میراحسنی *، عبدالرسول سلمان ماهینی، رضا مدرس، علیرضا سفیانیان، رضا جعفری، جهانگیر محمدی صفحات 739-760
    حوزه آبخیز زاینده رود با نقش حیاتی در شرب، زیست بوم، کشاورزی، صنعت و توریسم ایران، با مشکلات خشکسالی روبه رو شده است. بررسی وضعیت پراکنش منطقه ای خشکسالی در طی زمان با استفاده از خوشه بندی داده های خشکسالی بر اساس فاصله اقلیدسی ایستگاه ها می تواند یک رویکرد مدیریتی در جهت کاهش اثرات خطر خشکسالی باشد. در این پژوهش، رویکرد تعیین پراکنش مکانی-زمانی خوشه های ویژگی های خشکسالی حوزه آبخیز، برای بیان تغییرات بر اساس بارش شاخص نمایه استاندارد بارش (SPI) ایستگاه ها بر اساس احتمال بارش برای مقیاس زمانی 12 ماهه به کار رفته است. از آن جا که بیشینه پراکندگی مکانی ایستگاه های منطقه و بیشینه بازه زمانی دوره آماری بلندمدت ممکن و موجود با شروع یکسان مدنظر بود، از آمار سری زمانی بارش مربوط به 26 ایستگاه، طی 12 سال به عنوان داده های مرجع استفاده شد. سپس، شاخص SPI 12 ماهه منتهی به دسامبر برای تحلیل های خوشه بندی شاخص SPI آبخیز تهیه شد. در مرحله بعد، 144 داده سری زمانی بارش به چهار گروه خوشه بندی شدند. در ادامه، تحلیل پهنه بندی بر روی خوشه های داده های حاصل صورت گرفت. سپس، رابطه ارتفاع به عنوان یک عامل شکل زمین موثر در خشکسالی با خوشه های شاخص خشکسالی SPI با استفاده از همبستگی متغیرها بررسی شد. بدین صورت که همبستگی SPI با ارتفاع ایستگاه های هر خوشه بررسی و یک عدد حاصل شد. نتایج نشان داد که داده های خشکسالی 12 ماههSPI همبستگی بالا و منفی با داده های ارتفاع دارند. در ادامه، مساحت هر خوشه و نتایج مقایسه شد. همچنین، نتایج نمودار سری زمانی نوسانات شاخص SPI، خشکسالی بسیار شدید در سال های 2008 و 2009 و خشکسالی شدید در سال 2010 و خشکسالی ملایم در سال های 2003، 2005 و 2013 را نشان داد. نتیجتا، پایش مکانی-زمانی خوشه های شاخص های خشکسالی به عنوان راه کاری در جهت مدیریت اثرات خطر خشکسالی توصیه می شود.
    کلیدواژگان: پراکندگی مکانی، خشکسالی کشاورزی، خوشه بندی، شاخص SPI، همبستگی
  • حسن وقارفرد، حسن مقیم * صفحات 761-772
    پخش سیلاب یک روش موثر برای افزایش سطح آب های زیرزمینی، برطرف کردن شرایط بحرانی آب های زیرزمینی و مهار سیلاب نعیم آباد فارس به شمار می آید. مهمترین مرحله در انجام موفقیت آمیز تغذیه مصنوعی، انتخاب محل های تغذیه در منطقه مورد پژوهش می باشد. در این پژوهش، از فناوری GIS و روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) استفاده شده است. عوامل نه گانه زمین، شیب، فاصله از جاده، ارتفاع، ضخامت آبرفت، فاصله از آبراهه، نفوذپذیری سطحی، کاربری اراضی و گسل در این پژوهش مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند. هر لایه با استفاده از روش AHP اولویت بندی شده و لایه های مختلف تلفیق شده اند. برای اولویت بندی عوامل نه گانه از نرم افزار expect choices استفاده شده است. نتایج نشان داد که 3. 6 درصد از منطقه نعیم آباد بر اساس روش AHP و فناوری GIS برای اجرای پخش سیلاب مناسب می باشد. در این پژوهش، عوامل هیدرولوژی با وزن 0. 687 بیشترین تاثیر را در بین معیارهای اصلی برای تعیین پهنه های مستعد پخش سیلاب را دارند و از میان زیرمعیارهای این معیار اصلی، نفوذپذیری سطحی با وزن 0. 558 بیشترین تاثیر را دارند ، همچنین، زیرمعیار کاربری اراضی دارای وزن 0. 701 بوده که بیشترین وزن در بین زیرمعیارها را داشته است و کمترین وزن در بین زیر معیارها به فاصله از جاده با وزن 0. 106 تعلق گرفت که نشان دهنده کمترین تاثیر در مکان یابی مناطق مناسب برای پخش سیلاب می باشد.
    کلیدواژگان: آبخوان، تحلیل سلسله مراتبی، تغذیه مصنوعی، جانمایی، سامانه اطلاعات جغرافیایی
|
  • Seyed Hamidreza Sadeghi*, Mohsen Zabihi Pages 506-515
    Rainfall erosivity factor is the first noticeable point in soil erosion issues that plays very important role in detachment of soil particle from the origin bed. Hence, investigation of rainfall erosivity factor trend is necessary in decision-making and planning in order to manage soil and water resources. However, studies on various aspects of erosivity like trend and in interaction with precipitation and SPI index have not been attended well. The present study therefore aimed to investigate the rainfall erosivity factor trend based on the Fournier index in 28 stations throughout North-Khorasan Province during the period of 1987 to 2006 by using the Mann-Kendall test. In addition, the SPI and precipitation trend were comprehensively investigated for better characterization of erosivity trend analysis. Results showed that Noushirvan, Faruj, Ayerqayeh and Gholaman stations had decreasing trend and other study stations (71.85%) had increasing trend in the modified Fournier erosivity index. The SPI and precipitation in the study area indicated that most of the stations (89.28%) excluding Khartot, Noushirvan, Faruj and Ayerqayeh had increasing trend. The maximum and the minimum values of modified Fournier erosivity index with 70.97 and 33.44 mm were also assigned to Darkesh and Abiary Bojnourd stations, respectively.
    Keywords: Rainfall erosivity, Temporal variation of erosivity, Soil, water management, Trend analysis
  • Leila Gholami *, Ataollah Kavian, Abdulvahed Khaledi Darvishan, Azame Alipour, Zahra Besarand Pages 516-528
    Determination of time to runoff and runoff volume in watershed response management against rainfall are the key parameters in watershed system management. Among different factors of effect on time to runoff and runoff volume, the rainfall intensity is one of the most important factors. In this study, the effect of rainfall pattern on variables of time to runoff, runoff volume and coefficient was studied under simulated rainfall in the southeastern Noshahr city, Mazandaran province. To achieve the study purposes, four rainfall patterns, each with three changes in rainfall intensity (I: Low-Medium-High, II: Low-High-Low, III: High-Medium-Low, IV; High-Low-High) were simulated. Then, the time to runoff, runoff volume and runoff coefficient were measured for each rainfall pattern. The measured data were analyzed in Excel and SPSS 23 softwares to determine the relationship between the rainfall pattern and variables of time to runoff, runoff volume and runoff coefficient. The results showed that there was a significant difference (P≤0.05) in variables time to runoff, runoff volume and runoff coefficient resulted rainfall patterns. Also the results showed that, in all of rainfall patterns between mean amounts were the significant differences on time to runoff, runoff volume and runoff coefficient in level of 99 percent. The results showed that the rainfall pattern I had the longest time to runoff and rainfall pattern III had the largest amounts of runoff volume and runoff coefficient. The average time to runoff in rainfall patterns of I, II, III was 5.90, 4.24, 0.71 and 1.25 min, respectively. Also, the average runoff coefficient in rainfall patterns of I, II, III and IV measured 30.03, 49.63, 88.82 and 75.16 percent, respectively.
    Keywords: rainfall simulator, Runoff changes, Soil erosion, Ruoff volume, Watershed response
  • Heshmatola Agharazi * Pages 529-536
    Banketing and artificial afforestation are effective processes for soil carbon storage and removal of carbon from the atmosphere. In this research, land use change and its effects on carbon storage has been studied in Pakal Basin in Markazi Province. Rangeland was selected as a witness for comparing soil carbon storage with areas with banketing operations and planted with almonds (biomechanical activity) . Soil was sampled on transect and plot in systematic random samplingFor this purpose, three plots were used randomly, along each transect. Soil samples of one kilogram were taken from 0-15 and 15-30 cm depth of each plot. . Soil physico-chemical properties such as bulk density, organic carbon and soil texture were analyzed. Resalts showed that total carbon stored in the soils of bio-mechanical operation is 33.65 t.ha-1 from which 30% belongs to above and underground biomass, 2% litter,38.9% in the depth of 0-30 and 29.1% in the depth of 15-30 cm. Also, the the results showed theamount of soil organic carbon of 30.16 t.ha-1 in witness area from which 4% belongs to above and underground biomass, 3% litter, 62% in the depth of 0-15 and 31% in the depth of 15-30 cm.. As a result, biomechanical operations are more effective in carbon sequestration compared to rangelands as witness areas.
    Keywords: Banket, Carbon sequestration, land use change, Plot, Rangeland
  • Alireza Dehghani, Mohammadebrahim Banihabib *, Saman Javadi Pages 537-551
    Due to lack of surface water, the most important option for water supply in arid and semi-arid areas is from groundwater resources and one of the engineering measures to use the floods for improving groundwater resources is the implementation of artificial recharge systems. The purpose of the present study is to provide a model-based framework based on several quantitative indicators such as recharge efficiency and flood attenuation rate for assessing the performance of artificial recharge systems. Considering the capabilities of hydrological, hydraulic and seepage models, the combination of these models was used to estimate the parameters of the indicators. Finally, by determining the indices for floods with different return periods, their average values were determined using the expected value. The studied system (Emamzade Abdollah, Sorkheh) had a good performance based on recharge efficiency and flood attenuation rate indicators in events with frequency of more than 0.2, and the average value of these two indicators was 0.54 and 0.93, respectively. Due to the model based characteristic of the proposed framework, it has the potential to be used in similar cases.
    Keywords: Arid, semi-arid areas, Recharge efficiency, Flood attenuation rate, Groundwater, Aquifer management
  • Amin Salehpour Jam *, Mahmoudreza Tabatabaei, Amir Sarreshtehdari, Jamal Mosaffaie Pages 552-563
    Investigation of drought event has a great importance in the natural resources management and planning water resources management. In this research, the drought characteristics in the selected synoptic stations in northwest of Iran, including Ardebil, Khoy, Oroomieh, Tabriz, Zanjan, Sanandaj and Saghez were investigated using the Deciles Index. First, after rebuilding monthly missing data in the period of 1977-2014, time series of precipitation in each station normalized using Box-Cox Transformation. Then, the Deciles Index in different time scales of monthly, seasonal and yearly was calculated based on the normalized monthly precipitation of stations in the period of 1977-2014 by MATLAB and DIP softwares. Then, the drought characteristics, including intensity, duration and frequency were calculated in each synoptic station. In this research, to find the trend of precipitation in the 38 years, 1977-2014, First, trends of the selected stations were determined using Mann-Kendall trend test at the different time scales of the 19 year period, 1977-1995, then compared with trend of the 38 years and finally, determined the changes of the mean precipitation values in two subsequent periods, 1977-1995 and 1996-2014. Obtained results show that the mean annual precipitation at the all stations was decreased in the second period than base period. The results also show that the drought occurrence with different intensity, duration and frequency occurred in selected synoptic stations in northwest of Iran. The results also indicate that there is the decreasing trend of precipitation at the synoptic stations of Saghez and Sanandaj in yearly time scales. Although the stations of Saghez and Zanjan have no trend in the period of 1977-1995, they have decreasing and increasing trends in some time scales in the period of 1977-2014.
    Keywords: Box-Cox transformation, Intensity, duration, frequency, Mann-Kendall, Normal distributed precipitation, Synoptic station
  • Asghar Azizian, Amir Samadi * Pages 564-579
    River bed materials are of great importance in construction works as one of the most valuable resources due to their economical costs and ease of extraction. This has caused the rivers to be subjected to profound changes due to excessive, improper and non-standard harvesting by effective activities of human apart from their natural changes. Hence, replacement of river resources with other resources such as mountain mines can be considered as an essential way to protect the rivers. Considering the importance of this issue, the present study has evaluated the potential of sediment production and delivery in Qaen and Ferdows’ rivers sub-basins using a combination of GIS and geomorphological models. The results obtained from the studied basins indicated that the geomorphologic models are capable of identifying areas susceptible to sediment production. According to calculations performed by the geomorphologic model, the southern and south-western parts of Ferdows and northern parts of Qaen Basins in Southern Khorasan Province have good potential for harvesting. Moreover, sediment quality assessment showed that most of materials in these areas are coarse grains and therefore require far less processing.
    Keywords: River materials, sediment yield, Sediment quality, Soil erosion, Southern Khorasan Province
  • Zahra Feizi, Amirreza Keshtkar *, Ali Afzali Pages 580-592
    Historically, flood control and artificial recharge are one of the most important objectives in spreading in arid and semi-arid systems. Therefore, determining suitable locations for floodwater spreading systems based on different criteria and indicators is of great importance. In this study, seven information layers (slope classes, runoff volume, transmissibility in alluvium, thickness of unsaturated zone, surface infiltration rate, quality of water and land use) were combined in GIS using AHP model and weights of each factor were determined based on membership function of each responsible factor. Then AHP map of each factor was incorporated to have the flood spreading map based on the most susceptible AHP model. The results indicated that land use (39%) was the most important criterion in suitable location mapping for floodwater spreading and runoff volume, slope classes, surface infiltration rate, thickness of unsaturated zone, transmissibility in alluvium and quality of water were in second to seventh order. The results of integration of maps showed that 70% of the study area is suitable for flood spreading.
    Keywords: Arid, semi-arid region, Artificial recharge, Geographic information system, Multi-criteria decision, Suitable location mapping
  • Zarin Foroughi, Siyavash Shayan *, Parviz Kardavani Pages 593-607
    The human interventions role, particularly land use changes, is investigated in this research in Kor River hydromorphologic state (upstream of Dorudzan Dam, Fars). Within the steps of this research, there are discrete methods frameworks such as hydrologic model using HEC-HMS, to investigate the effect of land use changes on flood characteristics and Rosgen geomorphologic evaluation model to investigate the effect of land use changes s on environmental resources and geomorphologic changes of the river. Results of hydrologic studies by HEC-HMS indicated that in the studied time interval, the number and the value of peak discharges are increased and the delay time and concentration time are reduced. Through simulation results for 1993-2013, this indicated that land use changes have increased the amount of flood discharge by 15% in this region and these findings are corresponds with observed floods. The results of Rosgen geomorphologic evaluation model, indicated that during studied time interval, maximum hydromorphologic changes in level 1 and 2 of Rosgen model were related to spatial ranges 1 and 2 and then ranges 4, 5 and 3 followed. In all studied spatial intervals, there are numerous transversal and longitudinal changes due to erodible boundaries and maximum changes are related to 2, 1, 3, 4 and 5 spatial intervals, respectively. The transversal changes were due to slope change, hydrologic regime, suspended and bed load, aggression to riparian lands and constructing dams.
    Keywords: Flood characteristics, HEC-HMS, Hydrologic model, Peak discharge, Rosgen model
  • Yaser Mehri, Jaber Soltani *, Mojtaba Saneie, Mohammad Rostami Pages 608-617
    A side weir is a structure which is set in a side of main channel and used for discharge of additional flow, diverting excess water and water level control of channels and in irrigation and drainage systems. Due to difficulties presented in mountainous regions, lateral ‘piano key weirs’ could be used in arc-shaped channels. In addition, curved channels, which are commonly used in mountainous areas, are places that can be used to locate the side piano key weirs. In this research, experimental investigation was performed on side piano key weirs type B, type c and sharp crest side weir on flow in the 30 degree curved channel. Among the findings of the above survey, one could point out to the equality of the specific energy on the two edges of piano key lateral weirs, the changes of which equal 0.277% for type C piano key lateral weir and 1.98% for type B weir. Also, focusing on the empirical analyses, it becomes evident that the coefficient of discharge for piano key weir bears a higher quantity considering the more effective length corresponding to rectangular weir. Comparing the coefficient of discharge of the two weir types C and B, it becomes evident that type B weir has a better functioning in relation to type C.
    Keywords: Curved channel, Experimental investigation, Flow pattern, Piano key weirs, Specific energy
  • Hoshang Behravan * Pages 618-634
    In mountainous watersheds, snow melt can have a significant impact on the water balance and at certain times of the year it could have the most important contribution to runoff. In many parts of the world snow acts as a natural reservoir that can play an important role for water supply. Specifically, high-altitude basins in semi-arid regions with a significant snow component can have a large capability to balance and distribute scarce water resources. In this study the spatially distributed process-oriented hydrological model J2000g was used for the 431 km² large Latyan catchment in Iran. The target was to derive spatially distributed estimates of the quantity and timing of hydrological balance terms and state variables like rainfall, runoff, snow water equivalent (SWE) and snow melt. The model uses the distribution concept of Hydrological Response Units (HRU) to take the spatial variability in the basin into account. The comparison of the separate SWE models resulted in values between 0.28-0.68 for NSE and values between 0.53-0.83 for R². For the catchment models the comparison of the simulated runoff with measured data showed NSE values between 0.78 and 0.82. By these values it can be stated that the hydrological dynamics and the snow processes of the sub-basins within the Latyan catchment could be simulated sufficiently well with J2000g. It can be summarized that the single modules and in particular the snow components of J2000g along with the HRU distribution approach can be considered as suitable for the given project objectives i.e. the assessment of the hydrological dynamics of the Latyan catchment. Hereby, the model can be used to elaborate important hydrological information for a sustainable management of the water resources.
    Keywords: SWE, Snow Accumulation, MonteCarlo Analysis, Roodak subbasin, Snowmelt, Hydrological Modeling, HRU, Calibration
  • Mohammad Hossein Jahangir *, Keyvan Soltani, Ahmad Nohegar, Seyed Javad Sadatinejad Pages 635-644
    Evaporation as a natural parameter due to the release of water from the upper part of mankind has always been of interest to scholars and researchers. In this study, we try to apply the artificial neural network model to estimate evaporation from the Amir Kabir dam and to evaluate the model accuracy. In this context, 18 years data from 1997 to 2014 were used and after consecutive try and error, the best structure for computing the amount of evaporation from the surface of the dam was selected. This structure has five neurons in the first, fourth and second layers that showed the best result in 1000 replications. Also, statistical coefficients obtained from the analysis using artificial neural network was considered in choosing the best structure with the amount of 0.9365 which was the highest amount among other tests and the amount of test and training data error were 0.0321 and 0.0311, respectively. In addition, general trend of effective data on evaporation was determined, using Mann-Kendall test on 15 years daily data. In Mann-Kendall method, temperature changes, wind speed and precipitation graphs had no significand trend and showed -1.69< U
    Keywords: Correlation coefficient, Neuron, Model accuracy, Test, training data, Try, error
  • Rahim Kazemi *, Forood Sharifi Pages 645-658
    Watershed planning and management of water resources requires various data including base flow and its index. This parameter is influenced by Morphometric, geologic, hydrologic and climatologically factors and has always been one of the most important issues in hydrology. In this research, the Domarton method was used to map the climate of Iran with the use of temperature and precipitation data. Then, using daily stream flow data and after controlling for time series, base flow and related index, using two parameter the recursive digital filter were extracted in selected catchments of six climatic zones including; arid, semi-arid, humid and semi-humid and very wet and Mediterranean. Hydrological and climatically parameters of the basins measured and physiographic factors were extracted in the digital environment. To identify independent factors affecting base flow, factor analysis were down using 14 parameters in each climate zone and then effective factors were analyses. The results showed that more than 80 percent of the variance of parameters was explained by selected parameters. The intrinsic factors related to the penetration and retention of water in all climate zones are in the first importance order with the weight more than 45 percent. Flow duration curve indices in very humid, humid, semi-humid and semi-dry climatic zones respectively with 45, 53, 52, and 53 percent and in the dry and Mediterranean climate zones parameter of storage capacity, Respectively with 49 and 58 percent have the greatest influence over the base flow. The results showed that the weight of the factors affecting base flow, vary depending on the type of climate.
    Keywords: Climate zone, Digital filter, Domarton method, Factor analysis, Hydrograph separation
  • Reza Kordian Hamedani, Saeed Azadi, Safar Marofi *, Abdollah Taheri Tizro Pages 659-670
    Erosion is always a major concern for farmers, engineers and policy makers due to economic and environmental impacts. Slope is one of the most important indicators on soil erosion, therefore, the aim of this study is investigation of slope steepness and its aspect on sediment and surface runoff on Gonbad Watershed located in Hamadan, Iran. To this regard, three standard experimental plots installed at southern, northern, and eastern aspects of the basin. The plot dimensions were 1.8×24 meters installed in the relatively uniform slope with different values. Runoff and its sediments were collected in spatial containers. 16 rainfall events (2010-2013) were sampled. Effect of slope steepness, its aspect as well as their interactions were analysed using a factorial experiment by SAS 9.4 software. Results indicated significant roles of slope, its aspect and their interactions in surface runoff volume. Based on the results, small slope has carried out slope steepness significantly on runoff rate, that have more significant effect on smallest steep compared to higher steepness. This is because of land use and vegetating cover and also higher average infiltration rate as well as the recent soil moisture content on the high steep. This is important to note that the slope steepness have not significant effect on runoff sediment rate. The aspect also has significant effect just on 6.25% of the events. The interaction of slope steepness and its aspect also was significant on 18.75% of the events.
    Keywords: Erosion plot, Hamedan Province, Sediment rate, Slope steepness, Soil erosion
  • Ali Bagherian Kalat, Gholamreza Lashkaripour *, Mohammad Ghafoori, Aliakbar Abbasi Pages 671-685
    On areas with highly eroded soils, where vegetation is absent or negligible, runoff generation and erosion processes can greatly be affected by the nature of parent material. This research was carried out to investigate the effects of lithology and soil parent material on erosion and soil loss, using rainfall simulator in Sangerd Drainage Basin which is located in Khorasan Razavi Province. To do this research, 11 homogeneous soil units (map units) with the same slope (20%), land use (rangeland), different lithology (marls and conglomerate) and erosion facies (sheet-rill, rill and rill-gully) were selected. A rainfall simulator producing 36 mm h-1 rainfall intensity and 30 minute duration was used at 33 locations over soil erosion plots. The amount of sediments was measured. In order to investigate factors affecting on soil erosion and sediment yield, soil was sampled from 0-15 cm depth of plot adjacent areas. For statistical analysis, SPSS 22 was used. Results showed that soil erosion and sediment yield have meaningful differences in different lithologies. Eem-RG and Plc-SR soil units with 260.9 and 45.1 gr m-2 have the most and the least sediment yield, respectively. It was found that the sediment yield had positive correlation with some soil properties such as silt, Ec, pH, SAR and antecedent soil moisture and negative correlation with sand, OC, NPV, vegetation and rock fragment cover.
    Keywords: Conglomerate, Marl, rainfall simulator, Soil erodibility, Soil loss
  • Hamidreza Peyrowan*, Mohammad Karimi Khaledi, Ziaeddin Shoaee, Ramin Sarikhani Pages 686-700
    In this study, marls ofsouth of Hassan Abad and Varamin in Tehran Province, including the marls of Upper Red Formation unit M3 and Pliocene marls of unit Plm in slopes of five5, 20 and 40 percents were evaluated in terms of shape and intensity of erosion, physical, chemical, engineering and dispersion features. Accordingly, 20 samples were taken from mentioned marl formations. To achieve predetermined goals, granulometry, Atterberg limits, chemical analysis such as cations and anions, SAR, TDS, EC and double hydrometery and pinhole were tested. Results of double hydrometery tests on 18 samples indicated that only three have low dispersion degree Which are related to marls of unit M3 in undisturbed samples of station 1 with the form of gully erosion, station 2 with 40% slope and surface erosion and station 5 with 5% slope and channel erosion. According to the pinhole test, from 17 samples, 12 samples were classified as non dispersive and five samples as low to moderate dispersive classes. In this test, the majority of the samples with channel erosion and some samples with gully erosion showed low to moderate dispersion rate. Other erosion forms such as surface and rill erosion showed non-dispersive behavior. Based on chemical properties of the Total Dissolved Solids (TDS) and Sodium Percentage (PS), in Casagrande chemical graph, the majority of samples are clssified as dispersive soil, one sample with surface erosion in the boundary of dispersion and one sample with rill erosion as dispersive with the probability of 50%. In modified Sherard chemical method, all samples are classified as non dispersive soils. These results have no conformity with other physical and chemical methods so this classification is not acceptable. African chemical method showed better results compared to other chemical methods. In this method, half of the samples were classified as dispersive and the other half as non-dispersive. According to chemical and physicalstandards, dispersion phenomenon has been seen in all forms of surface, rill, gully and channel erosion. It has been concluded that marl soils are potentially dispersive under the influence of chemical and physical factors, even if they show surface and rill erosion forms, at the time of sampling. In other words, if the necessary conditions such as slope sleepness and runoff concentration occure in these soils, surface and rill erosion forms can be developed to dispersive forms such as channel and gully erosion types.
    Keywords: African chemical method, Double hydrometer, Modified Sherard chemical method, Pinhole, Sherard chemical method
  • Masoud Bazgir*, Davood Namdar Khojasteh Pages 701-713
    Dust storm is a meteorological phenomenon which is common in arid and semi-arid regions. Dust storms are also one of the environmental concerns in Iran. There are different methods to control this phenomenon which some of them have limitations. Application of mulches is one of the ways to control and prevent dust storms. This study, aims to evaluate the behavior of biological, chemical and mineral mulches during one week in laboratory conditions and six months to stabilize the source of dust storm and improve the persistence of these mulches in Ilam Province. In order to study dust storm stabilization by these mulches, different tests were carried out including wind tunnel test, light and temperature stress effect on strength, pressure resistance, aggregate stability and soil loss. Wind erosion resistance determined in laboratory conditions by wind erosion simulation in 25 m s-1 for 15 minute of each treatment for both, one week and six months. According to the results, strength, pressure resistance, aggregate stability and wind tunnel simulation, three formulation of F4, F13 and F14 (zantan polymer-calcium carbonate, polyvinyl acetate-calcium carbonate and zantan-polyvinyl acetate) were recommended for stabilization of dust storm in Ilam Province. Generally, for soil stabilization suitable formulation based on climatic, soil physical and chemical properties are needed for each region.
    Keywords: Arid, semi-arid region, Dust storm, Meteorological phenomenon, Mulch, Wind tunnel
  • Ramyar Aliramayee, Abdulvahed Khaledi Darvishan *, Mahmood Arabkhedri Pages 714-726
    Various factors such as rainfall intensity and slope affect hydrological processes such as infiltration and runoff. Study on rainfed soils is very important because of intense degradation and sensitive ecosystem. The present research was conducted to investigate the effect of rainfall intensity and slope gradient on infiltration and surface runoff using rainfall simulator in rainfed lands of Kalaleh region, Golestan Province. To achieve the study purposes, four rainfall events with the intensities of 33, 64, 80 and 110 mm hr-1 and duration of 15 min were simulated. Three slope gradients of 6, 12 and 25% were selected and infiltration and surface runoff were measured in four 25×25 cm2 plots. The results showed that the infiltration average rate and runoff average coefficient were increased with increasing rainfall intensity and slope gradient. The main and interaction effects of rainfall intensity and slope gradient on infiltration and surface runoff were significant (p≤0.01). The results of subgroups of rainfall intensity and slope gradient using Duncan test showed that two turning points in hydrological response of plot are distinguishable, one between rainfall intensities of 64 and 80 mm hr-1 and another between slope gradients of 12 and 25%. In other words, at the rainfall intensity more than about 70 mm hr-1 and the slope gradient more than about 15%, average infiltration rate and average runoff coefficient were significantly decreased and increased, respectively. These results emphasized on land use management via avoiding change from rangeland to rainfed land especially when the slope is more than 15%. Agricultural and land cover management was also emphasized especially in high rainfall intensities (more than 70 mm h-1).
    Keywords: Hydrological process, Infiltration average rate, Rainfall simulation, Runoff average coefficient, Soil erosion
  • Omid Rahmati, Naser Tahmasebipour *, Ali Haghizadeh, Hamidreza Pourghasemi, Bakhtiar Feizizadeh Pages 727-738
    Gully erosion is an important challenge in natural resource management and sustainable development that often has severe environmental, economic, and social consequences. Thus, the objective of the present study is to assess the capability of maximum entropy (ME) model for spatial prediction of gully erosion susceptibility at Kashkan-Poldokhtar Watershed, between Lorestan and Ilam provinces, Iran. At first, a gully erosion inventory map was produced using GPS in field surveys. The gully conditioning factors including lithology, soil texture, land use, drainage density, distance to streams, topographic wetness index, altitude, slope percent, slope aspect, plan curvature, and distance from road were selected, and their maps were prepared in geographical information system (GIS). A total of 65 gully locations were divided into two groups (1) training of the model (45 gully occurrences), and (2) validation of the model (20 gully occurrences). The prediction of gully susceptibility and variables importance analysis were carried out based on maximum entropy model using MAXENT software. Finally, the validation of the prediction results was conducted based on the receiver operating characteristic (ROC) curve method, and the area under the curve (AUC) was calculated using MedCalc software. Results indicated that highest gully erosion susceptibility is located on the center parts of the study area. According to validation results, the resulting map of areas susceptible to gully erosion obtained by ME model has a prediction accuracy of 90.7%. In addition, the results demonstrated soil texture, drainage density, lithology, and distance to streams are most important factors and their variable importance index (VII) 23, 18, 15.2, and 15.1 were obtained, respectively. However, altitude, distance from road, slope aspect, land use, topographic wetness index, and plan curvature have a less influence on gully erosion occurrence. Therefore, it was established in current study that the ME is promising of make accurate prediction in gully erosion susceptibility.
    Keywords: Erosion susceptibility, Machine learning model, Spatial prediction, Conditioning factors
  • Marziye Sadat Mirahsani*, Abdolrasol Salman Mahini, Reza Moddares, Alireza Soffianian, Reza Jafari, Jahangir Mohhamadi Pages 739-760
    Zayandeh Rood Basin has a vital role in Iran's poetry, biomass, agriculture, industry and tourism, faced with drought problems. Clustering approach can be a management approach to reduce drought risk impacts which groups the members with regard to the division based on the Euclidean distance of stations. In this research, the approach of determining the spatial-temporal distribution of drought clusters in watersheds is used to express variations based on precipitation precipitation index (SPI) parameters of stations, which depends on the probability of precipitation for any time scale. Since the maximum spatial distribution of the meteorological stations in the region and the maximum time period of the long-term and possible long-term statistical period were considered the same, the data of 26 stations from 12 years (2003 to 2014) was used as reference data. In this regard, the12 months SPI index was first calculated. Then, the 12-month SPI index, which ended in December, was used for cluster analysis of the SPI, and then 144 data were clustered into four groups. Further, zoning analysis was performed on data clusters. Then, the relationship between elevations as an effective landform factor in drought with SPI drought index cluster was investigated using correlation of variables. SPI correlation with mean height of each cluster stations was studied and the results were compared and analyzed. The results of the SPI drought fluctuation chart showed a very severe drought in 2008 and 2009 and 2010, and severe drought in 2010 and mild drought in 2003, 2005 and 2013. Also, 12-month SPI drought data showed a high and negative correlation with height data. Consequently, spatial-temporal monitoring of drought indicators clusters is recommended as a way to manage the impacts of drought risk.
    Keywords: Agricultural drought, Clustering, Correlation, Spatial distribution, SPI index
  • Hassan Vagharfard, Hassan Moghim * Pages 761-772
    Flood spreading is an effective way to increase the groundwater level, rectify the critical conditions of groundwater, and prevent flooding at Naeim-Abad, Fars Province. The most important step in the successful implementation of artificial recharge is the selection of recharge areas in the studied region. In this research, the GIS technique and Analytical Hierarchical Process (AHP) method have been used. We considered nine factors–land, slope, and distance from the road, altitude, thickness of the alluvium, distance from the stream, surface permeability, land use, and fault for analysis in this research. Each layer was prioritized using the AHP method and the different layers were integrated. Expert Choice software was used to prioritize nine considered factors. The results showed that 3.6% of the Naeim-Abad area was suitable for flood spreading based on the AHP method and GIS technique. In this research, hydrologic factors with a weight of 0.687 had the most impact among the main criteria for locating areas prone to flood spreading. Among the sub-criteria of this criterion, surface permeability with a weight of 0.558 had the greatest influence. In addition, the sub criterion of land use was weighted equal to 0.701, which had the highest weight among the sub criteria. The lowest weight among the sub criteria was attributed to the distance from the road with a weight of 0.106, which indicated the least influence on locating suitable areas for flood spreading.
    Keywords: Aquifer, AHP, Artificial recharge, Situation, GIS