فهرست مطالب

علوم و مهندسی آبخیزداری ایران - پیاپی 46 (پاییز 1398)
  • پیاپی 46 (پاییز 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/07/09
  • تعداد عناوین: 13
|
  • حسن علی پور، مجید کاظم زاده* صفحات 1-10

    در این مطالعه، به منظور تحلیل الگوی تغییرات دمای اعماق مختلف خاک تحت تاثیر دمای هوا (حداقل، میانگین و حداکثر) و رطوبت هوا (کمینه، میانگین و بیشینه) از آزمون های پیرسون و رگرسیون از ایستگاه سینوپتیک طالقان طی دوره آماری 1386 تا 1394 استفاده گردید. نتایج پژوهش نشان داد که بیش ترین ضریب همبستگی، مربوط به دمای هوا و کمترین آن مربوط به رطوبت هوا که مقدار عکس دارد، می باشد. به طوری که بیشترین ضریب تبیین دما و رطوبت هوا در عمق 5 سانتی متری و کمترین آن در عمق 100 سانتی متری بوده است. به منظور برآورد دمای اعماق خاک از روی متغیرهای دما و رطوبت هوا، مدل های رگرسیونی برازش داده شده، با استفاده از 70 درصد داده ها کالیبره و با 30 درصد آنها صحت سنجی گردیدند. بدین صورت برای ارزیابی دقت مراحل کالیبراسیون و صحت سنجی از معیارهای ارزیابی خطا RMSE و NSE استفاده گردید که نتایج معیارهای ارزیابی خطا در حالت کلی نشان داد که مدل های رگرسیونی ارائه شده از کارایی خوبی در برآورد دمای اعماق مختلف خاک را داشته اند به طوری که بررسی مدل های رگرسیونی نشان داد که کارایی این مدل ها در اعماق نزدیک به سطح بهتر بوده است و با افزایش عمق مقادیر ضریب همبستگی کاهش و مقادیر معیارهای ارزیابی خطا افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: : مدل های رگرسیونی، دمای خاک، ضریب تبیین، NSE
  • طیبه مصباح زاده*، مریم میراکبری، محسن محسنی ساروی، حسن خسروی، قاسم مرتضایی صفحات 11-21

    کاهش یا افزایش پارامترهای اقلیمی همچون دما و بارندگی در نتیجه فرایند تغییر اقلیم، سبب ایجاد انواع خشکسالی می گردد. در این مطالعه به بررسی تاثیر تغییر اقلیم بر روی خشکسالی هواشناسی در استان یزد پرداخته شده است بدین منظور سری های زمانی خشکسالی در دو دوره تاریخی(1961- 2005) و آینده(2017-2100) توسط دو شاخص SPI و SPEI تعیین شدند. داده های تاریخی حاصل از ایستگاه سینوپتیک یزد و داده های آینده توسط مدل CanESM2 تحت سناریوهای RCP تولید شدند. مشخصه های شدت، مدت و فراوانی خشکسالی طبق تئوری ران جهت مقایسه و بررسی روند تغییرات خشکسالی آینده استخراج شدند. نتایج حاصل نشان داد طبق شاخص SPI منطقه مطالعاتی در آینده تحت سه سناریو RCP خشکسالی های شدیدتری را نسبت به دوره تاریخی مشاهده می کند در حالی که براساس شاخص SPEI تحت سناریوهای RCP2.6 و RCP4.5 مشخصه های خشکسالی در آینده نسبت به دوره تاریخی کاهش می یابد و براساس سناریو RCP8.5 شدت و مدت خشکسالی روند افزایشی خواهد داشت. همچنین براساس نمودارهای شدت- فراوانی و مدت- فراوانی، با افزایش دوره بازگشت، شدت و مدت خشکسالی نیز افزایش می یابد. بطوری که خشکسالی های طولانی تر با شدت و دوره بازگشت بالاتری نسبت به خشکسالی های کوتاه تر اتفاق می افتد.

    کلیدواژگان: CanESM2، خشکسالی هواشناسی، SPI، SPEI
  • اسماعیل حیدری علمدارلو، غلامرضا زهتابیان، حسن خسروی*، بهزاد رایگانی، شهرام خلیقی، روح الله تقی زاده صفحات 22-31

    هر گونه تغییر در سیستم اقلیمی باعث تغییر در دسترسی و مدیریت منابع طبیعی اعم از آب و خاک می شود. دما و بارش از عناصر اساسی شکل گیری اقلیم هستند که بررسی روند تغییرات آنها می تواند برای دانشمندان علوم جوی، مدیران و برنامه ریزان محیطی در حیطه هیدرولوژی، کشاورزی، محیط زیست و غیره مهم باشد. در این تحقیق با استفاده از داده های ERA-Interim روند نوسانات اقلیمی بررسی شد. در مرحله اول با محاسبه RMSE، MAE و ضریب همبستگی پیرسون با استفاده از داده های سینوپتیک شهر یزد دقت برآورد انواع داده های ماهانه ERA-Interim بررسی شد و داده ها ماهانه با کمترین خطا و بیشترین همبستگی برای تحلیل روند تغییرات انتخاب شد. سپس داده های انتخابی که شامل دمای هوا در دو متری سطح زمین و دمای سطح یک خاک معادل عمق 7-1 سانتی متری و سطح دو خاک معادل عمق 28-7 سانتی متری و بارش داده های ماهانه در نرم افزار ترست با استفاده از آزمون من-کندال روندیابی شد. نتایج نشان داد که قسمتهای غربی شمالی و مرکزی منطقه مورد مطالعه دارای روند کاهشی تغییرات بارش در سطح 5 درصد می باشد و مابقی نواحی تغییرات معنی دار نیست. همچنین بررسی روند تغییرات متغییر های دمایی نشان میدهد که افزایش دمای دو متری سطح زمین، عمق 1-7 سانتی متری و عمق 7-28 سانتی متری خاک در همه منطقه مورد مطالعه در سطح یک درصد معنی دار بوده و متغییر Z آزمون من-کندال در همه جا از 8/4 بیشتر است.

    کلیدواژگان: من-کندال، بارش، دمای هوا، دمای خاک، ERA-Interim
  • علیرضا عرب عامری*، محمدحسین رامشت، مجتبی یمانی، خلیل رضایی، مسعود سهرابی صفحات 32-44

    فرسایش خاک یکی از مهمترین معضلات محیطی درسراسر جهان می باشد.  در این پژوهش پارامترهای مورفومتریک به همراه کلاس های پوشش سطحی زمین به منظور ارزیابی حساسیت فرسایش خاک در زیرحوضه های حوضه لواسانات مورد استفاده قرار گرفته است. داده های مورد استفاده در این پژوهش شامل مدل رقومی ASTER با قدرت تفکیک 30 متر به منظور استخراج شبکه زهکشی و داده های Landsat8 (OLI/TIRS)  با قدرت تفکیک 30 متر به منظور تولید اطلاعات پوشش سطحی. در پژوهش حاضر 15 پارامترهای مرفومتریک با استفاده از شبکه زهکشی تولید شده از ASTER DEM  با استفاده از Arc Hydro و ویژگی های فیزیوگرافی زیرحوزه ها استخراج گردید. در ابتدا به منظور تعیین مناسب جهت و انباشتگی جریان حفره های مدل رقومی شناسایی و پرگردید. از آستانه سلولی 100 برای استخراج شبکه زهکشی استفاده شد. به منظور رتبه بندی آبراهه ها نیز از روش استرالر استفاده گردید. رتبه بندی فرسایش پذیری زیرحوزه ها با استفاده از پارامترهای مرفومتریک و روش COPRAS نشان داد که زیرحوزه های 12، 2 و 1 به ترتیب با کسب کمترین امتیازات (098/0، 095/0، و 088/0) بیشترین حساسیت را نسبت به فرسایش از خود نشان داده اند. به منظور اولویت بندی زیرحوزه ها بر اساس پوشش سطحی، درصد هر یک از کلاس های پوشش سطحی در هر یک از زیرحوزه ها محاسبه گردید. بر اساس نتایج حاصل از رتبه بندی زیرحوزه ها بر اساس پوشش سطحی، زیرحوزه های 3، 2 و 1 با کمترین امتیازات (234/0، 213/0، و 164/0) بیشترین حساسیت را نسبت به فرسایش خاک داشته اند. نتایج حاصل از ترکیب پارامترهای مرفومتریک و پوشش سطحی نشان داد که زیرحوزه های 12، 2 و 1 با کمترین امتیازات (166/0، 154/0، و 126/0) بیشترین حساسیت را نسبت به فرسایش داشته اند و به منظور اجرای اقدامات حفاظت آب و خاک باید در اولویت قرار گیرند.  استراتژی های توصیه شده عبارتند از اقدامات کنترل سیلاب مانند ساخت سدهای کنترلی، تغییر الگوی کاربری اراضی، کشت گیاهان محافظ خاک و کنترل چرای حیوانات می باشد.

    کلیدواژگان: فرسایش پذیری، اولویت بندی، پوشش سطحی، مورفومتری، مدل کوپراس، حوضه لواسانات
  • محمدرضا خزایی*، نازیلا تحسین زاده، احمد شرافتی صفحات 45-51

    نتایج ارزیابی آثار آینده ی تغییر اقلیم با عدم قطعیت هایی همراه است. درنظر گرفتن دامنه عدم قطعیت ها موجب افزایش قابلیت اعتماد نتایج می شود. در این پژوهش اثر تغییر اقلیم دوره 2065-2036 بر بارش، دمای حداقل و دمای حداکثر روزانه حوضه سیرا با استفاده از مدل LARS-WG ارزیابی شده است و عدم قطعیت نوسانات اقلیمی و سناریوهای انتشار جدید RCP2.6، RCP4.5، RCP6 و RCP8.5 مدل HadGEM2 در نتایج بررسی شده است. نوسانات اقلیمی از عوامل مهم عدم قطعیت است که در مطالعات پیشین کمتر مورد توجه بوده است. نتایج نشان می دهد برای بارش، دامنه سناریوهای آینده تحت تغییر و نوسانات اقلیمی با دامنه دوره نوسانات تاریخی همپوشانی دارد. در نتیجه به طور قطع نمی توان گفت که بارش در آینده افزایش یا کاهش می یابد. اما در میانه سناریوهای محتمل انتظار می رود بارش سالانه تغییری بین یک درصد افزایش تا نه درصد کاهش داشته باشد. برای دما، دامنه سناریوهای آینده کاملا خارج از حدود نوسانات اقلیمی دوره تاریخی است و اطمینان زیاد برای افزایش دمای اغلب ماه های سال و تغییر سیکل فصلی دما وجود دارد. در میانه سناریوهای محتمل انتظار می رود میانگین دما بین 1/2 تا 3 درجه افزایش یابد.

    کلیدواژگان: عدم قطعیت، نوسانات اقلیمی، سیرا، تغییر اقلیم، بارش و دما
  • ساناز پورفلاح، محمدرضا اختصاصی*، حسین ملکی نژاد، فاطمه برزگری صفحات 52-61

    در بسیاری از کشورهای خشک از جمله ایران، ذخایر آب زیرزمینی اصلی‏ترین منبع تامین آب است. افزایش بی‏رویه‏ی جمعیت، محدودیت منابع آبهای سطحی و بهره ‏برداری بیش از اندازه از آبخوان‏ ها سبب افت شدید سطح آب زیرزمینی در بسیاری از دشت‏ های کشور شده است. لازمه مدیریت این وضعیت شناخت کامل آبخوان و میزان تغذیه و حجم آب قابل برداشت می‎باشد. در تحقیق حاضر آبخوان دشت ابرکوه به کمک مدل ریاضی  Modflowدر یک دوره سه ساله(سال 1392 الی 1395) با 36 گام زمانی شبیه‏ سازی و مدل در دو حالت پایدار و ناپایدار واسنجی شد. سپس، مدل در یک دوره 36 ماهه (مهر 1388 تا مهر 1391) مورد صحت‏سنجی قرار گرفت. مقادیر جذر میانگین مربعات در دو دوره واسنجی و صحت‏سنجی به ترتیب 042/1 و 10/1 بدست آمد. بعد از اطمینان از دقت مدل، سناریوهای مختلف مدیریتی بررسی گردید.  نتایج نشان داد ادامه روند کنونی برداشت  منابع آب زیرزمینی، منجر به افت متوسط سالانه 5/1 متر تراز سطح خواهد شد. برای کنترل این بحران، سناریوهای مدیریتی منتج از تغییر روش های آبیاری و الگوی کاشت و استفاده از روش های کاهش تبخیر تعیین گردید. تمام سناریوهای اعمال شده به مدل نتایج قابل قبول در جهت مدیریت و بهبود شرایط آبخوان زیرزمینی دشت ابرکوه را نشان دادند. بنابراین پیشنهاد می‏شود با مدیریت بخش کشاورزی دشت ابرکوه به واسطه ‏ی تغییر الگوی کشت به محصولات با نیاز آبی کمتر و تغییر سیستم آبیاری از سنتی به سیستم‏های نوین وضعیت آینده آبخوان را بهبود بخشید.

    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، کاهش مصرف آب، مدیریت بهره برداری، دشت ابرکوه، Modflow
  • فریبا ابراهیمی آذرخواران، مهدی قربانی*، آرش ملکیان، علی سلاجقه، امیر علم بیگی، هدایت فهمی صفحات 62-73

    فقدان یک نظام جامع برای شناسایی نقش و شناخت روابط ساختاری بهره برداران محلی منابع آب در شبکه ذی نفعان منابع آب، از مهم ترین چالش های بنیادین پیش روی ساختار حکمرانی آب  می باشد. بدین ترتیب، شناسایی و تحلیل کنشکران، به عنوان مهم ترین ارکان برنامه ریزی و اجرای فعالیت های مرتبط با مدیریت منابع آب، یکی از الزامات استقرار حکمرانی شبکه ای  منابع آب بشمار می رود. در این تحقیق برای درک این پیچیدگی در حوزه مدیریت آب، از روش تحلیل شبکه اجتماعی به منظور سنجش رابطه مشارکت بهره برداران محلی منابع آب به عنوان بازوی های اجرایی طرح های مدیریت منابع آب بخش بالاطالقان حوزه آبخیز طالقان استفاده شده است. بر اساس تحلیل شاخص های خرد شبکه، رهبران محلی در مدیریت منابع آب شناسایی شده اند و میزان تفکیک پذیری در سطح کلان شبکه  به عنوان عامل اثربخش در افزایش سرمایه اجتماعی و همسو با آن موفقیت طرح های مدیریت مشارکتی بررسی شده است. نتایج حاکی از تفکیک پذیری متوسط شبکه ذینفعان محلی است که نشان دهنده وجود شکنندگی در حد متوسط در روابط مشارکت بین ذی نفعان محلی منابع است.  به طوری که بیشترین پیوند درون گروهی فیمابین ذی نفعان منابع آب روستای گته ده با میزان 380 پیوند و کمترین آن با میزان 283 پیوند، در روستای مهران است. همچنین، بر اساس نتایج حاصل از تحلیل شاخص مرکزیت درجه و بینابینی برخی بهره برداران منابع آب نسبت به سایرین در جایگاه و موقعیت کلیدی قرار گرفته اند.  این افراد رهبران محلی  شناخته شده که بر اساس اقتدار و نفوذ اجتماعی بالاتر از سایر کنشگران مبتنی بر پیوندهای مشارکت می توانند نقش بسزایی در استقرار حکمرانی آب و برقراری پیوندهای ارتباطی با سایر بهره برداران در سطح محلی ایفا نمایند.

    کلیدواژگان: تحلیل شبکه اجتماعی، ذی نفعان محلی، حوزه آبخیز طالقان، مشارکت، حکمرانی آب
  • حمیدرضا مجیری، امیرحسین حلبیان* صفحات 74-81

    با شناخت تغییرات زمانی و مکانی منابع آب در یک منطقه می توان به مدیریت و برنامه ریزی بهتر منابع و مصارف آب دست یافت. مدل سازی سری های زمانی در صورت کاربرد صحیح به نتایج قابل قبولی در این زمینه منجر خواهد شد. به این منظور سری زمانی ماهانه رواناب برای مدت 28 سال در ایستگاه های آب سنجی منطقه مهرگرد تهیه و با استفاده از روش من-کندال[1] وجود روند در آنها بررسی گردید. پس از آن با استفاده از روش یک متغییره باکس-جنکینز[2] الگوهای مختلف آریما[3]  بر داده ها برازش و مناسب ترین الگو برای پیش بینی سال های آتی انتخاب شد. نتایج نشان داد که رواناب سطحی در تمام ماه ها و فصول روند کاهشی داشته است. نقش افزایش مصارف آب در روند کاهش منابع آب منطقه بررسی و مشاهده شد که مصارف آب در منطقه از سال 1385 به وضوح افزایش قابل توجهی داشته است. میزان توسعه مصارف در این حوضه حدود 46 میلیون متر مکعب در سال برآورد شده است. پیش بینی رواناب تا سال 1402 با استفاده از  مدل آریما  (1، 1، 0)*(0، 1، 0) بعنوان مناسب ترین مدل انجام و مشخص گردید در صورت ادامه روند فعلی برداشت ها منابع آب سطحی در سالهای آتی با کاهش قابل توجهی مواجه خواهد بود.

    کلیدواژگان: سری زمانی، من-کندال، مهرگرد، ARIMA، منابع آب
  • بنفشه یثربی*، مجید صوفی، میرخلاق میر نیا، جهانگرد محمدی صفحات 82-92

    فرسایش آبکندی یکی از شکل های مهم تخریب خاک به ویژه در مناطق نیمه خشک جهان است. استان ایلام چهارمین استان در کشور از نظر وسعت پهنه های آبکندی است و 13 درصد از سطح آن توسط آبکندها پوشیده شده است. مطالعه حاضر با هدف ارایه آستانه های توپوگرافی آبکندها شناخت فرآیند غالب در شروع و گسترش آبکندها در دو کاربری مرتعی و کشاورزی متمرکز شده است. در ابتدا ویژگی های هندسی و توپوگرافی120 آبکند در بخش نیمه خشک استان شامل ، شیب های شروع و گسترش، مساحت شروع و گسترش هم چنین ویژگی های سطح حوزه آبخیز آبکندها شامل میزان پوشش سطحی و خاک لخت به وسیله پلات های یک متر مربعی به همراه نمونه های ترکیبی خاک از سطح حوزه آبخیز و دیواره آبکند ها برداشت گردید. نتایج نشان داد عدد آستانه توپوگرافی شروع و گسترش آبکندها در کاربری کشاورزی به ترتیب 02/0 و 04/0 و در کاربری مرتعی به 1/0 و 2/0 افزایش یافته است. در حقیقت آستانه توپوگرافی تشکیل آبکند در اراضی مرتعی 5 برابر اراضی کشاورزی است. فرآیند غالب در تشکیل و توسعه آبکندها بر اساس رابطه شیب - مساحت و شواهد موجود در عرصه روان آب سطحی بوده است. ماده آلی، پوشش گیاهی، میزان سنگریزه و خاک لخت 31 درصد از تغییرات آستانه توپوگرافی را تبیین نموده اند و ماده آلی با ضریب بتای 62 درصد بیشترین مشارکت را داشته است. همچنین فراوانی تشکیل آبکند با میزان سنگریزه و پوشش سطحی دارای رابطه نمایی بوده و عامل کاهنده فراوانی آبکند با افزایش سنگریزه و پوشش گیاهی به ترتیب 60 و 35 درصد بوده است

    کلیدواژگان: آستانه توپوگرافی شروع و گسترش، فرآیند غالب، فرسایش آبکندی، استان ایلام
  • محسن نجارچی*، مهدیه شهیدی زندی، رضا جعفری نیا، شهرو مختاری، علی جان آبکار صفحات 93-101

    به دلیل نیاز روزافزون به آب و عدم دسترسی به منابع تامین کننده آن، حفظ و استفاده از منابع آب زیرزمینی ضروری به نظر می رسد. شناسایی و بهره برداری این منابع از اهمیت خاصی برخوردار است. بررسی جریان های زیر قشری نیاز به مطالعات ژئوالکتریک و ژئوتکنیک دارد که هر دو این عملیات مستلزم صرف وقت و هزینه زیاد است؛ بنابراین ارائه روش یا مدلی که بتوان هزینه بررسی جریان های زیر قشری را به حداقل ممکن کاهش بدهد ضروری است. در این پژوهش با استفاده از دو نوع شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه (MLP)و شبکه تابع پایه شعاعی (RBF)به بررسی رابطه بین خصوصیات هیدروژئومورفولوژی حوزه آبخیز جریان های زیر قشری در 7 زیر حوزه آبخیز واقع در استان کرمان پرداخته شد. خصوصیات هیدروژئومورفولوژی سدهای زیرزمینی به عنوان متغیر مستقل ورودی و دبی جریان زیر قشری در خروجی حوزه آبخیز به عنوان متغیر وابسته در نظر گرفته شد. نتایج این پژوهش نشان می دهد که شبکه عصبی تابع پایه شعاعی  (RBF) با ضریب تعیین 9182/0 و میانگین مربعات خطای 0289/0 نسبت به روش شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه  (MLP) با ضریب تعیین5288/0 و میانگین مربعات خطا 0725/0 نتایج دقیق تری در برآورد میزان دبی جریان زیر قشری ارائه می نماید. با توجه به ضریب تعیین محاسبه شده می توان نتیجه گرفت که مدل شبکه عصبی راهکاری مناسب و کم هزینه برای بررسی این ارتباط در حوزه های آبخیز است.

    کلیدواژگان: استان کرمان، دبی جریان های زیر زیرزمینی، سد زیرزمینی، شبکه عصبی پایه تابع شعاعی، ضریب تعیین
  • شهباز شمس الدینی*، سیدنعیم امامی، سلیمان بهمنی صفحات 102-111

    شهرستان بروجن با مساحتی بالغ بر 2755 کیلومتر مربع(16 درصد مساحت استان چهارمحال و بختیاری) در فاصله 65 کیلومتری از مرکز استان(شهرکرد) واقع شده است. در سال 1395، این شهرستان 122483 نفر جمعیت را در قالب 36238 خانوار در خود جای داده بود. در سال های اخیر، برای مهار و حفظ آبهای سطحی و استفاده بهینه از آنها، عملیات مختلف آبخیزداری در سطح استان اجرا شده و یا برای اجرای آنها برنامه ریزی شده است. این تحقیق با هدف تحلیل عوامل موثر بر میزان مشارکت آبخیزنشینان در عملیات آبخیزداری در حوزه آبخیز چشمه زینل شهرستان بروجن در استان چهارمحال و بختیاری انجام شده است. ابزار جمع آوری اطلاعات در این مطالعه، پرسشنامه می باشد و اطلاعات گردآوری شده با استفاده از آمار توصیفی و آمار استنباطی و به کمک نرم افزار  SPSS مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که بین متغیر سن(0/136-=r) و میزان تجربه افراد مورد مطالعه در کشاورزی(0/032-=r) با میزان مشارکت آنها در فعالیت های آبخیزداری در حوزه، رابطه منفی و غیر معنی داری وجود دارد. همچنین بین متغیرهای میزان انسجام اجتماعی(0/43=r)، پایگاه اجتماعی- اقتصادی(0/57=r)، عضویت در نهادهای عمومی روستا(0/36=r) و استفاده از منابع اطلاعاتی(0/37=r) در حوزه مورد بررسی با میزان مشارکت پاسخگویان در فعالیت های آبخیزداری رابطه ای مثبت و معنی دار در سطح یک درصد وجود دارد. نتایج برآورد رگرسیون چندگانه به روش گام به گام بیانگر آن است که متغیر میزان آگاهی از اهداف و خصوصیات طرح های آبخیزداری دارای بیشترین نقش(0/53) در میزان مشارکت افراد مورد مطالعه در فعالیت های آبخیزداری است.

    کلیدواژگان: آبخیزداری، استان چهارمحال و بختیاری، شهرستان بروجن، مشارکت
  • سید مسعود سلیمان پور*، مجید صوفی، محمد جواد روستا، صمد شادفر صفحات 112-120

    فرساش خندقی به عنوان یکی از مهمترین و مخرب ترین شکل تخریب زمین، و هدر رفت خاک در سراسر جهان شناخته شده است. از آنجا که برآورد حجم خاک از دست رفته و درک هزینه های اقتصادی فرسایش خاک از اهمیت زیادی برخوردار است؛ این پژوهش با هدف محاسبه ی حجم خاک از دست رفته ناشی از فرسایش خندقی و برآورد هزینه ی اقتصادی آن  در حوزه ی آبخیز قاضیان واقع در شمال استان فارس انجام شده است. به این منظور، در ابتدا حجم خندق ها محاسبه شده و با استفاده از وزن مخصوص ظاهری، وزن خاک از دست رفته محاسبه شد. سپس با جمع این مقادیر، وزن خاک فرسایش یافته ناشی از فرسایش خندق ها محاسبه شد. نتایج نشان دادخندق های این منطقه سالانه به طور متوسط 201/10 متر مکعب (263/43 تن) فرسایش و هدر رفت خاک داشته اند؛ به طوری که این خندق ها به طور متوسط در هر سال 7376/25 دلار (295050000 ریال) خسارت به منابع خاک وارد نموده اند. این نتایج حاکی از اثر مخرب فرسایش خندقی در هدر رفت خاک، و توجه بیشتر به کنترل این نوع فرسایش با استقرار پوشش گیاهی بومی و سازگار، افزایش ضریب زبری، انحراف رواناب های ایجاد شده، و انجام پژوهش های دقیق در مناطق مختلف کشور دارد.

    کلیدواژگان: هزینه اقتصادی، هدررفت خاک، فرسایش آبکندی، قاضیان
  • کاظم نصرتی*، علی رجبی اسلامی، مجتبی صیادی صفحات 121-123

    کمبود آب با کیفیت مناسب یکی از چالش های اساسی مناطق شهری به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک است. هدف از این مطالعه ارزیابی تغییرات زمانی و مکانی کمیت و کیفیت آب آشامیدنی با منشاء زیرزمینی در شهرستان ملارد استان تهران به عنوان یکی از شهرستان های حاشیه فلات مرکزی کشور می باشد. به این منظور تغییرات زمانی و مکانی داده های 14 پارامتر کیفی آب زیرزمینی در 31 حلقه چاه آب شرب طی بازه زمانی 6 ساله تهیه و با استفاده از تکنیک های آماری پارامتریک و ناپارامتریک شامل آزمون واریانس یک طرفه[1]، کروسکال- والیس[2]، تی مستقل[3] و من ویتنی[4] بررسی گردید. نتایج نشان داد که میزان غلظت پارامترهای کلرور، سولفات، بی کربنات، هدایت الکتریکی، کل جامدات محلول، سدیم و فلوراید در دوره های پرآبی و کم آبی دارای تفاوت معنی دار می باشند. اثرات مکانی بر کیفیت آب زیرزمینی شهرستان ملارد نیز بیانگر آن است که چاه های حفر شده در سازندهای آذرآواری، توف و آهک ماسه ای(E2) به صورت معنادار و در حد 95 درصد بیشترین تاثیر را بر غلظت پارامترهای کیفی آب می گذارند. همچنین نتایج نشان داد غلظت نیترات در کاربری های شهری و زراعی افزایش یافته و میزان  pHدرکاربری های شهری و زراعی به صورت معنادار و در حد 95 درصد نسبت به سایر اراضی کاهش یافته است.

    کلیدواژگان: کمیت و کیفیت آب آشامیدنی، تغییرات زمانی و مکانی، کاربری اراضی، زمین شناسی، شهرستان ملارد
|
  • Hasan Alipour, Majid Kazemzadeh* Pages 1-10

    In this study, to analyze the pattern of soil temperature changes in the depths of  5, 10, 20, 30, 50 and 100 cm under the influence of temperature (minimum, average and maximum) and humidity (minimum, average and maximum) the Pearson and regression methods were used for Taleghaan synoptic station during the period of 2008 to 2016 . The results showed that soil temperature had the highest correlation coefficient with air temperature while the lowest correlation was found with air humidity time series. So that the maximum coefficient of determination of air temperature and humidity was in a depth of 5 cm whereas the lowest was found in a depth of 100 cm. In order to estimate the deep soil temperature using temperature and humidity variables, the regression models were fitted by 70% to 30% of data for calibration and validation stages, respectively. So to evaluate the accuracy of the calibration and validation stages the NSE and RMSE error criteria were used. In general, the results indicated that the presented regression models had very good and acceptable performance to estimate soil temperature and also with increasing soil depths, correlation coefficient has decreased while error evaluation criteria has increased.

    Keywords: Regression Models, Soil Temperature, Coefficient Of Determination, NSE
  • Tayebeh Mesbahzadeh*, Maryam Mirakbari, Mohsen Mohseni Saravi, Hasan Khosravi, Ghasem Mortezaii Pages 11-21

    Reducing or increasing the climate parameters such as temperature and rainfall as a result of the climate change process, causes a variety of droughts. In this study, the effect of climate change on meteorological drought in Yazd province is investigated. For this purpose, the drought time series were determined in two historical periods (1961-2005) and the future (2017-2100) by SPI and SPEI. Historical data from Yazd's synoptic station and future data were generated by the CanESM2 model under RCP scenarios. Drought characteristics such as severity, duration and frequency were extracted based on run theory in order to compare and evaluate the trend of drought changes. The results showed case study experiences more sever droughts in the future than historical period based on SPI under 3 RCP scenarios while based on SPEI index under RCP2.6 and RCP4.5, the drought characteristics will decrease in the future compared with historical period and under RCP8.5, the severity and duration of the drought will increase. The severity-frequency and duration-frequency curve showed that increasing the return period increases the severity and duration of drought.

    Keywords: CanESM2, Meteorological drought, SPI, SPEI
  • Esmaeil Heydari Alamdarloo, Gholamreza Zehtabian, Hassan Khosravi*, Behzad Raygani, Shahram Khalighi, Rooholah Taghizadeh Pages 22-31

    Any changes in the climate system affect on the access and management of natural resources such as water and soil. Temperature and precipitation are the key elements of climate for studying their trend can be important for atmospheric scientists, environmental managers and planners in the field of hydrology, agriculture, environment and so on. In this study, the trend of climate fluctuations was investigated using the ERA-Interim data. In the first step, calculating RMSE, MAE and Pearson correlation coefficient, the accuracy monthly data of ERA-Interim was studied using synoptic data of Yazd city. The monthly data with the least error and the highest correlation were selected to analyze the changes trend. Then, the selected data including the temperature of two meters above ground level, the soil surface temperature in depth of 1-7 cm, soil temperature in depth of 7-28 cm and synoptic monthly means precipitation were modified by the TerrSet software using the test Mann Kendall. The results showed that the northern and central western parts of the study area had a decreasing trend of precipitation variation at a level of 5% and in the rest of the areas changes are not significant. Also, studying the trend of temperature variables showed that soil temperature changes in two meters above ground level, in depths of 1-7 and 8-28 cm was significant at 1% level in all of study area. The change in the Z test of Mann Kendall was greater than 4.8 everywhere.

    Keywords: Mann-Kendall, precipitation, temperature, soil temperature, ERA-Interim
  • Alireza Arabameri*, Mohammad Hossein Ramesht, Mojtaba Yamani, Khalil Rezaei, Masoud Sohrabi Pages 32-44

    Soil erosion is one of the major environmental problems worldwide. Morphometric and landcover  analysis provides a platform for quick and efficient watershed management In the present study, morphometric parameters have been coupled with land cover classes to assess soil erosion susceptibility of sub-watersheds of  lavasanat watershed. The data used in this study included Advanced Space borne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) data, with 30 m spatial resolution for drainage generation; and Landsat8  (OLI/TIRS) data with 30 m spatial resolution (band 1 to 11 expect band 3) to generate land cover information of the study area. we estimated 15 morphometric parameters using ASTER DEM  with Arc Hydro package. At first, for proper determination of flow direction and flow accumulation, DEM sinks identified and filled. We used a critical threshold 100 for defining streams. Strahler’s scheme for stream ordering has been used.The sub-watershed erosion prioritization by using morphometric parameters and COPRAS method showed that sub-watersheds 12, 2 and 1 have the highest sensitivity to erosion with the lowest scores (0.098, 0.095, 0.088). In order to prioritize sub-watersheds based on surface coverage, the percentage of each surface coverage class in each sub-watershed was calculated. Based on the results of sub-watershed prioritization based on surface coverage, sub-watersheds3, 2 and 1 with the lowest scores (0.234, 0.221, and 0.164) have the most sensitivity to soil erosion and must be taken up for implementation of soil and water conservation measures.

    Keywords: Erodibility, prioritization, land cover, morphometry, COPRAS model, lavasanat watershed
  • Mohammad Reza Khazaei*, Nazila Tahsinzadeh, Ahmad Sharafati Pages 45-51

    Results of assessment of the future climate change impacts is associated with some uncertainties. Considering the range of uncertainties increases reliability of the results. In this study, climate change impacts on daily precipitation, maximum and minimum temperature of Sira basin are assessed using LARS-WG model, for 2036-65 period. Accordingly, uncertainty of new emissions scenarios (RCP2.6، RCP4.5، RCP6 و RCP8.5) of HadGEM2 and climatic variability are investigated. Climate variability is a major source of uncertainty which is ignored in most previous studies. Based on the results, for precipitation, the range of the future scenarios have considerable overlaps with the historical ranges. So, it cannot certainly be concluded that whether precipitation increase or decrease in the future. But in the mean of the possible scenarios, it is expected that annual precipitation will change between -9% to +1% in the future. About temperature, the range of the future temperature scenarios have no overlaps with the corresponding historical ranges, and there is a grate certainty for temperature increasing in most of the months, and change in the seasonal cycle of temperature. In the mean of the possible scenarios, it is expected that average temperature will rise between 2.1 to 3 ºC in the future.

    Keywords: uncertainty, climate variability, Sira, climate change, temperature, precipitation
  • محمدرضا اختصاصی*, حسین ملکی نژاد Pages 52-61

    Ground waters are considered as substantial water resources in many parts of the world especially in arid and semi-arid area such as Iran. The population growth, the intensive use ofsurface water and groundwater resources has often affected ground water levels. To meeting water management objectives it is essential to have a comprehensive study on the aquifer recharge and ground water withdrawal. In this paper 3-D analysis MODFLOW model served to simulate Abarkuh aquifer for a three year period (2013-2015) with 36 time steps. Modflow model was calibrated in two steady and Transient states. The model validation was measured using 36 month time steps (October 2009 to September 2012). Root Mean square (RMS) error was used to evaluated the accuracy of the calibrated and validated models. RMS error of the calibrated and validated models were 1.046 and 1.10, respectively.. The results showed that continuing current policies for managing water will only widen and deepen water crisis, this condition will reduce aquifer storage and result in decreasing hydraulic head by -1.5 m year-. To control this crisis different scenarios were simulated to represent the effects of ground water management on the aquifer. These scenarios including changes in irrigation methods, using of evaporation reduction methods and changes in cropping patterns. Results showed that all scenarios are capable to restore and protect the groundwater resources in Abarkuh aquifer. Therefore, adjusting crop farming structures and improving irrigation system have been important means of protecting groundwater resources in this region.

    Keywords: Groundwater, Water Consumption Reduction, Operation Management, Abarkuh plain, Modflow
  • Fariba Ebrahimiazarkharan, MEHDI GHORBANI*, ARASH MALEKIAN, ALI SALAGEGHE, AMIR ALAMBEYGI, HEDAAYAT FAHMI Pages 62-73

    The lack of a comprehensive system for identifying the role and understanding of the structural relationships of local water users in the local stakeholder’s network is one of the most important challenges for the integrated management of water resources and the governance perspective. Thus, identifying and analyzing canyons, as the most important element of planning and implementing activities related to water resources management, is one of the requirements for integrated management and the establishment of optimal water resources management. In this research, in order to understand this complexity in the field of water management, social network analysis method was used to measure the cooperation relation of local users as the executive arm of the water resources management plans in the top of Taleghan watershed. Based on the analysis of the micro indicators of the network, local leaders have been identified in water resources management and the modularity in the macro level of the network has been considered as an effective size in increasing social capital and in line with the success of participatory management plane. The results indicate a moderate separation of the local stakeholder’s network, which indicates a moderate fragility in the relationship of cooperation among the local stakeholders. So that the most internal ties of stakeholders is the Gatedeh Village with about 380 transplants and the lowest with 283 transplants in the village of Mehran. Also, according to the results of the analysis of the middle and middle level index of some water resource users, they have been placed in a key position. These are known local leaders who, based on their authority and social influence, can play a significant role in establishing water governance and establishing links with other operators at the local level, above all other actors based on cooperation ties.

    Keywords: Social network analysis, local stakeholders, Taleghan watershed, Cooperation, Water governance
  • Hamidreza Mojiri, Amirhossein Halabian* Pages 74-81

    By understanding the temporal and spatial variations of water resources in a region, the better management and planning of water resources and water consumptions can be done. Time series modeling, if used correctly, will lead to acceptable results in this regard. For this purpose, the monthly runoff time series for 28 years was prepared at the hydrometric stations of Mehregerd region and the presence of trend was studied using the Mann-Kendall method. Then, different patterns of ARIMA were fitted to the data using the univariate Box-Jenkins method, and the most suitable pattern for predicting the future years was chosen. The results indicated that runoff had a decreasing trend in all months and seasons. The role of increased water consumption in the process of decreased water resources of the area was investigated and it was observed that the water consumption in the region has significantly increased since 2006. The consumption level in this basin is estimated about 46 Mm3/year. The forecast of runoff by 2023 using ARIMA (0, 1, 0) * (0, 1, 1) was performed as the most suitable model and it was found that the surface water resources in the upcoming years would experience a significant decrease if the current trend of exploitation is continued.

    Keywords: Time series, Man-Kendall, Mehregerd, ARIMA, Water Resources
  • Banafshe Yasrebi*, Majid Soufi Pages 82-92

    Gully erosion is one of the important forms of soil degradation especially in semi-arid areas. Gullies are occupying 13 percent of Ilam Province area. This research focused on studying the, topographic threshold of gullies, dominant process of gully initiation and development as well, in agricultural and rangeland land uses. Ilam province with 2 million hac area is located in western Iran. Ilam has 3 climatic zones with 425 mm annual average precipitation. Dominant land use in Ilam is dried forest with 640000 hac area. Topographic characteristics of 120 gullies including initiation and development slopes, initiation and development contributing areas and surface characteristics of gullies contributing area including vegetation, rock fragment and bare soil by 1 m2 plot and soil samples from top soil and gullies wall were collected, as well, in semi-arid part of Ilam province.Results show that Initiation and development topographic threshold value in croplands are 0.02 and 0.04 and increase to 0.1 and 0.2 in rangelands. Topographic threshold in rangelands is more 5 times than croplands. Dominant process in gully initiation and development is surface runoff. Effective factors on gully topographic threshold are organic matter, vegetation cover, rock fragments and bare soil that describe 31 percent of topographic threshold; also, organic matter with beta coefficient of 62 percent has the most contribution in topographic threshold variation. Gully frequency has negative exponential relationship with rock fragment and vegetation cover and decay rate for rock fragment and vegetation cover are 60 and 35 percent respectively.Topographic thresholds showed that topography has important role in gully format5ion but environmental characteristics as vegetation cover, rock fragment and land management are more important

    Keywords: Initiation, development topographic threshold, Dominant process, Gully erosion, Ilam Province, Iran
  • Mohsen Najarchi*, Mahdieh Shahidi Zandi, Reza Jafarinia, Shrou Mokhtari, Ali Jan Abkar Pages 93-101

    Due to the increasing need for water and the lack of access to its sources, it is essential to maintain and use groundwater resources. So, identifying and exploiting these resources has particular importance. Investigating interflows requires geo-electric and geotechnical studies, both of which require a lot of time and cost. Therefore, it is necessary to provide a method or model that can minimize the cost of investigating interflows as much as possible. In this research, two types of artificial neural networks- multi-layer perceptron (MLP) and radial base function (RBF) were used to study the relationship between hydro-geomorphological characteristics of the watershed basin and interflows in seven watershed sub-basins in Kerman province. Hydro-geomorphological characteristics of subsurface dams were considered as input independent variables, and the discharge of interflow in the watershed basin outlet was considered as dependent variable. The results of this study show that radial base function (RBF) with determination coefficient of 0.9182 and mean squares error of 0.0289, has more accurate results in estimating the discharge of interflow, compared to artificial neural network method of multilayer perceptron (MLP) with determination coefficient of 0.5288  and mean squares error of 0.725. Regarding the determination coefficient in the used methods, it can be concluded that the model of the neural network is the appropriate solution and low cost to check this connection in the watershed.

    Keywords: Kerman Province, Interflows, Subsurface dam, Neural Network of Radial Base Function, Determination coefficient
  • Shahbaz Shamsoddini*, Seyed Naiem Emami, Soleiman Bahmani Pages 102-111

    Broujen township is located at an area of ​​2755 square kilometers(16 percent of the area of ​​Chaharmahal and Bakhtiari province) 65 kilometers from the province center(Shahrekord). In 2016, this township had 122483 inhabitants in the form of 36,238 households. In recent years, various watershed management activities have been implemented at the provincial level or planned for implementation in order to control and maintain surface water and optimize their use. This research was conducted with the aim of analyzing the factors affecting the participation of rurals in watershed management in Cheshmeh Zainal watershed of Broujen township in Chaharmahal and Bakhtiari province. The data collection tool was a questionnaire and the collected data were analyzed using descriptive statistics and inferential statistics and analyzed by SPSS software. The results show that there is a negative and non-significant relationship between age (r = -0.136) and the experience of people in agriculture(r = -0.032) with their participation in watershed activities. Also, there was a positive and significant relationship between social versatility(r = 0.43), socioeconomic status(r = 0.57), membership in rural public institutions(r = 0.36) and use of information resources(r = 0.37) with respondents' participation in watershed activities at one percent. The results of multi regression analysis in stepwise method indicate that the level of awareness of the goals and characteristics of watershed projects has the highest role(0.53) in the participation rate of the respondents in the watershed management activities.

    Keywords: Broujen, Chaharmahal, Bakhtiari province, Participation, watershed Management
  • Seyed Masoud Soleimanpour*, Majid Soufi, Mohammad Javad Rousta, Samad Shadfar Pages 112-120

    Gully erosion is known as one of the most important and destructive forms of land degradation, and the loss of soil throughout the world. As estimation of soil volume loss and understanding the economic costs of soil erosion are of great importance; this study has been carried out to calculate the amount of soil volume loss due to gully erosion and estimate its economic cost in Ghazeian watershed located in north of Fars province. To do so, the volume of gullies was calculated and thereafter, the mass of soil loss was determined using soil bulk density. Then, total amount of soil loss mass was determined by summation of the mass of soil loss from gullies. The results showed that an average of 201.10 m3 (263.43 ton) soil eroded and loss each year due to gullies erosion in this region, and it damaged the soil resources by an average of 7376.25 dollars (295050000 Rials) per annum. These results indicate the destructive effect of gully erosion on soil loss, and therefore, more attention is required to control this type of erosion by establishing native and consistent vegetation, increasing the roughness coefficient, diverting runoff path, and performing precise research in different regions of the country.

    Keywords: Economic cost, Soil loss, Gully erosion, Ghazeian
  • Kazem Nosrati*, Ali Rajabi Eslami, Mojtaba Sayadi Pages 121-123

    Deficiency of water with suitable quality is a vital challenge in urban and specially in arid and semiarid regions. The aim of this study is to assess temporal and spatial variation of drinking groundwater quality and quantity in County of Mallard in Tehran province. Mallard is a County at margin of Central Iran Plateau. The data used in this research comprises of 14 parameters in 31 drinking water wells that obtained during a 6-year interval. Spatiotemporal variation in these wells were analyzed by applying Parametric and nonparametric statistical techniques including one-way ANOVA, Kruskal-Wallis, independent-samples T-test, Mann-Whitney. The results reveals that concentration of sulfate, chlorine, bicarbonate, electrical conductivity, TDS, sodium and fluorine in dry and wet periods have significant difference. Effects of space on quality of groundwater in Mallard suggest that boring wells in pyroclastic, tuff and sandy lime (E2) Formations meaningfully and at level of Percent 95 have the most impact on mineral concentration of water quality parameters. Furthermore, concentration of nitrate has increased in cultivation and urban-rural land use and the level of pH in cultivating and urban-rural use has decreased significant and at level of Percent 95 in comparison to other lands.

    Keywords: Drinking water quality, Quantity, Temporal, spatial variation, Land use, Geology, Mallard county