فهرست مطالب

مجله سامانه های سطوح آبگیر باران
سال ششم شماره 1 (پیاپی 18، بهار و تابستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/06/10
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مهین کله هویی*، عادل سلطانی، میلاد سلطانی، لیلا غلامی صفحات 1-10
    خشکسالی یکی از پدیده هایی است که امروزه به صورت جدی به عنوان یکی از معضلات نمایان شده و خسارت های زیادی را در بخش های مختلف به جامعه وارد می کند. از این رو هدف از مطالعه حاضر بررسی و پهنه بندی خشکسالی استان کرمانشاه با استفاده شاخص CZI در محیط GIS برای بازه زمانی مشترک 22 ساله 1395-1374 می باشد. بدین منظور در راستای انجام این مطالعه از داده های بارندگی ایستگاه های سینوپتیک کرمانشاه، کنگاور، صحنه، هرسین، ماهیدشت، سرارود، پاوه، روانسر، سرپل ذهاب و اسلام آباد غرب استفاده شده است. نتایج حاکی از آن می باشد که 50 درصد سطح استان در طول بازه زمانی 22 ساله شاهد خشکسالی بوده است به طوری که بیش ترین بزرگی خشکسالی در سال 1378 برای ایستگاه های ماهیدشت و سرپل ذهاب با شاخصی برابر 25/2- و 12/2- و کمترین میزان خشکسالی در سال 1392 با شاخصی برابر 02/0- برای ایستگاه صحنه بوده است. همچنین در سال 1376 بیش ترین ترسالی یا بیش ترین بارش برای ایستگاه سرپل ذهاب با شاخصی برابر 18/2 بوده و کمترین میزان ترسالی در سال 1388 و 1390 در ایستگاه های ماهیدشت و سرپل ذهاب با شاخصی برابر 01/0 بوده است. طبق نقشه های پهنه بندی شده به ترتیب 11 و پنج بار در سال های مختلف سطح کل استان تحت خشکسالی و ترسالی با شدت های مختلف بوده است.
    کلیدواژگان: ایستگاه سینوپتیک، ترسالی، سرپل ذهاب خشکسالی، ماهیدشت، نقشه
  • هدیه احمدپری، سید ابراهیم هاشمی گرم دره*، محسن اسکافی نوغانی صفحات 11-20
    بررسی و اندازه گیری مداوم رطوبت خاک به منظور مدیریت و برنامه ریزی آبیاری ضروری می باشد. یکی از    روش های معمول در اندازه گیری رطوبت خاک، استفاده از بلوک گچی می باشد. استفاده از بلوک گچی در برخی موارد از جمله وجود ماده آلی در خاک ممکن است باعث ایجاد خطا در اندازه گیری رطوبت گردد. بدین منظور مطالعه ای آزمایشگاهی با هدف ارائه معادله واسنجی برای بلوک گچی در خاکی با بافت رسی سیلتی حاوی ماده آلی انجام شد. این مطالعه در سه تیمار شامل درصدهای مختلف ماده آلی و در دو تکرار در آزمایشگاه پردیس ابوریحان دانشگاه تهران انجام شد. در این آزمایش پس از قرار دادن بلوک های گچی در آب مقطر و اعمال تیمارها، تغییرات رطوبت و هدایت متناظر آن در زمان های مختلف اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که قرائت بلوک گچی و میزان رطوبت حجمی      اندازه گیری شده با افزایش درصد ماده آلی افزایش یافت. همچنین برای بافت خاک رسی سیلتی حاوی ماده آلی با برازش دادن همه داده ها معادله چند جمله ایY=7.08X3-0.01X2+0.65X-0.76  با خطای استاندارد 09/3 و ضریب همبستگی 958/0 به دست آمد.
    کلیدواژگان: بلوک گچی، معادله واسنجی، بافت خاک رسی سیلتی، ماده آلی، معادله چند جمله ای
  • محمد سهیل رضازاده، بهرام بختیاری*، کریم عباسپور، محمد مهدی احمدی صفحات 21-36
    از موثرترین عوامل در مقدار منابع آب یک منطقه می توان به اقلیم و پارامترهای هیدرولوژیک اشاره کرد. مدل‎ های گردش عمومی جو (GCM) ابزار اصلی بررسی تغییرات اقلیمی محسوب می شوند. همچنین این مدل ها به دلیل بزرگ مقیاس بودن از دقت بالایی در پهنه های کوچک برخوردار نیستند. ازاین رو برای افزایش دقت این مدل ها، از روش آماری یا دینامیکی برای ریزمقیاس کردن مدل های گردش عمومی جو استفاده می شود. در این پژوهش از مدل GFDL-ESM2M و چهار سناریوی RCP (بدبینانه، دو سناریوی حد وسط و خوش بینانه) جهت شبیه سازی بارش، دمای بیشینه و کمینه، و از بسته نرم افزاری تغییر اقلیم(CCT) جهت ریزمقیاس نمایی استفاده گردید. داده های بارش و دمای استفاده شده در این پژوهش برای دوره پایه (2012-1990) از ایستگاه های هواشناسی استان کرمان استخراج گردید. پس از ارزیابی و اطمینان از مناسب بودن مدل به بررسی روند تغییرات بارش، دمای کمینه و بیشینه و تحلیل طول دوره خشک در آینده پرداخته شد. نتایج در دوره پایه و دوره آینده نزدیک (2050-2020) مورد ارزیابی قرار گرفت. برای ارزیابی صحت مدل از ضریب تعیین (R2) و نش_ساتکلیف (NS) استفاده شد. مقدار ضریب R2 و NS برای بارش، دمای کمینه و بیشینه در تمامی ایستگاه ها به ترتیب 67/0 تا 99/0 و 61/0 تا 98/0 متغیر بود. نتایج نشان داد در تمام سناریوها بارش در اکثر نقاط، به جز مناطق جنوبی افزایش می یابد. در برخی نقاط این افزایش به 60 درصد هم می رسد. اما در قسمت های جنوبی و میانی استان بارش تا بین 10 تا 40 درصد کاهش می یابد. همچنین میانگین سالانه دما بیشینه نیز در تمام سناریوها افزایش یافته است. در سناریو RCP2.6 دما 2 درجه سلسیوس و در سناریو RCP8.5  دما 4 درجه سلسیوس به طور میانگین افزایش می یابد. مناطق شمالی استان علیرغم داشتن دمای کمتر نسبت به مناطق جنوبی استان، دوره های خشک طولانی تری خواهد داشت ولی مناطق جنوبی استان کرمان دارای بیشترین فراوانی وقوع دوره خشکی بیش از 200 روز می باشند.
    کلیدواژگان: سناریوهای تغییر اقلیم، مولد هواشناسی، ریزمقیاس نمایی، دوره خشک، CCT
  • جلال برخورداری*، رضا باقری فهرجی، علیبمان میرجلیلی، اصغر زارع چاهوکی صفحات 37-46
    بخش قابل توجهی از اراضی حاشیه شیر کوه در شهرستان مهریز استان یزد به صورت باغات دیم و آبی و زراعت زیر کشت انواع محصولات قرار دارد. ساکنین بومی این منطقه عمدتا از طریق دامداری و کشاورزی دیم امرار معاش می کنند. بسیاری از درختان مثمر و بومی منطقه به ویژه بادام به صورت دیم بوده و سال های پر باران محصول خوبی تولید می کنند. ولی در سال های کم باران و خشکسالی با مشکل رو به رو هستند. این تحقیق که در منطقه تنگ چنار واقع در 35 کیلومتری جنوب غرب، شهرستان یزد انجام شده است. با استفاده از سامانه های سطوح آبگیر و استفاده از تیمارهای عایق و فیلتر سنگریزه ای، سه گونه بومی منطقه شامل بادام، سنجد و توت در قالب 72 سامانه مورد ارزیابی قرار گرفت. فاکتورهای اندازه گیری شده شامل رطوبت اعماق 20 و 50 سانتی متری چاله های غرس نهال و پارامترهای ارتفاع، قطر یقه و قطر تاج پوشش نهال ها بوده است. نتایج آنالیز آماری داده ها نشان داد بین تیمارهای به کارگرفته شده از نظر محتوای رطوبت حجمی پروفیل خاک از نظر آماری اختلاف معنادار وجود دارد و همه تیمارها از این نظر در یک سطح قرار ندارند. لذا تاثیر عایق در سطح 1% و فیلتر 5% معنی دار بوده است و میزان اختلاف درصد رطوبت حجمی خاک در اعماق 20 و 50 سانتی متری خاک نیز معنی دار بوده است. مقایسه انجام شده شاخص های گیاهی در بین تیمارهای موجود نشان می دهد نهال سنجد بهترین عملکرد را داشته است. در این ارتباط استفاده توام از فیلتر سنگریزه ای و عایق نایلون، افزایش رطوبت خاک و بهبود پارامترهای رویشی نهال های کشت شده را به همراه داشته است.
    کلیدواژگان: سامانههای سطوح آبگیر، رطوبت خاک، درختان مثمر، باغات ارتفاعی، استحصال آب باران، کم آبیاری
  • فاطمه رضایی، عبدالرضا بهره مند*، جواد شیخ، محمد تقی دستورانی، محمد تاج بخش صفحات 47-60
    تمرکز بر حوضه های آبخیز شهری از چند دهه گذشته مورد توجه بوده است. الگوی رشد حوضه های شهری نیازمند طراحی سیستم ذخیره آب باران (رواناب) می باشد. برای این منظور تخمین میزان رواناب و درصد تولید رواناب در سطوح آبگیر شهری دارای اهمیت می باشد و به منظور بررسی پاسخ هیدرولوژیکی مناطق همگن به رواناب شهری منطقه مورد نظر به عنوان واحدهای همگن مطالعاتی در مدیریت آبخیز شهری (رواناب) در نظر گرفته و با بررسی تغییرات کاربری اراضی برای سه دوره 1375، 1385 و 1395 میزان تغییرات کاربری با استفاده از نقشه های کاربری اراضی و بلوک های آماری سازمان نقشه برداری و تصاویر ماهواره ای در محیط جی آی اس تعیین شد و با بررسی تغییرات کاربری اثر آن بر دبی اوج در محیط مدل (Civil Storm) ASSA مشخص شد. نتایج پژوهش نشان داد که دبی اوج در سال 1395 با افزایش سطوح نفوذ ناپذیر به مراتب بیشتر از سال های آماری موجود می باشد و با افزایش 26 درصدی مناطق نفوذ ناپذیر از سال 1375 تا سال 1395 میزان دبی 24 درصد افزایش داشته است.
    کلیدواژگان: سطوح نفوذ ناپذیر، دبی اوج، رواناب شهری، کاربری اراضی، مدل ASSA
  • پروین علی اکبری، سید رضا هاشمی*، عباس خاشعی سیوکی، فاطمه شهابی فرد صفحات 61-72
    مدیریت مناسب مصرف آب زیر زمینی بدون دانش کافی از توزیع و گستره ی آب های زیر زمینی و تعیین فرآیندهای تاثیر گذار در سیر تحول آن امکان پذیر نیست. انسان امروزی بنا به دلایل مختلفی از جمله افزایش جمعیت، خشکسالی ها و کاهش میزان بارندگی، پیشرفت صنعت و اثر سوء آن بر منابع آب و غیره به طور جدی با مشکل کمبود آب مواجه است. هدف از این پژوهش تعیین مکان های مناسب استحصال آب شرب با استفاده از روش فرآیند تصمیم گیری چند معیاره ANP، در حوضه آبریز دشت رشتخوار واقع در جنوب شرق حوضه آبریز دشت تربت حیدریه می باشد. با توجه به معیارهای کمیت و کیفیت آب، زمین شناسی، فیزیوگرافی، بررسی های اقتصادی و اجتماعی دشت رشتخوار مورد مطالعه قرار گرفت. در ابتدا تعیین وزن هر پارامتر با ANP و سپس لایه های معیارها و زیر معیارها با تاثیر وزن های مربوطه با یکدیگر ترکیب شده و لایه ترکیبی نهایی معیارها و زیر معیارها حاصل گردید. این لایه ها در پنج کلاس کیفی خیلی خوب، خوب، متوسط، کم و نامناسب طبقه بندی شد. نتایج نشان داد که طبقات نام برده به ترتیب 26/14، 25/24، 69/19، 16/24، 41/16 درصد مساحت از کل دشت را به خود اختصاص دادند. با توجه به نقشه نهایی، آبخوان دشت رشتخوار از شرق به سمت غرب بر استعداد دشت در جهت استحصال آب شرب افزوده     می شود.
    کلیدواژگان: آب زیر زمینی، دشت رشتخوار، سیستم اطلاعات جغرافیایی، تصمیم گیری چند معیاره، ANP
  • سارا حشمتی*، مریم حافظ پرست مودت صفحات 73-82
    تامین نیاز های آبی به دلیل کاهش منابع آب و افزایش جمعیت به مراتب مشکل‏تر و محدودتر از گذشته است. از سویی کاهش نزولات جوی و محدودیت شدید منابع آب، ضرورت پیش بینی بارش و دبی ناشی از آن را در بازه‏ های زمانی ماهانه و سالانه در مقیاس حوضه آبریز و زیرحوضه‏ های آن را دو چندان می‏نماید. اساس این کار ارزیابی جوی و پیش بینی بارندگی در سری‏ های زمانی است. یکی از فرضیات کلیدی در سری‏ های زمانی ایستا بودن آنها است. با این وجود، بسیاری از سری‏ های هیدرولوژیکی بنا به دلایل مختلف مانند روند، پرش و تناوب ناایستا هستند. هدف از این پژوهش ارزیابی ایستایی سری زمانی بارندگی به منظور انتخاب مناسب‏ترین مدل جهت پیش‏بینی دبی جریان رودخانه جامیشان در ایستگاه آب‏سنجی پیرسلمان بود. حوضه جامیشان در شمال‏شرقی استان کرمانشاه در بالادست رودخانه دینور قرار دارد. به این منظور داده های بارندگی ماهانه در یک دوره 25 ساله (1365-1390) استفاده شد. از آنجایی که سری زمانی ناایستا است و عوامل ناایستایی آن حذف نگردید در نهایت پارامترهای مدل غیر فصلی SARIMA با استفاده از نرم افزار MINITAB  جهت پیش‏بینی باران ماهانه محاسبه گردید. برای صحت سنجی  مدل از معیار نرمال بودن و مستقل بودن باقی مانده ها استفاده شد و در نهایت مقادیر دبی رودخانه پیر سلمان به کمک مدل 12(3,0,1)×(3,0,1)SARIMA  نسبت به مدل‏ های دیگر با داشتن میانگین خطای کمتر در پیش‏ بینی برآورد گردید.
    کلیدواژگان: ایستگاه پیرسلمان، پیش بینی دبی، سری زمانی، مدل SARIMA _
|
  • Mahin Kalehhouei*, Adel Soltani, Leila Gholami Pages 1-10
    Drought is one of the phenomena that has recently been identified as a major challenge , and has incurred a lot of damage in different parts of the world. The purpose of this study was to investigate and map drought in Kermanshah Province using the CZI index in ArcGIS for 1995-2016 using data from synoptic stations of Kermanshah, Kangavar, Sahneh, Harsin, Mahidshah, Sararood, Paveh, Ravansar, Saripul Zahab and Islamabad  Gharb. The results of this research indicate that 50 percent of the province's surface area during the 22 year period has experienced drought, with the most severe drought for Mahidshat and Saripul Zahab stations in 1999 with an index of -2.25 and -2.12 respectively. The least severe drought was observed in 2013 with an index of -0.22 for the Sahneh station. Also, in 1997 the highest rainfall was recorded for the Sarpul-e-Zahab station  with an index of 2.18 and the lowest was recorded in 2009 and 2011 at Mahidshat  and Saripul Zahab stations with equal indices of 0.01. According to the zoning maps, the region has experience 11 drought periods and five wet periods of varying severity.
    Keywords: Map, Mahidshat, Saripul Zahab, synoptic station
  • Hediyeh Ahmad Pari, Seyyed Ebrahim Hashemi Garmdareh*, Mohsen Eskafi Pages 11-20
    Continuous soil moisture assessment and evaluation is essential for irrigation management and planning. One of the common methods for measuring the moisture content of the soil is the use of a gypsum block. The use of gypsum blocks in some cases, including the presence of organic matter in soil, may cause an error in the measurement of moisture. For this purpose, a laboratory study was conducted to provide a calibration equation for gypsum block in silty clay soil with organic matter. This study was done in three treatments including different percentages organic matter in two replications in the Laboratory of Aburaihan Campus of Tehran University. In this experiment, after putting gypsum blocks in distilled water and applying the treatments, moisture changes and the blocks’ conductivity were measured at different times. The results showed that the gypsum block reading and the measured volumetric moisture content increased with increasing organic matter content. Also, for silty clay soil containing organic matter, the polynomial equation Y = 7.08X3-0.01X2 + 0.65X-0.76 with a standard error of 3.09 and a correlation coefficient of 958.0 was obtained after fitting all the data.
    Keywords: Gypsum block, Calibration equation, Silty clay soil, Organic matter, Polynomial equation
  • Mohammad Soheil Rezazadeh, Bahram Bakhtiari*, Karim Abbaspour, Mohammad Mehdi Ahmadi Pages 21-36
    Climate change, with effects on temperature and rainfall, has a great influence on dry period. Therefore, it is very important to study this phenomenon in the analysis of dry period length. In this study, we used GFDL-ESM2M and four RCP scenarios to simulate precipitation, maximum and minimum temperature and used CCT with statistical methods to downscale the results. The data used in this study were obtained from synoptic, rain gauge and evaporation stations. The result were evaluated for the base period (1990- 2012) and near future (2020-2050). The model results were evaluated using R2 and NS. In all stations R2 and NS for precipitation, maximum and minimum temperatures were between 0.67- 0.99 and 0.61-0.98, respectively. After evaluating and ensuring the suitability of the model, we simulated precipitation, and maximum and minimum temperatures and analyzed drought periods. The results indicated that precipitation increased in all scenarios, except in the southern areas in Kerman Province. This increases reached up to 60 percent in some areas. In the south however, a decrease of between 10% and 40% was predicted. Also, maximum temperature increased in all scenarios. In RCP 2.6 and RCP 8.5 scenarios we predicted temperature increases of 2 and 4 degrees on average. Despite lower temperatures the northern region will experience longer drought periods. Drought periods of more than 200 days will become more frequent in the south. Thus, this area requires special attention to the use and storage of water resources.
    Keywords: RCP scenarios, Weather Generation, Downscaling, Drought, CCT
  • Jalal Barkhordari* Pages 37-46
    A significant portion of the Shirkouh lands in the Mehriz city encompass irrigated and rainfed orchards. The livelihoods of the people in this area are mainly supported through farming and raising livestock. Many orchard products, especially Amygdalus sp. are rainfed and produce a good crop in rainy years. However, in the drought years, the production faces problems. This research was carried out in the Tang-e-Chenar area, 35 km southwest of Yazd. Three species including Amygdalus sp., Elaeagnus angustifolia and Morus alba were evaluated using 72 Rain Water Harvesting Systems (RWHS) using insulating methods and gravel filters. The measured parameters included moisture content at  depths of 20 and 50 cm and canopy cover, stem height and diameter of trees. The results of statistical analysis showed that there is a significant difference between the treatment group and controls in soil moisture content. Therefore, the effect of insulation was significant at 1% significance level and the effect of filtration was significant at 5%. The difference in soil moisture content of the soil at depths of 20 and 50 cm was also significant. The comparison of plant growth indices shows that Elaeagnus angustifolia has the best performance. The use of pebble filters and nylon insulation had the best performance with respect to plant growth.
    Keywords: Rainwater harvesting systems, Soil moisture, Productive
  • Fatemeh Rezayi, Abdolreza Bahremand*, Javad Shaikh, Mohmad Taghi Dastorani, Mohammad Tajbakhsh Pages 47-60
    Urban watersheds have been a centerpiece among communities over the last few decades. Every growing urban watershed requires a system designed to store rainwater (runoff). Hence, estimating the amount of runoff and runoff generation percentage of different parts in an urban catchment system is substantial. Therefore, this was set as the cornerstone for assessing the hydrological response of different homogenous units of our study area. To this aim, land use maps were prepared for three different years (i.e. 1996, 2006, and 2016) using available archived data, census blocks obtained from National Cartographic Center, and satellite images in ArcGIS platform. Afterwards, the impact of land use changes on the peak discharge was analyzed over these years using ASSA (CivilStorm) software. The results revealed that the peak discharge in 2016 is significantly higher than the years before which stems from the increasing pattern of impermeable surfaces, in such a way that a 26% increase in impermeable surfaces from 1996 to 2016 has consequently increased the discharge by 24%.
    Keywords: Impermeable surfaces, Peak discharge, Urban runoff, Land use, ASSA model
  • Parvin Ali Akbari, S. Reza Hashemi*, Abbas Khashei, Fatemeh Shahabi Fard Pages 61-72
    The optimal management of ground water consumption is impossible without proper knowledge of water distribution, aquifer territories, and water table fluctuations. Humans are faced with the problem of water scarcity, due to various reasons such as population growth, droughts and reduced rainfall, and industrial progress and its impact on water resources. The purpose of this study was to determine the suitable locations for drinking water harvesting using the multi-criteria ANP decision-making process in the Roshtkhar Plain, located in the southeast of Torbat Heydarieh Plain basin. Considering the quantitative and qualitative criteria for water, geological, physiographical, economic, and social studies of Roshtkhar Plain were reviewed. First, the weight of each parameter was determined with ANP. Then the criteria and sub-criteria layers were combined using their respective weights, resulting in the final aggregated layer of criteria and sub-criteria. These layers were classified into five qualitative classes: very good, good, medium, low and not suitable. The results showed that the mentioned classes were 14.26, 25.24, 19.69, 16.14, 16.41% of the total area of the plain, respectively. According to the final map,  the potential for extraction of drinking water in the plain increases from east to west.
    Keywords: Groundwater, Roshtkhar plain, GIS, Multi criteria decision, ANP
  • Sara Heshmati*, Maryam Hafezparast Mavadat Pages 73-82
    Nowadays, water supply is more limited and providing water is more difficult due to increasing population and demand for water. Thus, due to rainfall shortage and impacts of drought, the need for forecasting monthly and annual rainfall and flow discharge through time series analysis is acutely felt. One of the key assumption in time series is their static condition. However, hydrological time series are sometimes dynamic due to independent occurrences and variations. The objective of this study was to evaluate a suitable forecast model for water flow discharge  through evaluating whether time series data of rainfall in Jamishan river, Kermanshah, Iran were static. The 25-year data of monthly rainfall (1988-2013) were used and assumed to be a dynamic series. Non-seasonal parameters of SARIMAS model were analyzed through MINTAB software. The accuracy, reliability, normality and independence of data were also evaluated. Finally, water flow discharge was modeled and predicted by SARIMA (3,0,1) x (3,0,1)12 which showed minimum mean error.
    Keywords: Discharge Forecasting, Time series, SARIMA model, Pirsalman Station