فهرست مطالب

  • سال دهم شماره 20 (پاییز و زمستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/09/10
  • تعداد عناوین: 23
|
  • حامد نوذری*، فاطمه توکلی صفحات 1-12

    در این پژوهش به منظور پیش بینی مقادیر ماهانه بارش از مدل های ماشین بردار پشتیبان (SVM)، ماشین بردار پشتیبان تلفیق شده با تبدیل موجک (W-SVM)،ARMAX  و ARIMA استفاده گردید.  لذا از سری زمانی ماهانه ایستگاه های باران سنجی واقع در استان همدان طی یک دوره 25 ساله (1370-1394) استفاده شد.  این دوره 25 ساله به 17 سال  برای آموزش، 4 سال برای واسنجی و 4 سال برای صحت سنجی مدل تقسیم شد. مقایسه آماری نتایج به کمک شاخص های ضریب همبستگی (r)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و خطای استاندارد (SE) صورت گرفت. نتایج نشان داد که به ترتیب مدل های ARIMA، ماشین بردار پشتیبان، ARMAX و ماشین بردار پشتیبان تلفیق شده با تبدیل موجک در رتبه های اول تا چهارم قرار دارند. همچنین مدل ماشین بردار پشتیبان دارای پارامترهای قابل تنظیم کمتری نسبت به مدل های دیگر می باشد. لذا این مدل با سهولت بیشتر و در زمان کمتری قادر به پیش بینی بارش بوده و از این نظر نسبت به سایر روش ها ارجحیت دارد.

    کلیدواژگان: ARIMA، ARMAX، بارش، پیش بینی، ماشین بردار پشتیبان، موجک
  • سعید شیوخی سوغانلو، محمد موسوی* صفحات 13-24

    پیش آگهی از بارش، نقش بسیار تعیین کننده‎ای در مدیریت خشکسالی‎ها و برنامه ریزی منابع آب شرب و کشاورزی ایفا می‎کند و می‎توان سیاست‎های آینده را در جهت بهینه‎سازی صرف هزینه‎ها و امکانات بهره وری حداکثر طرح‎ریزی کرد. در این پژوهش، به بررسی تاثیر سیگنال‎های بزرگ مقیاس اقلیمی بر بارش استان مازندران پرداخته شد. نخست، اثر سیگنال های اقلیمی بر بارش به صورت همزمان و با تاخیر، توسط روش‎های آماری (ضریب همبستگی پیرسون) مورد بررسی قرار گرفت و سپس با استفاده از مدل M5Tree اقدام به مدلسازی بارش ماهانه با شاخص های مرتبط شد. به طور کلی ضریب همبستگی بین سیگنال‎ها و بارش نشان داد که همبستگی همراه با تاخیر، مقادیر بیشتری نسبت به بررسی همزمان داشت. نتایج بررسی همبستگی بین شاخص‎های اقلیمی و بارش ماهانه با یک گام تاخیر نشان داد که در ایستگاه بابلسر، شاخص های AMM، NINO1+2، NINO3، NINO4، TNA و WHWP دارای همبستگی معنی دار با بارش بودند. شاخص های AMM، NINO1+2، NINO3، ONI، TNA و WHWP همبستگی معنی داری با بارش ایستگاه قراخیل داشتند. همچنین بر پایه یافته ها، همبستگی بین سیگنال های اقلیمی و بارش ایستگاه نوشهر، اختلاف معنی داری با شاخص‎های AMM، NINO1+2، NINO3، NINO3.4، TNA و WHWP داشت. همبستگی بین بارش رامسر و سیگنال های اقلیمی حاکی از ارتباط معنی دار سیگنال های AMM، NINO1+2، NINO3، TNA و WHWP بود. نتایج حاصل از مدل M5Tree حاکی از آن بود که، معمولا در گام یک، بهترین عملکرد شبیه‎سازی بارش رخ داد. همچنین مقایسه نتایج شبیه سازی با نمودار Taylor بیانگر این بود که در تمامی ایستگاه ها، مقادیر گام تاخیر یک نزدیک تر به مشاهدات بودند. پیش‎بینی با تاخیر این مزیت را دارد که می‎توان وضعیت بارش را از پیش تعریف نمود و در مدیریت بهره‎برداری از منابع آب حوزه آبخیز، دخالت داد.

    کلیدواژگان: سیگنال‎های بزرگ مقیاس اقلیمی، ضریب همبستگی، مدل M5Tree، نمودار Taylor
  • علی طالبی*، مهرناز شهریور، حسین ملکی نژاد، سمانه پورمحمدی، زین العابدین حسینی صفحات 25-37

    در یک اکوسیستم طبیعی بهره برداری از زمین و ایجاد تغییر در شرایط محیطی به ویژه پوشش گیاهی و کاربری اراضی آن اکوسیستم بر پاسخ های هیدرولوژیکی مانند جاری شدن سیلاب و میزان فرسایش و رسوب منطقه تاثیرگذار می باشد و در نهایت باعث خسارات شدید اقتصادی - اجتماعی می شود. لذا پیش بینی تغییرات کاربری اراضی بر وضعیت سیلاب های دهه های آتی و رسوب زایی حوزه، راهگشای مقابله با این پدیده خواهد بود. جهت شبیه سازی سیستم هیدرولوژیکی دهه های آتی، مدل HEC-HMS که برای دوره گذشته واسنجی و اعتبارسنجی شده، با تغییر در شماره منحنی و درصد نفوذناپذیری زیر حوزه ها اجرا شد؛ و هیدروگراف های پیش بینی شده دهه های آتی (2020، 2025 و 2030) و گذشته (2004) مورد مقایسه قرار گرفت.  نتایج نشان داد دبی اوج و حجم سیلاب در دهه های 2020، 2025 و 2030 نسبت به دهه 2004 به ترتیب (8/52 و 41/20)، (29/70 و 51/32) و (87/78 و 05/38) افزایش خواهد یافت. میانگین دبی اوج در دهه 2020، 2025 و 2030 نسبت به میانگین دبی اوج رگبارهای مشاهداتی (در اثر تغییر کاربری اراضی و ثابت ماندن سایر شرایط) به ترتیب 16، 25 و 35/38 درصد افزایش خواهد یافت. مرحله دوم، تعیین تغییرات رسوب در آینده با استفاده از منحنی سنجه-رسوب بود که با قرار دادن دبی دهه 2004 و دهه های 2020، 2025 و 2030 در آن، میزان رسوب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد میزان رسوب برای سال 2020 در مقایسه با سال 2004 به میزان 01/12، برای سال 2025 در مقایسه با سال 2020، 14/15 درصد و برای سال 2030 در مقایسه با سال 2025، 64/36 درصد افزایش خواهد یافت. با توجه به نتایج به دست آمده، تغییر کاربری در آینده و به تبع آن افزایش دبی، رسوب هم به طور قابل توجهی افزایش پیدا خواهد کرد؛ که می تواند شرایط هیدرولوژیکی و مورفولوژی حوزه را تحت تاثیر قرار دهد.

    کلیدواژگان: تغییرکاربری اراضی، رواناب، فرسایش، منحنی سنجه رسوب، واسنجی، HEC-HMS
  • نبیه کریمی، لیلا غلامی*، عطاالله کاویان صفحات 38-48

    امروزه روش های کنترل رواناب و فرسایش خاک به عنوان یکی از  بحث های مهم در سراسر جهان مطرح است. از این رو استفاده از افزودنی های خاک به منظور حفاظت آب و خاک امری ضروری است. از سویی دیگر افزایش روز افزون لجن تولیدی کارخانه ها و تبدیل آن ها به سایر مواد سودمند از جمله افزودنی خاک امری مهم می باشد. لذا پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر بایوچار حاصل از لجن کارخانه جوجه کشی با مقادیر به ترتیب 4/0، 8/0 و 6/1 تن بر هکتار بر مولفه های زمان شروع رواناب، حجم رواناب، ضریب رواناب، هدر رفت خاک و غلظت رسوب انجام شد. مراحل انجام پژوهش حاضر در شرایط آزمایشگاهی در شدت 50 میلی متر بر ساعت و شیب 20 درصد با سه تکرار در مقیاس کرت انجام شد. نتایج نشان داد که بعد از کاربرد افزودنی بایوچار با مقادیر 4/0، 8/0 و 6/1 تن بر هکتار زمان شروع رواناب نسبت به شاهد به ترتیب 19/71، 58/91 و 54/150 درصد نسبت به تیمار شاهد افزایش، حجم رواناب به ترتیب با مقادیر 00/21، 40/31 و 47/36 درصد نسبت به تیمار شاهد کاهش و هم چنین ضریب رواناب به ترتیب با مقادیر 57/67، 94/56 و 35/46 درصد  نسبت به تیمار شاهد کاهش یافتند. بایوچار منجر به کاهش هدر رفت خاک به ترتیب به مقدار 04/71، 60/77 و 63/85 درصد و غلظت رسوب با مقادیر به ترتیب 16/63، 21/67 و 17/76 درصد نسبت به تیمار شاهد شد. نتایج آزمون آماری نشان داد که تاثیر مقادیر مختلف بایوچار بر مولفه های زمان شروع رواناب، حجم رواناب، ضریب رواناب، هدر رفت خاک و غلظت رسوب در سطح اعتماد 99 درصد معنی دار بود.

    کلیدواژگان: اصلاح کننده خاک، بایوچار، تغییرات رواناب، شبیه ساز باران، هدر رفت خاک
  • هادی نظری پویا* صفحات 49-61

    شناسایی و تعیین پتانسیل سیل و اولویت بندی درجه سیل خیزی زیرحوضه ها از دیدگاه مدیریت حوزه های آبخیز، پروژه های کنترل سیلاب و آبخیزداری از اهمیت فراوانی برخوردار است. در بسیاری از حوزه های آبخیز، بررسی و تعیین میزان تاثیر هر یک از عوامل در ایجاد سیلاب خروجی، به ویژه در زیرحوضه ای فاقد ایستگاه هیدرومتری اغلب با مشکلات زیادی مواجه است. هدف این پژوهش بررسی پارامترهای موثر در وقوع سیلاب در زیرحوزه های آبخیز کوشک آباد و مقایسه دو روش تحلیل عاملی و روش استدلالی در اولویت بندی سیل می باشد. حوزه آبخیز کوشک آباد در قسمت مرکزی استان همدان، ازنظر هیدرولوژیکی بخش اصلی حوضه آبریز رودخانه قره چای را تشکیل می دهد که جریان آن پس از طی مسیری طولانی به دریاچه قم می ریزد. در این پژوهش جهت تعیین پتانسیل سیل خیزی زیرحوضه ها و اولویت بندی آنها، در مرحله اول پس از استخراج ویژگی های اقلیمی و فیزیوگرافی زیر حوضه ها، ابتدا با استفاده از روش تحلیل عاملی نقشه پتانسیل سیل زیر حوضه ها تهیه و ترسیم گردید. سپس با استفاده از روش فرمول استدلالی در تخمین  ضریب رواناب، شدت سیل خیزی زیر حوضه ها نیز با در نظر گرفتن عوامل موثر در ضریب رواناب حوضه ازقبیل، شیب، کاربری اراضی و وضعیت خاک منطقه تعیین گردید و نقشه پتانسیل و اولویت بندی سیلاب زیر حوضه ها تهیه و ترسیم گردیدند. مقایسه نتایج حاصل از دو روش نشان می دهد که نقشه پتانسیل سیل خیزی زیر حوضه ها با استفاده از روش تحلیل عاملی انطباق زیادی با نقشه پتانسیل سیل خیزی زیر حوضه ها به روش فرمول استدلالی دارد. همچنین نتایج نهایی اولویت بندی در هر دو روش مشخص نمود که زیر حوضه های ابرو، یلفان، مریانج و دره مرادبیک با شدت سیل خیزی زیاد تا نسبتا زیاد در اولویت اول تا چهارم قرار دارند و زیر حوضه های سیا کمر و قره آقاج با شدت سیل خیزی نسبتا کم تا کم در اولویت هشتم تا دهم قرار دارند.

    کلیدواژگان: تحلیل عاملی، سیل خیزی، روش استدلالی، ضریب رواناب، فیزیوگرافی
  • نسترن زارع، سید عطاالله حسینی*، محمد کاظم حفیظی، اکبر نجفی، باریس مجنونیان صفحات 62-71

    زمین لغزش یکی از مخاطرات طبیعی است که همه ساله خسارت های جانی و مالی فراوانی را در مناطق کوهستانی پرباران و لرزه خیز به همراه دارد. نظر به اهمیت جاده ها به عنوان رکن اساسی مدیریت پایدار جنگل در این مطالعه بر آن شده ایم تا به برآورد حساسیت به وقوع زمین لغزش در 8 سری از جنگل های صنایع چوب و کاغذ مازندران با استفاده از روش نسبت فراوانی بپردازیم. ابتدا موقعیت لغزش های اتفاق افتاده توسط GPS ثبت، سپس عوامل موثر در وقوع لغزش برای منطقه مورد مطالعه تعیین گردید. نقشه های رستری عوامل موثر تهیه و طبقه بندی شدند. با توجه به پراکنش لغزش های ثبت شده در عرصه و طبقات عوامل موثر در نظر گرفته شده، پارامتر نسبت فراوانی برای هر طبقه از هر عامل محاسبه و رابطه آنها با وقوع زمین لغزش بررسی شد. نتایج ارتباط بین عامل موقعیت و لغزش های رخ داده نشان داد که بیشترین میزان لغزش ها در پایین دست جاده اتفاق افتاده است و با بالارفتن سن جاده ها از میزان لغزش ها کاسته می شود. ارتباط بین عامل خاک و لغزش های رخ داده نشان داد که در طبقه با کد 2.2.3 که معرف بافت خاک لومی، لومی رسی و رسی می باشد بیشترین تعداد لغزش مشاهده شد و نیز در طبقه ارتفاع از سطح دریا  300 تا 600 متر بیشترین میزان لغزش ها رخ داده است و با بالارفتن شیب تا 40 درصد به تعداد لغزش ها افزوده شد. ارتباط بین عامل زمین شناسی و لغزش های رخ داده نشان داد که در طبقه با کد  L-PLL2 که معرف ارتفاعات نسبتا بلند با شیب متوسط، عمق خاک متوسط، پایداری و نفوذپذیری ضعیف می باشد بیشترین تعداد لغزش مشاهده شد. ارتباط بین عامل بارش و لغزش های رخ داده نشان داد که بین 600 تا 800 میلی متر بیشترین میزان لغزش بوقوع پیوسته است. در جهات شمالی، شمال شرقی و شمال غربی  نیز بیشترین میزان لغزش بوقوع پیوسته است. نتایج ارزیابی مدل با روش ROC نشان داد که سطح زیرنمودار (AUC) برابر با 688/0 (8/68) درصد می‎باشد.

    کلیدواژگان: زمین لغزش، نسبت فراوانی، صنایع چوب و کاغذ مازندران، شیب، بافت خاک
  • سید مسعود سلیمان پور*، مجید صوفی، محمد جواد روستا، صمد شادفر، لادن جوکار، حجت الله کشاورزی صفحات 72-82

    نیاز به مطالعه ی دقیق و شناخت عوامل موثر بر فرسایش آبکندی، به دلیل تخریب خاک و تولید رسوب فراوان، و اثرگذاری عوامل مختلف بر شکل گیری و توسعه ی آن، امری ضروری است. به این منظور در این پژوهش، طول  آبکند، مساحت آبخیز در بالای نقطه ی گسترش، شیب پیشانی، درصد سنگ ریزه، خاک لخت، پوشش گیاهی، لاشبرگ، قابلیت هدایت الکتریکی عصاره ی اشباع، اسیدیته، درصد ماده ی آلی، نسبت جذبی سدیم، درصد رس، سیلت و شن  در 30 آبکند در سال 1396 اندازه گیری شد. به منظور تعیین فاکتورهای تاثیرگذار بر طبقه بندی نمونه ها، تحلیل عاملی با استفاده از نرم افزار SAS (نسخه ی 1/9)  انجام پذیرفت. عوامل موثر بر گسترش طول آبکندها با استفاده از روش رگرسیون چند متغیره ی پس رونده و به کمک نرم افزار SPSS (نسخه ی 16)، با در نظر گرفتن طول آبکند به عنوان متغیر وابسته و سایر موارد اندازه گیری شده به عنوان متغیرهای مستقل تعیین شد. نتایج این پژوهش نشان داد عوامل هدایت الکتریکی عصاره ی اشباع، مساحت آبخیز گسترش، و درصد خاک لخت، مهم ترین نقش را در گسترش طول آبکندها در حوزه ی آبخیز قاضیان واقع در شمال استان فارس دارند. لذا پیشنهاد می شود توجه بیشتری به کنترل فرسایش در پیشانی آبکندها داشت و با استقرار پوشش گیاهی سازگار و مقاوم، به کاهش سطوح فاقد پوشش و افزایش ضریب زبری اقدام کرد. همچنین ضروری است در هر منطقه (اقلیم) از کشور یک حوزه ی آبخیز دارای فرسایش آبکندی به طور کامل تجهیز شود و پژوهش های دقیق تری، بر روی ساختار ذرات خاک، پوشش گیاهی، رژیم و شدت بارش، ارتفاع رواناب، تنش برشی، سرعت جریان، ویژگی های مورفومتریک، نوع شیب و پوشش، مکانیسم ایجاد و گسترش آبکندها و روش های کنترل فرسایش آبکندی صورت گیرد.

    کلیدواژگان: آبکند، پوشش گیاهی، خاک لخت، فرسایش
  • مریم رئیسی*، علی نجفی نژاد، مجید عظیم محسنی صفحات 83-96

    ماهیت متغیر و پیچیده بار رسوب رودخانه ها باعث شده است که برآورد میزان رسوب وارده به مخازن و تولید رسوب دراز مدت، برای تعیین عمر سازه ها با مشکل رو به رو شود. کاربرد منحنی های سنجه رسوب یکی از معمولی ترین روش های برآورد بار رسوبی معلق رودخانه هاست. صرف نظر از دقت اندازه گیری رسوب در نمونه برداری و سنجش غلظت نمونه ها و نیز اندازه گیری دبی متناظر آن و با توجه به تغییرات مکانی و زمانی رسوب معلق در عملیات اصلاح و مدیریت رودخانه، استخراج منحنی های سنجه رسوب یکی از مهم ترین منابع عمده خطا در برآورد رسوب می باشند. از این رو، ارائه منحنی های پشتیبان زمانی برای منحنی سنجه رسوب که بر اساس آن بتوان دقت و صحت رفتار زمانی این منحنی را ارزیابی کرد، ضروری به نظر می رسد. لذا، در این مطالعه، جهت بررسی تغییرات زمانی منحنی سنجه رسوب، منحنی های پشتیبان زمانی منحنی سنجه رسوب به منظور بررسی تغییرات شیب منحنی و تغییرات سالیانه آن، معرفی شده اند. همچنین، در این مطالعه، برای برآورد بار رسوب معلق، نتیجه حاصل از روش منحنی سنجه رسوب با نتایج حاصل از چند روش آماری در سه ایستگاه هیدرومتری و رسوب سنجی در حوزه آبخیز گاماسیاب، مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از اعتبار سنجی مدل ها، نشان داد که مدل سری زمانی تابع انتقال، به دلیل در نظر گرفتن پارامتر زمان، با مجموع مربعات خطای 00003/0 تن در روز، 24/3 تن در روز و 92/5 تن در روز، به ترتیب در ایستگاه های سنگ سوراخ، وسج و مرویل، در مقایسه با سایر مدل های به کار رفته در این مطالعه، از عملکرد بالاتری برخوردار است.

    کلیدواژگان: رسوب معلق، منحنی سنجه رسوب، منحنی های پشتیبان زمانی منحنی سنجه رسوب، روش های آماری و رودخانه گاماسیاب
  • فاطمه محمدی*، احمد فاخری فرد، محمدعلی قربانی، یعقوب دین پژوه، صداقت شهمراد صفحات 97-108

    تبدیل بارش به رواناب در حوضه های آبخیز شامل روابط غیر خطی پبچیده حاصل از تعامل مجموعه ای از فرآیندهای هیدرولوژیکی مختلف می باشند. در مطالعه حاضر، بدون اتکاء به ساختاری از پیش تعیین شده، رابطه بین ورودی و خروجی سیستم صرفا بر اساس طبیعت اطلاعات ثبت شده استخراج گردید. همچنین اختلاف فاز اتفاق افتاده بین سیگنال های بارش و رواناب با استفاده از آنالیز موجک متقاطع محاسبه شد. سپس دیاگرام اختلاف فاز در مقیاس های مورد مطالعه برای وقایع منفرد و مرکب حوضه آبخیز لیقوان ترسیم گردید. با اعمال این فازها در موقعیت زمانی سیگنال های بارش، کلیه خطاهای ناشی از در نظر گرفتن حد متوسط برای تلفات حوضه به حداقل ممکن رسید، که در این تحقیق تحت عنوان موقعیت زمانی مینیمم خطا معرفی گردید (METP). همچنین پیش بینی دبی خروجی از حوضه توسط مدل فیلتر کالمن و بهینه سازی فضای حالت حاکم بر حوضه آبخیز لیقوان با استفاده از وقایع مرحله واسنجی انجام گرفت. با اعمال این اختلاف فازها در مولفه های بارش موثر، خطای ناشی از در نظر گرفتن متوسط تلفات نفوذ و شاخص φ به حداقل ممکن کاهش یافت. همچنین با کاربرد روش بهینه سازی برنامه ریزی خطی، هیدروگراف واحد حوضه آبخیز لیقوان به عنوان مدل اندازه گیری فیلتر کالمن استفاده گردید. نتایج نشان داد با اعمال اختلاف فازهای اتفاق افتاده بین سیگنال های بارش و رواناب و تلفیق آن با روش فیلتر کالمن و برنامه ریزی خطی (KF- LP-CW) به طور متوسط ضریب نش- ساتکلیف اصلاح شده 94/0 در هر دو مرحله واسنجی و صحت سنجی حاصل شد. این مقادیر نسبت به حالتی که اختلاف فاز اعمال نگردید (روش KF-LP) برابر 63/0 و 68/0 در مراحل واسنجی و صحت سنجی حاصل گردید. بنابراین در این مطالعه بهبود قابل توجهی با اعمال اختلاف فازها در مولفه های بارش موثر مشاهد  شد.

    کلیدواژگان: اختلاف فاز، بارش- رواناب، زمان، لیقوان، موجک متقاطع
  • فاطمه بیاتی*، رسول میرعباسی، روح الله فتاحی، مهدی رادفر صفحات 109-119

    برآورد رواناب در حوضه های فاقد آمار همواره مورد توجه محققین و مدیران در برنامه ریزی، توسعه و اجرای بسیاری از پروژه های منابع آب بوده است. یکی از روش های برآورد رواناب حوضه، استفاده از مدل هیدروگراف واحد لحظه ای ژئومورفولوژیک است که بر اساس عوامل ژئومورفولوژیک کمی حوضه ها، هیدروگراف سیل را برآورد می کند. در این مطالعه، ابتدا خصوصیات ژئومورفولوژیک کمی حوضه با استفاده از نرم افزار ARC GIS محاسبه شد. سپس پارامترهای دو روش نش و روسو شامل k (پارامتر مقیاس)، n (پارامتر شکل) و سرعت (متر بر ثانیه) به دست آمد. در مرحله بعد، هیدروگراف واحد لحظه ای باروش GIUH به دست آمد و نهایتا هیدروگراف سیل برای 20 رویداد منتخب در حوضه کسیلیان ایجاد و با هیدروگراف های مشاهداتی مورد مقایسه قرار گرفت. از طریق آنالیز حساسیت انجام شده شاخص نفوذ () از حساسیت بالاتر و n (پارامتر شکل) از حساسیت کمتری برخوردار بود. همچنین با مقایسه مقادیر دبی اوج، و پهنای هیدروگراف محاسباتی در وضعیتی که دبی هیدروگراف 50 و 75 درصد دبی اوج باشد، داده های مشاهداتی مشخص شد که روش روسو از خطای کمتری نسبت به روش نش و به لحاظ حجم و زمان پایه روش نش نسبت به روسو از دقت بالاتری برخوردار است.

    کلیدواژگان: آنالیز حساسیت، پارامتر شکل، پارامتر مقیاس، مدل GIUH، هیدروگراف
  • خه بات خسروی*، محمود حبیب نژاد، کاکا شاهدی، امیرهوشنگ نظامیوند چگینی، کامران چپی صفحات 120-132

    جریان های متغیر سریع همچون سیلاب های ناگهانی ناشی از شکست سد در اثر وقوع زلزله، پدیده رگاب، بمباران، روگذری جریان و یا وجود اشتباه در طراحی و اجرای پروژه محتمل بوده و می تواند خسارات جانی و مالی فراوانی در پایین دست آن ها ایجاد نمایند. غیردائمی بودن جریان در وقایع سیلابی، دارای تاثیر زیادی بر روی ساختار میدان جریان حرکت ذرات رسوبی و همچنین پراکنش آلودگی در رودخانه می باشد. این مطالعه با هدف بررسی آزمایشگاهی تاثیر انواع  شیب، ذرات رسوبی و جریان متغیر با دبی های متفاوت بر روی حمل رسوب در رودخانه ها در فلومی به طول 12 متر، عرض و عمق 5/0 متر و با قابلیت شیب پذیری انجام شد. در این پژوهش دو نوع مصالح رسوبی یکنواخت با اندازه های 35/10 و 14 میلیمتر در بستر فلوم فوق الذکر با شیب های 01/0 و 02/0 و تغییرات دبی بین 07/0 تا 66/0 متر مکعب برثانیه مورد آزمایش قرار گرفت. برای شبیه سازی سد نیز از یک دریچه بالارونده در 2/2 متری ابتدای فلوم، با سه ارتفاع آب به ترتیب برابر با 12، 20 و 40 سانتیمتری در پشت دریچه، استفاده شد. نتایج نشان داد که در جریان متغیر ناشی از شکست سد برای حالتی که ارتفاع آب پشت دریچه 40 سانتیمتر باشد با 35/1 برابر شدن قطر ذره بستر، حمل رسوب 13/0 برابر و همچنین با دو برابر شدن شیب بستر (01/0 به 02/0) برای مصالح با قطر 14 میلیمتر و حالتی که آب پشت دریچه 12، 20 و 40 سانتیمتر باشد نرخ انتقال رسوب ناشی از آن به ترتیب 1/3، 5/1و 8/2 برابر شده است. نتایج حاکی از آن است که بیشترین نرخ حمل بار بستر و همچنین تغییرات مرفولوژی بستر مربوط به زبانه موج مثبت جریان ناشی از شکست سد بوده و با عبور زبانه موج، نرخ حمل تغییرات بار بستر به شدت کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: بار بستر، بررسی آزمایشگاهی، جریان متغیر، شکست سد
  • سحر عبداللهی، حمیدرضا پورقاسمی*، غلامعباس قنبریان، روجا صفاییان صفحات 133-144

    هدف از پژوهش حاضر شبیه سازی مکانی و تهیه نقشه حساسیت فرونشست زمین با استفاده از مدل بیشینه آنتروپی در شهرستان های جیرفت و عنبرآباد است. بدین منظور ابتدا موقعیت فرونشست های زمین با استفاده از بازدیدهای گسترده میدانی مشخص و پس از آن نقشه پراکنش فرونشست زمین منطقه مورد مطالعه در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) تهیه گردید. سپس هر یک از عوامل موثر بر وقوع فرونشست زمین از قبیل درصد و جهت شیب، طبقات ارتفاعی، انحنای نیم رخ، انحنای سطح، شاخص رطوبت توپوگرافی، فاصله از آبراهه، واحدهای سنگ شناسی، داده های پیزومتری، کاربری اراضی و شاخص تفاضلی پوشش گیاهی نرمال شده (NDVI) در محیط GIS تهیه و بعد از آن با استفاده از روش نسبت فراوانی (FR) وزن طبقات مربوط به هر عامل مشخص شد. نهایتا نقشه پهنه بندی حساسیت فرونشست زمین با استفاده از مدل بیشینه آنتروپی برای منطقه مورد مطالعه تهیه گردید. نتایج ارزیابی مدل با استفاده از 30 درصد نقاط استفاده نشده در فرآیند شبیه سازی و بر اساس منحنی تشخیص عملکرد نسبی (ROC) نشان داد، نقشه حساسیت فرونشست زمین تهیه شده با استفاده از مدل بیشینه آنتروپی صحت بالایی (859/0) دارد. بنابراین نقشه پهنه بندی مذکور می تواند نقش به سزایی در تعیین مناطق بحرانی از نظر بهره برداری آب و تخریب سفره های آب زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه داشته باشد.

    کلیدواژگان: بیشینه آنتروپی، سامانه اطلاعات جغرافیایی، فرونشست زمین، نسبت فراوانی
  • ربابه جعفری، علی ترابیان*، محمدعلی قربانی، سید احمد میرباقری، امیرحسام حسنی صفحات 145-157

    منابع آب زیرزمینی بزرگترین ذخیره قابل دسترسی آب شیرین در کره زمین محسوب می شوند. با توجه به اهمیت و کمبود این منابع ارزشمند مطالعه پیرامون تغییرات کیفی آب زیرزمینی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. کاهش تراز سطح آب دریاچه ارومیه در دهه اخیر باعث افزایش شوری آب آن شده است. در این مقاله اثر کاهش تراز سطح آب دریاچه بر مشخصات کیفی آب های زیرزمینی دشت های شرقی دریاچه ارومیه در محدوده سال های آبی 81-1380 تا 91-1390 مورد مطالعه قرار گرفته است. با استفاده از روش زمین آمار در محیط نرم افزار GIS، سمی واریوگرام های مدل دایره ای، کروی، نمایی و گوسی برای کل املاح جامد (TDS) و نسبت جذبی سدیم (SAR) بدست آمد. در بیشتر سال ها برای پارامتر TDS مدل گوسی با خطای استاندارد در محدوده 44/0 تا 94/0 و برای پارامتر SAR مدل نمایی با خطای استاندارد در محدوده 52/0 تا 47/1 به عنوان مدل برتر انتخاب شد. با بکارگیری روش میان یابی کوکریجینگ تغییرات کیفی آب زیرزمینی در آبخوان شرقی دریاچه مورد ارزیابی قرار گرفت و پهنه های کیفی دشت های شرقی دریاچه ارومیه رسم شد. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که کاهش تراز سطح آب دریاچه ارومیه تاثیر منفی بر کیفیت آب زیرزمینی دشت های شرقی دریاچه داشته است. همچنین کاهش کیفیت آب به گونه ای بوده است که مقدار TDS بطور نسبی از 10 درصد تا 45 درصد و برای پارامتر SAR از 7 درصد تا 30 درصد متغیر بوده است.

    کلیدواژگان: تراز آب، تغییرات کیفی، دریاچه ارومیه، کل املاح جامد، نسبت جذبی سدیم
  • محمدعلی غلامی سفیدکوهی*، رضا رودگر ایرایی، جمال عباس پلنگی صفحات 158-167

    نیترات از جمله مهم ترین آلاینده های منابع آب سطحی و زیرزمینی می باشد، که اثرات نامطلوبی بر سلامت مصرف کنندگان دارد. بدلیل نبود زمان کافی و بودجه مورد نیاز، در عمل امکان نمونه برداری کامل و به موقع از تمام چاه های موجود در هر منطقه ممکن نیست. بنابراین تخمین میزان نیترات در نقاط مشخص براساس اطلاعات نقاط هم جوار از اهمیت ویژه ای در مطالعات آب های زیرزمینی برخوردار است. در این پژوهش از داده های 55 حلقه چاهک مشاهده ای در سطح 902 کیلومتر مربع از اراضی دشت قائم شهر- جویبار استفاده شد. دقت روش های قطعی و زمین آمار به منظور تعیین مناسب ترین روش برای تعیین تغییرات مکانی نیترات مورد ارزیابی قرار گرفت. از میان تمامی روش های میان یابی، کوکریجینگ ساده با متغیر کمکی کلسیم، مناسب ترین روش تشخیص داده شد. مقدار RMSE در این روش، 45/7 میلی گرم در لیتر، MAE معادل 95/5 میلی گرم در لیتر و ضریب تعیین 47/0 حاصل شد. مدل نیم تغییرنما J-Bessel نیز از قوی ترین ساختار مکانی برخوردار بود. استفاده از نقشه کاربری اراضی استان مازندران در محدوده مورد پژوهش نیز، نشان از مقادیر بالای نیترات در محدوده شهری دارد. یافته ها نشان داد، بیشترین آلودگی نیترات در شهر بهنمیر و از نواحی ساحلی دریای خزر می باشد و در تمامی نواحی در حد مجاز قرار دارد.

    کلیدواژگان: درون یابی، کریجینگ، کاربری اراضی
  • الناز زینلی پور*، علی اصغر بسالت پور، حسین شیرانی، عیسی اسفندیار پور بروجنی، حسین شکفته، حسین دشتی صفحات 168-178

    فرسایش توده ای یکی از مهم ترین انواع فرسایش آبی است. خاک هایی که از ذرات ریزدانه (به ویژه سیلت) تشکیل شده اند، پایداری کمی در مقابل فرسایش دارند. چراکه ظرفیت نگه داری آب بیش تری را داشته و سبب افزایش رطوبت اشباع در خاک می شوند و احتمال وقوع فرسایش توده ای را افزایش می دهند. در این پژوهش، تنش تسلیم خاک در موقعیت های شیب گوناگون در یک شیب تپه با پوشش مرتعی با وقوع فرسایش خمیری شکل در منطقه رابر استان کرمان بررسی شده است. برای این منظور در گام نخست سه پروفیل به ترتیب در بالای شیب، میانه شیب و پایین شیب، یک شیب تپه ای که فرسایش خمیری شکل در آن رخ داده بود، حفر گردید. پس از تعیین و تشخیص لایه های خاک، نمونه برداری خاک در عمق های گوناگون انجام شد. سپس برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک شامل میزان کربنات کلسیم معادل، درصد شن، رس، سیلت، اجزا سیلت، درصد رطوبت اشباع و حد روانی اندازه گیری شد. هم‎ چنین آزمایشات رئولوژیکی خاک نظیر تنش تسلیم و ویسکوزیته به منظور تعیین رفتار جریانی خاک نیز انجام شد. نتایج نشان دادند که در منطقه مورد مطالعه دو موقعیت پایین و بالای شیب تپه دارای شاخص فرسایش پذیری بالا هستند (54/0=K پایین و 52/0=K بالا). هم چنین موقعیت بالای شیب دارای بالاترین میزان سیلت درشت (33/28 درصد)، رطوبت اشباع (29/57 درصد) و کم ترین میزان رس (45/16 درصد) بود و در پی آن تنش برشی خیلی پایین تری را نسبت به دو موقعیت دیگر شیب تحمل می نماید. بهترین مدل برای پیش بینی رفتار جریانی خاک برای بیشتر نمونه ها مدل هرشل بالکلی بود که دارای ضریب تبیین بالاتری (90/0R2>) نسبت به مدل بینگهام و کاسون بود. میزان سیلت ریز و کربنات کلسیم معادل بر رفتار و خواص رئولوژیکی اثر گذار بود به گونه ایی که میزان سیلت ریز بر تنش برشی و میزان کربنات کلسیم معادل بر ویسکوزیته و تنش تسلیم اثر گذار بودند و تنش تسلیم معیار خوبی برای پیش بینی رفتار خاک در برابر فرسایش خمیری شکل و شناسایی نقاط حساس به این فرسایش شناخته شد.

    کلیدواژگان: کربنات کلسیم معادل، حرکت توده ای، اجزای سیلت، فرسایش پذیری خاک، مقاومت برشی، ویسکوزیته
  • ساناز پورفلاح*، محمدرضا اختصاصی، حسین ملکی نژاد، فاطمه برزگری صفحات 179-188

    برداشت بی‏رویه از آب‏ های زیرزمینی و عدم جایگزینی آن‏ها، در بسیاری از آبخوان‏ های کشور من جمله آبخوان دشت ابرکوه موجب کاهش سطح آب زیرزمینی شده است. لذا مدیریت راهبردی منابع آب جهت برنامه‏ ریزی بهتر منابع آبی امری ضروری به ‏نظر می‏رسد. در پژوهش حاضر از روش تدوین راهبرد SWOT جهت مدیریت راهبردی منابع آبی دشت ابرکوه استفاده شد. جهت پیاده‎سازی این راهبرد، ابتدا نقاط ضعف، قوت، فرصت و تهدید با استفاده از تصمیم ‏گیری گروهی استخراج و سپس اهمیت نسبی و ارزش نهایی هریک از عوامل ماتریس ارزیابی تعیین و بررسی شدند. نتایج این بررسی نشان داد که ماتریس ارزیابی عوامل خارجی و داخلی به‏ ترتیب 25/2 و 18/2 می‏ باشد که بیانگر غلبه ضعف‏ ها بر قوت‏ ها و همچنین تهدیدها بر فرصت‏ ها بود. به عبارتی شرایط دشت ابرکوه در ربع محدودیت‏ها- تهدیدها (WT) با راهبرد تدافعی قرار گرفته است، این نتایج بیانگر بحرانی بودن شرایط آبخوان دشت ابرکوه به جهت وضعیت منابع آبی موجود می‎باشد. در راستای مدیریت این بحران، بهترین راهکارهای مدیریتی از نتایج مدل تحلیلی SWOT استخراج شدند. راهکارهای نصب کنتورهای حجمی، تغییر شیوه آبیاری (زیرزمینی، تزریقی، قطره‏ای)، تغییر الگوی  کشت (پسته، انار و سایر محصولات کم آبخواه)، استفاده از بادشکن‏ های غیر زنده و شیدهای سایبان و نهایتا جداسازی آب شرب و بهداشت از جمله مناسب‏ترین راهکارهای کاهش مصرف و نزدیک شدن به هدف تعادل‏ بخشی سفره زیرزمینی دشت ابرکوه می‏باشد.

    کلیدواژگان: مدیریت راهبردی، منابع آب، دشت ابرکوه، روش SWOT
  • علی عمروانی، علی شاهنظری*، رامین فضل اولی، سید مهدی عمادی صفحات 189-200

    در حوضه های ساحلی افت آب های زیرزمینی از مهم‏ترین مشکلات می باشد. بهره‎برداری بیش از حد مجاز از آب های زیرزمینی از تاثیرگذارترین عوامل می باشد که باعث پیش روی آب شور به ویژه در فصل های کم بارش می شود. لذا در این تحقیق شناسایی مناطق مناسب برای تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی در دشت تجن (با مساحت حدود 33467 هکتار)، انجام شد. برای این منظور نقشه های لازم شامل کاربری اراضی، زمین شناسی، شیب، بافت خاک، ضخامت خاک خشک (بخش غیراشباع خاک) و فاصله از آبراهه تهیه شد. در ادامه با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) وزن نهایی معیارها و زیرمعیارها مشخص شدند؛ سپس با استفاده از نرم افزار GIS نقشه های یاد شده با هم تلفیق و نهایتا مناطق مناسب شناسایی و اولویت بندی شدند. سپس روش های مختلف تغذیه مصنوعی برای منطقه مطالعاتی بررسی شد؛ با مراجعه به نتایج مشخص شد که 91/6، 80 /38، 15 /25، 21 و 14 /8 درصد از اراضی برای انجام عملیات تغذیه مصنوعی به ترتیب دارای شرایط کاملا مناسب، مناسب، متوسط، نامناسب و کاملا نامناسب بودند. با توجه به نزدیکی حوضه مطالعاتی به مناطق ساحلی، گزینه هایی مانند پخش سیلاب و احداث سد لاستیکی، برای تغذیه مصنوعی آب زیرزمینی در منطقه و جلوگیری از پیش روی آب شور پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: سد لاستیکی، فاصله از آبراهه، مکان یابی
  • فریبا ابراهیمی، مهدی قربانی*، آرش ملکیان، علی سلاجقه، امیر علم بیگی، هدایت فهمی صفحات 201-211

    اساسا مدیریت حوزه آبخیز با پیچیدگی و مسائلی نظیر برهم کنش نظام طبیعی و انسانی همراه است. دستیابی به حکمرانی سازگار منابع آب یکی از مهم ترین رویکردهای مدیریتی در بخش آب محسوب می شود که نیازمند ساختار منسجم انتقال دانش و اطلاعات در شبکه دست اندرکاران سازمانی مرتبط با منابع آب است. به این منظور پژوهشی در حوزه آبخیز طالقان جهت سنجش روابط همکاری (انتقال دانش مدیریت منابع آب)، بین 28 دست اندرکار سازمانی (شامل سازمان های توسعه ای، حفاظتی، واسطه ای) مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق داده ها بر اساس پرسش نامه تحلیل شبکه اجتماعی جمع آوری گردیده است. نتایج نشان می دهد که ساختار دانش مدیریت منابع آب در حوزه آبخیز طالقان در بین دست اندرکاران سازمانی از انسجام متوسطی برخوردار بوده و نوع دانش مدیریت منابع آب درحال حاضر مبتنی بر مذاکره نمی باشد. بر این اساس می توان ادعا نمود که بر اساس شاخص تراکم درون گروهی (روابط هر یک از زیر گروه های سازمانی) از انسجام متوسطی برخوردار است و
    بر اساس شاخص E-I، روابط برون گروهی (روابط بین زیرگروه های مختلف) میزان ضعیفی را به خود اختصاص داده است. لذا می توان نتیجه گرفت روابط فرابخشی مدیریت منابع آب در سطح حوزه آبخیز طالقان اقدامی ضروری برای استقرار حکمرانی مشارکتی منابع آب محسوب می گردد.

    کلیدواژگان: حکمرانی آب، تصویرسازی مشترک، سازگاری، دست اندرکاران سازمانی، انتقال دانش، تحلیل شبکه اجتماعی، طالقان
  • واحدبردی شیخ*، سلیمه سقر، عبدالرضا بهره مند، چوقی بایرام کمکی صفحات 212-224

    این پژوهش دو روش روندیابی جریان سطحی موج سینماتیک و زمان-مساحت در حوزه  آبخیز بالادست سد بوستان را مورد بررسی قرار داده است. در ابتدا ضمن بررسی ویژگی ها و شرایط استفاده از این روش ها و بیان خصوصیات هیدرولیکی و هیدرولوژیکی جریان رواناب در سطح حوزه  آبخیز تمر، اقدام به نوشتن الگوریتم و کدنویسی روش های موج سینماتیک و مدت- مساحت گردید. و هیدروگراف جریان در خروجی حوزه  آبخیز برآورد شد. پس از ارزیابی نتایج مدل در دوره واسنجی و اعتبارسنجی، مقادیر ناش- ساتکلیف به ترتیب برای روش موج سینماتیک 882/0 و 745/0 و برای روش زمان- مساحت 903/0 و 748/0 به دست آمد.  نتایج نشان داد که اختلاف فاز زمانی میان هیدروگراف های شبیه سازی شده و مشاهداتی خصوصا در زمان تا اوج وجود دارد. یکی از دلایل عدم انطباق کامل را می توان به کمبود تعداد ایستگاه های بارانسنجی حوزه  آبخیز و عدم امکان تهیه نقشه مناسب توزیع بارندگی برای حوزه  آبخیز دانست. با توجه به نقشه زون بندی بارش که با روش نزدیکترین فاصله در محیط سیستم اصلاعات جغرافیایی به دست آمد، دو پهنه بارندگی مشخص گردید و میزان بارندگی در هر پهنه یکنواخت در نظر گرفته شده اما اختلاف بارندگی در دو پهنه نسبتا زیاد بود که یکی از مهم ترین عوامل بروز خطا در شبیه سازی زمان وقوع هیدروگراف می توان قلمداد کرد. به طورکلی با توجه به فرضیات و محدودیت های مدل ها، روش های مذکور جهت شبیه سازی هیدروگراف جریان خروجی مناسب می باشند. از جمله محدودیت های روش موج سینماتیک فرض برابری شیب سطح آب با شیب بستر است که کاربرد آن را برای حوزه های آبخیز کوچک و دامنه های شیب دار محدود می کند. همچنین در روش زمان- مساحت توزیعی اثر ذخیره ای برای هر پیکسل در نظر گرفته می شود که بسیار ناچیز و قابل صرف نظر است در حالی که اثر ذخیره ای کل حوزه  بسته به تراکم شبکه آبراهه ها و شکل حوزه  می تواند چشم گیر باشد.

    کلیدواژگان: مدل سازی توزیعی، هیدروگراف جریان، اراضی لسی ایستگاه تمر
  • اباذر اسمعلی*، محمد گلشن، کیوان خرمی صفحات 225-237

    در مناطق خشک و نیمه خشک تغییرات بارندگی از لحاظ زمان و مقدار از نوسانات بالایی برخوردار می‎باشد که مدیریت منابع آب در این مناطق را حائز اهمیت می کند. در این تحقیق با استفاده از منطق بولین و فازی اقدام به پهنه بندی مناطق مستعد جهت احداث سد زیرزمینی در مناطق مرکزی استان اردبیل با مساحت 7461 کیلومترمربع و اقلیم نیمه خشک شد. برای این منظور از معیارهای توپوگرافی، زمین شناسی، کاربری اراضی، ژئومورفولوژی، کمیت و کیفیت آب، عمق آبرفت و رتبه‎بندی آبراهه استفاده شد. در روش منطق بولین بعد از تهیه معیارها، مناطق مناسب و نامناسب برای هر معیار در دو کلاس صفر و 1 تعیین و با عملگر AND تلفیق شدند. در روش منطق فازی معیارها در چندین کلاس قرار گرفته و بین صفر تا 1 برحسب مطالعات انجام شده و شرایط منطقه امتیازبندی شده و با عملگر گاما فازی تلفیق شدند. بین نقشه های ورودی و نقشه نهایی به دست آمده با استفاده از هر دو روش تطابقت خوبی وجود دارد و به طورکلی مناطق مرکزی و بخشی از مناطق جنوب غربی و شمالی حوضه را مستعد احداث سدهای زیرزمینی تعیین کردند. نتایج حاصل از منطق فازی نشان داد که در منطقه مورد مطالعه آبراهه هایی با رتبه 3 و مناطق آبرفتی عمیق از استعداد بیشتری برای احداث سد زیرزمینی برخوردار می باشند. بنابراین برای احداث سدزیرزمینی در مناطق مرکزی استان اردبیل این نواحی باید در اولویت قرار گیرند.

    کلیدواژگان: آبرفت، عوامل هیدرولوژیکی، زمین شناسی، منابع آب ینی
  • حمیدرضا مجیری، امیرحسین حلبیان* صفحات 238-249

    منطقه مهرگرد سمیرم چند سالی است که با مشکل کمبود آب مواجه است. بروز خشک سالی در سال های اخیر کاهش منابع آب را به دنبال داشته و دلایل مختلفی از تغییر اقلیم تا افزایش مصارف برای کاهش منابع آب طرح شده است. هدف از این پژوهش بررسی روند تغییرات دما و بارش و اثر احتمالی آن بر منابع آب زیرزمینی بوده است. بدین منظور آزمون من- کندال بر روی داده های اقلیمی 5 ایستگاه منتخب در طول یک دوره آماری 28 ساله و  آمار سطح آب زیرزمینی 33 حلقه چاه مشاهداتی اعمال گردید. اثر تغییرات زمانی دما و بارش بر منابع آب، با استفاده از برقراری رابطه همبستگی بین فراسنج های اقلیمی، شاخص خشکسالی SPI و آمار منابع آب مشخص گردیده است. نتایج این پژوهش نشان داد که دمای متوسط ماهانه در منطقه مهرگرد روند افزایشی بیشتری به خصوص در فصل زمستان داشته که می تواند تغییر نوع بارش و ذوب زود هنگام برف را به دنبال داشته باشد. بارش در بیشتر ماه ها (به جز موارد کاهش بارش مشاهده شده در دی ماه و اسفندماه)، فاقد روند معنی دار بوده است. منابع آب زیرزمینی تقریبا در تمامی ماه های سال دارای روند کاهشی معنی دار بوده اند. بررسی ارتباط بین فراسنج های بارش با منابع آب منطقه نشان داد فراسنج بارش با تاخیر 6 ماهه بر روی منابع آب زیرزمینی تاثیر نموده است. تاثیر دوره های خشک و تر بر وضعیت سطح آب زیر زمینی کاملا مشهود و با شروع دوره خشک سالی از سال 1387، سطح آب زیرزمینی دشت با افت سالانه مواجه شده و هرچند با شدت و ضعف خشک سالی در سال های بعد این سطح دارای نوسان بوده لیکن روند کلی سطح آب زیرزمینی در دشت مهرگرد، روند کاهش ارتفاع سطح آب بوده است.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، روند، منابع آب، من-کندال، مهرگرد
  • مجتبی سلیمانی ساردو*، مهدی زارعی صفحات 250-261

    خشکسالی ها به عنوان یکی از مهم ترین تهدیدات تولیدات کشاورزی در جهان، از مهم ترین چالش های پیش رو در ایران به شمار می روند. این پدیده با کاهش میزان نزولات آسمانی شروع شده و به کاهش رطوبت خاک و افزایش دمای سطح زمین منجر گردیده که در نهایت رشد پوشش گیاهی را تحت تاثیر قرار می دهد. در این پژوهش، خشکسالی حوضه جازموریان (رودبار جنوب) با استفاده از شاخص های VHI، VCI، TCI و SPI به کمک تصاویر ماهواره ای سنجنده MODIS مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور، تولیدات LST (MOD11A1)، و تولیدات شاخص پوشش گیاهی (MOD13A1)، برای سال های 2000 تا 2018 مربوط به هفته اول ماه مارچ (اسفندماه) انتخاب شدند. در انتخاب تصاویر پایه سعی شده است تا همخوانی زمانی رعایت شود. از این رو، ابتدا نقشه های شاخص خشکسالیVHI  و VCI استخراج گردید و سال های رخداد خشکسالی با طبقات بحرانی و خیلی شدید مشخص شد، سپس با استفاده از شاخص SPI و داده های بارندگی نیز به برآورد خشکسالی در ایستگاه سینوپتیک کهنوج در منطقه مطالعاتی مبادرت شد. یافته های این پژوهش در بررسی شاخص VHI نشان داد که سال های 2001، 2002، 2006، 2009، 2012، 2016 و 2018 از وضعیت حادتری نسبت به خشکسالی برخوردارند،  به طوری که بیش از 75 درصد وسعت منطقه در کلاس خشکسالی شدید، خیلی شدید و بحرانی قرار گرفته است. با توجه به نتایج حاصل از طبقه بندی شاخص VHI، غالبیت کلاس خشکسالی خیلی شدید در قسمت های وسیعی از مرکز حوضه به وضوح قابل مشاهده است و بخش های شرقی و جنوب شرقی حوضه بیشتر در کلاس بحرانی خشکسالی واقع شده اند که در ارتباط با ویژگی های توپوگرافی منطقه و غالبیت خشکی در این نواحی و فقر پوشش گیاهی می باشد. همچنین مقایسه نتایج حاصل از شاخص VHI با شاخص هواشناسی SPI در دوره های کوتاه مدت (یک ماهه، سه ماهه، شش ماهه) نشان داد که در منطقه مورد مطالعه بیشترین انطباق نسبی شاخص مزبور با SPI شش ماهه مشاهده شده است. به طور کلی بخش اعظم منطقه مورد مطالعه در گستره کلاس های خشکسالی خیلی شدید و شدید قرار گرفته است که نیازمند توجه به مدیریت بهینه منابع آبی در این نواحی می باشد.

    کلیدواژگان: خشکسالی، پوشش گیاهی، VHI، SPI، جازموریان
  • فهیمه کریمپور، عبدالله درزی نفت چالی، مهدی نادی* صفحات 262-267

    تعیین دقیق جریان رودخانه در آبخیزهای فاقد آمار از چالش های مهم در هیدرولوژی می باشد. در این راستا، با توجه به تنوع مدل های هیدرولوژیکی موجود، انتخاب مدل مناسب مستلزم ارزیابی عملکرد مدل ها در شرایط هیدرولوژیکی هر منطقه است. هدف از این پژوهش مقایسه کارایی روش شبکه عصبی مصنوعی (ANN) و مدل یکپارچه IHACRES برای پیش بینی جریان رودخانه سیوند در حوضه طشک- بختگان واقع در استان فارس به عنوان یک منطقه گرم و خشک می باشد. از داده های سال های 1361 تا 1374 برای واسنجی و 1375 تا 1391 برای صحت سنجی مدل استفاده شد. برای ارزیابی قابلیت شبکه های عصبی مصنوعی، از جعبه ابزار مربوط به شبکه عصبی نرم افزار متلب استفاده شد. مقادیر جریان شبیه سازی شده بوسیله مدل IHACRES برای دبی سیلابی در دوره واسنجی بیشتر و در دوره صحت سنجی، کمتر از مقادیر مشاهداتی بود. مقادیر ضریب تبیین در فرایند واسنجی و صحت سنجی این مدل به ترتیب 62/0 و 54/0 بود. کمترین و بیشترین مقدار ضریب تبیین شبکه عصبی دینامیک در دوره های واسنجی و صحت سنجی به ترتیب 88/0 و 94/0 بود در حالی که برای شبکه های عصبی ایستا به ترتیب 51/0 و 69/0 بود. براساس نتایج، شبکه های عصبی مصنوعی با دقت بیشتری نسبت به مدل IHACRES، جریان ماهانه رودخانه سیوند را پیش بینی کردند.

    کلیدواژگان: آبخیز، سیلاب، شبکه های استاتیک، شبکه های دینامیک
|
  • Hamed Nozari*, Fateme Tavakoli Pages 1-12

    In this research, we used the support vector machine (SVM), support vector machine combine with wavelet transform (W-SVM), ARMAX and ARIMA models to predict the monthly values of precipitation. The study considers monthly time series data for precipitation stations located in Hamedan province during a 25-year period (1998-2016). The 25-year simulation period was divided into 17 years for training, 4 years for calibration and 4 years for validation. Statistical comparison of the results was done by using correlation coefficient (r), root mean square error (RMSE), and standard error (SE). Results showed that ARIMA, Support Vector Machines, ARMAX and support vector machine combine with wavelet transform were ranked first to forth, respectively. Furthermore, the support vector machine has fewer adjustable parameters than other models. So, the model is able to predict precipitation with greater ease and less time. For this reason, it is preferable to other methods.

    Keywords: ARIMA, ARMAX, Precipitation, Prediction, Support Vector Machine, Wavelet
  • Saeid Shiukhy, Mohammad Mousavi* Pages 13-24

    Rainfall prognosis plays an important role in drought management and planning of drinking water and agricultural water resources. Also, Future policies can be tailored to optimize spending and maximum productivity. In this study, the effect of large-scale climatic signals on rainfall in Mazandaran province was investigated. The first, the effect of climatic signals on precipitation simultaneously and with delay was studied by statistical methods (Pearson correlation coefficient) and then, using the M5Tree model, monthly rainfall was compared with related indices. Generally, the correlation coefficient between signals and precipitation showed that correlation with delay was greater than the coincidence. The results of the correlation study between climate indices and monthly precipitation with a one-step delay showed that there was a significant correlation with, AMM, NINO1 + 2, NINO3, NINO4, TNA and WHWP indices and rainfall in the Babolsar station. Also, AMM, NINO1 + 2, NINO3, ONI, TNA and WHWP indices had a significant correlation with rainfall at the Gharakhil station. Based on the findings, correlation between climatic signals and rainfall in Noshahr station, was significantly different with AMM, NINO1 + 2, NINO3, NINO3.4, TNA and WHWP indices. The correlation between Ramsar precipitation and climatic signals showed a significant difference with AMM, NINO1 + 2, NINO3, TNA and WHWP indices. The results of the M5Tree model indicated that, generally, in one-step delay, the best simulation performance will occur. Also, comparing the simulation results with Taylor's diagram showed that at all stations, the one-step delay values were closer to the observations. The advantage of delayed prediction is that the rainfall situation can be pre-determined and used to manage the water resources of the watershed.

    Keywords: Climate indices, Correlation coefficient, Monthly rainfall, M5Tree model, Taylor's diagram
  • Ali Talebi*, Mehrnaz Shahrivar, Hossein Malekinezhad, Samaneh Poormohamadi, Zeinolabedin Hosseini Pages 25-37

    In a natural ecosystem, land exploitation and change in environmental conditions, particularly changes in vegetation and land use effects on hydrological responses such as floods and erosion and sediment and ultimately causing heavy social-economic losses. Then, prediction of effect of land use changes on flood situation in the future decades and sedimentation of watersheds will be the way to deal with this phenomenon. To simulate the hydrological behavior in future decades, HEC-HMS model was calibrated and validated for the previous period, with changes in curve number and percentage of impermeability (as a result of land use changes). Then, predicted hydrograph for coming decades (2020, 2025 and 2030) and last (2004) were compared. The results show that the peak discharge and flood volume in the 2020, 2025 and 2030, will be increased in compared to the decade of 2004 equal to (52.8 and 20/41), (70.29 and 32.51) and (87.78 and 38.05), respectively will increase. Mean peak in the 2020, 2025 and 2030 will be increase (due to land use change), 16, 25 and 38.35 percent, respectively. In the next step, sediment changes in the future was investigated using the sediment rating curve in decades of 2020, 2025 and 2030. The results showed that the amount of sediment for 2020 will be increase 12.01 % compare to 2004, for 2025 compare to 2020, 15.14 % and for 2030 compare to 2025, 36.64 %. According to the results, land use change in future leads to increase in discharge and sediment, which could affect the hydrological and morphological conditions of watershed.

    Keywords: Calibration, Erosion, HEC-HMS, Land Use Change, Runoff, Sediment Rating Curve
  • Nabiyeh Karimi, Leila Gholami*, Ataollah Kavian Pages 38-48

    The control of runoff and soil erosion is one of main issues around the world. Therefore, the application of soil amendments is essential in protect water and soil. On the other hand, increasing the sludge production from factories is one of environmental problems that there are methods for beneficial from sludge production including convert them to Biochar. Therefore, the present study was conducted with aim of investigating the effect of produced biochar from sludge of incubation factory with values of 0.4, 0.8 and 1.6 t ha-1 on the variables of time to runoff, runoff volume, runoff coefficient, soil loss and sediment concentration. The stages of this research were conducted at laboratory conditions for rainfall intensity of 50 mm h-1 and the slope of 20 percent with three replications in plot scale. The results showed that after application of biochar with rates of 0.4, 0.8 and 1.6 t ha-1, time to runoff toward control treatment increased with rates of 71.19, 91.58 and 150.54 percent, respectively, runoff volume toward control treatment decreased with rates of 21.00, 31.40 and 36.47 percent, respectively and also runoff coefficient toward control treatment decreased with rates of 67.57, 56.94 and 46.35 percent. Biochar caused the reduction of soil loss with rates of 71.04, 77.65 and 85.63 percent, respectively, and the sediment concentration with rates of 63.16, 67.21 and 76.17 percent respectively. The results of the statistical test showed that the effect of different values of biochar on the components of time to runoff, runoff volume, runoff coefficient, soil loss and sediment concentration were significant at the confidence level of 99%.

    Keywords: Biochar, Rain Simulator, Runoff Changes, Soil Amendments, Soil Loss
  • Hadi Nazaripouya* Pages 49-61

    Identifying and determining the flood potential and prioritizing of the flood discharge in the sub-basins is very important in terms of watershed management, flood control and watershed management projects. In many watersheds, it is difficult to investigate and determine the impact of each of the factors and even upstream sub-basins on creating an outlet flood, especially in the sub-basins without hydrometric station. The purpose of this study was to investigate the effective parameters in the occurrence of flood in the sub-basins of Koshkabad watershed and compare the two methods of Factor analysis and rational method for flood priority. Koshkabad Basin is located in the central part of the Hamedan province and hydrologically is the main part of the Gharachay basin that it flows into the Qom lake. In this study, to determine the potential of flood sub-basins and their prioritization, First, extracted of climatic and physiographic features in sub-basins, then provided flood potential map in the sub-basins using factor analysis method. Also, using the Rational method for estimating run off coefficient, flood intensity in the sub-basins was determined by considering the effective factors in the runoff coefficient of the area including slope, landuse and soil condition and were prepared Potential map and prioritization of flood sub-basins. Comparison results of the two methods shows that the potential map of the factor analysis method is very identical to the map of the flood potential map in the Rationnal method. The final results of prioritization in both methods indicated that the Abaro, Yelfan, Mary anadg and Dareh Moradbik sub-basins with Severe and very heavy flood Are in the first to fourth priority and Siakamar, Qaraachy and Koshkabad sub-basins with a relatively low to low flood intensity are in priority from eighth to tenth priority.

    Keywords: Factor Analysis, Flooding, Rational method, Runoff coefficient, Physiography
  • Nastaran Zare, Seyed Ataollah Hosseini*, Mohammad Kazem Hafizi, Akbar Najafi, Baris Majnounian Pages 62-71

    The Landslide is one of the natural hazards that causes a lot of mortal and financial losses in high-altitude and seismic mountainous areas annually. Considering the importance of roads as a pillar of sustainable forest management in this study, we have tried to estimate the sensitivity of landslide occurrence in 8 forestry series with using frequency ratio approach. Initially, the slip position in the series occurred with ground scrolling by GPS, then the effective factors in the occurrence of landslides were determined for the study area. Raster maps of the effective factors were prepared and classified. Considering the distribution of landslides recorded in the field and the categories of effective factors, the frequency ratio for each class of each factor was calculated and their relationship with the occurrence of landslide was investigated. The results of the relationship between positioning and slipping showed that the highest amount of landslides occurred on the lower side of the road, and by increasing the age of the roads, the amount of landslides is reduced. The relationship between soil and slip occurred on the class with the code 2.2.3, which represents the soil texture of loamy, loamy clay and clay that the highest number of slides was observed. Elevation class 300 to 600 meter has the highest number of landslides. The relationship between the slope and slip showed that with increasing the slope up to 40%, the number of landslides was increased, but then the trend was decreasing. The relationship between geological and landslide showed that the highest number of landslides was observed in the class with L-PLL2 ​​code representing relatively high peaks with moderate slope, average soil depth, stability and permeability. The relationship between rainfall and landslide factors showed that the greatest slip is occurring between 600 and 800 mm. In the northern, northeastern and northwest directions, the highest slip occurred. The evaluation results of the model with the ROC method indicated that the area under curve (AUC) was 0.688 (68.8%).

    Keywords: landslide, Frequency Ratio approach, Mazandaran Wood, Paper Industry, Slope, Soil Texture
  • Seyed Masoud Soleimanpour*, Majid Soufi, Mohammad Javad Rousta, Samad Shadfar, Ladan Jowkar, Hojat Alah Keshavarzi Pages 72-82

    Due to soil degradation and abundant of sediment production, the exact recognition of affecting factors on gullies erosion, and the impact of various factors on gully’s formation and development, require a more accurate study. In this regard, in the present study the length of gully, the area above headcut, headcut slope, percent of closed grain, bare soil, cover vegetation, litter, saturated electrical conductivity, pH, percent of organic matter, sodium absorption ratio, and percent of clay, silt and sand were measured in 30 gullies in 2018. Factor analysis with SAS software (version 9.1) was performed to determine the factors affecting the samples classification. Backward regression method in SPSS software (version 16) was used to determine the affecting factors on extension length of gullies, considering the length of gullies as dependent variable and other measured parameters as independent variables. The results of this study showed that the saturated extract electrical conductivity, the area above headcut and the percentage of bare soil factors play the most important role on the length extension of gullies in the Ghazeian watershed, located in the north of Fars province. Therefore, it is recommended to control erosion at headcut and through establishing the adaptable and resistance canopy copy cover, reduces the uncover area and increases the roughness coefficient. Also, it is essential to have a watershed in different part (climate) of the country having gully erosion to perform accurate research on soil particles, canopy cover, type and rate of rainfall, runoff height, shear stress, flow velocity, morphological characteristics, type of slope and its cover, mechanism of creation and expansion of gullies, and the gully erosion control methods.

    Keywords: Bare Soil, Cover Vegetation, Erosion, Gully
  • Maryam Raeesi*, Ali Najafinejad, Majid Azim Mohseni Pages 83-96

    The variable and complex nature of the sediment load of rivers has led that the estimation of sediment entering the reservoirs and the production of long term sediment, for determining the lifetime of the structures encounter with the problem. Application of sediment rating curves is one of the most common methods for estimating the suspended sediment load of rivers. Regardless of the accuracy of sediment measurement in sampling and measuring the concentration of samples and also measuring the corresponding discharge and with due attention to the spatial and temporal changes of suspended sediment in river management and reform operations, the providing of sediment rating curves is one of the most important resources of error for estimating sediment. Therefore, providing time backup curves for sediment rating curves is necessary for evaluation of accuracy and precision of sediment rating curves. So, in this research are presented time backup curves for sediment rating curves for investigating temporal variations of the sediment rating curve and are applied for considering slope changes of curve and annual changes of it too. Also, in this research compared the results of the sediment rating curve method with the results of some statistical methods for estimating the suspended sediment load in three hydrometric stations in Gamasiab watershed. The results of validations showed that transfer function model due to take into account time parameter with SSE 0.00003 ton/day, 3.24 ton/day, 5.92 ton/day, respectively for stations: Sang-Surakh, Vasaj and Marvil has high precision in the forecasting and moreover it presents confidently unbiased forecasts for the future.

    Keywords: Suspended sediment load, Sediment rating curve, Time backup curves of sediment rating curve, Statistical methods, Gamasiab River
  • Fatemeh Mohammadi*, Ahmad Fakherifard, Mohammad Ali Ghorbani, Yaghob Dinpazhoh, Sedaghat Shahmorad Pages 97-108

    The conversion of rainfall to runoff in basins includes nonlinear relations between the complex interactions of various hydrological processes. In this study, without considering of predetermined structure, relationship between input and output system was derived individually from the nature of the data recorded. Also, the phase difference occurred between rainfall and runoff signals using cross-wavelet transform analysis. Then phase difference diagram was plotted for the single and compound events of Lighvan basin. By applying these phases at the time of the rainfall signals, all errors resulting from considering average losses in basin was minimized that in this study was introduced as "minimum error time position"(METP). Also, discharge forecasting for basin was carried out by Kalman filter model and optimization in Lighvan basin state space, using calibration step events. By applying this phase difference to effective rainfall components, the error resulting from the considering of average infiltration losses and φ index decreases to the minimum. Also, using the linear programming optimization method, the unit hydrograph for Lighvan basin was used as Kalman filter measurement model. The results showed that by applying the phases difference between rainfall and runoff signals and integration with Kalman filtering and linear programming (KF-LP-CW), the corrected Nash-Sutcliff coefficient were obtained 0.94 in both Calibration and verification steps. These values were obtained 0.63 and 0.68 in calibration and validation steps respectively, as compared to the state that phase difference was not applied (KF-LP method). Therefore, in this study, significant improvement was observed with the application of phase differences in effective precipitation components.

    Keywords: cross-wavelet, Lighvan, phase difference, rsinfall-runoff, time
  • Fatemeh Bayati*, Rasoul Mirabbasi, Rouhallah Fatahi, Mahdi Radfar Pages 109-119

    Estimating the runoff in the basins lacking statistics is always considered by researchers And managers in planning, development and implementation of many projects of water Resource. One of the methods for estimating the runoff is to use geomorphology instantaneous unit hydrograph which estimates the hydrograph of flood based on quantitative geomorphology factors. In this study, first the quantitative geomorphology of the Nash and Rousseau methods including k (scale parameter), n (shape parameter) and speed (Meters per second) were obtained. In the next step, instantaneous unit hydrograph was obtained by GIUH method and ultimately flood hydrograph was created for 20 selected events from 1991 to 2007 in kasilian region and compared to the observational hydrographs. Through sensitivity analysis, infiltration Index (φ) had higher sensitivity analysis, infiltration Index (φ) had higher sensitivity and n (Parameter of shape) were less sensitive. Also, by comparing peak discharge values and computational hydrograph widthsin the state where the discharge of hydrographs is 50 and 75% of peak discharge,observational data revealed that the Rousseau method and lower error than the Nash method and Nash method had a higher accuracy than Rousseau in terms of the volume and time.

    Keywords: Hydrograoh, Model GIUH, Parameter of shape, Scale parameter
  • Khabat Khosravi*, Mahmood Habibnejad, Kaka Shahedi, Amir Hoshang Chegini, Kamran Chapi Pages 120-132

    Varied flows such as flooding resulting from dam break can happen due to earthquakes, seepage, bombing, overtopping, mistake in design and project performance as well as causing financial damages and human losses. Unsteady flow during flooding events has a high impact on flow field pattern, sediment motion, ecology and also, distribution of contamination in the river. In this study, the impact of various slopes, sediment diameters and unsteady flows with different discharges on sediment transport were carried out at the flume with 12 m length, 0.5 m width and height. In this research, two type of uniform sediment particle with 10 and 15 mm in diameter were spread over the bed of above mentioned flume with slope of 0.01 and 0.02. To build a dam physical model, a mechanical lift-gate was used at 2 m from the upstream inlet of the flume. Potential hydrostatic initial conditions of the fluvial experimental model resulted from dam-break was based on using three water depths of 35, 20 and 12 cm at the gate upstream and one water depth of 3cm at the downstream of the gate. By considering the above mentioned procedures, fluvial flows were produced and have been used with discharge between 0.07 to 0.66 m3/s. The result showed that by increasing the sediment particle size 1.35 times the sediment transport have been reduced by 1/4 for 35 cm upstream water depth and also by increasing the slope by 2 times from 0.01 to 0.023 for sediment with 15 mm and with initial upstream water depth condition was 35, 20 and 12 cm the sediment transport have been increased 3.42, 1.83 and 3.38 times respectively. The above mentioned points show the significance of fluvial flows and their effects on sediment transport and therefore the morphological changes of rivers. Result has been shown that high sediment transport rate and bed evolution was resulting from positive wave head and after that, sediment transport rate have been intensity decreased.

    Keywords: Bed load, Dam break, Experimental investigation, Unsteady flow
  • Sahar Abdollahi, Hamid Reza Pourghasemi*, Gholam Abbas Ghanbarian, Roja Safaeian Pages 133-144

    The aim of this research is spatial Simulation and land subsidence susceptibility mapping using maximum entropy model in Jiroft and Anbarabad Townships. At first, land subsidence locations were recognized using extensive field surveys and subsequently the land subsidence distribution map was made in the geographic information system. Then, each of effective factors on land subsidence occurred in study area such as: percent slope, aspect direction, altitude classes, profile curvature, plan curvature, topographic wetness index (TWI), distance of drainage, litology units, pizometric data, land use, and normalized difference vegetation index (NDVI) digitized in GIS environment. Then, using frequency ratio (FR) method, the weight of the classess of each factor and was determined. Finally, land subsidence susceptibility map in the study area was prepared using the model maximum entropy. The results of validation of model using 30% of the unused points in the modeling process and according receiver operating characteristic (ROC) showed that the map of land subsidence susceptibility obtained from the maximum entropy had the high accuracy of ARC value of 0.859 (85.9%). Therefore, the zoning map can play a significant role in water resource management and identification of critical areas according to extracting groundwater table in the study area.

    Keywords: Frequency ratio, GIS, Land subsidence, Maximum entropy
  • Robabeh Jafari, Ali Torabian*, Mohamad Ali Ghorbani, Amir Hesam Hasani Pages 145-157

    Groundwater resources are considered as a largest reservoir of available freshwater in the world. According to the importance and scarcity of this precious resource, studying the groundwater quality changes is very important. Declines in water level of Urmia lake has led to increase in the salinity of water in this lake. In this paper, water level reduction effects were studied on qualitative characteristics of groundwater in the eastern part of Urmia lake from 2001-2002 to 2011-2012. With using geostatistical techniques in GIS, TDS &SAR were obtained with Circular, spherical, exponential, and Gaussian semi-variogram models. In most of year Gaussian model with RMSE between 0.44 to 0.94 for TDS and exponential model with RMSE between 0.52 and 1.47 for SAR were selected as the premier models. Groundwater quality changes were evaluated using Co-Kriging interpolation method and qualitative zones were plotted in the eastern aquifer of Urmia lake. The results indicated that water level reduction of Urmia lake had negative effects on the decline of groundwater quality of the eastern plains of Urmia lake. Also, water quality at different points reduced so that TDS varied approximately between 10% and 45% and SAR varied between 7% and 30% during the statistical period.

    Keywords: Water level, Water quality changes, Urmia lake, Total dissolved solids, Sodium adsorption ratio
  • Mohammad Ali Gholami Sefidkohi*, Reza Roodgar Iraee, Jamal Abbas Palangi Pages 158-167

    Nitrate is one of the most important pollutants of surface water and underground water resources which has adverse effects on the health of consumers. Due to lack of sufficient opportunity and budget, in practice, full and timely sampling of all wells in each area is not possible. So the amount of nitrate in certain parts according to the adjacent groundwater is of particular importance in studies. In this study, data from 55 observation wells at 902 Km2 of Ghaemshahr-Jouyar plain were used. The accuracy of deterministic methods and geomorphology were evaluated to determine the most suitable method for determining spatial variations of nitrate. Among all the methods of interpolation, simple co-krigination with auxiliary calcium was identified as the most appropriate method. RMSE value was obtained 7.45 mg/l, MAE equal 5.95 mg/l and The coefficient of determination 0.47 . J-Bessel variogram model has the most powerful spatial structure. Using the land use map of Mazandaran province in the Research area also showed that the highest nitrate values were observed in the urban area. The results showed that the highest nitrate pollution was in Behnamir and from the coastal areas of the Caspian Sea and in all areas it is within the permitted limits.

    Keywords: Interpolation, Kriging, Land Use
  • Elnaz Zeinali Pour*, Ali Asghar Besalatpour, Hossein Shirani, Isa Esfandiyarpour, Assistant Prof Shekofteh, Hossein Dashti Pages 168-178

    One of the most important types of water erosion, is massive erosion. Soils with fine particles (especially silt particles) have little stability against erosion, because they have more water holding capacity and thus increase the saturation moisture and the likelihood of this type of erosion. So In this study, to investigate the relationship between particle size of silt, with behavior and rheological properties of soil in the rabor region of Kerman province, three profiles were studied respectively, at the top of the slope, middle slope and down hill slope. After identifying the soil layers, soil sampling was conducted at various depths. Then some physical and chemical characteristics of the soil, Includes equivalent calcium carbonate, sand, clay, silt, silt components, saturated moisture content and psychological limits was measured in triplicates. The rheological tests such as yield stress and viscosity were also performed to determine the flow behavior of the soil. The results showed that in the study area are high erodibility index position of the bottom and top of hill slope (k=0/54 down the slope and k=0/52 above the slope. The soil profile at the top of hill slope had the highest amount of coarse (28.33%) and saturation moisture (57.29%) and the lowest amount of clay (16.45%). Subsequently it had shear stress much lower than the position of the tilt tolerance and thus faster flow decreases. The shear stress was much lower than the position of the tilt tolerance. The best model to predict the flow behavior of soil was herschel-bulkley model, which has a higher coefficient of determination (R2>0.90) and lower SD than the Bingham and Kasson models. The results also showed that all samples have thixotropic behavior. The fine silt and calcium carbonate equivalent affected behavior and thixotropic properties. The fine silt mostly influnced the shear stress while the calcium carbonate equivalent affected the recovery process structure, viscosity and yield stress and yield stress was a good criterion for predicting soil behavior against sulification erosion and identifying the critical points of this erosion.

    Keywords: Calcium carbonate equivalent, mass movement, Components silt, soil erodibility, shear strength, viscosity
  • Sanaz Pourfallah*, Mohammad Reza Ekhtesasi, Hosein Malekinezhad, Fatemeh Barzegari Pages 179-188

    The intensive use of groundwater resources has often affected ground water levels in many parts of the world. Therefore, the strategic management of water resources for better planning of water resources seems necessary, In this study SWOT strategy was applied for strategic management of water resources in Abarkouh plain. In order to launch this strategy, we first extracted the weaknesses, strengths, opportunities and threats using group decision making, and then the relative importance and overall value of each factor assessment were determined. The process involved identifying weaknesses and strengths of the study area and opportunities and threats present in the water resources. These parameters were extracted using collaborative decision-making and then the relative importance and final value of each factors in the strategic SWOT analysis matrix were determined. The results of this study showed that the external and internal factors evaluation matrix was 2.25 and 2.18, respectively, which indicates overcoming the weakness to power and threats to opportunities. In other words, the condition of the Abarkuh Plain is located in the Weaknesses-Threats (WT) column with a defensive strategy. These results indicate that water resources condition is critical in Abarkuh Plain. To manage this crisis, the best management strategies were extracted from the strategic SWOT analysis matrix including: agricultural well equipment using flow meters, changing irrigation methods (underground, injecting, dripping) changing the crop patterns (pistachio, pomegranate and other low-water products), using non-living windbreaker and greenhouse shading, and finally drinking and sanitation water separating.

    Keywords: Strategic Management, Water Resources, Abarkuh Plain, SWOT Method
  • Ali Amrovani, Ali Shahnazari*, Ramin Fazloula, Seyed Mehdi Emadi Pages 189-200

    In the coastal region reduction of groundwater is one of the most important problems. Excessive exploitation from groundwater is one of the main effective reasons that will lead to the progress of saline water, especially in seasons with low precipitation. Therefore, at the current research, identification of suitable areas for artificial groundwater recharge in the Tajan plain (with an area of approximately 33467 hectares), was conducted. For this purpose, the necessary maps including land use, geology, gradient, soil texture, dry soil thickness (non-saturated soil part) and distance from the waterway were prepared.  Then the final weight of criteria and sub-criteria were determined by using AHP method; After that, by using GIS software, the mentioned maps were combined and finally the appropriate areas were identified and prioritized. Then the different methods of artificial recharging in study area were evaluated. According to the results, 6.91, 38.80, 25.15, 21 and 8.14 percent of total studied area were completely appropriate, appropriate, normal, inappropriate and completely inappropriate for artificial recharging respectively. Because of the short distance between study area and coastal region, some options like flood spreading and construction of rubber dam is suggested to artificially recharge of groundwater and to prevent of the saline water's advance.

    Keywords: Distance from the waterway, Rubber dam, Zonation
  • Fariba Ebrahimi, Mehdi Ghorbani*, Arash Malekian, Ali Salajeghe, Amir Alambaigi, Hedayat Fahmi Pages 201-211

    There is a multifaceted approach of water resource in a watershed, which is accompanied by complexity and issues such as the interaction of natural and human systems. Achieving the consistent governance of water resources is one of the most important management approaches in the water sector, which requires a coherent structure of knowledge transfer and information on the organizations stakeholders’ network associated with water resources. In this research has been studied in Taleghan watershed to measure cooperation relations (transfer of water resources management knowledge), between 28 organizational practitioners (Including development, protective, and mediation organizations). In this study data were collected based on the questionnaire analysis questionnaire. The results show that the knowledge structure of water resources management in Taleghan watershed is highly integrated among organizational stakeholders and the type of knowledge management is currently not based on negotiation. On this basis, it can be claimed that based on the bonding social capital index (relationships of each of the sub- groups) is modest and based on the E - I index, bridging relations (relations between different subgroups) have a weak rate. it can be concluded that the relationship between water resource management and water resources management in Taleghan district level is an essential step to establish a cooperative governance of water resources.

    Keywords: Adaptability, Joint image building, Organizational Stakeholders, Taleghan, Water Governance
  • Vahedberdi Sheikh*, Salime Saghar, Abdolreaz Bahremand, Chogi Bayram Komaki Pages 212-224

    This study aims to evaluate two methods of surface water routing including kinematic wave and time-area in upstream of the Bustan dam. To this end, first considering the features and application prerequisites of both methods and describing the hydraulic and hydrologic conditions within the Tamer watershed, algorithms and scripts of kinematic wave and time-area methods were developed. Then the scripts were run to simulate flow hydrograph at outlet of the watershed. The results of performance evaluation showed that Nash-Sutcliffe coefficient for kinematic wave method is 0.882 and 0.745, respectively for the calibration and validation data sets, while for the time – area method it is 0.903 and 0.748, respectively. These results showed a difference in timing of simulated and observed hydrographs especially in time to peak of hydrographs. One of the reasons for this non-compliance in hydrograph timing can be attributed to the lack of enough rain gauge stations across the watershed and errors associated with spatial distribution of rainfall on rain input maps. According to rainfall zoning map using GIS, two rainfall polygons were specified across the watershed and rainfall in each polygon was considered as uniform, but there might be a significant difference in rainfall pattern within each polygons which can be a main source of errors in timing of simulated hydrographs. In general, according to the assumptions and limitations of both models and also likely errors in rain input maps of events, performance of these surface runoff routing methods are considered suitable for simulation of outflow hydrographs. A main limitation of kinematic wave is assumption that the hydraulic gradient is equal to the bed slope which limits its application only for small watersheds with higher slopes. In the distributed time-area method, the storage effect of pixels is very small and negligible, whereas the storage effects of whole watershed is remarkably high depending on drainage density and watershed shape factor.

    Keywords: Distributed modeling, Flow hydrograph, Loess lands, Tamer station
  • Abazar Esmali*, Mohammad Golshan, Keyvan Khorrami Pages 225-237

    In the arid and semi-arid area's rainfall have considerable changes in terms of time and amount that make the water resource management an important issue. In this research, using both Boolean and Fuzzy logic were zoned potentiality suitable areas for construction of underground dams. The study area is located in the central region of Ardabil province with 7461 km2 area and semi-arid climate. For this purpose, were used many criteria consist of topography, geology, land use, geomorphology, water quality and quantity, depth of alluvial, and channels ranking. In the Boolean logic method, after preparing the related criteria, suitable and unsuitable areas were determined in two classes 0 and 1 that were combined using AND operator. In the Fuzzy logic method, the criteria were prepared in many classes and scored from 0 to 1 regarding previous researches and area conditions, then the criteria were combined with Fuzzy gamma operator. There is a good accordance between used criteria and combined maps that obtained from two methods. Overall central area and part of southwest and northern area determined as suitable locations for construction of underground dams. Results of Fuzzy logic showed that in the study area, the streams with 3 rank and deep alluvial areas have a high potentiality for underground dams’ construction. Therefore, these areas should be considered as the suitable areas for underground dams.

    Keywords: Alluvial, Geology, Hydrologic factors, Water resource
  • Hamidreza Mojiri, Amirhossein Halabian* Pages 238-249

    Mehrgerd region of Semirom county has faced the water shortage for several years. The emergence of drought has led to a decline in water resources in recent years; and there are various reasons for climate change and increased consumption in order to reduce water resources. The present study aimed to investigate the process of temperature and precipitation variations and its possible effects on groundwater resources. Therefore, the Mann–Kendall test was applied to the climatic data of five selected stations during a 28-year statistical period as well as the groundwater level statistics of 33 observation wells. Effects of temporal temperature and precipitation variations on water resources were assessed using the correlation between climatic parameters, SPI drought index and water resources statistics. Results indicated that the average monthly temperature had an ascending trend in Mehrgerd region especially in winter and it could lead to changes in types of precipitation and early snow melting. The precipitation had no significant trend in most months (except for the observed precipitation reduction in January and March). Groundwater resources had a significant descending trend in almost all months of year. The study on relationships of precipitation parameter and water resources of region indicated that the precipitation parameter affected groundwater resources with a delay of 6 months. The effects of wet and dry periods on the status of groundwater level are quite obvious; and the groundwater level of plain has had an annual decline since the onset of a drought period in 2008. Despite the fact that this level has fluctuated with the severity and weakness of drought in subsequent years, but the reduction of water level has been the overall trend of groundwater level in Mehrgerd plain.

    Keywords: Climate Change, Trend, Water Resources, Mann–Kendall, Mehrgerd
  • Mojtaba Soleimani Sardo*, Mahdi Zarei Pages 250-261

    Drought is one of the most important threats for agricultural production in the world, espatially in Iran. This phenomenon has started with reduction of precipitations that lead to a decrease in soil moisture and an increase in soil surface temperature, which affect the vegetation growth. The purpose of this study was to investigate droughts in the Jaz_Murian basin by VHI, VCI, TCI and SPI indices using MODIS satellite imagery and meteorological data. For this purpose, the LST products (MOD11A1) and vegetation products (MOD13A1) were selected from 2000 to 2018 at the same time (the first week of March). The VHI and VCI maps were produced and the drought occurrences with critical and very severe classes were identified. Also, the SPI index was calculated using precipitation data in Kahnooj synoptic meteorological station. According to the VHI index, the results showed that over 75% of the study area was classified as the severe, very severe and extreme classes of drought and has suffered from drought in 2001, 2002, 2006, 2009, 2012, 2016 and 2018. Very severe and extreme classes are covered the center of the region, and the eastern and southeastern parts of the basin that likely is related to the rainfall reduction and topographic characteristics of the area and poor vegetation. In comparison with the SPI meteorological index in the short periods (one month, three months, six months), the VHI index indicates the more correlation with the six-month SPI. According to the results obtained in this study, a large part of the study area is located in severe and very severe of drought classes which need more attention to water resource management in this region.

    Keywords: Drought, Vegetation Cover, VHI, SPI, Jaz, Murian
  • Fahimeh Karimpour, Abdullah Darzi Naftchali, Mehdi Nadi* Pages 262-267

    The accurate determination of river flow in watersheds without sufficient data is one of the major challenges in hydrology. In this regard, given the diversity of existing hydrological models, selection of an appropriate model requires evaluation of the performance of the hydrological models in each region. The objective of this study was to compare the performance of artificial neural network (ANN) and IHACRES integrated model to predict the flow of sivand river in Tashak Bakhtegan watershed located in Fars province as a warm and arid area. Calibration and validation procedures were done by using data from 1982-1995 and 1996- 2012, respectively. Neural Network Toolbox of MATLAB software were used to evaluate the capabilities of neural networks. In both calibration and validation periods, simulated flows by the IHACRES model for flood flows, were less than the observed data. The determination coefficients of the model during calibration and validation were 0.62 and 0.54, respectively. The determination coefficients of dynamic neural networks and static neural networks during calibration and validation ranged from 0.88- 0.94 and 0.51- 0.69, respectively. The results demonstrated that artificial neural networks predicted monthly flow of sivand river more accurately than the IHACRES model.

    Keywords: Watershed, Flood, Static networks, Dynamic networks