فهرست مطالب

پژوهش های آبخیزداری (پژوهش و سازندگی) - پیاپی 124 (پاییز 1398)
  • پیاپی 124 (پاییز 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/08/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • علیرضا متولی، حمیدرضا مرادی*، سامان جوادی صفحات 2-20

    آسیب پذیری آب های زیرزمینی به دلیل حساسیت ذاتی و ورود منابع آلاینده ی انسان ساز است. در این تحقیق برای بررسی آسیب پذیری آبخوان قائمشهر-جویبار از اطلاعات 64 چاه نمونه برداری کیفی، 20 چاه مشاهده یی و بیش از 28000 چاه بهره برداری به کار برده شد. برای تهیه ی نقشه های آسیب پذیری در سال های 2004 تا 2014 عوامل موثر در آسیب پذیری ذاتی آبخوان شامل هدایت آبی، نوع آبخوان، فاصله از ساحل، ضخامت آبخوان و عوامل موثر در آسیب پذیری ویژه شامل تراکم چاه، افت آب زیرزمینی، تاثیر نسبی نفوذ آب دریا، وضعیت بالازدگی آب شور و شیب آبی به کار برده شد. نتایج نشان داد که کیفیت منابع آب زیرزمینی از 2004 تا 2014 با توجه به معیارهای شوری هدایت الکتریکی، مجموع نمک های باقی مانده و نسبت جذب سدیم رو به کاهش است. عامل کاربری زمین نیز برای تهیه ی نقشه های آسیب پذیری اصلاح شده برای این سال ها به کار گرفته شد. نتایج نشان داد که زراعت آبی در این دوره هشت درصد کاهش یافته، اما میزان آسیب پذیری در پهنه های پرخطر افزایش یافته است. از علت های کاهش کیفیت منابع آب زیرزمینی می توان افزایش نرخ آب کشی و کشت دوباره در تابستان را برشمرد. میانگین ضریب همبستگی طبقه های آسیب پذیر به شوری با معیارهای شوری در سال 2004 از 0/65 به 0/9 و در 2014 از 0/78 به 0/87 بهبود یافته است. درمجموع با توجه به پیچیدگی های مدل سازی کیفی و انتقال نمک ها و شوری آب زیرزمینی، نقشه های آسیب پذیری اصلاح شده می تواند ابزار مناسبی برای آگاهی از شورشدگی آب زیرزمینی باشد.

    کلیدواژگان: آبخوان داری، آلودگی آب زیرزمینی، تعادل بخشی، نفوذآب شور
  • حامد امینی، اباذر اسمعلی عوری، رئوف مصطفی زاده*، معراج شرری، محسن ذبیحی صفحات 21-36

    خشک سالی آب شناختی باعث کاهش یافتن جریان رود و افت کردن کیفیت اکوسیستم های آن می شود و استفاده ی انسان از آب های سطحی را نیز محدود می کند. در این تحقیق، برای ارزیابی خشک سالی آب شناختی در 33 ایستگاه آب سنجی استان اردبیل (1353-1392) شاخص خشک سالی جریان رودخانه یی (SDI) به کاررفت. شاخص SDI با نرم افزار DrinC محاسبه، ویژگی های خشک سالی آب شناختی طبقه بندی و تحلیل، ارتباط مولفه های مختلف خشک سالی با هم بررسی، و آب دهی متوسط جریان تحلیل شد. برخی از ویژگی های خشک سالی آب شناختی برای نمایش تغییرات مکانی درون یابی شد. نتایج نشان داد که خشک سالی در همه ی ایستگاه ها بود، و  بیشینه ی تداوم دوره ی خشک 62 ماه در ایستگاه سامیان بود. نتایج طبقه بندی معیار SDI در 14 ایستگاه (آلادیزگه، پل الماس، عنبران، باروق، بوران، دوست بیگلو، گیلانده، ایریل، کوزه تپراقی، مشیران، نئور، سامیان، شمس آباد و سولا) نشان داد که تعداد ماه های ترسالی از تعداد ماه های خشک سالی بیش تر بود. بیش ترین شدت خشک سالی جریان (01/5-) و بیش ترین تعداد ترسالی رخ داده در ایستگاه پل الماس دیده شد. متوسط شدت بیش ترین و کم ترین خشک سالی آب شناختی در ایستگاه پل الماس و عنبران به ترتیب 01/5- و 0/57- بود. تغییرات مکانی ماه های خشک سالی نشان داد که کم ترین وقوع خشک سالی جریان در ایستگاه های بالادست و دامنه های سبلان بود. خشک سالی های شدید و خیلی شدید در رودخانه هایی اتفاق می افتد که آب دهی آن کم است. هر چه اندازه های آب دهی رودخانه بیش تر باشد، وقوع خشک سالی های شدید کاهش می یابد و ثبات جریان آن از رودخانه یی باآب دهی کم بیش تر است.

    کلیدواژگان: تداوم خشک سالی، خشک سالی آب شناختی، شاخص خشک سالی جریان رودخانه یی، شدت خشک سالی، DrinC
  • فواد عبادی، علیرضا ایلدرمی*، حمید نوری، خالد بابایی صفحات 37-52

    زمین لغزش یکی از مهم ترین عوامل فرسایش خاک و بلای طبیعی است که سالانه خسارت های جانی و مالی فراوانی به کشور وارد می کند. از این رو امروزه در بررسی ناپایداری دامنه ها به شاخص های ریخت زمین ساخت (مورفوتکتونیک) و مدل های پهنه بندی خطر زمین لغزش ها توجه می شود. هدف از این بررسی پهنه بندی خطر زمین لغزش در حوضه آبخیز سد چراغ ویس کردستان با استفاده از مدل IRAT و LNRF و مقایسه ی تطبیقی آن ها با بهره گیری از جدول های متقاطع و شاخص های ارزیابی پهنه بندی خطر زمین لغزش است. نتایج ارزیابی شاخص های مدل IRAT  نشان می دهد که 77/77% از لغزش ها در طبقه </strong>ی شدید زمین ساختی است، و در مدل LNRF 64/05%در ناحیه هایی است که امکان آن شدید و منطبق بر زیرحوزه هایی است که بیش ترین تعداد و تراکم لغزش آن ها زیاد است. بیش از 91/64% از مساحت کل لغزش ها در محدوده ی خطر ناپایداری زیاد و در فاصله ی کم تر از 1000 متر بوده است. تحلیل روش جدول های متقاطع نشان می دهد که تطابق هر دو مدل پهنه بندی در ارزیابی طبقه ی متوسط خطر پذیرفتنی است،  ولی در طبقه ی خطر شدید به دلیل هم خوانی گسل ها با لغزش ها، مدلIRAT دقت بیش تری دارد. مقدار مجموع کیفیت در مدل LNRF به مقدار 2/16% نشان می دهد که عمل کرد مدل برای پهنه بندی خطر زمین لغزش در آبخیز سد چراغ ویس کردستان بهتر است. پیشنهاد می شود که هر تغییر کاربری زمین و برنامه ریزی برای بهره برداری از سیمای سرزمین حوضه سد با توجه به نقشه ی پهنه بندی خطر زمین لغزش انجام شود.

    کلیدواژگان: لغزش LNRF، IRAT، چراغ ویس، ریخت زمین ساخت
  • سید مسعود سلیمان پور*، امین صالح پور جم، علی اکبر نوروزی، ناصر خلیلی، حجت الله کشاورزی صفحات 53-62

    نبود مشارکت پایدار جوامع روستایی در طرح های آبخیزداری عاملی به شدت بازدارنده برای توان بخشی آبخیزها است. بنابراین لازم است دلیل های این امر را پیدا کنیم که مقام های مسئول، ایشان را ترغیب کنند تا در انجام فعالیت های مربوط به حفاظت از آبخیزهایی که در آن زندگی می کنند مشارکت کنند و از نظرهای آنان بهره مند شوند. به این منظور در این پژوهش، عامل های موثر بر نبود مشارکت پایدار جامعه های روستایی در طرح های آبخیزداری از دیدگاه کارشناسان در آبخیز مرادآباد میمند واقع در جنوب غرب استان فارس اولویت بندی شد. روش کار، تهیه و تکمیل 57 پرسش نامه و تحلیل با آزمون t، فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی و آزمون نافراسنجه یی فریدمن بود. نتایج نشان داد که از دیدگاه کارشناسان، بیش ترین و کم ترین تاثیر بر نبود مشارکت پایدار جامعه های روستایی در طرح های آبخیزداری در آبخیز مرادآباد به ترتیب از شاخص های اقتصادی، آموزشی-ترویجی، طراحی-اجرایی و اجتماعی است. همچنین مهم ترین زیرشاخص ها در این آبخیز به ترتیب: "درآمد کم ساکنان آبخیز"، "نادیده گرفتن درآمد برای مردم با دید انگیزه ی اقتصادی مستقیم در اجرای طرح های آبخیزداری"، "آموزش ندیدن ساکنان برای طرح ها و هدف های آن"، و "کم بودن سواد و آگاهی" است. دامنه ی اندازه های میانگین رتبه ها بین 4/85 تا 8/25 متغیر بود؛ به طوری که بیش ترین اولویت نسبی در "درآمد کم ساکنان آبخیز" با میانگین رتبه ی 8/25 و کم ترین آن در "دیربازده بودن طرح های آبخیزداری" با میانگین رتبه ی 4/85 دیده شد. این نتایج می تواند توسط برنامه ریزان طرح های آبخیزداری برای دستیابی به نتایج مطلوب مورد استفاده قرار گیرد. پیشنهاد می شود به فعالیت سمن ها و آموزش بهره برداران، به همراه عامل هایی چون اجرای طرح های چندمنظوره با درنظرداشتن منفعت آبخیزنشینان برای بهبود شرایط اقتصادی توجه شود، و برای جلب اعتماد و مشارکت فعال آن ها در طرح های آبخیزداری زمینه سازی شود.

    کلیدواژگان: آبخیزداری، اولویت بندی، فارس، کارشناس، مشارکت
  • بررسی کارآیی روش های نزدیک ترین همسایه و مبتنیبر خوشه بندی فازی در ترکیب خروجی مدل های آب سنجی
    روژین دلپسند، ابوالحسن فتح آبادی*، حامد روحانی، سید مرتضی سیدیان صفحات 54-65

    داده های ورودی و ساختار مدل ها معمولا نقص هایی دارد و هیچ مدل منفردی نمی توان پیدا کرد که عمل کرد آن در شبیه سازی جریان رودخانه در تمام شرایط بهترین باشد و در خروجی آن بی قطعیتی نباشد. در این حالت با ترکیب مدل ها از مزیت های هر یک از مدل های منفرد برای ساختن مدلی که عمل کرد بهتری از هر یک از مدل های منفرد دارد بهره گرفته می شود. در این تحقیق، کارآیی روش های نافراسنجه یی نزدیک ترین همسایه و خوشه بندی فازی نسبت به روش های ترکیب مدل BGA (Bates Granger Averaging)، GRA (Granger Ramanathan Averaging)، AICA (Akaike Information Criterion)، BICA (Bayes Information Criterion)، متوسط گیری با وزن های یکسان و روش لاسو در ترکیب خروجی مدل های آب شناختی یکپارچه GR5J، SimHyd، SACRAMENTO و SMAR بررسی شد. با کاربرد داده های ورودی بارش، دما، آب دهی و تبخیر-تعرق هر یک از مدل های منفرد واسنجی، و روان آب خروجی حوزه ی کسیلیان شهرستان پل سفید در ایستگاه ولیک بن در مقیاس روزانه برآورد شد. سپس هر یک از روش های ترکیب مدل ها برای ترکیب نتایج خروجی هر یک از مدل های منفرد اجرا شد. نتایج نشان داد که بهترین عمل کرد در دوره ی واسنجی در مدل های GR5J و SACRAMENTO، و در دوره ی اعتبارسنجی در مدل های SimHyd و GR5J بود. بهترین عمل کرد مدل های ترکیبی در دوره ی واسنجی در روش های لاسو و GRA بود که هر دو مشابه هم عمل کردند، و اندازه های ضریب همبستگی، ضریب نش-ساتکلیف و RMSE آن ها به ترتیب 0/83، 0/69 و 0/24 بود. در دوره ی اعتبارسنجی برای روش های متوسط گیری با وزن های یکسان و روش BGA با اندازه های ضریب همبستگی، ضریب نش-ساتکلیف  و RMSE به ترتیب  0/73، 0/27 و 0/52 بود. در دوره ی واسنجی عمل کرد روش نزدیک ترین همسایه بهتر از روش مبتنی بر خوشه بندی فازی بود، و بهترین عمل کرد هر دو مدل در 20 همسایه به دست آمد. در دوره ی اعتبارسنجی عمل کرد روش مبتنی بر خوشه بندی فازی بهتر بود و عمل کرد هر دو مدل با افزایش تعداد همسایه بهتر شد.

    کلیدواژگان: بارش روان آب، کسیلیان، ترکیب مدل، مدل GR5J، مدل SACRAMENTO
  • توسعه مدل چندهدفی خطی تخصیص بهینه آب بر اساس چهار قاعده ورشکستگی و حل آن با رویکرد سازش فازی
    علیرضا نفرزادگان*، حسن وقارفرد، محمدرضا نیکو، احمد نوحه گر صفحات 66-81

    در این پژوهش مدلی برای بهینه سازی خطی چندهدفی تهیه شد که برای تخصیص دادن آب و سطح کشت در دو شبکه ی آبیاری و زه کشی درودزن و کربال (دربرگیرنده ی پنج ناحیه ی زراعی) به کار رفت. این مدل براساس چهار قاعده ی ورشکستگی کم کردن نسبی (PC)، دریافتی های برابر محدودشده (CEA)، ضررهای برابر محدودشده (CEL) و تناسب تعدیل شده (APR) با لحاظ کردن قطعیت و عدم قطعیت در موجودی آب تدوین شد. مدل توسعه یافته چهار تابع هدف برای انعکاس دادن مطلوبیت های مختلف بخش کشاورزی و محیط زیست دارد، که برای دو وضعیت خشک و غیرخشک با روی کرد سازش فازی حل شد. به طور کلی خروجی مدل نشان داد که ناحیه های با سهم آب بیش تر، در شرایط خشک و غیرخشک به ترتیب براساس قواعد ورشکستگی PC و CEL مجموع آب تخصیص یافته ی بیش تری دریافت می کنند. از طرفی، بیش ترین آب تخصیص یافته برای ناحیه های با سهم آب کم تر، در هر دو حالت آبی-اقلیمی براساس قاعده ی ورشکستگی CEA اتفاق می افتد. برون داد فرآیند ارزیابی پایداری با شاخص پایداری ورشکستگی (BASI) نشان داد که این معیار نمی تواند برای ارزیابی پایداری در تمام حالت های ورشکستگی به کار رود. بنابراین، تصمیم گیری بر اساس خروجی آن باید با احتیاط باشد.

    کلیدواژگان: بهینه سازی چندهدفی، عدم قطعیت، مدیریت آب کشاورزی، نیاز آبی زیست محیطی، ورشکستگی آبی
  • مقایسه روش های مختلف برآورد رواناب سطحی ماهانه مبتنی بر شماره ی منحنی ماهانه
    زهرا پریسای، واحدبردی شیخ*، عبدالرضا بهره مند، چوقی بایرام کمکی، خدایار عبدالهی صفحات 82-94

    برآورد دقیق رواناب سطحی حوزه های آبخیز جهت مدیریت منابع آب یک منطقه، دارای اهمیت است. با توجه به نقص و عدم پایش رواناب سطحی حوزه های آبخیز در برخی مناطق و خطای بالا و نیاز داده ای نسبتا زیاد روش های برآورد رواناب روزانه، کاربرد روش های برآورد رواناب ماهانه موردتوجه قرار گرفته است. در این پژوهش سناریوهای متنوعی از ترکیب سه روش برآورد رواناب سطحی ماهانه مبتنی بر شماره منحنی (روش سازمان حفاظت خاک (SCS) ماهانه، روش ضریب رواناب مبتنی بر SCS و روش تلفیق شماره منحنی و ضریب رواناب) با در نظر گرفتن سه روش مختلف محاسبه شماره منحنی ماهانه (روش مبتنی بر شاخص سطح برگ، روش مبتنی بر پتانسیل نگهداشت و روش میانگین حوضه با استفاده از جداول مرجع) به عنوان پارامتر ورودی برای آبخیز ارازکوسه در شرق استان گلستان ایجاد و مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد روش برآورد رواناب SCS ماهانه در ترکیب با تمامی روش های محاسبه شماره منحنی ماهانه، رواناب سطحی را با ضریب ناش- ساتکلیف بالای 0/6 و بایس کمتر از 0/3 به خوبی شبیه سازی می کند. درحالی که روش ضریب رواناب مبتنی بر SCS به ویژه زمانی که شماره منحنی متوسط ماهانه حوضه فقط با مراجعه به جداول مرجع محاسبه می شود، پاسخ مناسبی نمی دهد (ضریب ناش- ساتکلیف منفی و بایس بالای 4). روش تلفیق شماره منحنی و ضریب رواناب برای تمامی روش های محاسبه شماره منحنی نتایج نسبتا قابل قبولی را با ضریب ناش- ساتکلیف حدود 6/0 در دوره واسنجی نشان داد؛ اما در دوره اعتبارسنجی نتایج آن در ترکیب با برخی از روش های محاسبه شماره منحنی ماهانه، از اطمینان کمتری برخوردار است. در این پژوهش روش SCS ماهانه به عنوان روش مناسب و پایدار برای حوزه آبخیز ارازکوسه انتخاب شد که می تواند در محاسبات بیلان آب ماهانه حوزه های آبخیز مشابه در منطقه استفاده شود.

    کلیدواژگان: آبخیز ارازکوسه، رواناب مستقیم ماهانه، ضریب رواناب ماهانه، CN، SCS
|
  • Alireza Motevalli, Hamid Reza Moradi*, Saman Javadi Pages 2-20

    Groundwater vulnerability is due to the inherent vulnerability and characteristics of the occurrence of contaminating sources and human-induced pollution. Sixty four quality measuring wells, 20 observation wells and more than 28000 operating wells were sampled in order to provide vulnerability maps for 2004 and 2014. The essential factors of the inherent vulnerability included hydraulic conductivity, aquifer type, distance from the coast, and aquifer thickness. Additional factors of specific vulnerability including well density, decline of groundwater level, relative impact of seawater intrusion, condition of saltwater up-coning and hydraulic gradient were also used. The results indicated that the quality of groundwater resources had declined from 2004 to 2014 according to salinity criteria such as electrical indicated by an increase in conductivity (EC), sodium absorption ratio (SAR) and total dissolved solids (TDS). The land use factor was also used to prepare modified vulnerability maps for the year through 2004-2014. The results indicated that while the irrigated area had decreased by 8 percent during this period, the level in high-vulnerability areas had increased, which may be surmised that an increase discharge rate and double-cropping had caused degradation of the groundwater. The results showed that the mean correlation coefficient of vulnerability to salinity classes with salinity criteria such as EC, TDS and SAR had improved in 2004 from 0.65 to 0.9, and in 2014 from 0.78 to 0.87. Duo to the complexity of qualitative modeling, solute transport and groundwater salinity, the modified vulnerability maps is a good tool to predict the impending groundwater salinization.

    Keywords: Aquifer management, groundwater balancing, groundwater pollution, seawater intrusion
  • Hamed Amini, Abazar Esmali Ouri, RaoofMostafazadeh*, Mearaj Sharari, Mohsen Zabihi Pages 21-36

    Hydrological drought can lead to a decrease in river flow and loss of the river ecosystem quality, which limits human use of the surface water. The stream flow drought index (SDI) has been used to assess the hydrological droughts in 33 hydrometric stations of the Province of Ardabil. The SDI was calculated using the DrinC software; subsequently, characteristics of the hydrological drought were classified and analyzed. The inter-relationship of the different components of hydrological drought with those of the flow rate were also examined. Subsequently, some of the hydrological drought characteristics were interpolated to detect the spatial variations. The results indicated that all of the studied stations experienced drought events. The maximum dry-period was 62 months at the Samian Station. The results of the standard classification of the SDI in 14 stations (Aladizge, Pole-Almas, Anbaran, Baroogh, Boran, Dostbeyglu, Gilandeh, Iril, Koozetopraghi, Mashiran, Neour, Samian, Shamsabad and Sola) indicated that the number of wet-months were larger than that of the dry-months. The severest drought was observed at the Pole-Almas Station (-1.05), while the highest frequency of wet-months had been recorded at the same station. The average intensity of the highest and lowest hydrological drought events at the Pole-Almas and Anbaran Stations were -1.05 and -0.57, respectively. The spatial variations of drought occurrence showed that the stations located in the upstream areas and the Sabalan piedmonts had the lowest drought occurrence in the study area. The severe and severest drought events had been occurred in small rivers with low discharge.

    Keywords: ‌DrinC, ‌droughtduration, ‌droughtintensity, ‌hydrologicaldrought, ‌streamflowdroughtindex
  • Fouad Ebadi, Alireza Ildoromi*, Hamid Nouri, Khaled Babaei Pages 37-52

    Landslide is one of the most important agents of soil erosion and occurrence of natural disasters that causes annualy damage in Iran. Morphotectonic indices and landslide hazard zonation models have been increasingly used in the study of slope instability. The purpose of this study was to assess the zoning of landslide hazard at the Chergh Veis Dam Watershed of Kurdestan using the IRAT (LNRF) model and comparative comparisons of them using the cross-sectional table technique and landslide hazard zonation assessment indicators. The results of the IRAT evaluation indicate that 77.77% of the landslides are in the tectonic category; however, using the LNRF model, 64.05% occur in areas with a very high potential that is consistent with the sub-basins with the highest number and large slip density. Moreover, more than 91.64% of the total area of landslides occur in high risk areas and within less than 1000 meters of each other. An analysis of the cross-sectional tables indicate that both zoning models occur in the middle class risk assessment with an acceptable compliance, but on the high risk side duo to the faults' alignment with landslides, the IRAT model is more accurate. The total quality indicators as the LNRF model, 2.16 % indicates that the model performance is better for zoning the landslide risk in the catchment area of the Kesht-e-Wis Dam. It is suggested that any land use change and planning to exploit the landform of the dam watershed be in accordance with the land risk mapping guidelines.

    Keywords: Cheraghveis, IRAT, landslide, LNRF, morphotectonics
  • Seyed Masoud Soleimanpour*, Amin Salehpour Jam, Ali Akbar Noroozi, Naser Khalili, Hojatalah Keshavarzi Pages 53-62

    A lack of sustained enthusiasm for participation in watershed management by the rural communities constitute a deterrent for rehabilitation of our drastically disturbed watersheds. Therefore, it is necessary to find the reasons if the concerned authorities to encourage them to share the burden of conservation activities on the catchments they live on, or benefit from. To this end in this research was done the priority of the factors affecting the preventing sustainable participation of rural societies in watershed management projects from experts' viewpoints in Moradabad watershed of Meymand, in southwest of Fars province. The method of preparing and completing 57 questionnaires was analyzed by T test, Analytical Hierarchy Process and Friedman nonparametric test. The results showed that from the viewpoint of experts in the Moradabad watershed of Fars province, the "economic", "educational-extension", "design-executive" and "social" indicators, respectively, have the maximum and minimum priority of non-participation sustainable rural communities are in watershed management projects. Also, the most important sub-indicators on the lack of sustainable rural societies participation in the watershed management projects in this watershed are: "low income residents of the basin", "ignoring income for the people as a direct incentive to implement plans Watershed management", "lack of training residents of the basin regarding the plans and objectives" and "low level of literacy and awareness". The range of average ratings varies from 4.85 to 8.25, so that the sub-indicator "low income residents of the watershed" with an average rating of 8.25 has the highest relative priority and "late return of watershed projects" with an average of 4.85 had the least relative priority in the lack of sustainable participation of rural societies in the watershed management plans in this watershed. This results could be used by the watershed projects planners for achieving the optimum results. It is suggested that the "activities of NGOs" and "training of exploiters", along with factors such as "implementation of multipurpose projects", taking in to account the interests of watershed dwellers in order to improve the economic conditions, to create the basis for trust and should be taken attract to active participation in the watershed management projects.

    Keywords: Experts, Fars, Participation, Prioritization, Watershed Management
  • Evaluating the Efficiency of K nearest Neighbor and Fuzzy C-Means Clustering Based Methods in the Outputs of Hydrological Models
    Rozhind Delpasand, Aboalhasan Fathabadi *, Hamed Rouhani, Seyed Morteza Seyedian Pages 54-65

    Because of incomplete model input and imperfections of the model structure there is not any single hydrological model that has the best performance in different conditions and present outputs without uncertainty. In this situation by combining individual models outputs, the strengths of each single model are used to make a new model that performs better than each single model. In this study the efficiency of nonparametric K nearest neighbor and the Fuzzy C-Means clustering based methods were compared with BGA (Bates Granger Averaging), GRA (Granger Ramanathan Averaging), AICA (Akaike Information Criterion), BICA(Bayes Information Criterion), equal weights averaging and lasso methods in averaging output of hydrological models GR5J, SimHyd , SACRAMENTO and SMAR. Firstly, using the amount of rainfall, evapotranspiration, temperature, and the daily discharge of the Kasilian Watershed in Pol Sefid city at the Bon Koh Station was simulated by each hydrological model. Then different model averaging methods were used to combine the output of each single model. Results indicated that for the calibration period, the GR5J and SACRAMENTO, and the correlation coefficient, Nash Sutcliffe efficiency and RMSE were 0.83, 0.69 and 0.24 respectively. The models SimHyd and GR5J performed better for the validation period; the correlation coefficient, Nash Sutcliffe efficiency and RMSE were 0.73, 0.27 and 0.52 respectively. The lasso and GRA model averaging had the best performance for the calibration period and for the validation data equal weights averaging and BGA had the best performance. For calibration data K nearest neighbor performed better than fuzzy K means clustering based method and the best performance for two methods was obtained at 20 neighbors and for validation data fuzzy K means clustering based method performed better and it observed model performance was improved as the number of neighbors was increased.

    Keywords: GR5J model, Kasilian, Model combining, Rainfall-runoff, SACRAMENTO model
  • Developing a Multi-Objective Linear Model for an Optimal Water Allocation Based on Four Bankruptcy Rules and Solve it Through the Fuzzy Compromise Approach
    Ali Reza Nafarzadegan *, Hassan Vagharfard, Mohammad Reza Nikoo, Ahmad Nohegar Pages 66-81

    A multi-objective linear optimization model has been formulated, which is used for water and crop area allocation in two irrigation and drainage networks of Dorudzan and Karbal, including five farming regions. The developed model is based on four bankruptcy rules of proportional cutback (PC), constrained equal awards (CEL), constrained equal losses (CEL), and adjusted proportional (APR) in terms of the certainty and uncertainty in the water availability. The developed model has four objective functions to reflect the various agricultural and environmental consumptions and is solved for two dry and non-dry conditions using a fuzzy compromise approach. The outputs of the model showed that the regions with higher shares of water receives the most allocated water through the bankruptcy rules of the PC and CEL in dry and non-dry condition, respectively. On the other hand, the most allocated water for the regions with lower shares of water occurs through the bankruptcy rule of the CEA in both hydro climatic conditions. The outcome of the stability evaluation using the bankruptcy stability index (BASI) indicated that this criterion could not be used to evaluate stability under all bankruptcy situations; thus, one should take the necessary precaution for making a decision according to its output

    Keywords: Agricultural water management, Environmental water need, Multi-objective Optimization, Uncertainty, Water bankruptcy
  • Comparison of monthly surface runoff estimation different methods based on monthly curve number
    Zahra Parisay, Vahedberdi Sheikh*, Abdolreza Bahreman, ChooghiBairam Komaki, Khodayar Abdollahi Pages 82-94

    It is a matter of utmost importance to estimate accurately watersheds’ surface runoff in order to manage a region's water resources. Due to the inadequacy and lack of surface runoff monitoring in some watersheds, as well as high error and relatively high data demand of daily runoff estimation methods, it is necessary to rely on the monthly runoff estimation methods. Different scenarios of combining monthly surface runoff estimation methods (monthly SCS method, SCS-based runoff coefficient, integrated curve number (CN), and runoff coefficient method) with three methods of calculating monthly curve number (based on leaf area index, on retention potential, and on average CN-based reference tables) as input parameters for the surface runoff estimation methods. These estimations were applied and compared across the Araz-Kouseh Watershed in the east of the Province of Golestan. Results indicated that the monthly SCS method in combination with all methods of monthly CN has appropriately simulated the surface runoff with the Nash-Sutcliffe (NS) coefficient and bias values of higher than 0.6 and lower than 0.3, respectively. While the SCS-based runoff coefficient method performed poorly (with negative NS values and bias values above 4), particularly in combination with the average CN estimation based on reference table. The integrated method of curve number and runoff coefficient in combination with all methods of monthly CN estimation indicated relatively acceptable results (with the NS values of about 0.6) during calibration period; however, for the validation period, the results in combination with some monthly CN calculation methods was less reliable. Therefore, the monthly SCS method was selected as a suitable and robust method for the monthly surface runoff simulation of the Araz-Kouseh Watershed; thus it may be recommended for estimation of the water balance in similar watersheds in the region.

    Keywords: Araz-Kouseh watershed, CN, Monthly direct runoff, Monthly runoff coefficient, SCS