فهرست مطالب

علوم و مهندسی آبخیزداری ایران - پیاپی 45 (تابستان 1398)
  • پیاپی 45 (تابستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/04/10
  • تعداد عناوین: 14
|
  • مجید کاظم زاده*، آرش ملکیان، علیرضا مقدم نیا، شهرام خلیقی صفحات 1-11

    بر هم خوردن تعادل سامانه اقلیمی ناشی از انتشار گازهای گلخانه ای بر اهمیت مطالعه اثر تغییر اقلیم بر روی متغیرهای هیدرولوژیکی از جمله رواناب می افزاید. لذا در این پژوهش ابتدا تغییرات ناگهانی و روند متغیرهای هیدرو - اقلیمی با استفاده از رویکرد داده کاوی و داده های ماهانه و سالانه 18 ایستگاه آب سنجی و باران سجی با طول دوره آماری 40 سال (1390-1351) مطالعه شد و در گام دوم، برای مطالعه اثرات تغییر اقلیم بر رواناب حوزه آبخیز، خروجی دمای حداکثر و دمای حداقل و بارش مدل گردش عمومی HadCM3 تحت دو سناریو تغییر اقلیم A2 و  B2با استفاده از  مدل SDSM ریز مقیاس گردیدند. در گام نهایی از پنج مدل داده کاوی و هوشمند شامل M5، M5 Rules، MLP، SVM و ANFIS  جهت مدل سازی بارش - رواناب استفاده گردید. نتایج پژوهش نشان داد که  متغیرهای اقلیمی در طول 4 دهه گذشته دارای تغییرات ناگهانی و روند بوده و مطالعه اثر تغییر اقلیم و استفاده از سناریوی تغییر اقلیم در منطقه مطالعاتی بر جریان آب رودخانه آجی چای ضروری می باشد. همچنین نتایج نشان داد که دمای حداکثر در طول دوره (2050 -2010) تحت سناریوهای A2 و B2 به ترتیب 04/2 و 40/2 درجه سانتی گراد و طی دوره  (2091-2050) به ترتیب 87/3 و 11/5 درجه سانتی گراد افزایش خواهد یافت. همچنین دمای حداقل سالانه در طول دوره (2050 -2010) تحت سناریوهای A2 و B2 به ترتیب 63/1 و 90/1 درجه سانتی گراد و طی دوره (2091-2050) به ترتیب 76/3 و 00/3 درجه سانتی گراد افزایش خواهد یافت. نتایج پیش بینی بارش ماهانه برای دوره های آتی نیز نشان داد که بارش روند مشخصی نداشته و در بعضی ماه ها افزایش و در بعضی از ماه ها کاهش می یابد. نتایج حاصل از ارزیابی کارایی مدل ها نشان داد که مدل های M5 و شبکه عصبی مصنوعی کمترین خطا را در بین مدل ها داشتند. در حالت کلی نتایج مدل سازی بارش - رواناب نشان داد که هر کدام از مدل های انتخاب شده، دارای عدم قطعیت بوده و در بعضی فصل ها رواناب افزایشی و در بعضی فصل ها کاهشی خواهد بود.

    کلیدواژگان: مدلسازی بارش - رواناب، داده کاوی، مدل گردش عمومی، ریز مقیاس کردن، حوزه آبخیز آجی چای
  • بهزاد حصاری*، امید بنابی، عیسی جهانگیر صفحات 12-22

    با توسعه و پیشرفت امکانات و ابزار سسیتم های اطلاعات جغرافیایی در سال های اخیر ، مدل سازی و شبیه سازی نیز به تبع آن گسترش یافته است. دسترسی به نقشه های پایه و دقیق، اساس تعیین اندازه سلولی و تهیه مدل رقومی هیدرولوژیک حوضه می باشد. رفع خطاها و به حداقل رسانی عوامل نا اطمینانی مدل رقومی ارتفاع نقش اساسی را در این میان بازی می کند. هدف از مطالعه حاضر تهیه و تولید لایه های GIS برای حوضه رودخانه شهرچای واقع در استان آذربایجان غربی از روی نقشه های پایه و استاندارد قابل دسترس کشور و تعیین دقت آن ها است. در این تحقیق پارامترهای فیزیوگرافی حوزه آبخیز شهرچای و همچنین برخی نمودارهای هیپسومتری، برای حوضه در محیط GIS برآورد و رسم شد. نتایج نشان داد که با افزایش اندازه سلولی، متوسط، حداکثر و انحراف معیار شیب کاسته شده است. مقادیر حداکثر شیب به شدت متاثر از اندازه سلولی می باشند. ولی متوسط و انحراف معیار تغییر چندانی را نشان ندادند. برای محاسبه شیب، در مقیاس 1:25000، اندازه سلولی15 متر و در مقیاس 1:50000، اندازه سلولی40متر و در مقیاس 1:250000، اندازه سلولی90 متر مناسب تشخیص داده شد.با محاسبه شیب متوسط واقعی پروفیل رودخانه و مقایسه آن با شیب های حاصل از هراندازه سلولی و هر مقیاس، این نتیجه حاصل شد که برای رسم پروفیل طولی رودخانه در مقیاس 1:25000، اندازه سلولی 15 متر مناسب می باشد. درصد خطای گودال ها و چاله ها در مقیاس 1:25000، تا اندازه سلولی 15 متر، با شیب کم و از 15 متر به بعد با شیب بیشتری افزایش یافته است.

    کلیدواژگان: مدل رقومی ارتفاعی، اندازه سلولی، پروفیل، شیب حوضه، سیستم اطلاعات جغرافیایی
  • امیرعباس کمان بدست*، مهدی بن سعید، محمد حسین پورمحمدی، محمود شفاعی بجستان، علیرضا مسجدی صفحات 23-31

    حمل رسوب از شاخص‍های مهم رودخانه ها در شرایط طبیعی است که به تبعیت از تغییر مشخصه های هندسی و خصوصیات  جریان  به  صورت تراز افزایی یا رسوب گذاری در بازه های مختلف مسیر رودخانه خودنمایی می کند. لذا ارائه راهکارهای  مناسب  به  منظور اصلاح و تثبیت شیب طولی بستر و جلوگیری از انتقال رسوب از  نواحی بالادست با شیب  تند به داخل مخازن سدها در پایین دست که از دلایل عمده کاهش عمر مفید آنها می باشد ,  لزوم انجام آزمایش در این زمینه  را  توجیه پذیر می نماید. این تحقیق رسوب گذاری و نحوه کنترل آن با  استفاده  از  مدل  فیزیکی  سدهای  متوالی  کوتاه  از  جنس پلکسی گلاس در سه ارتفاع و سه فاصله مختلف را هنگامی که شیب بستر و دبی تغییر می کند, بررسی می نماید. آنالیز ابعادی به روش  باکینگهام  برای تعیین  متغیرهایی مانند  نسبت  بدون بعد عمق به ارتفاع (y/H) و نسبت بدون  بعد عمق  به  فاصله (y/L) به عنوان فاکتور های موثر در تعیین درصد تله اندازی رسوب تجمعی (Teg) انجام  پذیرفته است. براین اساس ارتباط میان  نسبت های فوق الذکر با درصد     تله اندازی رسوب با استفاده از فاکتور بی بعد عدد فرود به عنوان متغیرمستقل در حالات مختلف بررسی و دیوارهای مورد آزمایش در مدل برای شیب های مختلف پیشنهاد شده است.

    کلیدواژگان: دبی رسوب، عمق جریان، سدهای کوتاه، شیب بستر
  • فرحناز عزیزی، اصغر اصغری مقدم*، امیر حسین ناظمی صفحات 32-43

    به واسطه برداشت بی رویه آب زیرزمینی در سال های اخیر آبخوان دشت ملکان با خطر افزایش میزان شوری مواجه گردیده است. با بررسی رژیم جریان آب زیرزمینی و برآورد دقیق پارامترهای هیدرولیکی به کمک روش های مختلفی از جمله بررسی های زمین شناسی، روش های توموگرافی، هیدروژئوشیمیایی و شبیه سازی مدل مفهومی آبخوان، مدل جریان آب زیرزمینی به کمک بسته نرم افزاری اینترفاز GMS 10.1.4 طراحی گردید. سپس با استفاده از کد عددی MT3DMS، مدل انتقال جرم، جهت شبیه سازی حرکت شوری و غلظت املاح (یون کلر) در آبخوان، تهیه شده است. نتایج نشان دهنده آن است که مدل توانسته رفتار سیستم واقعی را به خوبی توصیف کند و تطبیق خوبی بین نتایج شبیه سازی مدل با داده های مشاهداتی برقرار شده است. برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی در حالیکه موجب افت سطح ایستابی شده است، گسترش نفوذ آب شور را در قسمت شمال غربی دشت تسریع و در نتیجه باعث افت کمی و کیفی در این بخش از آبخوان گردیده است.

    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، پارامترهای هیدروژئولوژیکی، دشت ملکان، شبیه سازی، شوری
  • پری خلیفی، عطا اله ندیری*، اسفندیار عباس نوین پور، مریم قره خانی صفحات 44-53

    پدیده فرونشست زمین که ناشی از عوامل طبیعی و انسانی است، در طی سال های اخیر آثار تخریبی فاجعه باری در مناطق مسکونی، کشاورزی و صنعتی به دنبال داشته است. لذا در این پژوهش به منظور کنترل و مدیریت این پدیده در دشت اردبیل به شناسایی مناطق محتمل فرونشست در این دشت پرداخته شده است. بدین صورت که با استفاده از هفت پارامتر موثر بر فرونشست نقشه آسیپ پذیری منطقه و بعد از رتبه دهی و وزن دهی با استفاده از روش PSCM شاخص آسیب پذیری فرونشست دشت محاسبه شد و این مقدار برای دشت اردبیل بین 80 تا 154 به دست آمد. سپس نتایج حاصل از این روش با  مقدار فرونشست رخ داده که حاصل از بررسی تصاویر راداری INSAR ماهواره سینتل 1 است صحت سنجی شد. در ادامه با توجه به اینکه رتبه ها و وزن های به کار برده شده در روش PSCM بر اساس نظر کارشناسی است لذا به منظور بهینه سازی این روش از مدل فازی سوگنو استفاده شد تا از این طریق به نتایج دقیق تری از آسیب پذیری دست یافت. بدین صورت که هفت پارامتر موثر بر فرونشست به عنوان ورودی مدل و مقدار شاخص آسیب پذیری تصحیح شده با فرونشست حاصل از تصاویر راداری به عنوان خروجی مدل تعریف شد. نتایج حاصل از این روش نشان داد که قسمت های جنوب و جنوب شرقی دشت دارای پتانسیل آسیب پذیری فرونشست بالایی است.

    کلیدواژگان: فرونشست، پارامترها، آسیب پذیری، تصاویر راداری، فازی سوگنو
  • حبیب حسنی، محسن ملکی* صفحات 54-62

    طرح های آبخیزداری نقش مهمی را در مدیریت منابع خاک و آب در جهان ایفا می کنند. در بسیاری از کشورهای در حال توسعه، طرح ها و پروژه های مدیریت آبخیز بدون حضور آبخیزنشینان طراحی و اجرا می شود. در این تحقیق پارامترهای مهم اجتماعی و اقتصادی، موثر بر عملیات آبخیزداری از دیدگاه آبخیزنشینان بررسی می شود. این پژوهش به روش توصیفی و تحلیلی انجام گرفته است. حوزه آبخیز حسن ابدال در شهرستان زنجان به عنوان منطقه مورد مطالعه انتخاب شد. برای جمع آوری اطلاعات میدانی، از پرسشنامه استفاده شده است. جامعه آماری این تحقیق کلیه سرپرستان خانوارهای بهره بردار و ساکن این حوزه بودند. از میان آنان با استفاده از جدول مورگان، 160 نفر با روش تصادفی ساده مورد پرسشگری مستقیم قرار گرفتند. برای تجزیه و تحلیل از آزمون های کروسکال والیس و مقایسه میانگین ها استفاده شد. از مهمترین دستاوردهای پروژه ارتقای مشارکت ذینفعان، کنترل سیلاب، کاهش مهاجرت، افزایش درآمد کشاورزی و دامداری است. نتایج نشان داد که طرح های اجرا شده نتوانسته سبب افزایش قابل قبولی در سطح اراضی کشاورزی، باغی و مرتعی شود. به طور کلی نگرش مردم به اجرای عملیات مثبت ارزیابی شد و اجرای طرح ها بر ارتقاء دانش ذینفعان موثر بوده است.

    کلیدواژگان: اثرات اجتماعی- اقتصادی، عملیات آبخیزداری، حوزه آبخیز حسن ابدال
  • مسعود گودرزی، سپیده چوبه* صفحات 63-69

    تغییراقلیم از جمله تغییرات بی سابقه ای است که در حال وقوع است. مدل های گردش عمومی جو مناسب ترین ابزار برای مطالعه اثرات ناشی از تغییر اقلیم شناخته شده اند، اما خروجی آن ها به منظور کاربرد در مدل های هیدرولوژیکی، بیش از حد بزرگ مقیاس است. بنابراین روش های مختلف ریز مقیاس نمایی به کار گرفته می شود تا خروجی این مدل ها با تفکیک زمانی و مکانی مناسب تری فراهم شوند. میزان تغییرات پارامترهای هواشناسی بارش، دمای حداقل و حداکثر دستخوش تغییرات این پدیده است. از آنجایی که پیش بینی این سه پارامتر اقلیمی حائز اهمیت است، در این مطالعه عملکرد یک مدل رگرسیونی چند متغیره و یک مدل مولد آب و هوایی در ریزمقیاس نمایی پارامترهای بارش و دما مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور میانگین تغییرات این عوامل برای دوره ی 2065-2046 نسبت به دوره پایه 2013-1983 در ایستگاه سینوپتیک اردبیل تحت مدل HadCM3 و سناریوی  A2پیش بینی شدند. نتایج حاصل از شاخص های خطاسنجی نشان داد که در این منطقه مطالعاتی، مولد آب و هوایی نسبت به مدل رگرسیونی چند متغیره از دقت بیش تری برخوردار است.

    کلیدواژگان: اردبیل، تغییر اقلیم، ریزمقیاس نمایی، مدل رگرسیونی چند متغیره، مدل مولد آب و هوایی، مدل گردش عمومی جو
  • فرحناز بهاروند، علیرضا مساح بوانی*، محمد مهدوی، بهارک معتمد وزیری، مسعود گودرزی صفحات 70-76

    امروزه استفاده از مدل های مولد داده های تصادفی آب و هوایی به شکل وسیعی در زمینه های مختلف علمی، شامل مطالعات هیدرولوژیکی، مدیریت زیست محیطی و ارزیابی خطرکشاورزی توسعه یافته است. در این مطالعه، به منظور بررسی توانمندی مدل ها، یکی از متداول ترین مولدهای هواشناسی ، برای اقلیم کرمانشاه ارزیابی گردید. شرایط اقلیمی از قبیل، دوره های خشک و تر  و دوره های  بسیارسرد و بسیارگرم نیز جهت ارزیابی عملکرد مدل، استفاده شد. نتایج حاصل از این پژوهش بیانگر آن بود که LARS-WG  عملکرد مناسبی در شبیه سازی توزیع روزانه، میانگین ماهانه و توزیع فصلی داده های مشاهداتی دارد با این وجود توانمندی مدل در شبیه سازی انحراف معیار میانگین ماهانه پارامترهای اقلیمی در حد متوسط بوده است .

    کلیدواژگان: مولد آب و هوایی، LARS-WG، صحت سنجی مدل، کرمانشاه، تغییراقلیم
  • سوگند بیات، کیومرث ابراهیمی*، شهاب عراقی نژاد، مهدی یاسی صفحات 77-86

    جریان محیط زیستی رودخانه توصیفی از زمان، کیفیت و دبی مورد نیاز برای حفظ آب شیرین و اکوسیستم رودخانه و رفاه انسان است. هدف مقاله حاضر مقایسه ی روش های هیدرولوژیکی تنانت، دبی پایه آبزیان، تسمن، تحلیل منحنی تداوم جریان و انتقال منحنی تداوم جریان در برآورد جریان محیط زیستی دو رودخانه ی معرف از دو حوضه ی درجه ی یک مختلف کشور شامل رودخانه های کرج و تالار مازندران و به ترتیب با دوره های آماری 59 و 63 ساله می باشد.  بر اساس نتایج حاصل، روش انتقال منحنی تداوم جریان به دلیل در نظر گرفتن کلاس های مختلف اکولوژیکی، توجه به تغییر پذیری طبیعی جریان و سعی به حفظ این تغییر پذیری در جریان های محیط زیستی پیشنهادی خود، نسبت به روش های دیگر ارجحیت دارد و از دقت بالاتری برخوردار است. لذا بر اساس روش مذکور نیاز محیط زیستی رودخانه های کرج و تالار در طبقه مدیریت زیستی C (حفظ حداقل شرایط زیستی رودخانه) به ترتیب برابر 4.77 متر مکعب در ثانیه، معادل 38 درصد دبی متوسط سالانه و 1.81 متر مکعب در ثانیه، معادل 24 درصد دبی متوسط سالانه برآورد شد.

    کلیدواژگان: بده جریان محیط زیستی، روش هیدرولوژیکی، انتقال منحنی تداوم جریان، رودخانه کرج، رودخانه تالار
  • علیرضا عرب عامری*، حمیدرضا پورقاسمی، خلیل رضایی، مسعود سهرابی صفحات 87-96

    اولویت بندی زیرحوزه ها در مدیریت منابع طبیعی و به ویژه مدیریت حوزه های آبخیر نقش موثری دارد. در این پژوهش به اولویت بندی 11 زیرحوزه آبخیز آسمان گر در استان چهارمحال بختیاری با استفاده از پارامترهای مورفومتریک و مدل ترکیبی نوین تاپسیس-رگرسیون خطی چندمتغیره پرداخته شده است. پارامترهای مورفومتریکی مورد استفاده در این پژوهش شامل ضریب فشردگی، ضریب گردی، ضریب شکل، ضریب کشیدگی، ثابت نگهداشت آبراهه، تراکم زهکشی، عدد ناهمواری، فراوانی آبراهه، درجه شیب، بافت زهکشی، نسبت ناهمواری، نسبت انشعاب و طول جریان می باشد. به منظور تعیین وزن پارامترها از مدل رگرسیون چندمتغیره و آمار سیلاب های رخ داده در منطقه و به منظور اولویت بندی زیرحوزه های آبخیز از روش تصمیم گیری چندمعیاره تاپسیس استفاده گردیده است. نتایج وزن دهی پارامترها نشان داد که پارامترهای نسبت انشعاب، ضریب شکل و عدد ناهمواری، به ترتیب با کسب 612/0، 221/0، 212/0 امتیاز بیش ترین تاثیر را در رخ داد سیلاب در منطقه مورد مطالعه داشته اند. طبق نتایج اولویت بندی، زیرحوزه های 4، 6 و 9 به ترتیب با کم ترین فاصله از ایده آل مثبت (0480/0، 0516/0062،0/0) و بیش ترین فاصله از ایده آل منفی (1746/0، 1809/0، 1734/0) و با کسب بیش ترین امتیاز (7841/0، 7777/0، 7365/0) در رتبه های اول تا سوم قرار گرفته اند و باید برای انجام اقدامات مدیریتی و آبخیزداری در اولویت قرار گیرند. به منظور اعتبارسنجی مدل، مقادیر رسوب ویژه و نسبت تولید رسوب (SDR) برای هر زیرحوزه با روش PSIAC با استفاده از 9 پارامتر زمین شناسی، خاک، اقلیم، رواناب، توپوگرافی، پوشش زمین، کاربری اراضی، فرسایش سطحی و فرسایش رودخانه ای محاسبه گردید. نتایج اعتبارسنجی نشان داد که پارامترهای مورفومتریک و مدل ترکیبی دارای دقت بالایی در شناسایی زیرحوزه های با پتانسیل سیل خیزی و تولید رسوب بالا می باشد، به طوری که زیرحوزه های 4، 6 و 9 به ترتیب دارای بیش ترین مقادیر رسوب ویژه (1/97، 2/80، 1/70) تن در هکتار در سال و نسبت تولید رسوب (57، 55، 59) درصد می باشند. نتایج حاصل از این پژوهش در مدیریت حوزه های آبخیز در منطقه مورد مطالعه می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: مورفومتری، روش ترکیبی تاپسیس-رگرسیون چندمتغیره، اولویت-بندی، حوزه آبخیز آسمان گر
  • سارا پرویزی، علی ‍‍طالبی*، محمدرضا اختصاصی صفحات 97-106

    بخش عمده ای از کشور ایران جزء مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می شود و آب عاملی محدودکننده برای فعالیت های انسان در این مناطق به شمار می آید. یکی از راه های برطرف کردن کمبودهای فصلی آب، استفاده از آب های زیرزمینی است. از شیوه های ذخیره سازی و استفاده از آب های زیرزمینی، می توان به سد زیرزمینی اشاره داشت که ازجمله سازه هایی است که به کمک آن می توان مدیریت منابع آبی موجود را بهبود بخشیده و بهره وری از این منابع را افزایش داد.1-در این مطالعه در مرحله اول با استفاده از معیارهای حذفی، به روش منطق بولین و شامل زمین شناسی، کاربری اراضی، شیب و گسل و با کاربرد منطق بولینی مناطق مناسب برای احداث سد زیرزمینی شناسایی شد. 2- در مرحله دوم با استفاده از روش های فرآیند تحلیل شبکه ای ANP و با روش پرسشگری از خبرگان نسبت به وزن دهی سایر معیارهای موثر در انتخاب مناسب ترین مناطق جهت احداث سدهای زیرزمینی از جمله فاصله از جاده، فاصله از روستا و... اقدام گردید. در بحث سد زیرزمینی، جریان زیرسطحی از اهمیت بالایی برخوردار است بنابراین در این تحقیق از مدلSWAT  برای شبیه سازی بیلان آب و جریان زیرسطحی حوزه جامیشان استفاده شد وبرای اولویت بندی مناطق بدست آمده با استفاده از آن مناطقی که دارای جریان زیرسطحی مناسب هستند شناسایی گردید پس از محاسبه وزن های هر یک از پارامترها در محیط نرم افزار Super decision  برای مکان یابی و اولویت بندی مناطق مستعد استفاده شد، در نهایت نه نقطه مساعد به عنوان مناطق بهینه جهت احداث سدزیرزمینی مشخص گردید.

    کلیدواژگان: سد زیرزمینی، اولویت بندی، مدل SWAT، مدل ANP، حوزه جامیشان، جریان زیرسطحی
  • فریبا دستجردی، مریم آذرخشی*، مهدی بشیری صفحات 107-117

    برای مدیریت و برنامه ریزی صحیح منابع آب باید اطلاع دقیقی از دبی خروجی حوزه داشت. در بسیاری از حوزه های آبخیز ایستگاه هیدرومتری وجود ندارد، بنابراین از مدل های مختلف برای شبیه سازی دبی در حوزه های فاقد آمار استفاده می شود. انتخاب مدل مناسب برای شبیه سازی بارش - رواناب بستگی به هدف مدل سازی و اطلاعات موجود دارد. در این تحقیق از مدل های مفهومی AWBM و SimHyd و مدل های شبکه ی عصبی MLP وRBF (با توجه به نیاز کمتر به داده های اندازه گیری شده) جهت شبیه سازی فرایند بارش - رواناب در حوزه بار اریه نیشابور استفاده شد. طول دوره آماری مورد استفاده 30 سال (1391-1362) و طول دوره واسنجی و اعتبار سنجی به ترتیب 5 و 7 سال انتخاب شد. برای شبیه سازی رواناب از نرم افزارهای RRL و SPSS استفاده شد. برای ارزیابی کارآیی مدل ها از ضریب نش-ساتکلیف (ENS)، ضریب تبیین(R2) و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) استفاده شد. نتایج نشان داد مدل های هیدرولوژیکی بهتر از مدل های شبکه عصبی فرآیند بارش- رواناب حوزه بار اریه را شبیه سازی می کنند. از بین مدل های ذکر شده، مدل  SimHydبا ضریب نش-ساتکلیف، ضریب تبیین و ریشه میانگین مربعات خطا به ترتیب 63/0، 8/0 و 02/0 در دوره واسنجی و 54/0، 74/0 و 08/0 در دوره اعتبار سنجی نسبت به سایر مدل های مورد استفاده در این تحقیق کارآیی بهتری داشته است. نتایج نشان داد بهینه ساز چند آغازه روزنبروک در مدل های هیدرولوژیکی و تابع تانژانت هیپربولیک در شبکه عصبی نسبت به سایر بهینه سازها عملکرد دقیق تری دارند. همچنین مدل های مورد استفاده، مقادیر کمینه و متوسط جریان را با دقت قابل قبولی شبیه سازی کردند. اما شبیه سازی مقادیر اوج جریان به خوبی صورت نگرفت. زیرا این مدل ها نوع و شدت بارش، زمان تاخیر ناشی از ذوب برف و زمان تمرکز حوزه را در نظر نمی گیرند.

    کلیدواژگان: اعتبار سنجی، بار اریه، شبیه سازی، مدل مفهومی، واسنجی
  • سعیدرضا خداشناس*، جواد عزیزی صفحات 118-128

    سطوح نفوذناپذیر در مناطق شهری در هنگام بارندگی باعث افزایش سرعت خروج رواناب و کاهش فرصت تبخیر و تعرق می شود. این امر موجب افزایش دبی اوج و کاهش مدت زمان تمرکز سیلاب در سیلاب شهری می شود. در این تحقیق اثر گسترش شهر مشهد بر سیلاب این شهر مورد بررسی قرار گرفته است. برای این بررسی از مدل EPA SWMM استفاده شد. بررسی ها نشان می دهد که مساحت مشهد در سال 1395 نسبت به سال 1320 31.5 برابر شده است. در نتیجه  سطوح نفوذناپذیر این شهر افزایش داشته است. این تحقیق نشان داد که دبی اوج سال 1395 نسبت به سال های 1320، 1355 و 1365 به ترتیب به میزان 307، 259 و 177 درصد افزایش داشته است. همچنین نتایج نشان داد که با وجود افزایش وسعت شهر در سال 1395 نسبت به سال 1320 ، زمان تمرکز سیلاب از 6 ساعت در سال 1320 به 4.5 ساعت در سال 1395 کاهش یابد.

    کلیدواژگان: : دبی ماکزیمم، رواناب، مساحت شهر، مقدارSWMM، CN
  • رفعت زارع بیدکی*، بهرام عبدالهی، احمد قنبری صفحات 129-133

    در پژوهش حاضر به منظور ارزیابی اقدامات زیستی و مکانیکی مهار سیل و فرسایش، دو زیرحوضه از آبخیز حیدری واقع در استان چهارمحال و بختیاری انتخاب شدند که با داشتن شرایط اقلیمی، هیدرولوژیکی، خاکی، پوشش گیاهی و کاربری اراضی تقریبا یکسان، نماینده اجرای اقدامات زیستی و مکانیکی محسوب می شوند. برای ارزیابی اقدامات انجام شده معیارهای اجتماعی شامل آموزش، مشارکت، سطح درآمد و رضایتمندی بهره برداران و معیارهای فنی شامل کاهش سیلاب، ذخیره آب، افزایش درآمد و افزایش پوشش گیاهی انتخاب شد. روابط بین معیارها، زیرمعیارها و گزینه های مورد بررسی در دو مدل فرآیند تحلیل شبکه ای (ANP) و تحلیل سلسله مراتبی (AHP) تعریف شد. سپس پرسشنامه های مقایسات زوجی عوامل در هر دو مدل ANP و AHP در اختیار 30 تن از کارشناسان و خبرگان آبخیزداری استان چهارمحال و بختیاری قرار گرفت. نتایج نشان داد از بین زیرمعیارهای اجتماعی، زیرمعیار مشارکت در مدل AHP و زیرمعیار افزایش درآمد در مدل ANP وزن بیشتری کسب کرده اند. از بین زیرمعیارهای فنی، زیرمعیار کاهش سیل در هر دو مدل وزن بیشتری کسب کرده است. هم چنین در انتخاب روش های  زیستی معیارهای اجتماعی و نیز افزایش پوشش گیاهی مهم هستند. در حالی که در انتخاب روش های مکانیکی کاهش سیلاب و ذخیره آب تاثیرگذارند. نهایتا نتایج نشان داد اقدامات زیستی در مهار سیل و رسوب ارجحیت دارند. وزن اقدامات زیستی و مکانیکی در مدل ANP به ترتیب 60/0 و40/0 و در مدل AHP به ترتیب 51/0 و 49/0 است.

    کلیدواژگان: عملیات زیستی، عملیات مکانیکی، معیارهای اجتماعی، معیارهای فنی
|
  • MAJID Kazemzadeh*, Arash Malekian, Ali Reza Moghaddamnia, Shahram Khalighi Sigaroudi Pages 1-11

    Studying climate change impact on hydrological variables such as runoff has attracted more attention over recent years mainly due to the imposed imbalance in climate system by greenhouse gas emission. Hence, initially in this research, the trend and abrupt changes of hydro – climatic variables were studied using data mining approaches in 18 stations over 40 years (1972-2011) in Aji-Chai watershed located in northwestern Iran and secondly, the outputs of climatic variables including temperature and rainfall of HadCM3 under A2 and B2 scenarios downscaled by SDSM in order to studying the climate change impact on runoff. Finally, five data mining and intelligent models including ANFIS, SVM, MLP, M5, M5 Rules were used to rainfall – runoff modeling. The results showed that the hydro – climatic variables have been changed over the last four decades which make it necessary to study climate change and consider its impact on the runoff in the study area. The results showed that the maximum temperature will increases 2.04 and 2.40 degrees centigrade until 2010 to 2050 and 3.87 and 5.11 degrees centigrade until 2051 to 2091 under A2 and B2 scenarios, respectively.  Also the minimum temperatures will increases 1.63 and 1.90 degrees centigrade until 2010 to 2050 and 3.76 and 3.00 degrees centigrade until 2051 to 2091 under A2 and B2 scenarios, respectively. The results of future rainfall prediction showed no specific trend while in some seasons showed increasing and in other cases showed decreasing trend. The results of the model performance evaluation determined the M5 and MLP models the lowest errors. In general, the results of rainfall – runoff modeling indicated inherit uncertainty of the models and the runoff will increase or decrease over the seasons.

    Keywords: Rainfall – Runoff Modeling, Data Mining, General Circulation Models, Downscaling, Aji Chai Watershed
  • Behzad Hessari*, Omid Bonabi, ISSA Jahangir Pages 12-22

    In recent years with developing geographic information systems tools, modeling and simulating methods has been developed quickly. Availability of accurate base maps is the basis of the cell sizes determination and preparing digital hydrologic models. Removing errors and minimizing of uncertainty factors in the digital models play the main role in improving the accuracy of the maps. The main purpose of this research is to produce GIS layers for Shaharchi river basin located in West Azerbaijan, according to the base maps of Iran and evaluating the accuracy of these maps. Physiographic parameters and hypsometric charts of the Shaharchai basin were estimated and drawn. Results showed that with increasing cell sizes, average, maximum and standard deviation of the slope decreased. The maximum slope is more dependent on cell sizes than the average and standard deviation. To calculate the watershed slope, at a scale of 1: 25000, a cell size of 15 meters and a scale of 1: 50000, a cell size of 40 meters and a scale of 1: 250,000, 90-meter cell size were distinguished as optimized cell sizes. After calculating the actual average slope of river profile and comparing with the slope amounts of each cell sizes and map scales it is concluded that for preparing river profiles the best cell size is 15 meters for 1:25000 map scale. The percent error of pits in the scale of 1:25000, increased slowly in the cell sizes smaller than 15 meters.

    Keywords: DEM, Cell size, river Profile, Watershed Slope, GIS
  • A.Abbas Kamanbedast*, Mehdi Bensaid, M. Hossein Pourmohammadi, Mahmoud Shafai Bajestan, Alireza Masjedi Pages 23-31

    Sediment transport is one of the important indicators of rivers in natural conditions, which is affected by the change in geometric and flow characteristics, and is reflected in the alignment or sedimentation of different river routes. Therefore, providing suitable solutions for sediment control and fixing the longitudinal slope of the substrate and preventing sediment transport from upstream areas with a steep slope into the dams reservoirs, which is a major reason for their useful life, The necessity of carrying out the experiment in this field is justified. This research studies the sedimentation status and how it is controlled using the physical model of short successive dams made of Plexiglass at three altitudes and three different distances when the slope of the substrate and the discharge changes. Dimensional analysis was performed by Buckingham method to determine the variables such as depth ratio to height (y/H) and depth to distance (y/L) as effective factors in determining the percentage of cumulative sediment trapping (Teg). Accordingly, the relationship between the aforementioned ratios with the percentage of sediment trapping using dimension-less factor of Froude number as an independent variable in different scenarios has been investigated and evaluated Walls in the model, have been proposed for different slopes.

    Keywords: Sediment discharge, flow depth, small dams, distance length, bed slope
  • Farahnaz Azizi, Asghar Asghari Moghaddam*, Amirhossein Nazemi Pages 32-43

    Due to groundwater overextraction, during the recent years, Malekan plain aquifer has been faced to a risk of increasing salination. The groundwater flow model of the plain was designed, invesitagion of groundwater flow regime and precise hydraulic parameters estimation, utilizing the various method such as  geological surveys, tomography methods, hydrochemical analysis and simulation of aquifer conceptual model in the GMS interface software package (GMS 10.1.4). The mass transport model was designed, then, to simulate the passways of salinity and dissolved solid concentration (Cl-) in the aquifer, using MT3DMS numerical code. The results show that the flow and transport model has explained the real behavior of the system with a good approximation and there is a good adaptation between the observed and simulated data. The over exploration of groundwater resources, which caused the water table decreasing,also resulted the extending of the saltwater intrusion in the northwestern part of  the plain and thereby the deteriorating of groundwater quality and quantity in northwestern part.

    Keywords: Ground water, Hydrogeological parameters, Malekan Plain, Salinity, Simulation
  • Pari Khalifi, Ata Allah Nadiri*, Esfandiar Abbas Novinpour, Maryam Gharekhani Pages 44-53

    Recently, land subsidence due to natural and human factors changed to catastrophic destruction for the residential, agricultural and industrial areas. In this study, the high potential subsidence areas of Ardabil plain were identified to control and manage this phenomenon. Thus, the seven effective parameters on the subsidence were rated and weighted and the subsidence potential index (SPI) was calculated for study area. The SPI value for the Ardabil Plain was obtained between 80 and 154. Then the results of this method were verified by occurred subsidence which is obtained through INSAR image analysis for the study area. Although the results are acceptable but to increase the framework efficiency and accuracy of results, the fuzzy model adopted to optimize this framework. In this way, seven effective parameters on the SPI were used as the input of the FL model and the value of the corrected SPI by obtained observed subsidence from INSAR images was defined as the output of the model. The results of this method showed that the southern and southeastern parts of the plain have the high subsidence potential.

    Keywords: Subsidence, Parameters, Vulnerability, Radar images, Sugeno fuzzy
  • Habib Hasani, Mohsen Maleki* Pages 54-62

    Watershed projects play an increasingly important role in managing soil and water resources throughout the world. In many developing countries, watershed management practices and planning are usually performed which cannot be identified by stakeholders. This study has been introduced an approach to consider some socioeconomic parameters from the stakeholders aspect which are important for watershed management decisions. The method of study was Descriptive and Analytical. Hasan abdal basin in Zanjan Province was selected as the case study area. The field data has completed with questionnaire. The statistic population of this research was all heads of families of stakeholders which living in this area. Among them, using Morgan table, 160 people were randomly asked questions directly. The Kruskal-Wallis test and Average Comparison were used. The main achievements of these projects were the improvement Stakeholder participatory, flood control, reducing the migration, and increase in agricultural and husbandry income of the results of these designs. The implemented projects haven't a positive impact on the area of agricultural land, Gardens, and rangelands.The people's attitude towards the implementation of positive watershed plans has been evaluated. The implementation of the plans has been effective in promoting stakeholder knowledge.

    Keywords: Social, Economic Effects, Basin, Watershed planed, Hasan abdal Basin
  • Massoud Goodarzi, Sepideh Chubeh* Pages 63-69

    Climate change is an unprecedented change are taking place. Changes of meteorological parameters such as precipitation, maximum and minimum temperatures. Since weather forecasting is important for these parameters, in this study, the performance of Statistical Downscaling Model (SDSM and Lars-WG) were used to predict temperature and precipitation and mean of these changes for the periods 2046-2065 compared to the base period 1983-2013 at Ardebil station and the model HadCM3 with A2 scenario were predicted. Downscaling models were used for data analysis were Lars-WG and SDSM. The results showed that the Lars-WG model with low mean absolute error for the stations is more accurate than SDSM model.

    Keywords: Ardabil, Climate Change, Downscaling, Lars-WG, SDSM, HadCM3
  • Farahnaz Baharvand, Alireza Massah Bavani*, Mohammad Mahdavi, Baharak Motamed Vaziri, Massoud Goodarzi Pages 70-76

    Stochastic weather generators are widely used in different fields such as hydrological applications, environmental management and agricultural risk assessments. In this study, a popular stochastic weather generator, LARS-WG, was used in relation to reproduce observed statistical properties, including, means and variances of monthly precipitation, maximum temperature, minimum temperature and solar radiation for Kermanshah synoptic station. Climatic conditions, such as the lengths of wet and dry spells and Frost/heat spells were also used to assess the performance of the model. The results showed, LARS-WG performed well in simulating statistics of daily distribution, mean monthly and seasonal distribution, however in terms of standard deviation. The model showed an average performance.model should be calibrated for each basin separately.

    Keywords: Weather generator, LARS-WG, model validation, Kermanshah, climate change
  • Soghand Bayat, Kumars Ebrahimi*, Shahab Araghinejad, Yasi Mahdi Pages 77-86

    Environmental flow is explained as the period of time, quantity and the amount of required water for maintaining the water, fresh, the river’s ecosystem, human beings’ welfare and the life depending on the water. The main goal of this paper is to investigate and compare the hydrological methods including Tennant, aquatic flow, Tessman, analysis of the flow duration curve and the flow duration curve shifting (FDC shifting) in determining environmental flow of two rivers from two different prime basin of Iran, Karaj and Talar rivers with data of 59 and 63 years, respectively. According to the results, the flow duration curve shifting approach for its consideration to different ecological classes, attention to natural flow shifting and the efforts of maintaining this shifting in its own suggested environmental flows, has priority over other approaches and it is also more precise in comparing with others. Therefore, the environmental needs of Karaj and Talar rivers in the classification of environmental management C (the preservation of river’s least environmental condition) are assessed equal to 4.77 m3/s which is 38 percent of the average annual flow and 1.81 m3/s, equal to 24 percent of the average annual flow of each river, respectively.

    Keywords: Environmental flow, hydrological method, FDC shifting, Karaj River, Talar river
  • Alireza Arabameri*, Hamidreza Pourghasemi, Khalil Rezaei, Masoud Sohrabi Pages 87-96

    Sub-watershed prioritization is very important in natural resources and watershed management. This study deals with prioritization of sub-watersheds using a mixed multivariate linear model of New TOPSIS-Regression over morphometric parameters of 11 sub-watersheds. Morphometric parameters include constant of compression ratio, roundness factor, form ratio, slenderness ratio,channel maintenance, drainage density, ruggedness number, The frequency channel, slope, drainage texture rate, The roughness rate, branching ratio and channel length were weighted using multivariate linear regression and observed flood events. Prioritization was performed by TOPSIS decision Method. Results obtained from weighting analysis showed that branching ratio, form ratio and ruggedness number have the most effect on flooding with 0.612, 0.221, and 0.212 scores, respectively. According to the results of prioritization, 4, 6 and 9 Sub-watersheds with the least distance to the positive optimum (0.0062, 0.051, and 0.048, respectively) and maximum distance to negative optimum (0.1734, 0.1809, and 0.1746, respectively) have the highest flooding intensity with maximum scores of 0.7365, 0.7777, and 0.7841, respectively, that should be prioritized for action management and watershed management. In order to validate the results, special deposition and sediment delivery ratio  ​​(SDR) was calculated for each Sub-watershed by PSIAC method using nine parameters including geology, climate, soil, water, topography, land cover, land use, surface erosion and river erosion. Validation of results indicate that the morphometric parameters and  used model has a high performance of prioritization of watersheds prone to flooding and high sediment production;  so that 4, 6 and 9 Sub-watersheds have the highest amount of Special deposition 97.1, 80.2, 70.1 Ton/Hec/Year and sediment delivery ratio 57, 55, and 59 percentage, respectively. The results of this study can be used in watershed management.

    Keywords: Morphometry, Flooding, Hybrid TOPSIS-multi variate regression, Prioritization, Acemangar Basin
  • Sara Parvizi, Ali Talebi*, Mohamad Reza Ekhtesasi Pages 97-106

    A large part of Iran is considered a semi-arid regions and water is a limiting factor for human activities in these areas. One of the ways to eliminate seasonal shortages of water is using groundwater. Underground dams can be used for storing and using underground water, which can be used to improve the management of existing water resources and increase the productivity of these resources.1 . In this research, at first,by using the knock-out criteria, by means of Boolean logic, including geology, land use, slope and fault and using Bollini logic, suitable areas were identified for the construction of underground dams.2. - In the second stage,by using ANP analysis network methods and by using experts' questioning method, other important criteria were chosen to select the most appropriate areas for underground dams including distance from the road, distance from the village and .... In underground dams, subsurface flow has many importance. Therefore, in this research, the SWAT model was used to simulate water flow and subsurface flow in the area and For prioritizing the obtained areas, those areas with proper subsurface flow was identified. after evaluating of the weights of each parameter in the super decision software environment, it used to locate and prioritize the susceptible areas. Eventually, nine favorable points were identified as optimum areas for the construction of a landmine.

    Keywords: ANP Model, Jamishan basin, Underground Dam, Prioritization, SWAT Model, subsurface flow
  • Fariba Dastjerdi, Maryam Azarakhshi Dr *, Mahdi Bashiri Dr Pages 107-117

    For suitable programming and management of water resources, access to perfect information from the discharge at the watershed outlet is essential. In most watersheds, the hydrometric station is not available; then, different models are used to simulate the discharge within watersheds without data. The selection of preferred model for rainfall- runoff simulation depends to the purpose of modeling and available data. In this research the conceptual rainfall- runoff models, SimHyd and AWBM and neural network models, MLP and RBF (by regard the less need to measured data) were used to model of rainfall- runoff process in Bar-Aryeh watershed of Nishabur. The length of data was 30 years (1983-2012) and the length of calibration and validation periods was 5 and 7 years, respectively. RRL and SPSS programs software were used for simulation of runoff. Nash - Sutcliff (ENS), coefficient of determination (R2), the root mean square error (RMSE) used to evaluate the models. Results showed that hydrological models simulate rainfall- runoff process in Bar Aryeh watershed of Neyshabur better than neural network models. Between mentioned models, the SimHyd with ENS, R2 and RMSE equal to 0.632, 0.8 and 0.02 respectively in the calibration period and 0.541, 0.74 and 0.08 in the validation period has better performance than other models which used in this research. The results showed that the Rosenbrock's search optimizer for the hydrological models and the function of tangent hyperbolic for the neural network models have more accurate operations than other optimizers. In addition, used models simulate the minimum and average values of the flow with an acceptable accuracy but the simulation of maximum values did not do well. Because these models do not regard the type and intensity of precipitation, lag time from snowmelt and concentration time of watershed.

    Keywords: Bar-Aryeh, Optimization, simulation, ‎conceptual‌ model, calibration, validation
  • Saeed Reza Khodashenas*, Javad Azizi Pages 118-128

    Impervious surfaces in urban zones, during rainfall, increase the runoff speed and reduce the opportunity for evapotranspiration. This will increase maximum discharge and reduce the time of concentration of flood in urban storm. In this research, the effect of the development of Mashhad on the urban flood has been studied. The EPA SWMM model was used for this study. The studies showed that the surface of ​​Mashhad in 2016 compared to 1941 was 31.5. The results showed that the maximum discharge in 2016 increased to 307, 259 and 177 percent, respectively, compared to 1941, 1976 and 1986. Also, the results showed that despite the increase in the size of the city in 2016 compared to 1941, the time of concentration from 6 hours in 1320 to 4.5 hours in 1395 decreases.

    Keywords: Runoff, Maximum Discharge, Area, CN, SWMM
  • Rafat Zare Bidaki*, Bahram Abdollahi, Ahmad Ghanbari Pages 129-133

    In this research, in order to assess the biological and mechanical measures of flood and erosion control, two sub-watersheds of Heidari Watershed located in Chaharmahal and Bakhtiari Province with similar climatic, hydrological, edaphic, vegetation and land use conditions as representative areas were selected. To assess the conducted measures, social criteria including education, participation, income level and beneficiaries' satisfaction and technical criteria including flood control, water storage, revenue increase and vegetation enhancement were used. The relationships between criteria, sub-criteria and under consideration options were defined in ANP and AHP models. Then, pairwise questionnaires of the factors in both ANP and AHP models were provided to 30 watershed management experts in Chaharmahal and Bakhtiari Province. The results showed that among the social sub-criteria, participation in the AHP model, and increased revenues in the ANP model, allocated more weights. Also, the flood reduction criterion has gained more weight between the technical sub-criteria, by both models AHP and ANP. Social criteria and increasing vegetation cover are important for selecting biological methods. While water storage and flood reduction are important for selecting mechanical approaches. Finally, the results showed that biological measures are preferable to flood and sediment control. The weight of biological and mechanical operations in the ANP model is 0.60 and 0.40, respectively and in the AHP model, the weights were 0.51 and 0.49, respectively.

    Keywords: Biological treatments, Mechanical activities, Technical measures, Social measures