فهرست مطالب

سامانه های سطوح آبگیر باران - سال پنجم شماره 4 (زمستان 1396)
  • سال پنجم شماره 4 (زمستان 1396)
  • تاریخ انتشار: 1397/11/25
  • تعداد عناوین: 6
|
  • رضا چمن پیرا* ، اسفندیار حسنی مقدم صفحات 1-14
    تا کنون برای جمع آوری آب باران از روش های مختلفی استفاده شده است، اما هر یک از این روش ها به تنهایی دارای معایبی هستند که باعث منسوخ یا محدود شدن استفاده از آن ها گردیده است. روش جمع آوری آب باران با استفاده از دستگاه استحصال آب باران (R. H. M) روش نوینی است که برای اولین بار با الهام از آبیاری کوزه ای، تکنیک های استحصال آب و آبیاری قطره ای شکل گرفته است. به طوری که از تلفیق این سه روش، دستگاهی بسیار ساده، ارزان، کاربردی و قابل اجرا در مناطق مختلف ایران و جهان، بخصوص در مناطق خشک و نیمه خشک و حتی نیمه مرطوب که دسترسی به آب نا ممکن یا کم است، ساخته می شود. این دستگاه در زمینه تامین آب مورد نیاز بخش های مختلف کشاورزی، شرب، توریسم و… کاربرد دارد. با ابداع و ساخت این دستگاه، مشکلات و معایب سه روش فوق به طور کامل بر طرف می گردد. دستگاه استحصال آب باران دستگاهی ساده و چند منظوره است. هدف اصلی این دستگاه تامین آب کافی به منظور ایجاد و توسعه باغات و درختکاری در مناطق کم آب یا فاقد منابع آب می باشد همچنین از آن برای ایجاد اشتغال مولد نیز استفاده می شود. از عمده ترین اهداف فرعی این دستگاه می توان به حفاظت از منابع آب های زیرزمینی و جلوگیری از فرسایش خاک اشاره کرد. روش کار در گام نخست بر اساس طراحی، ساخت و نصب دو نمونه دستگاه استحصال آب باران با ظرفیت های باران گیری 430 و 1800 لیتر انجام شد. در مرحله بعد با استفاده از یک دستگاه باران سنج، نسبت به اندازه گیری ارتفاع بارش روزانه و حجم آب ذخیره شده در مخزن دستگاه اقدام و قابلیت آنها در ذخیره سازی و نگهداری آب باران مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد، این دستگاه از کارایی لازم برای استحصال و نگهداری آب باران تا زمان بهره برداری برخوردار بوده و کل تلفات آب، در طول فرآیند باران گیری و ذخیره سازی آب باران تا زمان بهره برداری، کمتر از 5 درصد می باشد
    کلیدواژگان: آبیاری میکرو، استحصال آب باران، تامین آب، ذخیره سازی، مناطق خشک و نیمه خشک
  • سعید صالحیان* ، رحمت الله منشی زاده صفحات 15-24
    حوضه آبریز رودخانه زاینده رود یکی از حساس ترین حوضه های آبریز کشور به لحاظ سیاسی، اجتماعی و اقتصادی است. در دو دهه اخیر حوضه زاینده رود دچار تنش آبی شده، به طوری که حدود سه پنجم طول رودخانه در قسمت های میانی و پایین دست با ناپایداری منابع آب مواجه شده و به طور موقتی در آمده است. با خشکی جریان آب رودخانه، تخصیص آب به بخش کشاورزی با مشکل مواجه شده، به طوری که در 10 سال اخیر تنها 5 بار و آن هم فقط در چند ماه آب به طور کامل جریان داشته است. موقعیت بسته و خاصیت زایندگی حوضه زاینده رود به گونه ای است که میزان برداشت از آب زیرزمینی در وقوع یا تشدید ناپایداری آبی حوضه موثر می باشد. در این پژوهش منابع آب زیرزمینی (قنات، چاه) و چشمه های موجود در حوضه زاینده رود در دو دوره آمار برداری 1385 و 1390 و تغییرات آن ها مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج پژوهش نشان می دهد که پس از وقوع ناپایداری منابع آب، کشاورزان برای جبران کم آبی و ادامه فعالیت خود، سعی در جبران کمبود آب از طریق حفر چاه و بهره برداری از آب زیرزمینی داشته اند. این امر در افزایش چاه ها از بخش های میانی حوضه تا انتهای رودخانه قابل مشاهده است، به طوری که طی 10 سال (90-1380) حدود 9000 حلقه چاه برای جبران کم آبی در حوضه زاینده رود حفر شده و طی این زمان به طور میانگین 5 متر سطح ایستابی سفره های زیرزمینی کاهش یافته است. همچنین در این دوره قنوات حوضه زاینده رود با کاهش آبدهی و خشکی شدیدی روبرو شده و تعداد چشمه ها نیز به دلایل اقلیمی، کاهش داشته است. افزایش برداشت از سفره های زیرزمینی موجب تشدید وضعیت ناپایدار آبی و خشکی حوضه گردیده است.
    کلیدواژگان: منابع آب زیرزمینی، چاه، قنات، چشمه، حوضه آبریز زاینده رود
  • بهمن عالی شوندی* ، اکبر فخیره، علیرضا مقدم نیا، مسعود سمیعی صفحات 25-34
    برآورد میزان جریان پایه و تخمین تغذیه آب زیر زمینی در یک حوضه آبخیز یکی از مهمترین مباحث مدیریت منابع آب و هیدرولوژی می باشد. از آنجایی که سیستم آبخوان - رودخانه دو جزء لاینفک محسوب می شود بنابراین بررسی ارتباط متقابل جریان پایه رودخانه با تراز سطح ایستابی آبخوان برای ارزیابی روش های برآورد تغذیه آب زیرزمینی امری ضروری است. در این مطالعه از نرم افزارهای PART و RORA برای تفکیک جریان پایه و تخمین تغذیه آب زیر زمینی بر اساس داده های روزانه جریان رودخانه چنار راهدار و میزان همبستگی برآوردهای دو روش با تراز آب زیرزمینی استفاده شد. همچنین میزان متوسط تغذیه سالیانه در طول دوره آماری با استفاده از روش جابجایی منحنی خشکیدگی ( (RORA329 میلی متر و میزان تخلیه توسط روش PART، 301 میلی متر برآورد گردید که نرم افزار RORA میزان تغذیه را بالاتر از میزان تخلیه برآورد می کند. نتایج این تحقیق نشان داد همبستگی معکوس بین برآوردهای دو روش با عمق سطح ایستابی وجود دارد. میزان متوسط شاخص جریان پایه در ایستگاه مذکور 65 درصد جریان کلی رودخانه را تشکیل می دهد. همچنین آزمون آماری نشان داد اختلاف معنی داری بین میزان تخلیه و تغذیه آب زیر زمینی وجود ندارد.
    کلیدواژگان: ایستگاه چنار رهدار، تفکیک آب پایه، تغذیه آب زیر زمینی، PART، RORA
  • محمد محمدلو* ، ناصر طهماسبی پور صفحات 35-46
    تغییر اقلیم یکی از مهمترین چالش هایی است که بخش های مختلف زندگی بشر را تحت تاثیر قرار داده است. در این مطالعه ابتدا نوع اقلیم در دوره پایه (1979-2009) در دو ایستگاه ارومیه و خوی طبق طبقه بندی های اقلیمی دومارتن و سلیانینف مشخص گردید. پس از ارزیابی توانمندی مدل ریزمقیاس نمایی LARS-WG در دوره پایه، از بین مدل های گردش عمومی جو، دو مدل که دارای بیشترین شباهت با گذشته مناطق مورد مطالعه بودند، برای مطالعات دوره آتی انتخاب گردید. ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر الگوی بارندگی و دما در ایستگاه های ارومیه و خوی در دوره آتی 2011 تا 2040 میلادی انجام گردید. طبقه بندی اقلیمی دومارتن در دوره گذشته برای ایستگاه ارومیه و تمام سناریوهای دو مدل منتخب HADCM3 و HADGEM1 اقلیم نیمه خشک را نشان می دهد. نتایج نشان می دهد که تحت تاثیر تغییر اقلیم در ایستگاه ارومیه، ضریب خشکی دومارتن دارای روند افزایشی خواهد بود و نوع اقلیم از نوع نیمه خشک در دوره پایه، به سمت اقلیم مدیترانه ای در دوره آینده سوق خواهد یافت. طبق طبقه بندی اقلیمی سلیانینف، این ضریب در تمام سناریوهای دو مدل منتخب، بجزء سناریوی A2 مدل HADGEM1 افزایش خواهد یافت و اقلیم منطقه از استپ خشک به سمت استپ مرطوب سوق خواهد یافت. در ایستگاه خوی در دوره گذشته و تمام سناریوهای دو مدل منتخب HADCM3 و ECHO-G طبق طبقه بندی اقلیمی دومارتن، اقلیم از نوع خشک بوده و تحت تاثیر تغییر اقلیم ضریب اقلیمی دومارتن کاهش یافته و منطقه خشک تر می گردد. طبق طبقه بندی سلیانیوف به ازای تمام سناریوها، ضریب سلیانیوف روند نزولی را نشان می دهد. طوری که اقلیم منطقه از نوع بیابانی بوده و در دوره های آتی به دلیل افزایش دما و کاهش بارندگی، نوع اقلیم منطقه خشک تر و بیابانی تر خواهد گردید.
    کلیدواژگان: ارومیه و خوی، مدل های گردش عمومی جو، HADCM3، HADGEM1، LARS-WG
  • حمید گهرنژاد* ، آرش بی همتا، صابر معظمی صفحات 47-58
    کاهش بارش ها، افزایش جمعیت، مشکلات زیست محیطی و نیاز به توسعه فضاهای سبز خانگی به چالشی بزرگ برای مدیریت منابع آب تبدیل شده است. در مناطق شهری، سطح وسیعی از مناطق، نفوذناپذیر بوده و عمده بارش ها به رواناب تبدیل می شود. در این راستا، ذخیره آب باران یک فناوری مهم در شهرها است که می تواند به مدیریت منابع آب کمک کند. شهر تهران با جمعیت بیش از ده میلیون نفر، در آب و هوای خشک و نیمه بیابانی واقع شده و این روش می تواند در تامین آب برای اهداف مختلف به عنوان راهکاری کارآمد در جلوگیری از هدر رفت آب باران موثر باشد. هدف از این مطالعه، بررسی میزان بارش در شهر تهران و ذخیره سازی آب باران از سطوح غیر قابل نفوذ پشت بام ها از طریق طراحی و بهینه سازی مخزن جمع آوری آب باران به جهت آبیاری فضای سبز خانگی است. به همین منظور از اطلاعات بارش دو ایستگاه سینوپتیکی شمیران و مهرآباد به ترتیب برای پهنه های شمالی و جنوبی شهر تهران استفاده شده است. در سناریوی اول و بر اساس بیشترین بارش ماهانه و در سناریوی دوم بر اساس میانگین بارش سالانه، طراحی مخزن جمع آوری آب باران از پشت بام های با مساحت از 100 تا 550 متر مربع محاسبه گردیده است. نتایج نشان داد در شهر تهران که با کم آبی روزافزون روبرو است می توان با جمع آوری آب باران در ماه های پر بارش علاوه بر تامین نیازهای آبیاری فضای سبز خانگی در ماه های کم بارش، برخی نیازهای غیر شرب خانگی را نیز بر طرف نموده و با جمع آوری آب باران به ازای هر 100 متر مربع فضای پشت بام بر اساس ماه پر بارش می توان حدود 5 متر مکعب آب باران ذخیره نمود که این امر علاوه بر صرفه جوئی اقتصادی، فشار کمتری بر شبکه آبرسانی شهری در ماه های کم آبی وارد می آورد.
    کلیدواژگان: سطوح آب گیر، پشت بام، تهران، جمع آوری آب باران، مخزن ذخیره
  • مهدیه توکلی قاضی جهانی، مجید رئوف* ، علی رسول زاده، سجاد میرزایی صفحات 59-71
    بدون تردید نحوه ی مدیریت حوضه های آبخیز، تمام پارامترهای معادله بیلان را دچار تغییرات می نماید. یکی از عوامل موثر در رواناب سطحی، تغییرات کاربری اراضی می باشد. حوضه آبخیز آتشگاه یکی از زیرحوضه های مهم حوضه ی آبخیز یدی بولیک چای با مساحت 50/40 کیلومتر مربع در دامنه شرقی کوه سبلان واقع شده است. این تحقیق با هدف ارزیابی تغییرات کاربری اراضی، هیدروگراف سیل و دبی پیک حوضه آتشگاه در دو مقطع زمانی 1347 و 1390 صورت گرفت. نقشه کاربری اراضی، با استفاده از عکس های هوایی مربوطه برای سال 1347 و با استفاده از نقشه کاربری اراضی سال 1390 استان اردبیل و نرم افزار Google Earth برای سال 1390 تهیه شد. جهت برآورد متوسط حداکثر بارش روزانه از 9 ایستگاه باران سنجی استفاده شد. داده های مربوط به حداکثر بارش روزانه بعد از تکمیل و بررسی نرمال و همگن بودن وارد نرم افزار Easy Fit شد. 8 تابع توزیع احتمالاتی از طریق سه محک آماری مورد ارزیابی قرار گرفت. حداکثر بارش روزانه در تمامی ایستگاه ها برای هر یک از دوره های بازگشت 2، 5، 10، 25، 50 و 100 سال با استفاده از تابع لوگ نرمال برآورد شد. جهت شبیه سازی، الگوی بارش WMO و مدل بارش-رواناب SCS انتخاب گردید. نتایج نشان داد که مساحت مراتع متراکم کاهش پیدا کرده و اراضی مسکونی و کشاورزی نیز افزایش یافته است که سبب افزایش مقدار شماره منحنی در طی 43 سال (1347 تا 1390) شده است. نتایج شبیه سازی هیدروگراف سیلاب برای دو مقطع زمانی نشان داد که با افزایش دوره بازگشت، اختلاف حداکثر دبی افزایش داشته به طوری که در دوره بازگشت 2 سال بین دبی سال 1347 و 1390 اختلاف زیادی وجود ندارد ولی با افزایش دوره بازگشت اختلاف قابل ملاحظه ای بین حداکثر دبی سیلاب دو مقطع زمانی دیده می شود. نتایج حاکی از آن است که طی دوره 43 سال مورد نظر، هیدروگراف سیلاب تغییر یافته و حداکثر دبی سیل نیز افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: کاربری اراضی، بارش روزانه، تابع توزیع احتمالاتی، بارش - رواناب
|
  • Reza Chamanpira*, Esfandyar Hassani Moghaddam Pages 1-14
    Various methods have been used for collecting water, but each one by itself has shortcomings that have prevented or limited its application. The method of rainwater collection by using a rainwater harvesting device (rainwater harvesting machine or R.H.M) is a new technique that was inspired by pitcher irrigation, techniques of water harvesting, and drip irrigation. Combination of these three methods had led to the manufacturing of a very simple and practical device that can be used in various parts of the world (including Iran), especially in arid and semi-arid and even in semi-humid regions where access to water is limited or impossible. This device has applications in supplying the water required for agriculture, drinking, tourism, etc. Rainwater harvesting devices have completely overcome the disadvantages of the three methods mentioned above. It is a simple and multi-purpose tool, and its main application is to provide sufficient water for establishing and developing orchards, planting trees in regions where water is scarce or unavailable, and job creation. Protection of groundwater resources and prevention of erosion are among the most important additional goals in utilizing this device. In the present research, two samples of rainwater harvesting devices with the capacities of storing 430 and 1800 liters of rainwater were first designed, produced, and installed. A rain gauge was then used to measure daily rain and the volume of rainwater stored in the tanks of the devices, and to study their ability to store and save rainwater. Results showed that the devices had the necessary efficiency for harvesting and storing rainwater for when water was needed. The total water loss during the processes of rainwater entrapment and storage until the time it was used amounted to less than five percent.
    Keywords: Micro-catchment, Rainwater harvesting, Water supply, Storage, Arid, semi-arid areas
  • Saeed Salehian*, Rahmatollah Monshizadeh Pages 15-24
    Zayandeh-rud Basin is one of the most sensitive basins in Iran, politically, socially and economically. In the last two decades, the Zayandeh-rud basin has suffered from water stress, with about three-fifths of the length of the river in the middle and lower parts facing instability of water resources which have made those sections of the river seasonal. Due to the river water drying, water allocation to agricultural sector has been difficult, as water has flowed in the river only 5 times in the last decade, each time for few month. The closed condition and generative property of the Zayandeh-rud basin is such that the rate of exploitation of groundwater affects the occurrence or intensification of water instability in the basin. In this research, studied groundwater resources (Qanat, well) and springs in Zayandeh-rud basin are studied and compared during 2006 and 2011, two years in which a census was held. The results of the study show that after water resource instability, farmers tried to compensate for water reduction through well drilling and underground water utilization in order to continue their activities. This can be seen in the increase in the number of wells from the middle parts of the basin to the end of the river. In 10 years (2001-2011), about 9,000 wells were drilled to compensate for lack of water in the Zayandeh -rud basin and during this time, the average groundwater table level has fallen by an average of 5 meters. In addition, during this period, the qanats in Zayandeh-rud basin have either dried or showed reduced output. Similarly, the number of springs reduced due to climatic causes. Increased exploitation of underground aquifers has exacerbated the unstable condition of water and drought in the basin.
    Keywords: Groundwater resources, Wells, Qanats, Springs, Zayandeh-Rud Basin
  • Bahman Alishavandi*, Akbar Fakhierh , Ali reza Moghaddam nia , Masuod Samiee Pages 25-34
    Estimating base flow rate and ground water recharge in a watershed is one of the most important issues in the management of water resources and hydrology. Since the river-aquifer system is a system with two inter-related elements, it is necessary to investigate base flow versus groundwater table of the aquifer to evaluate groundwater recharge estimation methods. In this study, PART and RORA software packages were used for base flow separation and groundwater recharge estimation based on the daily flow data for the Chenar Rahdar River. Also, the correlation between estimates of the two methods and groundwater levels was calculated. In this study, RORA was used to estimate the mean annual recharge during the statistical period using a recession curve displacement method which gave an estimate of 329 mm; using PART a discharge rate of 301 mm was estimated. RORA estimates the recharge rate above the discharge rate. The results of this study showed that there is an inverse relationship between estimates of the two methods with groundwater table. The average base flow index represents 65 percent of the overall flow at the station. Also statistical tests showed no significant differences between rates of groundwater discharge and recharge.
    Keywords: Keywords: Base flow separation, Groundwater recharge, Chenar Rahdar Station, PART, RORA
  • Mohammad Mohammadlou*, Naser Tahmasbipour Pages 35-46
    Climate change is one of the most important challenges which have affected various aspects of human life. In this study, first the type of climate was studied at the base period (1979-2009) at two stations of Urmia and Khoy. Climate was also identified according to the classifications of De Martonne and Selyaninov. After assessing the capability of the LARS-WG downscaling model during the base period, two models which were most similar to the base period of the studied regions were selected from general atmospheric circulation models for future studies. Assessing the effects of climate change on rainfall and temperature patterns at the two stations in the period from 2011 to 2040, De Martonne climate classification in the past period for the Urmia station and all scenarios of the two models of HADCM3 and HADGEM1 indicate a semi-arid climate. The results show that under the influence of changes at the Urmia station, the De Martonne drought factor will have an increasing trend and the region will shift from a semi-arid climate in the base period, towards a Mediterranean climate in the future period. According to the Selyaninov climate classification, this coefficient will increase in all scenarios of the two selected models, except for the A2 scenario of the HADGEM1 model. Regional climate will move from dry steppe to wet steppe. At Khoy Station in the base period and all scenarios of the two selected models of HADCM3 and ECHO-G, according to the climatic classification of De Martonne, the climate was dry and influenced by climate change. The De Martonne climate factor will decrease and the region becomes drier. According to the Selyaninov climate classification for all scenarios, the Selyaninov coefficient shows a downward trend. Thus, the climate of the region is desert type and due to increasing temperature and decreasing rainfall, the climate of the region will become drier and more arid in future periods.
    Keywords: Urmia & Khoy_General atmospheric circulation models_HADCM3_HADGEM1_LARS-WG
  • Hamid Goharnejad*, Arash Bihamta , Saber Moazami Pages 47-58
    Reduction in rainfall, population growth, environmental issues, and a need for development of green areas in residential buildings have become a major challenge for water resource management. The majority of urban surfaces are impermeable and as a result precipitation mostly flows on the surface as runoff. Hence, storage of rainfall in dry urban areas has an important role in water resource management. Tehran, with a population of more than 10 million people, has a dry semi-arid climate. Storage of rainfall can be effective in providing water for various purposes. The aim of this study was the evaluation of rainfall in Tehran and to assess the required volume of storage units to be built on roofs by designing and optimizing collection reservoirs for irrigation of green areas in residential units. To this end, precipitation data of two synoptic stations of Shemiran and Mehrabad, have been used for the northern and southern parts of Tehran, respectively. The evaluations were performed under two scenarios. In the first scenario, the highest monthly rainfall, and in the second scenario, the average annual precipitation was considered and storage volumes of tanks were calculated for roofs with areas ranging from 100 to 550 square meters. The results showed that in Tehran, using rainwater harvesting system in the months with the highest rainfall can meet the needs of green areas in drier month, as well as some other non-drinking water uses. Under the scenario which utilized the months with the highest rainfall, for every 100 m² of roof space, about 5000 liters of rainwater can be stored which lessens the pressure on the municipal water supply network and offers economic benefits .
    Keywords: Rainwater harvesting, Rooftop, Storage tank, Tehran
  • Mahdieh Tavakoli Ghazi Jahani , Majid Raoof*, Ali Rasoulzadeh , Sajad Mirzayi Pages 59-71
    Watershed management undoubtedly influences all water balance equation parameters. One of the most important parameters that influence runoff is land use change. Atashgah Basin, one of the most important sub-basins of Yadyboolikkchay, has an area of 40.50 km2 and is located to the east of Sabalan Mountain. In this study the effect of land use change on flood hydrographs was evaluated for the time period between 1968 and 2011. Land use map from 1968 was prepared using aerial photographs and land use map for 2011 was prepared using land use map of Ardabil province and the Google Earth package. To estimate maximum daily precipitation, data from 9 rain stations were used. Maximum daily precipitation data were prepared, completed and normalized. 8 probability distribution functions were evaluated using 3 statistical criteria. Maximum daily precipitation was calculated for 2, 5, 10, 25, 50 and100 years return periods using a log-normal probability distribution function. For simulation, the WMO rainfall pattern and the SCS rainfall-runoff model were selected. Results showed that dense rangeland areas had decreased and area of residential and agricultural land had increased, which have cause an increase in curve number during the 43-year period. Hydrograph simulation results for the two ends of the interval showed that maximum flood flow increased greatly with increase in return period, at low return periods (2 to 10 years). There was a small difference between 1968 and 2011 in terms of flood flow at mentioned return periods. Difference between flood flow of 1968 and 2011 increased with increas in return period (decreased permeability). Results, also showed that, land use change of Atashgah basin within 43 years decreased soil permeability and increase runoff.
    Keywords: Land Use_Daily Precipitation_Probability Distribution Function_Rainfall – Runof