فهرست مطالب

مهندسی و مدیریت آبخیز - سال یازدهم شماره 1 (بهار 1398)
  • سال یازدهم شماره 1 (بهار 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/01/01
  • تعداد عناوین: 20
|
  • محمد ابراهیم بنی حبیب*، بهمن وزیری صفحات 1-14
    از آنجا که انجام بسیاری از تحقیقات آب و خاک نیازمند ایجاد باران مصنوعی می باشد، لذا دستگاه های شبیه ساز باران یک ابزار کاربردی در این زمینه تحقیقاتی می باشد. به همین دلیل، تا کنون در تحقیق های مختلف، دستگاه های شبیه ساز باران متنوعی، طراحی، ساخته و به کار گرفته شده اند. هر چند دستگاه های شبیه ساز ساخته شده تا کنون امکان شبیه سازی میزان شدت بارش را فراهم می آورند، ولی در عین حال شبیه سازی تغییرات زمانی بارش به وسیله این دستگاه ها نیازمند سیستم هایی پرهزینه و پیچیده ای بوده که امکان استفاده از آن ها را در آزمایش های صحرایی مشکل می نماید. لذا، در این تحقیق، سعی شد تا با کمک روند یابی مخازن متوالی دستگاه شبیه ساز بارشی طراحی و ساخته شود که در عین سادگی و هزینه پایین ساخت، بتواند امکان ایجاد هایتوگراف بارش را همانند بارش های طبیعی فراهم آورده و در آزمایش های صحرایی بدین منظور مورد استفاده قرار گیرد.نتایج واسنجی دستگاه نشان دهنده خطای کمتر از پنج درصد می باشد. همچنین، نتایج نشان دهنده شبیه سازی هایتوگراف مشاهداتی بارش ایستگاه نیاوران با این دستگاه با خطای 6.1 درصدی است. همچنین، این دستگاه امکان شبیه سازی بارش و ایجاد هایتوگراف بارش تا مدت زمان بارش سه ساعت و شدت 30 میلی متر بر ساعت را دارا می باشد. لذا، دستگاه پیشنهادی و مدل عددی آن می تواند برای ایجاد هایتوگراف بارش مصنوعی در آزمایش های میدانی بررسی نفوذ آب باران و فرسایش پاشمانی کاربرد داشته باشد.
    کلیدواژگان: بارش مصنوعی، تغییرات زمانی بارش، دستگاه شبیه ساز بارش، شدت بارش، فرسایش پاشمانی
  • محمد رستمی خلج*، علی سلاجقه، علیرضا مقدم نیا، شهرام خلیقی سیگارودی، مریم آذرخشی صفحات 15-27
    مدل سازی بارش-رواناب یکی از روش های تخمین رواناب و ابزاری مناسب برای مطالعه فرایندهای هیدرولوژیکی، ارزیابی منابع آبی و مدیریت حوزه آبخیز می باشد. اما پیچیدگی و ماهیت غیر خطی فرایند بارش-رواناب و ناشناخته بودن تاثیر عوامل روی یکدیگر و نهایتا روی دبی خروجی حوضه مدل سازی را مشکل تر می کند. لذا، استفاده از روش هایی که علاوه بر پویایی، قابلیت توسعه، ساختار مفهومی و کاربرپسند داشته باشد، ضروری می باشد. از این رو در این مطالعه برای مدل سازی بارش-رواناب از روش های پویایی سیستم در حوضه سد کارده مشهد استفاده شد. مدل ارائه شده شامل شش مخزن است که عبارت از مخزن برف، مخزن تاج پوشش، مخزن سطوح نفوذناپذیر، مخزن خاک سطحی، مخزن خاک زیرسطحی و مخزن آب زیرزمینی می باشند. داده های ورودی مورد نیاز شامل بارندگی و دمای متوسط روزانه است. برای واسنجی مدل از داده های روزانه دبی خروجی حوضه در بازه زمانی سال های 1998 تا 2008 و برای دوره اعتبارسنجی آمار سال 2009 تا 2012 استفاده شد. نتایج تحلیل حساسیت مدل نشان داد که پارامترهای مربوط به دما از حساسیت بیشتر برخوردار بوده و تاثیر قابل ملاحظه ای روی دبی و دبی پیک حوضه دارند. همچنین، مقادیر شبیه سازی شده و مشاهده ای تطابق خوبی دارند و دامنه ضریب ناش- ساتکلیف به دست آمده در دوره اعتبارسنجی بین 0.67-0.57 است که نشان دهنده توانایی بالای روش های پویایی سیستم در مدل سازی بارش-رواناب حوضه می باشد.
    کلیدواژگان: استان خراسان رضوی، ضریب ناش-ساتکلیف، فرایند هیدرولوژیکی، مخزن برف، مخزن سطوح نفوذناپذیر
  • آیدینگ کرنژادی، حمیدرضا پورقاسمی* صفحات 28-42
    هدف از تحقیق پیش رو، پهنه بندی حساسیت زمین‏ لغزش در حوزه آبخیز چهل چای، واقع در استان گلستان می باشد. بدین منظور، از دو مدل داده کاوی ماشین بردار پشتیبان (SVM) و درخت رگرسیون تقویت شده (BRT) به لحاظ الگوریتم محاسباتی توانمند در زمینه ارزیابی فرایند زمین لغزش استفاده شد. شواهد زمین لغزش با استفاده از دستگاه موقعیت یاب جهانی (GPS)، بازدید های میدانی و اطلاعات سازمانی موجود ثبت و در سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) در قالب نقشه تهیه شد. همچنین، با توجه به مرور منابع گسترده، 12 عامل زمینه ساز شامل فاصله از گسل، فاصله از آبراهه، فاصله از جاده، واحدهای سنگ شناسی، بافت خاک، کاربری اراضی، درجه شیب، جهت شیب، طبقات ارتفاعی، انحنای طولی و عرضی دامنه و شاخص رطوبت (WI) به عنوان عوامل موثر بر وقوع زمین لغزش منطقه مورد مطالعه انتخاب و لایه های مذکور در سامانه اطلاعات جغرافیایی تهیه شدند. به منظور ارزیابی نتایج مدل ها، از مقدار مساحت زیر منحنی تشخیص عملکرد نسبی (ROC) و 30 درصد لغزش های استفاده نشده در فرایند مدل سازی استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل ماشین بردار پشتیبان (SVM) با مساحت زیر منحنی 0/82 (82 درصد) کارایی بهتری در پهنه بندی حساسیت زمین لغزش در حوضه مورد مطالعه داشته و مدل BRT با مقدار معادل 0/77 (77 درصد) در رتبه بعدی اهمیت قرار گرفت. بر اساس نتایج مدل SVM، حدود 45 درصد از حوزه آبخیز چهل چای در پهنه حساسیت زیاد و خیلی زیاد به وقوع زمین لغزش قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: استان گلستان، درخت رگرسیون تقویت شده، سامانه اطلاعات جغرافیایی، ماشین بردار پشتیبان
  • فرود شریفی*، سمانه اروندی صفحات 43-61
    این پژوهش به منظور ارزیابی فرایندهای هیدرولوژیکی و ظرفیت های آبی منطقه مورد بررسی و فراهم کردن ابزاری برای برآورد آبدهی و شبیه سازی رفتار حوزه های آبخیز در استان گلستان به انجام رسید. با بررسی تعدادی از مدل ها، مدل های شبیه سازی SFBM ،AWBM2002 ،SCS و ISDI، پس از انجام اصلاحات و تطبیق با شرایط، انتخاب و در سطح کل حوضه های دارای آمار به کار گرفته شد. تحلیل نتایج مدل های توسعه یافته، پارامترهای مدل ، آستانه شروع رواناب، منحنی تداوم جریان، خط برف، شاخص های خشکیدگی جریان و شاخص دبی پایه، تهیه و یا انجام شد. نتایج پژوهش نشان داد که مدل های مورد استفاده به خوبی می توانند مجموع رواناب، آب پایه و رواناب سطحی را در این حوضه ها شبیه سازی کنند و قادرند با اطلاعات قابل دسترس پاسخ حوضه های فاقد آمار را محاسبه کرده و از قابلیت خوبی در طراحی و پژوهش برخوردار باشند. نتایج به دست آمده در برآورد آستانه شروع رواناب، نشان داد که بیشترین مساحت استان دارای آستانه شروع رواناب بین پنج تا 10 میلی متر است. این محدوده آستانه شروع رواناب در گستره 61.51 درصد کل حوضه های استان است. هرچه آستانه شروع رواناب کمتر باشد، نشان از قابلیت نفوذپذیری کمتر و در نتیجه سیل خیزی بیشتر است، در نتیجه اکثر پهنه های حوضه های استان مستعد سیل خیزی است. همچنین، نتایج نشان داد که بالاترین مقدار آستانه شروع رواناب در حوضه بندرگز برابر با 20 میلی متر بوده که دبی ویژه حداکثر لحظه ای آن برابر با 0.27 متر مکعب بر ثانیه در کیلومتر مربع برآورد شد. کمترین مقدار آن نیز در حوضه های آزادشهر و گنبد کاووس به ترتیب برابر با دو و چهار میلی متر به دست آمده که دبی ویژه حداکثر لحظه ای آن از 0.16 در حوضه گنبد کاووس تا 0.26 متر مکعب برثانیه در کیلومتر مربع در حوضه آزاد شهر است. نتایج دیگر پژوهش نشان می دهد که از بین حوضه های مناطق مشابه، حوضه پایاب قطورچای با مساحت 201.45 کیلومتر مربع با دبی ویژه حداکثر لحظه ای 0.49 متر مکعب برثانیه در کیلومتر مربع دارای بیشترین مقدار و حوضه های شور میانی با مساحت 37.22 کیلومتر مربع و حوضه خلیج گرگان با مساحت 291.62 کیلومتر مربع در محدوده استان با دبی 0.04 متر مکعب بر ثانیه در کیلومتر مربع دارای کمترین دبی ویژه حداکثر لحظه ای با دوره بازگشت 50 ساله است. نتایج روابط بین آستانه شروع رواناب با عوامل مورفو-اقلیمی نشان داد که آستانه شروع رواناب، بیشترین همبستگی را با عمق بارش دارد. نتایج حاصل از مدل خشکی نشان داد که در مرحله اعتبارسنجی مدل با ضریب همبستگی بالا دبی را شبیه سازی کرده است.
    کلیدواژگان: بارش، تبخیر، رواناب، AWBM، ISDI، SCS، SFBM
  • ایوب مرادی*، علی نجفی نژاد، مجید اونق، چوقی بایرام کمکی صفحات 62-75
    برای شبیه سازی رواناب و رسوب در حوزه های آبخیز نیاز به استفاده از مدل های مختلفی است که هر یک برای شرایط خاص ارائه شده اند. یکی از پرکاربردترین مدل های هیدرولوژیکی مدل نیمه توزیعی SWAT است. از جمله مهمترین اطلاعات مکانی مورد نیاز مدل SWAT، نقشه مدل رقومی ارتفاعی (DEM) است که در استخراج مشخصات هیدروگرافی حوضه، برآورد توزیع مکانی رواناب و بار رسوب نقش دارد و دقت آن نقش زیادی در نتایج خروجی مدل دارد. هدف از این مطالعه، بررسی اثر انواع مدل های رقومی ارتفاعی بر رواناب و بار معلق آبخیز گالیکش استان گلستان می باشد. برای این منظور، سه نوع DEM با دقت های 30، 90 و 1000 متر انتخاب شد و در یک دوره 27 ساله مدل SWAT اجرا شد. در این مطالعه، از نرم افزار SWAT-CUP و روش SUFI2 برای واسنجی و اعتبارسنجی مدل استفاده شد. معیار ناش-ساتکلیف (NS) به عنوان تابع هدف برای دبی و بار معلق در مرحله واسنجی (1990-2007) برای دقت های 30، 90 و 1000 متر نقشه DEM به ترتیب 0.63، 0.63 و 0.62 به دست آمد که با توجه به دامنه های تفسیری در نظر گرفته شده در مدل SWAT برای تابع هدف، قابل قبول ارزیابی شد. همچنین، میزان رواناب سالانه حوضه نیز برای دقت های 30، 90 و 1000 متر به ترتیب 11.23، 11.30 و 11.39 میلی متر و میزان رسوب سالانه به ترتیب 9.18، 8.97 و 8.83 تن در هکتار در سال به دست آمد. نتایج نشان داد که استفاده از انواع مختلف مدل های رقومی ارتفاعی نتایج نسبتا یکسانی را در برآورد رواناب و رسوب دارد، هر چند تغییرات در نتایج رسوب اندکی بیشتر بود. علت این شباهت منطق مدل سازی معکوس و همچنین، اثرات دخالت ندادن پارامترهایی بود که به طور مستقیم از نقشه DEM به دست می آید. در مجموع نتایج نشان داد که با توجه به محدودیت اطلاعات در مرحله واسنجی مدل SWAT، انواع مدل رقومی ارتفاعی استفاده شده تاثیر چندانی بر شبیه سازی رواناب و رسوب ندارد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، رواناب، روش SUFI2، نیمه توزیعی، نرم افزار SWAT-CUP، DEM
  • حبیب نظرنژاد*، طیبه ایرانی، میرحسن میریعقوب زاده صفحات 76-87
    کاربری اراضی به نوع استفاده از زمین در وضعیت موجود گفته می شود که در بر گیرنده تمامی کاربری ها در بخش های مختلف می شود. در این پژوهش، تغییر سطح کاربری های موجود در حوضه زرینه رود در سه دوره زمانی (1366، 1383 و 1392)، با استفاده از سنجنده های TM و OLI ماهواره لندست 5 و 8 و تاثیر آن بر کیفیت آب بررسی شد. نتایج بیانگر تغییرات کاربری اراضی در حوضه به سمت کاهش مرتع و افزایش زراعت می باشد. برای بررسی کیفیت شیمیایی آب کشاورزی از دیاگرام ویلکوکس و آب شرب از دیاگرام شولر استفاده شد. بر اساس دیاگرام ویلکوکس فقط سال 1383 (دوره خشک) در طبقه C3-S1 و بقیه سال ها در طبقه C2-S1 قرار گرفته است. بر اساس دیاگرام شولر، سال 1383 (دوره خشک) در رده شرب قابل قبول قرار داشته و بقیه سال ها در رده قابلیت شرب خوب قرار گرفته است و هیچ محدودیتی از نظر شرب ندارند. بررسی کیفیت آب رودخانه زرینه رود، کاهش کیفیت آب را، به صورت افزایش در مشخصه های EC ،TDS و SAR در سال 1383 نشان می دهد که حاکی از کاهش کیفیت آب رودخانه در نتیجه تغییر کاربری اراضی است که با وقوع خشکسالی در سال آبی 84-83 مطابقت داشت.
    کلیدواژگان: دیاگرام شولر، دیاگرام ویلکوکس، سطح کاربری، سنجنده TM، سنجنده OLI
  • عبدالرسول زارعی* صفحات 88-100
    خشکسالی یکی از پدیده های جدایی ناپذیر نوسانات اقلیمی است که سالانه خسارات زیادی را به بخش های مختلف وارد می سازد. بنابراین، پیش بینی خشکسالی می تواند در کاهش خسارات ناشی از آن موثر باشد. یکی از روش های پیش بینی خشکسالی زنجیره مارکف می باشد. در این مطالعه، با استفاده از داده های اقلیمی پنج ایستگاه سینوپتیک کشور با اقلیم های مختلف، طی دوره آماری 1967 الی 2014، تاثیر مرتبه زنجیره مارکف (مرتبه های 1، 2 و 3) بر دقت پیش بینی خشکسالی (بر مبنای شاخص SPEI) به وسیله این مدل بررسی شد. بر اساس نتایج، احتمال انتقال از کل طبقات خشکسالی به طبقه 4 بیشترین فراوانی و به طبقه 1 کمترین فراوانی را دارا بود. بررسی ها نشان داد که در حالتی که بین طبقات خشکسالی پیش بینی شده و مشاهده شده، هیچ اختلافی وجود نداشته باشد، مارکف مرتبه 3، دارای بهترین نتایج پیش بینی است. زمانی که بین طبقات خشکسالی پیش بینی شده و مشاهده شده فقط یک طبقه اختلاف وجود داشته باشد، در 60 درصد موارد مارکف مرتبه 3 و در 40 درصد موارد مارکف مرتبه 2 دارای بهترین نتایج پیش بینی بود. زمانی که بین طبقات خشکسالی پیش بینی شده و مشاهده شده دو یا سه طبقه اختلاف وجود داشته باشد، مارکف مرتبه 3، دارای بهترین نتایج بود. بنابراین، توصیه می شود، در پیش بینی خشکسالی با استفاده از شاخص SPEI و زنجیره مارکف، در درجه اول مارکف مرتبه 3 و در درجه بعد از مارکف مرتبه 2 استفاده شود.
    کلیدواژگان: اثرات خشکسالی، پایش، تحلیل خشکسالی، شاخص خشکسالی، نوسانات اقلیمی
  • مسیب حشمتی*، یحیی پرویزی، محمد قیطوری، مجتبی صانعی، صمد شادفر، مسعود گودرزی صفحات 101-111
    امروزه تخریب منابع سرزمین، آلودگی هوا، کمبود مواد غذایی، فقر و نابرابری مهمترین چالش‏ هایی هستند که حل آن ها بدون مشارکت فعال ساکنین محلی امکان ‏پذیر نیست. هدف از انجام این پژوهش ارزیابی اقدامات آبخیزداری انجام یافته از دیدگاه ساکنین محلی بود که در قالب پروژه بین‏ المللی منارید در حوضه رزین استان کرمانشاه بین سال های 95-1392 به مرحله اجرا در آمده بود. نظرات جامعه محلی از طریق مصاحبه حضوری در قالب پرسش‏نامه دریافت شد. نتایج این بررسی نشان داد که اقدامات انجام یافته شامل کپه‏ کاری، احداث باغ، بند سنگی-ملاتی، بند گابیونی و دایک (دیواره کنترل سیل) بود. بیشتر مصاحبه ‏شوندگان با اقدامات بیولوژیکی انجام یافته (کپه‏ کاری و باغات دیم) به‏ دلیل محدودیت در چرای دام، خلع ید برخی دیم زارها و در مواردی ایجاد تضاد موافقت چندانی نداشتند. نظرات موافق به دلیل چشم داشت آن ها برای ماکیت باغات و تسهیلات بانکی بود. حدود 85 درصد پاسخ ‏دهندگان اظهار داشتند که از نظرات و دیدگاه آن ها، علی‏رغم داشتن تجربیات و ایده‏ هایی مناسب تر و سازگار با محیط‏ زیست، در مراحل مختلف انجام اقدامات آبخیزداری استفاده نشده بود. به طور کلی، آن ها بر این باور بودند که اقدامات مکانیکی راه ‏حل مناسبی برای مقابله با فرسایش خاک، کنترل سیل، کاهش رواناب و بهبود آبیاری نیستند. غالب پاسخ‏ دهندگان بر اساس تجربیات تلخ خشکسالی‏ های اخیر و میزان آگاهی و سوادشان، نگران تغییرات اقلیمی و پیامدهای ناشی از آن بر کشاورزی و معیشت شان بودند و به همین دلیل، اذعان نمودند که مدیریت آبخیزداری و اقدامات دولتی بایستی در راستای مدیریت خشکسالی و سازگاری با شرایط جدید اقدامات اساسی انجام دهد. به طور کلی، ایده ‏ها و مشارکت ساکنین محلی و بهره‏ برداران بخش موثر اقدامات آبخیزداری هستند.
    کلیدواژگان: اقدامات آبخیزداری، پروژه ‏های بیومکانیکی، تخریب سرزمین، ساکنین محلی، مشارکت روستاییان
  • راضیه صبوحی*، حسین بارانی، مرتضی خداقلی، احمد عابدی سروستانی، اصغر طهماسبی صفحات 112-128
    یکی از مهمترین پدیده هایی که در سال های اخیر منابع طبیعی و به ویژه جوامعی که معیشت آن ها در ارتباط با آن است را تحت تاثیر قرار داده، تغییر اقلیم است. همچنین، پیش بینی متغیرهای اقلیمی به منظور دستیابی به تغییرات آینده و در نظر گرفتن سازگاری هایی برای رویارویی با تغییرات اقلیمی مورد توجه پژوهشگران است. بنابراین، در این بررسی، با هدف تحلیل روند گذشته و پیش بینی متغیرهای بارش، میانگین دمای کمینه و بیشینه به ترتیب از آزمون ناپارامتریک من-کندال و مدل گردش عمومی جو HadCM3 استفاده شد. به این منظور، داده های خروجی مدل گردش عمومی جو HadCM3 با سه سناریو تغییر اقلیم A1B ،A2 و B1 با استفاده از مدل LARS-WG در منطقه سمیرم ریزمقیاس شد. نتایج نشان داد، متغیرهای دمایی (میانگین، میانگین بیشینه و میانگین کمینه) در شش ایستگاه مورد بررسی در فصل زمستان، پاییز و در بازه سالانه روند افزایشی داشته، در فصول بهار و تابستان متغیرهای دمایی مختلف روند متفاوتی نشان می دهند و متغیر بارش در بازه سالانه در بیشتر ایستگاه ها روند منفی نشان می دهد. همچنین، نتایج پیش بینی دمای کمینه حاکی از آن است که دمای کمینه در طول قرن 21 با هر سه سناریو مورد بررسی عموما افزایش پیدا می کند و بیشترین افزایش میانگین دمای کمینه نسبت به دوره فعلی در ماه نوامبر با بیش از 0.8 درجه سانتی گراد افزایش مشاهده می شود. پیش بینی دمای بیشینه نشان دهنده تغییر در آستانه دمای بیشینه و گرم تر شدن قرن حاضر در تمام ماه های سال به جز ژانویه است و بارش در تمام ماه ها به جز ماه ژوئن و سپتامبر با استفاده از هر سه سناریو افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، من-کندال، ریزمقیاس سازی، سناریوهای اقلیمی، HadCm3
  • امیرحسین حلبیان*، نسرین نیک اندیش، مطهره اکبری صفحات 129-146
    از آن جایی که سیل هم از نظر تلفات جانی و هم از نظر خسارت مالی یکی از مهیب ترین بلایای طبیعی در جهان محسوب می شود، واکاوی الگوهای سینوپتیکی و دینامیکی پدید آورنده سیلاب نه تنها ساز و کار پیدایش آن ها را آشکار می سازد، بلکه برای پیش آگاهی و آمادگی رویارو شدن با آن ها نیز سودمند است. در این پژوهش، سعی بر این است که الگوهای موجد سیلاب در استان مازندران شناسایی شود تا از طریق پیش بینی این الگوها قبل از وقوع سیل بتوان اقدامات پیش گیرانه لازم را برای جلوگیری از خسارات احتمالی و همچنین، استفاده بهینه از بارش ها به عمل آورد. بدین ترتیب، در این مطالعه، دو پایگاه داده متشکل از دو گروه متغیر ضرورت می یابد. یک گروه متغیرها و داده های جوی، مشتمل بر ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال، باد مداری، باد نصف النهاری و نم ویژه طی ساعت های هم دید چهارگانه در محدوده صفر تا 80 درجه شمالی و صفر تا 120 درجه شرقی با تفکیک مکانی 5/2×5/2 درجه قوسی که از پایگاه داده (NCEP/NCAR) برداشت شده است و گروه دیگر داده های بارش و دبی روزانه منطقه طی روزهای 28 آبان تا 2 آذر 1388 می باشد. در ادامه، با بهره گیری از رویکرد محیطی به گردشی نسبت به ترسیم نقشه های الگوهای گردشی تراز 500 هکتوپاسکال، الگوهای ضخامت جو ترازهای 500 تا 1000 هکتوپاسکال، تابع هم گرایی شار رطوبت و تابع جبهه زایی ترازهای 500، 925 و 1000 هکتوپاسکال در روز رخداد سیل اقدام شد. نتایج حاصل از این پژوهش آشکار ساخت که بارش های سیل زا در منطقه مازندران غالبا از کم فشارهای مهاجر همراه با جبهه از جانب شرق مدیترانه حاصل شده است. بررسی الگوهای ضخامت جو نیز منطقه کژفشاری شدیدی را که ناشی از تصادم توده هوای سرد عرض های بالایی با هوای گرم و مرطوب نفوذی از سمت جنوب مدیترانه است، نشان داد. تحلیل الگوهای تابع هم گرایی شار رطوبت نیز حکایت از این داشت که بارش های سیل زا حاصل شارش رطوبت از پیکره های آبی خزر و دریای سیاه به منطقه مازندران و انباشت رطوبت در این گستره جغرافیایی است. تحلیل نقشه های تابع جبهه زایی نیز موید این موضوع است که وقوع بارش های سیل زا در منطقه مطالعاتی می تواند متاثر از تشکیل و رخداد جبهه در روی گستره های آبی دریای خزر و دریای سیاه در تراز میانی جو و شرق این دو پیکره آبی در ترازهای پایینی جو (925 و 1000 هکتوپاسکال) باشد.
    کلیدواژگان: الگوهای ضخامت، الگوی گردشی، جبهه زایی، سیل، هم گرایی شار رطوبت
  • الهام رضایی، بابک شاهی نژاد*، حجت ا.. یونسی صفحات 147-165
    یکی از موضوعات مهم در بحث کیفی رودخانه‏ ها پیش ‏بینی میزان مواد جامد محلول در آب می‏ باشد. در این پژوهش، عملکرد مدل‏ های هوشمند ماشین بردار پشتیبان با توابع هسته مختلف، برنامه ‏ریزی بیان ژن و شبکه بیزین برای پیش ‏بینی میزان مواد جامد محلول در آب رودخانه کشکان مورد بررسی قرار گرفت. بدین‏ منظور، از داده های کیفی ایستگاه پلدختر واقع در استان لرستان، شامل هیدروژن کربنات، کلرید، سولفات، منیزیم، کلسیم، سدیم، هدایت الکتریکی، دبی جریان و pH برای پیش بینی میزان مواد جامد محلول در آب طی دوره آماری 1395-1370 در مقیاس زمانی ماهانه استفاده شد. برای صحت سنجی مدل‏ ها از معیارهای ضریب تبیین، ضریب نش-ساتکلیف، ریشه میانگین مربعات خطا و اریب استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد که در هر سه مدل مذکور، ساختارهای ترکیبی از دقت قابل قبولی برخوردار هستند. همچنین، بر اساس معیارهای ارزیابی مشخص شد که مدل ماشین بردار پشتیبان با هسته توابع پایه شعاعی بیشترین دقت 0.982، کمترین میزان ریشه مربعات خطا (mglit-1) 0.032، کمترین اریب 0.001 و بیشترین ضریب نش-ساتکلیف 0.963 را نسبت به سایر مدل‏ ها داشته است.
    کلیدواژگان: برنامه‎ریزی بیان ژن، پیش ‏بینی، توابع هسته مختلف، شبکه بیزین، ماشین بردار پشتیبان
  • مهران زند* صفحات 166-179
    امروزه گرمایش و تغییر اقلیم کره زمین ناشی از اثر گلخانه ای تشدیدی حاصل از تصاعد گازهای کربنی به جو زمین به عنوان یکی از مهمترین تهدیدها برای توسعه پایدار و امنیت غذایی به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک جهان نظیر ایران محسوب می شود. این پژوهش، با هدف تعیین اثرات عملیات احیایی آبخیزداری (مکانیکی، بیولوژیک و بیومکانیکی) اجراء شده به وسیله سازمان جنگل ها، مراتع و آبخیزداری، در افزایش پتانسیل ترسیب کربن اراضی و انتخاب الگوهای بهینه اجرا شده، طرح ریزی و اجرا شده است. به منظور برآورد میزان ترسیب کربن، سه حوضه به عنوان سایت نمونه انتخاب شد که در هر سه حوضه به روش سیستماتیک-تصادفی با استفاده از ترانسکت و پلات، نمونه برداری صورت گرفت. سپس، نمونه ها توزین شده، وزن آن ها بر اساس پلات در واحد سطح و هکتار مشخص شد. نتایج پژوهش نشان داد که حوضه نمونه ریمله با میزان 2025 کیلوگرم در هکتار بیشترین و حوضه نمونه شاهد آبخوان با 122 کیلوگرم در هکتار کمترین میزان ترسیب کربن را بین پروژه های بیولوژیکی داشته اند. به لحاظ نوع عملیات بیولوژیکی انجام شده نیز، پروژه بذرکاری با گندم در حوضه ریمله با 1064.56 کیلوگرم در هکتار بهترین عملکرد را از نظر ترسیب کربن داشته و در رتبه برتر قرار گرفت. با توجه به نتایج آزمایشات و تحلیل اطلاعات به دست آمده از سایت های مورد مطالعه، مشخص شد که در پروژه بیومکانیکی پخش سیلاب رومشکان که گونه اکالیپتوس کشت شده است، شرایط ترسیب کربن نسبت به سایر گونه های کشت شده در سایت های ریمله و آبخوان مطلوب تر بوده، میزان آن به طور میانگین 37.31 تن در هکتار است. در مجموع میزان ترسیب کربن خاک حاصل از عملیات مکانیکی، برای سه حوضه معرف ریمله، رومشکان و کوهدشت به ترتیب 45.7، 78.4 و 54.8 تن در هکتار و میانگین نمونه های شاهد 26 تن در هکتار برآورد شد. در آخر، بر پایه نتایج این پژوهش، پروژه پخش سیلاب رومشکان با میزان ترسیب کربن 78.4 تن در هکتار پروژه موفقی از لحاظ ترسیب کربن با اعمال مدیریتی کارا و انجام عملیات آبخیزداری است.
    کلیدواژگان: تغییرات اقلیمی، عملیات بیولوژیکی، عملیات بیومکانیکی، عملیات مکانیکی، مناطق خشک و نیمه خشک
  • حسین بهرامی*، حسن وقارفرد، آرش ملکیان، حمید غلامی، پژمان طهماسبی صفحات 180-192
    درک روابط پیچیده و نحوه تاثیر متغیرهای متعدد طبیعی و انسانی در یک حوزه آبخیز به سادگی امکان پذیر نیست. در چنین شرایطی تلفیق تحلیل های آماری چند متغیره و تحلیل های مکانی سبب استخراج اطلاعاتی مفید و قابل درک از یک مجموعه داده پیچیده می شوند. در این پژوهش، اطلاعات شش گروه از داده های توپوگرافی، اقلیمی، خاک، آب، اقتصادی-اجتماعی و داده‎های ماهواره‎ای حوزه آبخیز کارون با تلفیق سامانه اطلاعات جغرافیایی و تحلیل های آماری چند متغیره مورد مطالعه قرار گرفت. با استفاده از تحلیل عاملی، شش عامل اصلی که در مجموع 83.270 درصد واریانس داده ها را پوشش می دهند، شناسایی شد. سپس با ورود این شش عامل در تحلیل خوشه ای، ابتدا تعداد بهینه خوشه های نهفته در داده ها شناسایی و از روش خوشه بندی k- میانگین، حوزه آبخیز کارون به 16 ناحیه همگن تقسیم بندی شد و از تحلیل تشخیصی نیز برای اعتبارسنجی خوشه بندی استفاده شد. دو خوشه 7 و 12 با فاصله اقلیدسی 8.471 بین مراکز دو خوشه به عنوان متفاوت ترین خوشه ها و دو خوشه 14 و 6 با فاصله اقلیدوسی 1.561 به عنوان شبیه ترین خوشه ها، طبقه بندی شدند. آزمون مقایسه میانگین 16 منطقه همگن، نشان داد که در مواردی دو منطقه از نظر اقلیمی و توپوگرافی شرایط یکسانی دارند، اما متغیرهای اقتصادی-اجتماعی سبب تمایز آن ها می شود. جداسازی مناطق همگن سبب فراهم شدن امکان مقایسه و شناسایی مناطق مشابه به عنوان واحدهای کاری و اولویت بندی آن ها برای انجام طرح های مطالعاتی و اجرایی مقابله با پدیده های مخربی از جمله بیابان زایی، فرسایش خاک، خشک سالی و سیل می شود.
    کلیدواژگان: آبخیزداری، بیابان زایی، تحلیل خوشه ای، تحلیل عاملی، تخریب سرزمین
  • رضا طلایی*، محسن شریعت جعفری، بایرامعلی بیرامی صفحات 193-210
    زمین لغزش ها، از عوامل عمده فرسایش و تولید رسوب در حوضه های شیبدار وکوهستانی هستند. هر چند شواهد دال بر این است که میزان رسوب وارده به رودخانه های مناطق کوهستانی استان اردبیل بر اثر زمین لغزش ها قابل توجه است، اما از لحاظ کمی عدد و رقم متقن مبتنی بر تحقیق علمی برای آن ارائه نشده است. در این پژوهش، موضوع در حوضه بالخلوچای استان اردبیل با استفاده از داده های مستخرج از عکس های هوایی، مطالعات صحرایی و داده های رسوب سنجی ایستگاه هیدرومتری پل الماس مورد بررسی قرار گرفت. با تعیین رابطه داده های متناظر دبی جریان و دبی رسوب، حجم رسوب در ایستگاه های رسوب سنجی مرتبط با حوضه برآورد شد. میزان رسوب برآوردی در دوره های زمانی مختلف با دوره های فعالیت زمین لغزش ها مورد مقایسه قرار گرفت و تاثیر زمین لغزش ها در افزایش فرسایش و رسوبدهی حوضه تعیین شد. زمین لغزش های بزرگ مورد اشاره باعث افزایش قابل توجه بار رسوبی رودخانه بالخلوچای شده اند. آثار این لغزش ها در بار معلق عبوری از ایستگاه پل الماس مشاهده می شود. میانگین رسوب سالانه بر اساس داده های کل دوره آبی 40 ساله برابر با 46566.30 تن در سال است، در حالی که میانگین رسوب سالانه بر اساس داده های 36 ساله، یعنی با حذف داده های مربوط به سال های لغزشی 1369 تا 1372، برابر با 30831 تن در سال می باشد. بنابراین، می توان نتیجه گرفت که بر اساس برآوردهای انجام گرفته میزان رسوب حمل شده به وسیله رودخانه بالخلوچای بعد از وقوع دو مورد زمین لغزش ساری قیه و ایلانجق در طول دوره چهار ساله (سال 1369 تا سال 1372) به طور محسوسی افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: بار معلق، دبی، رسوب سنجی، رسوبدهی، فرسایش
  • محمدرضا دهمرده قلعه نو*، محمد نهتانی، صادق عسکری دهنو صفحات 211-219

    هدف از این پژوهش، بررسی تغییرات برخی از ویژگی های خاک سطحی و پوشش گیاهی شبکه پخش سیلاب و مقایسه آن با منطقه شاهد در ایستگاه پخش سیلاب کوه خواجه واقع در منطقه هامون سیستان است. برای انجام این پژوهش، چهار عرصه به عنوان منطقه پخش سیلاب و دو عرصه به عنوان منطقه شاهد در نظر گرفته شد. نمونه برداری ها در داخل شش قطعه به روش تصادفی-سیستماتیک صورت گرفت. بدین منظور، سه ترانسکت 100 متری در هر قطعه و بر روی هر ترانسکت 10 پلات یک متر مربعی با توجه به پراکنش پوشش گیاهی مستقر شد. درصد تاج پوشش گیاهی و میزان تراکم با روش پلات گذاری و با استفاده از روش قطع و توزین رشد سال جاری گیاهان به عنوان تولید گیاهی اندازه گیری شد. همچنین، برای ارزیابی خصوصیات خاک منطقه پخش سیلاب و شاهد، نمونه برداری در طول هر ترانسکت و در شش نقطه (سه نقطه در زیراشکوب بوته ای و سه نقطه از خاک لخت) انجام و عوامل هدایت الکتریکی، اسیدیته، درصد ازت خاک و درصد مواد آلی اندازه گیری شد. به منظور مقایسه عوامل خاک از آزمون فاکتوریل 2×2 و برای عوامل پوشش گیاهی از آزمون t غیر جفتی با نرم افزار SPSS استفاده شد. نرمال بودن داده ها نیز با استفاده از آزمون کلوموگوروف بررسی شد. نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل داده ها نشان داد که پخش سیلاب بر افزایش درصد پوشش تاجی در سطح پنج درصد و میزان تولید در سطح یک درصد تاثیر معنی داری دارد، ولی بین تراکم عرصه پخش سیلاب و عرصه شاهد تفاوت معنی داری به لحاظ آماری وجود ندارد. نتایج بررسی خصوصیات خاک نشان داد که پخش سیلاب باعث افزایش معنی دار درصد ازت خاک و درصد مواد آلی و کاهش اسیدیته و هدایت الکتریکی در سطح پنج درصد شده است. همچنین ، مقدار ماده آلی، ازت و اسیدیته خاک لخت نسبت به خاک زیر بوته در هر دو تیمار شاهد و پخش سیلاب در سطح پایین تری قرار دارد. ولی هدایت الکتریکی خاک زیر بوته بیشتر از خاک لخت در هر دو تیمار است.

    کلیدواژگان: زابل، عرصه آبگیری شده، منطقه شاهد، نرم افزار SPSS، نمونه برداری
  • حسن گلیج، امیرحمزه حقی آبی، مجتبی صانعی، حجت الله یونسی* صفحات 220-232
    هدف اصلی مهندسان هیدرولیک، طراحی یک آبگیر با بیشینه دبی انحرافی و کمینه رسوب ورودی به آن است. از جمله مهمترین پارامترهایی که در آبگیرهای جانبی مورد توجه قرار می گیرد، ابعاد ناحیه گردابی در آبگیر، الگوی جریان سه بعدی، رسوبگذاری و ورود رسوب به داخل آبگیر است. در این پژوهش، با انجام مطالعه آزمایشگاهی در یک کانال U شکل، به بررسی تاثیر عدد فرود بر مقدار رسوبات ورودی به آبگیر و تعیین ناحیه گردابی در ورودی آبگیر جانبی و عرض جدایی جریان در کانال اصلی با وجود سازه های آستانه، آبشکن و skimming wall 10 درجه در سه درصد آبگیری 17، 21 و 26 درصد پرداخته شد. نسبت دبی آبگیری از عوامل مهم در شکل گیری ابعاد ناحیه گردابی می باشد. به طوری که با افزایش درصد آبگیری مقدار عرض و طول ناحیه گردابی کانال آبگیر در آزمایش های شاهد و آستانه کاهش می یابد. اما با اضافه شدن سازه skimming wall 10 درجه روند تغییر متفاوت است. به طوری که در درصدهای پایین مقدار ابعاد ناحیه گردابی کاهش زیادی یافته، با افزایش آبگیری این ابعاد افزایش می یابند، اما در حالت کلی استفاده توام سازه skimming wall 10 درجه با آستانه نسبت به آزمایش های شاهد و آستانه مقدار ابعاد ناحیه گردابی را کاهش داده و سبب افزایش عرض مفید دبی خروجی از کانال آبگیر و کاهش ناحیه جداشدگی و تجمع رسوب در ابتدای کانال آبگیر می شود. با بررسی عرض جدایی جریان در سطح آب و نزدیک بستر در کانال اصلی مشخص شد که نسبت آبگیری مهمترین عامل موثر بر این پارامتر هیدرولیکی بوده است. به طوری که در سطح آب با افزایش درصد آبگیری مقدار این پارامتر افزایش یافته و کاربرد سازه های skimming wall 10 درجه و آبشکن به خاطر ایجاد جریان گردابه ایی و افزایش هدایت جریان سطحی باعث بیشتر شدن آن می شود. اما در نزدیک بستر در آزمایش های شاهد و آستانه با افزایش درصد آبگیری مقدار این پارامتر افزایش می یابد. ولی به کارگیری توام سازه های skimming wall 10 درجه و آستانه باعث کاهش مقدار عرض جدایی جریان در نزدیک بستر با افزایش درصد آبگیری شده و با اضافه شدن سازه آبشکن به دو سازه دیگر مقدار عرض جدایی جریان کاهش بیشتر می یابد.
  • زهرا ویس کرمی، بابک پیله ور*، علی حقی زاده صفحات 233-251
    پژوهش حاضر به بررسی تاثیر عوامل آشفتگی بر تغییرات اشکوب علفی جامعه بلوط دارمازو حفاظت شده در مقایسه با منطقه بدون آشفتگی بر مبنای گونه های محافظه کار و ارتباط آن با برخی متغیر های محیطی می پردازد. منطقه مورد مطالعه، جنگل های دارمازوی شینه قلایی در 88 کیلومتری شمال غرب خرم آباد می باشد. اطلاعات مربوط به اشکوب علفی، درختی، خاک و سایر متغیرهای محیطی با استفاده از قطعات نمونه با مقیاس های متفاوت و به صورت تصادفی در هر منطقه برداشت شد. پس از تعیین گونه های محافظه کار برای مشخص کردن ارتباط گونه های گیاهی با متغیرهای محیطی از روش رسته بندی DCA و CCA و برای ارزیابی تنوع گیاهی از شاخص های عددی استفاده شد. تحلیل عوامل اصلی (PCA)نیز به منظور تعیین مهمترین مولفه های محیطی موثر بر تفکیک جوامع گیاهی استفاده شد. نتایج نشان داد که تیپ جنگلی تخریب شده نسبت به حفاظت شده دارای گونه های مهاجم بیشتر و شاخص های غنا و تنوع کمتری است. همچنین بر اساس نتایج، پوشش علفی حفاظت شده با سطوح بالای عناصر غذایی همبستگی مثبت نشان داده و متغیرهای اصلی تاثیرگذار بر آن، ارتفاع، تاج پوشش، جهت دامنه، کربن آلی، پتاسیم، نیتروژن، فسفر، رس، شن و وزن مخصوص ظاهری است. این مطالعه نشان داد که استفاده از مفهوم گونه های محافظه کار و انتخاب دو حوضه مجاور و هم شکل با حذف عوامل مخدوش گر منجر به تعیین هر چه بهتر اثرات مدیریت حفاظتی می شود.
    کلیدواژگان: اشکوب علفی، رج بندی، زاگرس، ضریب محافظه کاری، متغیرهای محیطی
  • آرزو خیرخواه*، هادی معماریان، سید محمد تاج بخش صفحات 252-263
    بهره برداری صحیح و اصولی از منابع طبیعی باعث حفظ این ثروت های ارزشمند می شود و به کارگیری دانش بهینه سازی می تواند کمک موثری در این راستا باشد. بر همین اساس، هدف از این مطالعه مقایسه الگوریتم تکاملی ژنتیک و روش کلاسیک برنامه ریزی خطی در بهینه سازی کاربری اراضی حوزه آبخیز بایگ می باشد. نتایج مطالعه نشان داد که در صورت بهینه سازی کاربری اراضی با برنامه ریزی خطی مساحت زراعت دیم کاهش و زراعت آبی افزایش می یابد. بعد از کمینه سازی، رواناب سطحی و رسوب دهی کل حوضه به ترتیب 1.16 و 12.91 درصد کاهش خواهد یافت. در صورت بهینه سازی کاربری اراضی با الگوریتم ژنتیک، مساحت مرتع و زراعت آبی افزایش پیدا کرده، مساحت باغ آبی، بادام کاری و زراعت دیم کاهش می یابد. ضمن این که بعد از بهینه سازی، رواناب سطحی و رسوب دهی کل حوضه به ترتیب 13.95 و 31.99 درصد کاهش خواهد یافت. نتایج همچنین نشان داد که برنامه ریزی خطی در مقایسه با الگوریتم ژنتیک، در تامین محدودیت ها بسیار بهتر عمل کرد و قید مساحت مجموع کاربری ها در برنامه ریزی خطی تامین ولی در الگوریتم ژنتیک برآورده نشد. نتایج به دست آمده از تحلیل حساسیت نشان داد که حساس ترین ضریب در تابع کمینه سازی رواناب و رسوب دهی، ضریب مربوط به زراعت دیم با هزینه کاهش یافته برابر با 67.52 است. همچنین، نتایج گویای آنست که محدودیت سطوح کل کاربری ها و محدودیت کمینه سطوح مراتع به ترتیب با قیمت سایه ای 397.40 و 233.28 بیشترین تاثیر منفی را بر جواب بهینه و محدودیت های بیشینه سطح کاربری باغات آبی و محدودیت بیشینه سطح کاربری بادام کاری به ترتیب با قیمت سایه ای 134.97- و 118.44- بیشترین تاثیر مثبت را بر جواب بهینه خواهند داشت. به عنوان نتیجه گیری کلی، می توان بیان کرد که الگوریتم های تکاملی (مانند الگوریتم ژنتیک) زمانی که با مسائلی که دارای محدودیت های زیاد هستند مواجه می شوند، در مقایسه با تکنیک های کلاسیک بهینه سازی ضعیف تر عمل می کنند.
    کلیدواژگان: تحلیل حساسیت، حوزه آبخیز بایگ، رواناب سطحی، رسوب دهی، کمینه سازی
  • حسن مقیم*، مسعود نجابت صفحات 264-272
    حوزه آبخیز سد پارسیان در استان فارس، با توجه به شرایط زمین شناسی و اقلیمی خود، از دیدگاه خطر وقوع زمین لغزش از پتانسیل بالایی برخوردار است. وقوع زمین لغزش در این حوضه، معمولا با خسارت های زیادی همراه بوده، علاوه براین، رسوب زایی قابل ملاحظه ای را باعث می شود. از این رو، به منظور مدیریت و مهار بهینه این پدیده، دو مدل پهنه بندی خطر زمین لغزش در این حوضه توان سنجی شد. نخست، نقشه های پراکنش زمین لغزش ها، شیب، زمین شناسی، کاربری اراضی، پوشش گیاهی، جاده ها، آبراهه ها، گسل ها، هم باران و هم ارتفاع تهیه شد و سپس با استفاده از دو مدل نیلسون اصلاح شده و اثر نسبی، پهنه بندی خطر زمین لغزش انجام شد. به منظور مقایسه دو مدل و تعیین مدل کارآمدتر و مناسب تر برای حوضه، از دو تحلیل آماری جمع مطلوبیت و ضریب همبستگی استفاده شد. با توجه به نتایج پژوهش، مدل اثر نسبی با جمع مطلوبیت 0.001 و ضریب همبستگی 0.941 از مقبولیت و تناسب بالاتری برای پهنه بندی خطر زمین لغزش در حوزه آبخیز سد پارسیان برخوردار است.
    کلیدواژگان: تحلیل آماری، حرکت توده ای، رسوب زایی، مدل های تجربی، GIS
  • فهیمه میرزایی ندوشن*، امید بزرگ حداد، مجید خیاط خلقی صفحات 273-282
    نظارت مستمر بر میزان تخلیه از چاه ها، میزان تغذیه به چاه ها و تغییرات سطح و کیفیت آب زیرزمینی در مدیریت منابع آب زیرزمینی بسیار حائز اهمیت است. شبکه پایش آب زیرزمینی، می تواند ارائه دهنده اطلاعات مربوط به تغییرات کمی و کیفی آب زیرزمینی باشد و از این رو می توان به پیش بینی رفتار آبخوان در آینده پرداخت. طراحی شبکه پایش، یعنی تعیین تعداد چاه های مشاهداتی موجود در شبکه پایش و نحوه توزیع و تراکم آن ها در منطقه از مسائل قابل تامل در آب زیرزمینی می باشد. در این تحقیق، روشی بر پایه بهینه سازی برای طراحی شبکه پایش سطح آب زیرزمینی ارائه شده و در آبخوان دشت اشتهارد مورد استفاده قرار گرفته است. برای بهینه سازی موقعیت چاه های مشاهداتی دو سناریوی: 1) انتخاب چاه های بهینه از بین چاه های مشاهداتی موجود در منطقه مطالعاتی و 2) افزودن چاه های پایش بهینه به مجموعه چاه های مشاهداتی موجود در منطقه مطالعاتی در نظر گرفته شده است. به منظور تهیه بانک اطلاعات مورد نیاز برای شبیه سازی وضعیت آبخوان، از درون یابی کریجینگ استفاده شده است. بهینه سازی دو هدفه شبکه پایش سطح آب زیرزمینی با اهداف کمینه نمودن مقدار ریشه مربعات میانگین خطا (RMSE) و کمینه نمودن تعداد چاه ها (معرف کمینه نمودن هدف هزینه احداث، نگهداری و قرائت چاه ها) به وسیله نسخه دوم الگوریتم ژنتیک با مرتب سازی نامغلوب (NSGA-II) اجرا شده است. نتایج نشان داد که به کمک روش پیشنهادی می توان در یک شبکه پایش موجود با دقت قابل قبولی تعدادی از چاه های مشاهداتی اضافی را حذف کرد یا در صورت کمبود چاه در شبکه موجود، تعدادی چاه به شبکه اضافه نمود.
    کلیدواژگان: بهینه سازی دو هدفه، تغذیه چاه، درون یابی، مدیریت منابع آب زیرزمینی، NSGA-II
|
  • MohamadEbrahim BaniHabib *, Bahman Vaziri Pages 1-14
    Since most of water and soil researches require artificial rainfall simulation, thus rainfall simulators are applied instruments in this field of study. For this reason, various rain simulators have been designed, built and employed in researches till now. Even though all rainfall simulators provide good simulation for rainfall intensity, but simulation of varied rainfall by them are expensive and complicated, and field study cannot conducted easily by them. Thus, in this research, in order to simulate rainfall similar to natural rain and applicable for field tests, it is aimed to design and build a simple and affordable rainfall simulator using flow cascades reservoirs (tanks) routing. The result of calibration the simulator shows it has error less than 5%. Moreover simulation of observed hyetograph of Niyavaran station showed error of 6.1%. The simulator can simulate hyetographs with 3 hours duration and 30 millimeter per hour intensity. Consequently, the proposed instrument and its numerical model can be applied for simulating artificial rainfall hyetograph in rainfall erosion and infiltration field research tests.
    Keywords: rainfall simulator, rainfall hyetograph, cascades reservoir routing, artificial rainfall, rainfall erosion
  • Mohammad Rostami Khalaj *, Ali Salajeghe Pages 15-27
    Rainfall-runoff modeling is on of runoff estimation techniques and an appropriate tool for studying hydrological processes, water resources evaluation and watershed management. But the complexity and the non-linear nature of rainfall-runoff process and not being known factors affecting it and generally on discharge at watershed outlet, modeling has become more difficult. Therefore, using the methods that have additionally dynamic, development capability, conceptual structure and user friendly is essential. Therefore, in this study for rainfall-runoff modeling were used system dynamics methods in the Kardeh dam basin of Mashhad. The proposed model includes 6 reservoir including snow storage, canopy storage, impervious storage, surface soil storage, subsurface storage and groundwater storage. The input data required includes average daily precipitation and temperature. To calibrate the model daily discharge data from basin outlet in the period from 1998 to 2008 and for evaluation the discharge from 2009 to 2012 were used. The results of sensitivity analysis showed temperature parameters are more sensitive and have considerable impact on discharge and peak flow. Also the results indicate that the simulated stream flow pattern is quite similar to that observed and Nash-Sutcliffe coefficient obtained in the evaluation period between 0.57-0.67 which represents that the system dynamics methods is high ability to rainfall-runoff modeling.
    Keywords: modeling, Rainfall-runoff, system dynamics, Kardeh dam basin
  • Aiding Kornejady, Hamid Reza Pourghasemi * Pages 28-42
    The current study is aimed to map landslide susceptibility in the Chehel-Chai Basin is located in the Golestan Province. To this end, two data mining models namely support vector machine and boosted regression tree were employed due to their robust computational algorithm. Landslide inventories were recorded through several field surveys using global positioning system (GPS), local information and available organizational resources and corresponding map was created in the geographic information system (GIS). Reviewing several worldwide studies, 12 predisposing factors including proximity to fault, proximity to stream, proximity to road, lithological units, soil texture, land use/ cover, slope degree, slope aspect, altitude, plan curvature, profile curvature and topographic wetness index (TWI) were chosen and the corresponding maps were produced in the geographic information system. In order to evaluate models’ results the receiver characteristic curve (ROC) and 30% of landslide inventories were used. Results showed that the SVM model with the AUC value of 0.82 had better performance on landslide susceptibility zonation over the study area and followed by the BRT model with the value of 0.77. Based on the SVM model results, about 45% of the Chehel-Chai Basin has high and very high landslide prone areas.
    Keywords: Boosted regression tree, Landslide, Geographic information system, Support Vector Machine
  • Forood Sharifi *, Samane Arvandi Pages 43-61
    This research was carried out to; evaluate the hydrological processes (rainfall, runoff, evaporation, infiltration, etc.), study the water capacity, to simulate the behavior of watersheds. After examining a number of simulation models, the SFBM, AWBM2002, SCS and ISDI were selected and adjusted. Data from 15 catchments and a representative watershed were used. The results such as, simulation parameters, runoff threshold, flow duration curve, snow line, flow recession curve, and base flow index are analysed. The results showed that the models, can well simulate the runoff, and are able to estimate response of ungauged catchments, and form a good capability for design and research. In more than 61.5% of the area, after a rainfall of 5 to 10 mm, runoff generates, hence it was concluded that most of the basins are susceptible to flooding. Also, the highest threshold value in the Bandar Gaz basin is 20 mm, with a maximum specific discharge of 0.27 m3/km2. The lowest value was obtained in Azadshahr and Gonbad-Kavoos basins, respectively, equal to 2 and 4 mm, with a specific instantaneous flow rate of 0.16 in the Gonbad-Kavo basin to 0.26 m3/km2 in the basin no. 171. Also, the highest threshold value in the Bandar Gaz basin is 20 mm, with a specific maximum discharge of 0.27 m3/km2. Among the basins of the similar areas, the Delour Qotorchai Basin with an area of 45.2 km2 with a maximum specific discharge of 0.49 m3/km2, the highest and middle Shor basins, with an area of 37.22 km2and Gorgan Bay with an area of 299.26 km2 with a discharge of 0.04 m3/sec/km2.The results indicated that the runoff threshold has a good correlation with precipitation. The results of the dryness model showed that the model with a high correlation coefficient (83%) simulated the discharge.
    Keywords: rainfall, runoff, evaporation, AWBM, SCS, ISDI, SFB
  • Ayyub Moradi *, Ali Najafinejad, Majid Ownegh, Choghi Bairam Komaki Pages 62-75
    Simulation of runoff and sediment in watersheds require different modelling approaches, each provided for certain condition. Semi-distributed hydrological model (SWAT model) is one of the most widely used modelling approaches in this context. Among the most important spatial information needed by SWAT model, is the map of digital elevation model (DEM) which plays an important role in the model results for the exploration of hydrographic properties of watersheds, estimation of the spatial distribution of runoff and sediment load and its accuracy. The aim of this study was to evaluate the effect of different digital elevation models on runoff and suspended sediment in Galikesh watershed, Golestan Province. For this purpose, three types of DEM with the spatial resolutions of 30, 90 and 1000 meters were selected and for a period of 27 years, SWAT model was implemented. SWAT-CUP software and SUFI2 method were used for the model calibration and validation. Nash-Sutcliffe (NS) criterion for discharge and in calibration phase (1990-2007) for the resolutions of 30, 90 and 1,000 meters, was obtained respectively, 0.63, 0.63 and 0.62 and for suspended was obtained respectively 0.69, 0.68 and 0.67 which is considered satisfactory, given the presumed numerical ranges acquired from the previous studies. The amounts of watershed’s annual runoff for the resolutions of 30, 90 and 1000 meters, were respectively, 11.23, 11.30 and 11.39. The results that the use of different of digital elevation models would result in essentially similar results in runoff and sediment estimations, although changes in suspended sediment was slightly overestimated. This is attributable to the inverse modelling logic and lack of considering the parameters which arise directly from the DEM map. , due to data limitations in the Swat model calibration, the digital elevation model used to simulate the runoff did not have much impact on runoff and sediment estimations.
    Keywords: Suspended sediment, simulation, runoff, Galikesh, DEM, SWAT
  • Habib NazarNejad *, Tayebeh Irani, Mir Hassan Miryaghoubzadeh Pages 76-87
    Land use is referred to the use of land in existing condition that includes all uses in different parts. Land use change is affected by several factors. In this research, land use Changes in the Zarrinehroud watershed and its effect on water quality were investigated in three periods (1987, 2004 and 2013) using Landsat satellite TM and OLI sensors. The results indicate that land use changes in the watershed is going to reduce of pasture and increasing of agriculture. Wilcox and Schuler diagrams were used to evaluate the chemical quality of agricultural water, and drinking water, respectively. Based on the Wilcox diagram, only year 2004 (dry period) was on the C3-S1 class and the remaining years were on the C2-S1 class. Based on the Schuler diagram, the year 2004 (dry period) is considered acceptable in the drinking category and the remaining years are in good drinking category and have no restrictions on drinking. Water quality assessment of the Zarrinehroud watershed shows a decrease in water quality, as a result of increasing the EC, TDS and SAR characteristics in year 2004 that indicates a decrease in river water quality due to land use change and accordance with the occurrence of droughts in the year 2003-2004.
    Keywords: Land use, Schooler diagram, Wilcox diagram, Zarrinehroud, Water quality
  • Abdol Rassoul Zarei * Pages 88-100
    Drought is an inseparable part of climatic fluctuations which caused to lot of damages to different sections annually. Therefore, drought prediction can be effective in reducing the damages of it. Markov Chain method is one of the drought prediction methods. In this study using climatological data of 5 synoptic stations of Iran with different climate condition during 1967 to 2014, effect of Markov Chain order (orders 1, 2 and 3) in drought forecast accuracy (Based on SPEI Index) using Markov Chain method were evaluated. Based on the results, transition probability from all drought classes to class 4 (normal) had the most frequency and to class 1 (extreme wet) had the lowest frequency. According to results, in the conditions that observed and predicted drought classes had not difference, Markov with order 3 has the best results. In the conditions that observed and predicted drought classes had one class difference, in 60% of cases Markov with order 3 and in 40% of cases Markov with order 2 has the best results. In the conditions that observed and predicted drought classes had two or three classes difference, Markov with order 3 has the best results. So it’s recommended, to forecast drought using SPEI index and Markov Chain method, in the first grad Markov with order 3 and in the second grad Markov with order 2 to be used.
    Keywords: Drought, Markov Chain, Markov order, SPEI Index, Drought prediction
  • Mosayeb Heshmati *, Yayah Parvizi, Mohammad Gheitury, Mojtaba Sanee, Samad Shadfar, Masud Goodarzi Pages 101-111
    land degradation, air pollution, food deficient, poverty as well as inequality are the main challenges worldwide. However, overcome these challenges are impossible without local inhabitants’ participation. The objective of this research was to evaluate the watershed management measures which measured through joint project by Forests, Rangelands and Watershed Organization (FRWM) and Middle East and North Africa Regions Program for Integrated Development (MENARID) in Razin watershed, Kermanshah, Iran during 2013-16. Local inhabitants were interviewed using questionnaire. The results explored that constructed measures comprise the pit- seeding, rain-fed orchard, stony dam, gabion and dyke. However, most of respondents did not agree with biological measures (pit- seeding, rain-fed orchard) due to limitation for their animal grazing, persuading land-use change and enhancing conflicts among them, while rare inhabitants were willing to rain-fed orchard due to their expects on rangeland ownership and loan opportunity. Approximately 85% of local people confirmed that they did not consult or collaborated during watershed management measures, although they had environmental friend ideas. They believed that mechanical measures are impossible solutions in terms of soil conservation, flood control, runoff harvesting and supplemental irrigation. Overall, local communities worried about climate change and its sever negative impacts on agricultural activities and livelihood, thus watershed management and governance should be taken urgent steps overcome or adapting hits of droughts due to their literacy and experience during recent years. It is concluded that local inhabitant's ideas and their participations should be considered as the necessary step to obtain the effective results and sustaining watershed management measures.
    Keywords: Biological Measures, Local Inhabitants, Mechanical Measures, MENARID Project, Razin Catchment
  • Razieh Saboohi *, Hossein Barani, Morteza Khodagholi, Ahmad Abedi Sarvestani, Asghar Tahmasebi Pages 112-128
    Climate change is one of the most important phenomena in recent years have been affected on natural resources and especially the communities whose livelihoods in relation to natural resources, as well as prediction of climate parameters in order to achieve future changes and regard to adaptations to deal with climate change is interest of researchers. Therefore, in this study with purpose of previous trend analysis and prediction of precipitation, mean minimum and maximum temperature were used non-parametric Mann-Kendall test and General Circulation Models, HadCM3, respectively. For this purpose, the output data of HadCM3 with three scenarios A1B, A2 and B1 by LARS-WG model were downscale in Semirom region. The results showed that temperature parameters (mean temperature, mean minimum and mean maximum temperature) had increased trend in winter, autumn seasons and annual scale in six studied stations and temperature parameters showed different trend in spring and summer seasons and the annual precipitation is showed negative trend in most of the stations. Also, the results of minimum temperature prediction showed that minimum temperature will generally increase with three scenarios during 21 century and the largest increase in mean minimum temperature compared to the current period is observed in November with more than 0.8 °C increase. The maximum temperature prediction represents a change in the maximum temperature threshold and warming this century in all months of the year, except January and precipitation will increase in all months except June and September using all three scenarios.
    Keywords: Climate change, Mann-Kendall, downscale, climate scenarios, Semirom
  • Amirhossein Halabian *, Nasrin Nikandish, Motahare Akbari Pages 129-146
    In the present study is to identify patterns causing floods in the Mazandaran province to predict these patterns through before the flood could necessary precautionary measures to prevent the damage and take advantage of precipitation. In this reserch, two databases composed of two variables is necessary. a group of variables and atmospheric data including geopotential height at 500 hPa, zonal wind(uwnd), meridional wind(vwnd) and specific humidity(shum) in Synoptic four hours in the range 0 to 80 degrees north and 0 to 120 degrees east at a spatial resolution 2.5 × 2.5 degree from the database (NCEP / NCAR) have been harvested and other group of precipitation and discharge data in area, during the is 28 Aban to 2 Azar 1388. Then, taking advantage of environmental- circulation approach to mapping 500hpa circulation patterns, atmosphere thickness patterns of the levels1000-500 hPa, moisture flux convergence function and frontogenesis function in 500,925 and 1000 hPa levels on the occurrence of floods. The results of this research have shown that flood generating precipitation in the Mazandaran area are mainly caused by the eastern Mediterranean frontal lows. At the same time, thickness patterns have illustrated intense depressure zone that caused by meeting of cold air mass of the high latitude with humid and hot air mass of the southern Mediterranean. Analysis of the moisture flux convergence(MFC) patterns also have shown that flood generating precipitation are caused by moisture flux of water masses of the Caspian Sea and Black Sea to the Mazandaran area. Analysis of the frontogenesis function maps indicate that occurrence of flood generating precipitation in the study area is caused by the formation and occurrence of front in the Caspian sea and the Black sea in middle levels and east these two of water masses at lower levels of atmosphere (925 and 1000 hPa).
    Keywords: synoptic, dynamic analysis, flood, circulation pattern, moisture flux convergence, thickness patterns, frontogenesis, Mazandaran
  • Elham Rezaei, Babak Shahinejad *, Hojatola Yonesi Pages 147-165
    One of the important issues in rivers qualitative discussion is the prediction of amount of Total Dissolved Solids (TDS) in water. In this study, the performance of the intelligent models Support Vector Machines (SVM) with different kernel functions, Gene Expression Programming (GEP) and Bayesian Network (BN) was investigated in the prediction of amount of total dissolved solids (TDS) in Kashkan River. For this purpose, quality parameters obtained monthly from Poldokhtar station in Lorestan Province from year 1991 to 2016, including hydrogen carbonate, chloride, sulfate, magnesium, calcium, sodium, electric conductivity, flow rate and PH these parameters were applied to predict the amount of total dissolved sediments of water in this reach. Correlation Coefficient (CC), Nash-Sutcliff coefficient (NS), Root Mean Square Error (RMSE), and bias were used to evaluate the performance of the models. The results showed that in all three models, the combined structures have acceptable accuracy. Also, based on the evaluation criteria, Support Vector Machines with kernel of the radial base functions (RBF) had the highest accuracy 0.982 and the lowest root mean square error (mg / lit) 0.232, and the lowest bias 0.001 and the Nissan Sutcliff coefficient 0.963 compared to other models.
    Keywords: Bayesian Network, Forecast, Kashkan River, Gene Expression Programming, Support Vector Machine
  • Mehran Zand * Pages 166-179
    This research was designed and implemented with the aim of determining the Effectiveness of Reclamation Operations of watershed management implemented by the forest, rangeland and watershed management organization in increasing the carbon sequestration potential of the land and selecting the optimally implemented patterns. In order to estimate the carbon sequestration of three basins were selected as three sites. Then, samples were weighed and their weighs were identified according to plot in each area and hectare. After that, 10 grams of each sample was transferred to the laboratory and the amount of sequestration was determined per unit area.The Research results show that sample basin of Rimeleh with 2025 kg per ha is the maximum carbon sequestration amount while control sample Abkandari Kohdasht with 122 kg has the minimum carbon sequestration among biological projects.From biological operations. point of view, seeding project with wheat in Rimeleh basic with 1064.56 kg per had the best performance in terms of carbon sequestration and was ranked highest. According to the results of experiments and analysis of data from the study sites, was determined In Bio-mechanical project of flood spreading Rumshkan, that they have been cultivated Eucalyptus species ,Conditions of carbon sequestration are better than the other varieties cultivated in Rimele and Koohdasht and the average rate is 37/31 ton/ha. The amount of soil carbon sequestration from mechanical operations was estimated to be 45.7, 45.4, 78.4, 54.8 ton / ha Respectively for the three catchment basins of Rimla, Rumshkan and Kohdasht, and the average of the control samples was 26 tons per hectare. Finally acccordind to results of this research Flood spreading Rumshkan project with carbon sequestration of almost 78 tons in each hectar is a successful project from carbon sequestration with a correct management and for mechanical and biological operations of watershed.
    Keywords: Watershed management, Carbon sequestration, Climate change, Biological operations, Biomechanics operations, Mechanical operations
  • Hossein Bahrami * Pages 180-192
    Homogeneous sub watershed Are useful for comparison and better understanding of the complex structure of watershed and thereby facilitating the development and management approaches specific to each class to deal with the destructive phenomena such as soil erosion, drought and flood. In this study, the database contains 6 groups of information such as climatic and socio-economic, topography, soil, water, remote sensing were studied.These Factors converted to raster and then the pixel data converted to text data (ASCII). So matrix was produced with dimensions of 27 * 147 506. Eigenvalues and the variance associated with each factor showed that 6 first component includes a total of 83.27% of the changes. In order to select the optimal number of clusters and clustering evaluation and validation of the method, hierarchical clustering and discriminant analysis and clustering using k- mean cluster of the data was performed. Karoon Sub watersheds were classified into 16 groups.
    Keywords: GIS, Principal Components Analysis(PCA), Cluster analysis, Land degradation
  • Reza Talaei *, Mohsen Shariat Jafarei, Bayramali Beyrami Pages 193-210
    Landslides are the major causes of erosion and sediment yield in the sloping and mountainous basins. However, evidence suggests that the amount of sediment to the river of the mountainous regions in Ardabil province due to landslides is significant, but in quantitative terms it has not been provided the certain value based on scientific research for it. In this study, the subject was evaluated in the Balekhlou-Chay catchment of Ardabil province using data extracted from the aerial photographs, field investigations and the sediment discharge measured data at Pole-Almas hydrometric station. Sediment volume in the sediment measurement stations associated with the catchment was estimated by determining the relationship between flow rate and it′s corresponding sediment discharge. It was attempted to compare the estimated amount of sediment at different time periods with its amount in the periods of activity of landslides and to determine the possible effects of the landslides in increasing erosion and sediment yield in the catchment. The noted large landslides have caused a significant increase in the sediment load of the available rivers. The effects of these slides can be observed in the suspended load passing through Pol-e-Almas station. The mean of the suspended sediment concentration of Balekhlou-Chay catchment has been estimated about 46566.30 tons per year based on sediment discharge values from field data during 40 years (from 1972 to 2001), however the mean of the suspended sediment concentration is 30831 tons per year based on sediment discharge values from field data during 36 years, which means with the elimination of the data related to landslide years (from 1980 to 1983). In conclusion, according to the calculated sediment carried by the Balekhlou-Chay river after the occurrence of the Sarighaye and Ilanjigh landslides during the period of 4 years (from 1980 to 1983) has been increased rapidly.
    Keywords: Discharge, erosion, sediment measurement, sediment yield, suspended load
  • Mohammad Reza Dahmardeh Ghaleno *, Mohammad Nohtani, Sadegh Askari Dehno Pages 211-219

    The purpose of this research is to study the changes in some features of the topsoil and vegetation in the land affected by flood and comparing its results with the control area in koh khajeh flood spreading station in hamoon area of Sistan. For this purpose, four sites were considered as flood spreading area and two sites were selected as control area. Samples were taken in six sites using the random-systematic method. To this aim, 3 transects of 100 meters was established in each field and each one had 10 plots of 1 square meters regarding the dispersion of vegetation. Canopy cover percentage and density were calculated through use of plots and clipping and weighing was used to measure current year's growth as production. Also, to measure soil properties, sampling along each transect and in six points (3 points in shrubs understory and three points in bare soil), and factors as EC, pH, nitrogen percentage of the soil, and organic matter percentage were calculated. In order to compare the results regarding soil features, we used 2*2 factorial tests and for the factors regarding vegetation we used non-paired t test in spss. Data normality was assessed using Kolmogorov test. The results indicated that flood water spreading has a significant effect on canopy cover percentage and plant production respectively in probability level of 5 and 1 percent, but there is not significant difference between vegetation density in flooded and control area. Results showed that flood has led to significant increases in soil nitrogen percent and organic matter as well as low acidity and EC in probability level of 5 %.at the same time, organic matter, nitrogen and acidity are low compared to shrub understory soil in both treatments. However, EC in soil under shrub is higher than bare soil in both treatments.

    Keywords: Water Spreading Area, Control Area, Sampling, Software, &quot
  • Hassan Goleij, Amirhamze Haghiabi, Mojtaba Saneie, Hojattallah Yonesi * Pages 220-232
    The percentage of flow diversion is the major cause of the formation of dimensions of separation zone such that with increasing the percentage of flow diversion, width and length of the separation zone decreased in the basic and sill experiments. However, by adding a 10ᵒskimming wall, the changing trend is different. At low percentage of flow diversion, dimensions of the eddy area decreased significantly and it increased with increasing the percentage of flow diversion. However, in general, the simultaneous usage of a 10 degree skimming wall and sill structures compared to basic and sill experiments, dimensions of separation zone in lateral intake decreased and the useful width of outlet flow at lateral intake increased and the separation zone and sediment accumulation at the entrance of lateral channel decreased. By examining the effect of the Froude number of flow (inlet flow) on dimensions of the eddy region, this parameter did not have any significant effect on it and its low impact could be connived. By investigating the width of separation line of flow in the surface and near the bed of channel bend, it was found that the flow diversion rate was the most important factor affecting this hydraulic parameter; since, at surface level of flow with increasing flow diversion ratio, this parameter increases and due to the creation of secondary flow and the change of surface flow pattern under the influence of the simultaneous application of a 10 degree skimming and dike structures, this parameter increases more. However, near the bed, in basic and sill experiments, this parameter increases with increasing flow diversion rate. However, the simultaneous application of 10-degree skimming and sill structures, the width of separation line of flow near the bed reduces by increasing the diverted flow
    Keywords: Channel Bend, Separation Zone, Froude Number, Lateral Intake
  • Zahra Veiskarami, Babak Pilehvar *, Ali Haghizadeh Pages 233-251
    This study aimed to detect the effects of anthropogenic disturbance on vegetation changes based on conservatism species concept and its relation to environmental factors in two protected vs disturbed area. The study area, Shine Qelaii gall oak forests, located in 88 Km from the north west of Khoramababd. Multiscale sampling plots were used randomly to collect data on forest floor vegetation, trees, soils, and other environmental factors. Among collected plant specimens, conservatism species were identified and DCA and CCA ordination methods were applied to determine correlation between plant species and environmental factors, plant diversity also were investigate by nonparametric numerical diversity indices. The most effective environmental factors on distinction among vegetation communities were determined by PCA ordination method. Based on the results, more invasive species and less richness and diversity indices were seen on the disturbed forest type compare to the protected one. A positive correlation was seen in ground flora vegetation and soil nutrients. Altitude, canopy cover, exposure, OC, K, N, P, clay, sand, and bulk density were the most effective environmental factors on vegetation types. This study showed that conservatism species concept together choosing two close and same watershed can eliminate confused factors and resulted to more accurate determination of conservation management effects on vegetation composition
    Keywords: Conservatism coefficient, Herbaceous layer, Ordination, Zagros forest
  • Arezoo Kheyrkhah *, Hadi Memariyan, seyedMohamad Tajbakhsh Pages 252-263
    Correct and consistent uses of natural resources preserve this valuable wealth. Using optimization knowledge can assist us to achieve this object. Thus, this study aims to compare linear programming as a classical method of optimization with genetic evolutionary algorithm for land use optimization of the Bayg watershed. Results showed that linear programming reduced dry farming acreage and increased the acreage of irrigated agriculture. After minimization, surface runoff and sediment yield declined by 1.16, 12.91 percent, respectively. Genetic algorithm led to an increase in rangeland, irrigated agriculture and horticulture acreages, while almond orchard and dry farming acreages were reduced. Furthermore, surface runoff and sediment yield declined by 13.95 and 31.99 percent, respectively. Linear programming acted stronger in satisfying the constraints, as compared with genetic algorithm. The constraint “total acreage” was satisfied by linear programming, while genetic algorithm could not meet this constraint. Sensitivity analysis of linear programming showed that the most critical factor in minimizing runoff and sediment yield function was the coefficient of dry farming with a reduced cost of 67.52. Results also established that the constraints “total acreage and minimum acreage of rangeland” with the shadow prices of 397.40 and 233.28, respectively had the highest negative impact on the optimal solution. Meanwhile, the constraints “maximum acreages of irrigated horticulture and almonds garden” with the shadow prices of -134.97 and -118.44, respectively had the highest positive impact on the optimal solution. As a general conclusion it can be stated that in land use optimization problems with a large number of constraints, genetic algorithm show poorer performance in satisfying constraints, as compared with linear programming.
    Keywords: Bayg watershed, surface runoff, sediment yield, Sensitivity analysis, minimization
  • Hassan Moghim *, Masoud Nejabat Pages 264-272
    From the viewpoint of landslide occurrence, Parsian dam Watershed is one of the high risk regions for landslide hazard based on its geological and climatological conditions. Landslide occurrence usually make huge damages and also high amount of sediments. Landslide control and management is planned according to Landslide Hazard Zonation (LHZ) that is obtainable through empirical models. The aim of this research was to assess the efficiency of two empirical models, Modified Nilsson and Relative Effect in LZH. First, prepared maps such as landslide distribution, slope, geology, land use, land cover, roads, drainages, faults, isohyet and hypsometric were imported into GIS environment and then the landslide hazard zonation was carried out by applying Modified Nilsson and Relative Effect models. Capability assessment of two models and determination of the more efficient one were evaluated using two statistical analysis methods namely quality summation (Qs) and correlation coefficient (R). Comparison of results from above two models with real map of happened landslides at Parsian dam Watershed showed that the relative effect model with quality summation of 1.00 and correlation coefficient of 0.941, is more efficient for landslide hazard zonation in Parsian dam Watershed.
    Keywords: Empirical models, GIS, Mass movements, Relative effect model, Statistical analysis
  • Fahimeh Mirzaei, Nodoushan *, Omid Bozorg Haddad, Majid Khayat Kholghi Pages 273-282
    In groundwater resources management, continuous monitoring of wells discharge and charge and groundwater quantitative and qualitative variations are very important. Groundwater monitoring network could provide information on quantitative and qualitative variations in groundwater situations. Hence it would be used to predict the behavior of the aquifer in the future. This study describes an optimizing method to design the optimum groundwater-level monitoring network in aquifer of Eshtehard. Two scenarios were considered to optimize the locations of the observation wells: (1) exploring optimal locations of existing observation wells and (2) adding optimal observation wells to existing well network. Kriging method was utilized to estimate groundwater-level for preparing the database. Optimization of groundwater monitoring network with two objectives (1) minimizing root mean square error and (2) minimizing number of wells, was implemented by non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA-II). The results show that by using this method it is possible to remove redundant wells in a monitoring network or to add new wells in case of shortage of observation wells in a network having acceptable accuracy.
    Keywords: Two-Objective Optimization, Monitoring Network, Groundwater-Level, Interpolation, NSGA-II