فهرست مطالب

  • سال بیست و سوم شماره 4 (پیاپی 90، زمستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/10/19
  • تعداد عناوین: 30
|
  • ساناز اسلامی جمال آباد، احمد شرافتی*، عمادالدین محمدی گل افشانی، فرهاد فرسادنیا صفحات 1-17

    یکی از مشکلات پیش روی متخصصان و طراحان پروژه های آبی، سری های زمانی ناقص در علم هیدرولوژی است که باعث بروز خطا در نتایج مطالعات شده و اجرای پروژه ها را دچار مشکل می کند. این مساله در مناطقی که تعداد ایستگاه های هیدرومتری و باران سنجی محدود است، حادتر است. از طرفی ارزیابی، توسعه و استفاده پایدار از منابع آبی نیازمند در اختیار داشتن سری های زمانی هیدرولوژیکی با کیفیت بالا و طول مدت کافی است. لذا این موضوع رفع نواقص آماری را ایجاب می کند و اهمیت چگونگی مواجه شدن با این مشکلات در آنالیزهای هیدرولوژیکی را نشان می دهد. در حال حاضر استفاده از روش های آماری به منظور رفع خلاء های آماری و بازسازی داده ها متداول است. در این مطالعه به منظور معرفی روشی چندمتغیره در برآورد داده های گمشده مربوط به بارش و رواناب، در یک منطقه همگن از لحاظ هیدرولوژیکی در استان مازندران، روش نگاشت های خودسازمانده تحت دو سناریو مورد بررسی قرار گرفت و تخمین های قابل اعتمادی را به دست آورد. به نحوی که مقادیر ضریب همبستگی بین داده های مشاهداتی و خروجی مدل برای داده های بارش تا 92/0 و برای داده های رواناب تا 95/0 محاسبه شد. لذا پیشنهاد می شود برای کاهش عدم اطمینان ناشی از داده های ناکافی در مدیریت منابع آب، از این روش استفاده شود.

    کلیدواژگان: شبکه عصبی غیرنظارت شونده، بازسازی سری های زمانی، داده های گمشده
  • مهسا بوستانی، فرهاد موسوی، حجت کرمی، سعید فرزین* صفحات 19-32

    دبی جریان رودخانه ها از جمله عوامل تاثیرگذار بر بهره برداری منابع آب و طراحی سازه های هیدرولیکی از جمله سدها بوده که مطالعه آن از اهمیت بالایی برخوردار است. عوامل متعدد تاثیرگذار بر این پدیده غیرخطی باعث شده که دبی جریان، تصادفی فرض شود. بنا بر اصول نظریه آشوب، سیستم های به ظاهر تصادفی و بی نظم دارای الگوی منظم و قابل پیش بینی هستند. در این پژوهش، با استفاده از روش های ترسیم فضای فاز، بعد همبستگی، بزرگ ترین نمای لیاپانوف و توان طیف فوریه، دبی رودخانه زاینده رود از دیدگاه نظریه آشوب طی 43 سال (1350 تا 1392) بررسی و تحلیل شده است. بر اساس نتایج، مقدار غیر صحیح بعد همبستگی برای ایستگاه های اسکندری و قلعه شاهرخ (به ترتیب 3/34 و 3/6)، حاکی از رفتار آشوبناک دبی جریان در بالادست مخزن سد زاینده رود است. از سوی دیگر، در ایستگاه سد تنظیمی، نمودار بعد همبستگی نسبت به بعد محاط، سیر صعودی دارد که مبین تصادفی بودن سری زمانی مورد مطالعه در پایین دست مخزن سد زاینده رود است. شیب نمودار های نمای لیاپانوف که نشان دهنده حساسیت به شرایط اولیه سیستم است، برای ایستگاه های اسکندری، قلعه شاهرخ و سد تنظیمی به ترتیب برابر 0/014، 0/017 و 0/0192 و افق پیش بینی قابل اعتماد در ایستگاه های آشوبناک به ترتیب برابر با 96 و 59 روز به دست آمد. واکاوی غیرتناوبی بودن سری های زمانی نیز با استفاده از آنالیز توان طیف فوریه انجام شد. پهنای وسیع باند، افزون بر شاخص های دیگر، بر صحت آشوبناکی دبی رودخانه در ایستگاه های بالادست مخزن سد زاینده رود دلالت دارد.

    کلیدواژگان: مخزن سد زاینده رود، ایستگاه هیدرومتری، فضای فاز، بعد همبستگی، توان طیفی فوریه، افق پیش بینی
  • یعقوب دین پژوه، عصمت السادات علوی* صفحات 33-44

    شناسایی مشخصه های بارش و فهم فرایندهای مرتبط با آن، یکی از عوامل مهم در بهره برداری صحیح از منابع آب است. انتخاب باران طرح، نخستین گام، در برآورد سیلاب های طرح است. تعیین الگوی زمانی بارش، به عنوان یکی از ویژگی های باران طرح، به منظور برآورد سیلاب و همچنین طراحی سیستم های زهکشی سطحی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. این مطالعه، به بررسی تغییرات الگوی توزیع عمق بارش در طول مدت دوام آن در سد دز می پردازد. برای رسم منحنی های هاف از داده های باران نگار ثبات در ایستگاه سد دز استفاده شد. برای این منظور، تعداد 280 رگبار ثبت شده از سال 1351 تا 1394 در فصول مختلف و در پنج کلاس صفر تا 2، 2 تا 6، 6 تا 12، 12 تا 24 و بیش از 24 ساعت، دسته بندی شد. افزون بر این، برای هر دسته، در هر فصل، منحنی های هاف با استفاده از تجمیع رگبارها در یک جا رسم شد. همچنین، رویدادهای کلیه دسته ها در یک فصل مشخص در یک گروه کلی ادغام و منحنی هاف فصلی رسم شد. ضمنا برای ایستگاه مورد نظر، همه رویدادهای ثبت شده در یک کلاس جمع بندی و منحنی هاف کلی به دست آمد. در ادامه برای هر منحنی هاف، هیتوگراف رگبار طرح با احتمال 50 درصد رسم شد. معادله لوجیستیک برای منحنی هاف 50 درصد بسط داده شد. در حالت کلی، بیشتر رگبارهای سد دز (حدود 32/9 درصد) در چارک دوم زمانی به زمین می رسد. با این حال، این رقم برای رگبارهای کوتاه مدت صفر تا دو ساعت برای فصول بهار، پاییز و زمستان به ترتیب معادل 55، 48/5 و 50/4 درصد به دست آمد. درحالی که، برای رگبارهای بلندمدت ارقام کمتری حاصل شد. این منحنی ها می تواند در مدیریت منابع آب منطقه مفید واقع شود. مقدار ضریب همبستگی بین مقادیر حاصل از مدل لوجیستیک و مقادیر نظیر مستخرج از منحنی ها در جمیع حالات بیش از 0/99 و در سطح یک درصد معنی دار بودند.

    کلیدواژگان: توزیع زمانی بارش، رگبار طرح، سیلاب طرح، منحنی های هاف، هیتوگراف
  • شعله قبادی علمداری*، اصغر اصغری مقدم، علی اکبر شهسواری صفحات 45-57

    استفاده نا هماهنگ از منابع آب سطحی و زیرزمینی، باعث ایجاد بحران در یکی از این منابع می شود. برداشت تلفیقی از منابع آب های سطحی و زیرزمینی به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک راهکاری علمی و عملی در راستای مدیریت پایدار منابع آب است. هدف اصلی این پژوهش شبیه سازی سیستم هیدروژئولوژیکی آبخوان دشت دهلران است، سپس روی مدل ساخته شده سناریوهای مدیریتی استفاده تلفیقی اعمال شد و اثرات آن روی تغییرات ذخیره آبخوان بررسی شد. در این راستا سیستم جریان آب زیرزمینی دشت دهلران در محیط نرم افزار GMS 9.1 با استفاده از کد MODFLOW شبیه سازی شد و اطلاعات رودخانه نیز در آن وارد شد. از شرایط متوسط سال آبی90-1389 برای شبیه سازی حالت ماندگار استفاده شد. سپس با استفاده از آن مدل از مهر 89 تا شهریور 90 در حالت غیر ماندگار در چهار دوره تنش و هر دوره تنش در سه گام زمانی واسنجی شد و پس از بهینه سازی پارامترهای هیدروژئولوژیکی، مدل برای سال آبی 91-1390 صحت سنجی شد. پس از واسنجی مدل در شرایط غیر ماندگار مقادیر خطای میانگین، خطای میانگین مطلق و مجذور مربعات خطاهای اندازه گیری شده در پیزومترها به ترتیب 0/24-، 0/46 و 0/65 به دست آمد. نتایج حاصل از صحت سنجی توانایی مدل را در شبیه سازی شرایط حاکم بر آبخوان تایید کردند. سرانجام اعمال سناریوهای مختلف نشان داد که استفاده تلفیقی صحیح از منابع آب سطحی و زیرزمینی می تواند سبب افزایش ذخیره آبخوان تا حدود 2/23 میلیون مترمکعب در سال شود.

    کلیدواژگان: دشت دهلران، استفاده تلفیقی، شبیه سازی، GMS 9.1
  • لطفعلی چراغپور، مهدی پژوهش*، علیرضا داوودیان، عاطفه بزرگمهر صفحات 59-69

    در تحقیق حاضر به منظور بررسی تغییرات ایجاد شده در کاربری اراضی حوضه آبخیز توف سفید واقع در بخش شمال غربی استان چهارمحال و بختیاری طی یک دوره 25 ساله، تصاویر ماهواره لندست TM مربوط به سال 1991 میلادی در ابتدای دوره و تصاویر ماهواره لندست 8 مربوط به سال 2015 میلادی در انتهای دوره، تهیه و با انجام پردازش های اولیه و تصحیحات اتمسفری روی تصاویر، نقشه های کاربری اراضی به روش طبقه بندی نظارت شده با تعیین شش کاربری عمده شامل: باغ، مرتع با پوشش علفی، گونزار، کشاورزی، پوشش سنگی و خاک لخت تهیه شد. همچنین با استفاده از تصویر گوگل ارث برای سال 2015 و عکس های هوایی برای سال 1991، نقشه های واقعیت زمینی برای هر دو تاریخ مذکور ایجاد شد و با بررسی صحت طبقه بندی ها، ضریب کاپا بالای 7/0 درصد به دست آمد و درستی طبقه بندی ها تایید شد. درنهایت بررسی نقشه های 1991 و 2015 و مقایسه آنها نشان داد که تغییرات ایجاد شده در کاربری های اراضی منطقه مورد مطالعه، در طول این دوره 25 ساله روند نامناسب و سیر قهقرایی را برای طبیعت منطقه مورد مطالعه داشته است. نتایج نشان داد که کاربری کشاورزی با 49/36 درصد تغییر، بیشترین تغییرات را در افزایش سطح اراضی دارای این کاربری داشته است و کاربری مرتع با پوشش علفی نیز با 32/65 درصد تغییر، بیشترین تغییر را در کاهش سطح اراضی دارای این کاربری نشان داد. همچنین کاربری خاک لخت با 12 درصد تغییر، کمترین میزان تغییرات را نشان داد.

    کلیدواژگان: تصاویر ماهواره ای، تغییرات کاربری اراضی، طبقه بندی نظارت شده، ضریب کاپا
  • عبدالرحیم جمال*، علی پروان، داریوش والی زاده صفحات 71-83

    امروزه تهیه نقشه های پهنه بندی سیلاب یکی از اطلاعات پایه و مهم در مطالعات طرح های عمرانی در دنیا محسوب می شود و قبل از هر گونه سرمایه گذاری و اجرای طرح های توسعه، بررسی آن در دستور کار سازمان های ذیربط قرار دارد. در این مقاله، پهنه بندی سیلاب با استفاده از مدل دوبعدی HEC-RAS و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) به منظور ارزیابی خطرپذیری طرح احداث ایستگاه راه آهن در مجاورت ساحل رودخانه ایرانشهر، در بازه ای به طول 2500 متر انجام شده است. استفاده از مدل هیدرولیکی دوبعدی در مقایسه با مدل های یک بعدی به کار رفته در تحقیقات گذشته، سبب شبیه سازی دقیق تر الگوی جریان به خصوص در مناطق سیلاب دشت خواهد شد. در این مقاله، با توجه نقش مهم توپوگرافی منطقه در اطمینان از دقت محاسبات، از مدل رقومی ارتفاع (DEM) با دقت بسیار بالا (در حدود دو متر) که از عکس های هوایی به دست آمده، استفاده شده است. بدین ترتیب میزان پیشروی سیلاب، عمق و سرعت جریان را در دوره بازگشت های مختلف با دقت بالایی است. بر اساس مقایسه پروفیل سطح آب در سیلاب های با دوره بازگشت 100 و 25 ساله، بیشترین اختلاف تراز سطح آب 5/0 متر بوده است که این مسئله با توجه شیب کم منطقه منطقی به نظر می آید. نتایج این مقاله نشان می دهد که موقعیت ایستگاه راه آهن از نظر میزان خطرپذیری، در محدوده خطر متوسط و حاشیه سیلاب قرار دارد.

    کلیدواژگان: پهنه بندی سیلاب، مدل HEC-RAS، ارزیابی خطرپذیری، الگوی جریان
  • طاها یوسفی بابادی*، مجید لطفعلیان، حسن اکبری صفحات 85-92

    فرسایش خاک و پیامدهای ناشی آن از عوامل مهم مدیریت شبکه جاده جنگلی است. در بین بخش های مختلف ساختمان جاده های جنگلی، شیروانی خاک برداری مهم ترین منبع تولید رسوب است. برای این پژوهش، یک جاده جدید و لخت، در سری 5 بخش 2 جنگل نکاچوب انتخاب و داده های مطالعه روی آن اندازه گیری شد. این تحقیق در قالب طرح کاملا تصادفی در 10 قطعه نمونه دو مترمربعی با تعداد دفعات بارندگی هشت بار در شرایط طبیعی بارندگی در طول 500 متر جاده انجام شد. نتایج همبستگی پیرسون نشان داد که از بین متغیرهای خاک، حد روانی در سطح پنج درصد و حد خمیری نیز در سطح یک درصد همبستگی مثبت و معنی داری با رواناب و هدررفت خاک دارند. همچنین درصد ماده آلی در سطح یک درصد و درصد شن نیز در سطح پنج درصد همبستگی منفی و معنی داری با رواناب و هدررفت خاک دارند. با افزایش وزن مخصوص ظاهری و درصد رطوبت خاک، میزان رواناب و رسوب افزایش می یابد. نتایج مدل چندمتغیره نشان داد با بهره گیری از متغیرهای حد خمیری و درصد شن می توان میزان هدررفت خاک را با ضریب تبیین 0/948 برآورد کرد.

    کلیدواژگان: خصوصیات خاک، جنگل نکاچوب، جاده جدید و لخت، رواناب، هدررفت خاک
  • رضا موسی پور، سید فرهاد موسوی*، خسرو حسینی صفحات 93-106

    وقوع سیلاب های سهمگین در رودخانه ها موجب آسیب های زیادی می شود. در این پژوهش، برای ساماندهی محدود ه ای از رودخانه بابل رود به طول 10/9 کیلومتر، ابتدا با استفاده از نقشه توپوگرافی منطقه، لایه Tin در نرم افزار GIS ایجاد شد. با استفاده از الحاقیه HEC-GeoRAS مسیر اصلی و مقاطع عرضی رودخانه تهیه و به مدل HEC-RAS معرفی شدند. دبی جریان رودخانه با دوره های بازگشت 2 تا 200 سال به دست آمد. تحلیل جریان در محدوده های کشاورزی و شهری انجام شد و نواحی ساماندهی با لحاظ دیوار سیل بند و خاکریز مشخص و طراحی شدند. طراحی ساز ه ای، کنترل پایداری و لغزش بر اساس نشریه 518 با استفاده از نرم افزار RetainWall و طراحی و کنترل پایداری گوره ها بر اساس نشریه 214 با استفاده از نرم افزار GeoStudio انجام گرفت. برآورد هزینه اجرای پروژه بر اساس فهرست بهای سال 1396 ارائه شد. با توجه به خروجی نرم افزار HEC-RAS، ارتفاع کلی دیوار سیل بند برای ساماندهی رودخانه در سه بازه منطقه شهری 1/73 تا 2/8 متر و در پنج بازه منطقه کشاورزی 1/46 تا 2/25 متر تعیین شد. هزینه کلی ایجاد خاکریز حدود 9/01 میلیارد ریال، سیل بند بتنی حدود 9/26 میلیارد ریال و سیل بند بتنی طر ه ای T شکل معکوس حدود 05/10 میلیارد ریال برآورد شد. بنابراین، استفاده از خاکریز سیل بند از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است.

    کلیدواژگان: ساماندهی رودخانه ها، روش های بیومهندسی، دیوار سیل بند
  • حمیده غفاری، سیدمحمدعلی زمردیان* صفحات 109-123

    آبشستگی موضعی اطراف پایه های پل از دلایل اصلی تخریب و شکست پل است. در طراحی پل ها به دلایل اقتصادی و ژئوتکنیکی از گروه پایه استفاده می شود که مکانیسم آبشستگی آن پیچیده و با تک پایه متفاوت است. در این پژوهش میزان آبشستگی در گروه پایه با سه پایه استوانه ای و با دو آرایش 3×1 در امتداد جریان و 1×3 در جهت عمود بر جریان، در خاک ماسه ای و خاک مخلوط ماسه + رس بنتونیت در درجه تراکم 90 درصد و رطوبت بهینه، با تغییر فاصله بین پایه ها و درصد رس بنتونیت، بررسی شده است. همچنین تاثیر نوع کانی رس با استفاده از رس کائولین نشان داده شده است. نتایج نشان داد که میزان آبشستگی در دو خاک چسبنده و غیرچسبنده با توجه به نوع کانی رس متفاوت است. به گونه ای که استفاده از 10 درصد رس بنتونیت به صورت مخلوط با خاک ماسه باعث کاهش بیش از 90 درصد آبشستگی نسبت به ماسه می شود در صورتی که استفاده از 15 درصد کائولین در شرایط مشابه تقریبا 30 درصد کاهش در آبشستگی نشان می دهد.

    کلیدواژگان: آبشستگی موضعی، گروه پایه، خاک چسبنده، بنتونیت، کائولین
  • علی خیراندیش، فرهاد موسوی، حمیدرضا غفوری، سعید فرزین* صفحات 125-139

    در این پژوهش، الگوی بهره‏برداری تلفیقی و یکپارچه از منابع آب سطحی و زیرزمینی دشت بهبهان (مخزن سد مارون و چاه های بهره برداری موجود در دشت) بررسی شده است. شبیه سازی تخصیص نیازهای آبی حوضه در نرم‏افزار WEAP با چهار سناریو شامل: 1) شرایط فعلی(M1)، 2) سناریوی مرجع برای 16 سال آینده (M2)، 3) سناریوی توسعه اراضی (M3) و 4) سناریوی بهینه (M4)، انجام شده است. سناریوی بهینه با روش برنامه ریزی خطی چند هدفه در نظر گرفته شده است. بر اساس نتایج، در تمام سناریوها، نیازهای شرب به طور کامل برآورده می شود. در سناریوی شرایط فعلی، نیاز کشاورزی، به جز برای حقابه های سنتی، در ماه های کم آب، بیش از 50 درصد براورده شده است. برای نیازهای کشاورزی شبکه های آبیاری در سناریوی مرجع، میزان تامین در بعضی ماه ها کمتر از 100 درصد بوده و حتی در ماه های خرداد و شهریور، تامین نیاز آب برای شبکه های شمال و جنوب دشت بهبهان کمتر از 10 درصد است. در سناریوی توسعه اراضی، نیاز کشاورزی در شبکه های آبیاری، به جز شبکه آبیاری رامهرمز، در همه ماه ها بیشتر از 90 درصد تامین می شود. سناریوی بهینه برای حداقل جریان در رودخانه مارون و حجم ذخیره نسبت به سناریوهای دیگر بهترین عملکرد را داشته است. از مقایسه چهار سناریو در تامین نیاز آبی زیست محیطی مشخص شد که سناریوی بهینه در ماه های بهار نسبت به سه سناریوی دیگر بهتر و مطلوب تر عمل می کند؛ ولی در کل سال کمتر از 100 درصد نیاز آبی تامین می شود. مقایسه چهار سناریو نشان داد که سناریوهای شرایط حاضر و مرجع در شبکه های آبیاری جایزان فجر، جنوب بهبهان، شمال بهبهان و حقابه های سنتی بیشترین درصد اطمینان پذیری را داشته اند. بسامد حجم ذخیره- زمان- احتمال حاصل از حجم ذخیره ماندگاری در سناریوی بهینه نشان داد که بیشترین زمان ماندگاری در حجم ذخیره 558 میلیون متر مکعب (که برابر نصف حجم مخزن سد مارون است) و با بیشترین احتمال (60 درصد) به ‏دست آمد.

    کلیدواژگان: رودخانه مارون، WEAP، دشت بهبهان، نیازهای آبی، بهینه سازی
  • نرگس علیان، محمد مهدی احمدی*، بهرام بختیاری صفحات 141-152

    براورد خسارت مورد انتظار سالیانه (Expected annual damage) ناشی از سیلاب در حوضه های شهری و غیرشهری یکی از مهم ترین پارامترهای مهندسی و مدیریت سیلاب است. EAD یک شاخص مهم برای نشان دادن میزان آسیب پذیری یک حوضه در برابر سیلاب است. براورد EAD احتیاج به تلفیق مدل های هیدرولوژیکی ، هیدرولیکی و اقتصادی دارد. براورد EAD بدون توجه به عدم قطعیت موجود نمی تواند بیان کننده واقعیت ریسک سیلاب حوضه باشد. در این پژوهش EAD در منطقه کوهپایه - سگزی در حوضه آبریز زاینده رود با لحاظ کردن عدم قطعیت به روش مونت کارلو براورد شده است. در مدل هیدرولوژیکی احتمال رخداد سیلاب با استفاده از داده های درازمدت دبی حداکثر محاسبه و مدل هیدرولیکی بازه مورد مطالعه با استفاده از نرم افزار HEC RAS و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و نیز بهره گیری از نرم افزار گوگل ارث بررسی شد. مقدار خسارت با توجه به کاربری اراضی محدوده مشخص و با توسعه یک کد کامپیوتری در محیط متلب و فراخوانی خروجی مدل های هیدرولوژیکی ، هیدرولیکی و اقتصادی مقدار EAD با لحاظ کردن عدم قطعیت به روش مونت کارلو محاسبه و بررسی شد. توزیع لگاریتم پیرسون تیپ III در تحلیل فراوانی سیلاب به عنوان بهترین توزیع شناخته و در نهایت منحنی خسارت - اشل براورد شد. بر اساس نتایج آنالیز عدم قطعیت ، دبی جریان بیشترین تاثیر در بروز عدم قطعیت در براورد EAD را نشان داد.

    کلیدواژگان: تحلیل ریسک، خسارت سیل، HEC-RAS، GIS، عدم قطعیت، منطقه کوهپایه - سگزی، زاینده رود
  • دلارام ضیایی جزی*، رفعت زارع بیدکی، علی اصغر بسالت پور، آرش ملکیان صفحات 153-164

    برای حفظ و نگهداری خاک به عنوان منبع تولید باید بین استعداد ذاتی زمین و بهره برداری از آن توازنی برقرار باشد که این توازن از طریق ارزیابی تناسب اراضی میسر می شود. هدف از مطالعه حاضر مقایسه میزان رواناب و رسوب دهی کاربری های اراضی مختلف حوضه آبخیز بهشت آباد در وضعیت کنونی و در حالت رعایت تناسب کاربری اراضی است. بدین منظور نقشه کاربری اراضی در وضعیت فعلی با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست و نقشه تناسب کاربری اراضی براساس دستورالعمل FAO تهیه شدند. سپس میزان رواناب و رسوب تولیدی در شرایط فعلی و تناسب کاربری اراضی با استفاده از مدل SWAT براورد شد. بدین منظور برای محاسبه رواناب از روش شماره منحنی و در روندیابی کانال از روش ماسکینگام و برای محاسبه تبخیر و تعرق پتانسیل از روش هارگریوز - سامانی استفاده شد. نتایج نشان می دهد رعایت تناسب اراضی در حوضه آبخیز بهشت آباد سبب کاهش میانگین رواناب از 99/4 میلی متر به 82/8 میلی متر (17 درصد) و رسوب دهی از 10/7 تن در هکتار به 7/8 تن در هکتار (27 درصد) در سال خواهد شد. درصد این کاهش در کاربری های کشت دیم، کشت آبی و مراتع پایین دست (فقیر) بیشتر است.

    کلیدواژگان: تناسب اراضی، رواناب، فرسایش، FAO، SWAT
  • مهدی ماجدی اصل*، سعیده ولیزاده صفحات 165-181

    آبشستگی موضعی حول فوندانسیون سازه های دریایی و هیدرولیکی یکی از مهم ترین عوامل در ناپایداری و خرابی این سازه ها است. همواره پیش بینی نادرست عمق آبشستگی حول پایه پل ها باعث تحمیل ضررهای مالی در پل سازی و به خطر افتادن جان انسان های بسیاری شده است از این رو براورد دقیق این پدیده پیچیده، اطراف پایه پل ها لازم و ضروری است. از آنجایی که فرمول های ارائه شده توسط محققین مختلف، مربوط به شرایط خاص آزمایشگاهی است، در شرایط دیگر کمتر صادق بوده و از دقت چندانی برخوردار نیستند. به تازگی محققان زیادی تلاش کردند تا روش ها و مدل های جدیدی را با عنوان محاسبات نرم، در پیش بینی این پدیده مهم مورد بررسی قرار دهند. در این پژوهش، برای پیش بینی عمق آبشستگی اطراف پایه پل 146 سری داده آزمایشگاهی مختلف (در سه نوع شرایط آزمایشگاهی متفاوت) با استفاده از ماشین بردار پشتیبان مورد تحلیل قرار گرفت. این داده ها در قالب ترکیبات مختلف متشکل از پارامترهای ورودی و D هستند که به ترتیب، ضخامت زیر لایه لزج، عدد رینولدز، سرعت بحرانی، پارامتر شیلدز، سرعت برشی، سرعت متوسط، قطر متوسط ذرات، عمق اولیه جریان و قطر پایه پل معرفی می شوند. پارامترهای گفته شده در دو سناریو متفاوت (حالت بابعد و حالت بی بعد) وارد شبکه SVM شدند. برای ارزیابی کارایی ترکیبات از معیارهای آماری RMSE (جذر میانگین مربعات خطاها)، (مجذور ضریب همبستگی بین مقادیر آزمایشگاهی و پیش بینی) و DC (ضریب تعیین خطی بین مقادیر پیش بینی شده و آزمایشگاهی) استفاده شده است. نتایج حاصل از این ماشین با نتایج به دست آمده از فرمول های تجربی و روابط ارائه شده در همین تحقیق مقایسه شد. نتایج حاصل از این پیش بینی است. نتایج نشان می دهد، در سناریو اول ترکیب شماره 5 با پارامترهای ورودی بی بعد  و و در سناریو دوم نیز ترکیب شماره 5 با پارامترهای ورودی بابعد و برای مرحله آزمون، به عنوان برترین مدل انتخاب شده اند. در نتیجه از نتایج چنین استنباط شد که سناریو دو (حالت بابعد) در پیش بینی عمق آبشستگی حول تک پایه قائم براورد دقیق تری نسبت به سناریو اول (حالت بی بعد) ارائه داده است. در پایان آنالیز حساسیت روی پارامترها انجام شد و پارامترهای  به ترتیب و به عنوان موثرترین پارامترها انتخاب شدند.

    کلیدواژگان: آبشستگی موضعی، پارامترهای ورودی، ماشین بردار پشتیبان، محاسبات نرم
  • داود صالحی، مصطفی گودرزی، حسین منتصری* صفحات 183-198

    هدف از این پژوهش ارائه یک حالت پایدار به منظور تخصیص منابع آب حوضه آبریز زاینده رود است به نحوی که ذینفعان کمترین مناقشه و تنش قابل توجهی را بر سر برداشت از منابع آب داشته باشند. به همین منظور در این پژوهش با استفاده از نظریه بازی ها از جمله مدل گراف حل مناقشه (GMCR)، به بررسی مناقشات موجود بین چهار تصمیم گیرنده اصلی حوضه که شامل شرکت آب منطقه ای، سازمان جهاد کشاورزی و اداره حفاظت از محیط زیست استان اصفهان و درنتیجه استان چهارمحال و بختیاری هستند، پرداخته شد و براساس هفت سیاست اتخاذ شده، 128 حالت در مدل GMCR ایجاد شد که با توجه به نتایج رویکرد GMCR، شش سناریو به عنوان سناریوهای پایدار برای اعمال تخصیص منابع آب در حوضه ارائه شد. سپس نتایج این بخش برای انتخاب بهترین حالت، به صورت سناریو در مدل WEAP توسعه داده شد و نتایج حاصل از اجرای مدل WEAP با استفاده از معیارهای عملکرد سیستم و شاخص پایداری مورد تحلیل و ارزیابی قرار گرفت و سناریوی 2 شامل اجرای طرح ایجادکننده حقابه بر جدید در حوضه، تاکید بر حقابه زیست محیطی و طرح های تعادل بخشی آبخوان ها به همراه مدیریت توامان تامین و تقاضا، با شاخص پایداری 81/4 به عنوان برترین سناریو شناخته شد.

    کلیدواژگان: تخصیص آب، رفع اختلاف، نظریه بازی، مدل WEAP، معیار عملکرد، شاخص پایداری، حوضه زاینده رود
  • شهلا احمدی قلی درق، آیدا عباسی کلو*، اباذر اسمعلی، عوری صفحات 199-210

    خاک، یکی از مهم ترین منابع طبیعی کشورهاست که فرسایش موجب اتلاف آن می شود. در این پژوهش تاثیر ویژگی های خاک بر میزان فرسایش در سطح زیررده بررسی می شود. بدین منظور 77 نمونه خاک (30-0 سانتی متر) تهیه و پارامترها در آزمایشگاه اندازه گیری شد. نیم تغییرنمای پارامترها با +GS و نقشه توزیع مکانی آنها یا سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) تهیه شد. منطقه با تلفیق نقشه های تیپ اراضی و زمین شناسی به اجزای واحد اراضی تفکیک و فرسایش آبی در هر واحد اراضی به روش EPM براورد شد. با حفر پروفیل در نقاط مختلف منطقه، زیررده های خاک به روش جامع آمریکایی تعیین و مقدار متوسط پارامترها در هر زیررده براورد شد. برای تحلیل داده ها از آنالیز مولفه های اصلی (PCA) استفاده شد. نتایج نشان داد از میان پارامترها، سه ویژگی سیلت، کربن آلی و هدایت الکتریکی به عنوان مولفه اصلی اول 30/384 درصد؛ رس، شن و پوشش گیاهی به عنوان مولفه اصلی دوم 18/091 درصد و شیب و ارتفاع به عنوان مولفه اصلی سوم 15/330 درصد و در مجموع 63/805 درصد از میزان تغییرات فرسایش را توجیه می کند. کمترین و بیشترین میزان فرسایش (به ترتیب 69/12 و 343/57 مترمکعب در کیلومترمربع در سال) در زیررده های Xeralfs و Fluvents براورد شد. کلاس شدت فرسایش زیررده های منطقه مطالعاتی، کم و متوسط تعیین شد.

    کلیدواژگان: آنالیز مولفه های اصلی، روش پتانسیل فرسایش، سیستم اطلاعات جغرافیایی، روش جامع آمریکایی
  • صدیقه نیکخو امیری، مجتبی خوش روش، رضا نوروز ولاشدی* صفحات 211-226

    امروزه افزایش دمای سطحی کره زمین و اثرات آن بر چرخه آب توجه بسیاری از پژوهشگران را به خود جلب کرده است. در این پژوهش اثر تغییرات آب وهوا براورد حوضه آبریز تجن (محدوده بالادست سد شهید رجایی) با ریزمقیاس نمایی داده های خروجی مدل 2CanESM و با به کارگیری روش ریزمقیاس نمایی تحت مدل SDSM بررسی شد. تغییرات دبی جریان در محل سد شهید رجایی با استفاده از داده های هواشناسی ایستگاه سینوپتیک کیاسر و تغییرات دما و بارش آن با استفاده از سناریوهای اقلیمی 2/6RCP و  8/5 RCP برای سال های 2066-2016 شبیه سازی و همچنین اثر تغییرات سناریوهای مختلف روی جریان خروجی ایستگاه هیدرومتری سلیمان تنگه توسط مدل هیدرولوژی SWAT ارزیابی شد. نتایج نشان داد که بارش سالانه در سناریوی 2/6 RCP  به میزان 58 درصد کاهش و دمای هوا 14 درصد افزایش خواهد داشت، همچنین در سناریوی RCP8/5، بارش به میزان 59/5 درصد کاهش و دما 21 درصد افزایش خواهد یافت. در دوره آینده (2016-2066)، دبی های اوج برای سناریو های 2/6 RCP و 8/5 RCP به ترتیب به میزان 4 و 5/7 درصد افزایش داشت و متوسط دبی سالانه به میزان 16 و 16/5 درصد کاهش خواهد داشت. بنابراین می توان با بررسی شرایط به وجود آمده، برای الگوی کشت منطقه در پایین دست و اثرات زیست محیطی برای دوره های آینده برنامه ریزی کرد.

    کلیدواژگان: شبکه عصبی غیرنظارت شونده، بازسازی سری های زمانی، داده های گمشده
  • علی رضا واعظی*، شکوه کریمی، مجید فرومدی صفحات 227-241

    فرسایش بارانی نخستین شکل فرسایش آبی در طبیعت است که تحت تاثیر عوامل مختلف از جمله بارندگی پیشین و کاربری زمین قرار می گیرد. این مطالعه به منظور بررسی اثر بارندگی پیشین بر فرایندهای فرسایش بارانی در دو نوع کاربری زمین در خاک مارنی تحت باران شبیه سازی شده انجام گرفت. برای این منظور از خاکدانه های با قطر شش تا هشت میلی متری از دو نوع خاک مارنی (مرتع و تبدیل شده به کشاورزی) از عرصه های مارنی غرب زنجان نمونه برداری تصادفی شد. خاکدانه ها در 48 جعبه پلاستیکی به ابعاد 40×30 سانتی متر برای بررسی اثر هشت سطح تداوم باران در سه تکرار آماده سازی شدند. برای اعمال باران ها، از بارانی با شدت 40 میلی متر بر ساعت به کمک شبیه ساز باران با تداوم های صفر، 7، 14، 21، 28، 35، 42 و 49 دقیقه استفاده شد. باران های اعمال شده باعث ایجاد هشت سطح رطوبتی شامل 6/00، 9/30، 12/60، 15/89، 19/19، 22/49، 25/79 و 29/08 درصد در خاک شدند. به منظور بررسی میزان پاشمان از بارانی با شدت ثابت 40 میلی متر بر ساعت به مدت 15 دقیقه در همه تیمارها استفاده شد. براساس نتایج، میزان تخریب خاکدانه ها در خاک مرتع، تحت تاثیر بارندگی های پیشین قرار نگرفت، درحالی که در خاک کشاورزی باران های پیشین اثری معنی دار بر میزان تخریب خاکدانه ها داشت (05/0>P). پاشمان ذرات پس از باران دوم در هر دو خاک مرتع و کشاورزی تحت تاثیر بارندگی پیشین قرار گرفت (0/05>P). مقدار تخریب خاکدانه و فرسایش پاشمانی در خاک کشاورزی به ترتیب 1/41 و 1/31 برابر بیشتر از مقادیر آنها در خاک مرتع بود و این تفاوت از نظر آماری معنی دار بود. این موضوع را می توان به ناپایداری خاکدانه ها در خاک کشاورزی مرتبط دانست که حساسیت خاک را به فرایندهای فرسایش بارانی افزایش داد. به طور کلی این پژوهش نشان داد که تغییر کاربری زمین در خاک های مارنی منجر به افزایش حساسیت آنها به فرایندهای فرسایش بارانی می شود. شدت فرسایش خاک در هر رخداد باران، به مقدار بارندگی پیشین نیز بستگی دارد. افزایش تخریب خاکدانه و محتوای رطوبت خاک در اثر باران پیشین، بر شدت فرسایش پاشمانی در خاک مارنی اثر می گذارد.

    کلیدواژگان: پاشمان ذرات، تخریب خاکدانه، تراکم خاک، کاربری زمین، سازندهای مارنی
  • غلامرضا صفر نژادی، محمد حیدرنژاد*، امین بردبار، محمدحسین پورمحمدی، امیرحسین کمان بدست صفحات 243-254

    استفاده از جت های پرتابی آزاد در سازه های پرتاب کننده جامی همراه با حوضچه استغراق وابسته، در صورت برقراری شرایط زمین شناسی و توپوگرافی و هیدرولیکی مناسب، مزایای اقتصادی و ایمنی چشمگیری در مقایسه با سایر انواع سازه های استهلاک انرژی دارد. در پژوهش حاضر پدیده آبشستگی پایین دست یک پرتابه جامی شکل در شرایط آزاد و همچنین در شرایط وجود دندانه با اشکال ذوزنقه ای و مثلثی در پایاب با فواصل چیدمان مختلف در 9 دبی و در مجموع 45 آزمایش بررسی شد. نتایج این پژوهش نشان داد که وجود دندانه چه اثراتی بر گستره و عمق آبشستگی می گذارد، بدین ترتیب که پرتابه جامی شکل با دندانه های مثلثی یک در میان نسبت به حالت بدون دندانه حدود 7/12 درصد کاهش آبشستگی را سبب می شود، همچنین حداکثر عمق آبشستگی در حالت باکت با دندانه های ذوزنقه ای یک در میان در بازه مطلوب تر از مابقی مدل ها به وقوع می پیوندد. سپس نتایج حاصل با تعدادی از فرمول های تجربی مقایسه و مشخص شد رابطه ورونس A نتایج نزدیک تری به مقادیر واقعی به دست می دهد.

    کلیدواژگان: پرتاب های جامی شکل، مستهلک کننده انرژی، عمق آبشستگی، دندانه های ذوزنقه ای و مثلثی
  • افشین هنربخش*، محمد فتحی، محمد رستمی صفحات 255-271

    به طور کلی رودخانه ها در زمره شاخص ترین و قابل دسترس ترین منابع آبی در اختیار بشر هستند و به دلیل نقش موثر نیروی آب در ایجاد تغییرات در الگوی جریان و به تبع آن بر تغییرات مورفولوژی رودخانه، بررسی و تحلیل هیدرولیکی جریان در رودخانه حائز اهمیت و لازمه طرح های ساماندهی، کنترل سیلاب و سازه های انتقال آب پایین دست است. در این پژوهش، شرایط هیدرولیکی رودخانه دیمه با استفاده از مدل عددی CCHE2D در حد فاصل پل سودجان تا پل اورگان بررسی شده است. مدل CCHED، یک مدل ریاضی توانمند در شبیه سازی الگوی جریان و انتقال رسوب در شبکه های رودخانه ها و کانال های آزمایشگاهی است. این مدل عددی در سال 1998 میلادی، توسط مرکز ملی محاسبات مهندسی و علوم آب دانشگاه می سی سی پی (NCCHE)توسعه یافت و تا به حال در بسیاری از پروژه های تحقیقاتی مهندسی آب به کار گرفته شده است. در ابتدای پژوهش اطلاعات ورودی موردنیاز مدل، نظیر توپوگرافی، دبی و سرعت جریان آب فراهم و مدل عددی اجرا شد. در گام بعدی، نتایج حاصل از اجرای مدل با استفاده از داده های اندازه گیری شده میدانی از عمق و سرعت جریان آب، مورد واسنجی و صحت سنجی قرار گرفت و درنهایت با استخراج نتایج مدل و مقایسه آنها، توانمندی مدل CCHE2D در شبیه سازی الگوی جریان تایید شد.

    کلیدواژگان: الگوی جریان، رودخانه، صحت سنجی، مدل CCHE2D، مورفولوژی
  • فاطمه هادیان*، رضا جعفری، حسین بشری، مصطفی ترکش صفحات 273-285

    در مناطق خشک و نیمه خشک رطوبت خاک یکی از مهم ترین فاکتور های تاثیر گذار بر تولید اکوسیستم ها محسوب می شود. هدف از مطالعه حاضر بررسی تغییرات فصلی رطوبت خاک و پوشش گیاهی در استان اصفهان است. بدین منظور داده های دمای سطح زمین (LST) و شاخص گیاهی NDVI مودیس برای محاسبه TVDI به کار گرفته شد و میزان رطوبت خاک در فصل رویش در چند عمق خاک (شامل 5، 10، 20، 30 سانتی متر) اندازه گیری شد. تغییرات فصلی LST و NDVI در اقلیم های مختلف نیز بررسی شد. نتایج نشان داد تغییرات NDVI و LST در این منطقه بسته به نوع اقلیم و خاک، دارای الگوی متفاوتی بوده است و میزان تاج پوشش گیاهی بر LST و نوسان آن تاثیر زیادی می گذارد. تغییرات NDVI در فنولوژی گیاهان در مناطق مرطوب در مقایسه با نیمه خشک و خشک بیشتر بود. پایش رطوبت خاک حاکی از آن بود که بسته به شرایط فصلی، همبستگی رطوبت اعماق خاک متفاوت بوده است، از این رو در اوایل فصل رطوبت سطح خاک (5-0 سانتی متر) اما در اواسط فصل به دلیل شکل ساختمان و عمق ریشه در بوته زارها، رطوبت خاک عمیق تر (30-10 سانتی متر) بیشترین همبستگی را با TVDI داشتند. بنابراین، یافته های این پژوهش اهمیت فصل رویش، شرایط خاک و درصد تاج پوشش و نوع گیاهان را در بررسی مطالعات رطوبت خاک توسط داده های ماهوره ای بیان می دارد.

    کلیدواژگان: رطوبت خاک، مقیاس فصلی، LST، NDVI، مودیس، TVDI
  • کیوان صیدی، شمس اله ایوبی*، کاظم نصرتی صفحات 287-298

    هدف از این مطالعه، تعیین سهم نسبی منابع زیرحوضه در تولید رسوب به وسیله داده های پذیرفتاری مغناطیسی به عنوان منشایاب در حوضه آبخیز چهل گزی سنندج است. به این منظور، 20 نمونه از خروجی پنج زیرحوضه برداشت و پذیرفتاری مغناطیسی آنها اندازه گیری شد. نتایج تحلیل آزمون کروسکال والیس نشان داد هر سه ردیاب بسامد بالا، پایین و وابسته توانایی تفکیک حداقل دو منبع را دارا هستند. در مرحله دوم، سه ردیاب در منبع زیرحوضه به وسیله تحلیل تشخیص آزمون شدند و دو ردیاب با توان تفکیک پذیری متفاوت، بسامد بالا 88 درصد و پذیرفتاری وابسته با 12 درصد و توان تفکیک پذیری هر دو ردیاب با هم در جداکنندگی زیرحوضه ها برابر با 90 درصد بود، به عنوان ترکیب بهینه انتخاب شدند، پس این قابلیت را دارند که در مدل تعیین سهم نسبی رسوب شرکت داده شوند. نتایج مدل منشایابی رسوب بر اساس روش عدم قطعیت Bayesian نشان داد، زیرحوضه های تودارصمدی با 44/4 درصد بیشترین سهم و دویسه، چتان و چرندو به ترتیب با 35/5، 7/9 و 4/5 و مادیان دول با 4/4 درصد کمترین سهم را در تولید رسوب داشت. بر اساس نتایج موجود، زیرحوضه های تودارصمدی و دویسه دارای بیشترین میزان تولید رسوب بود، پس در اجرای برنامه های مدیریتی حفاظت خاک باید در اولویت قرار گیرند.

    کلیدواژگان: منشایابی رسوب، پذیرفتاری مغناطیسی، حوضه آبخیز چهل گزی، مدل عدم قطعیت Bayesian
  • اسماعیل سهیلی*، حسین ملکی نژاد، محمدرضا اختصاصی صفحات 299-313

    رودخانه کر تامین کننده بخش مهمی از نیاز آبی، حوضه سد درودزن و مناطق اطراف آن در استان فارس است. در این پژوهش خشکسالی های هواشناسی و هیدرولوژیک این منطقه در چهار دهه اخیر بررسی شده است. بدین منظور روند زمانی و مکانی تغییرات جریان رودخانه در شش ایستگاه منتخب و در سه چارچوب زمانی ماهانه، فصلی و سالانه بررسی شد. همچنین روند شاخص خشکسالی بارش استاندارد شده SPI، در پنج ایستگاه منتخب با روش من- کندال اصلاح شده، مطالعه شد. نتایج نشان داد، روند جریان در همه چارچوب های زمانی کاهشی بوده است. روندهای کاهشی معنادار، در سطح اطمینان 95 درصد، در مقیاس ماهانه ، سالانه و نیز ماه های گرم سال از اردیبهشت تا شهریور مشاهده شد. این روندهای کاهشی معنادار از نظر مکانی در ایستگاه های میانه حوضه در مجاورت دشت های کشاورزی واقع شده اند. روند افزایشی معنادار تنها در ایستگاه سد درودزن، در خروجی حوضه و در ماه های گرم سال وجود دارد. درباره شاخص SPI نیز روندها در تمام چارچوب های زمانی کاهشی بوده است و تنها در دو ایستگاه و در چارچوب های زمانی بلند مدت 9، 12 و 18 ماهه در سطح اطمینان 95 درصد معنی دار هستند. نتایج حاکی از وقوع خشکسالی های خیلی شدید (2- > SPI) در طی سال های 62 -1361 و 87 -1386 است.

    کلیدواژگان: من- کندال اصلاح شده، شاخص بارش استاندارد شده، SPI، آزمون روند، استان فارس
  • محمد پورمیرزا*، امیرعباس کمان بدست صفحات 315-329

    یکی از مهم ترین عوامل آسیب و خرابی لوله ها، وقوع آبشستگی موضعی است، بنابراین طراحی مطمئن و اقتصادی لوله ها که در مسیر جریان قرار می گیرند، مستلزم تخمین مناسبی از میزان تاثیر عوامل موثر بر آبشستگی زیر لوله است. در این پژوهش بر اساس پارامتر های مهم و اثرگذار در پدیده آبشستگی و بر اساس داده های به دست آمده در آزمایشگاه دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز، مدل هایی بر مبنای شبکه های عصبی مصنوعی با استفاده از نرم افزارNeuroSolution5  ایجاد شد که در این تحقیق از سه مدل MLP، GFF و RBF استفاده شد و پس از مقایسه این سه مدل با یکدیگر، مدل MLP محور بررسی ها قرار گرفت. در نهایت با استفاده از تکنیک شبکه های عصبی مصنوعی میزان تاثیر هر کدام از پارامتر های موثر بر آبشستگی مشخص شد که بر اساس آن، پارامتر شیلدز با تاثیری بسیار زیاد (بیش از 95 درصد)، یکی از موثرترین عوامل در آبشستگی موضعی در این پژوهش است.

    کلیدواژگان: آبشستگی، شبکه عصبی مصنوعی، نرم افزار NeuroSolution5، مدل پرسپترون چند لایه (MLP)، پارامتر شیلدز
  • جواد ظهیری*، مهران آشناور صفحات 331-344

    مدل های ارائه شده برای شبیه سازی هیدرولیک جریان در رودخانه ها، اغلب جریان را به صورت یک بعدی فرض کرده و پارامترهای هیدرولیکی را بر اساس معادلات یک بعدی سنت ونانت شبیه سازی می کنند. در این پژوهش از مدل دوبعدی HEC- RAS برای شبیه سازی جریان در رودخانه کارون و در حد فاصل ایستگاه ملاثانی تا فارسیات استفاده شده است. به منظور آماده سازی نقشه ارتفاعی با استفاده از تصویر ماهواره ای منطقه مورد مطالعه، از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و اطلاعات پروفیل های بستر رودخانه استفاده شد. نتایج مدل سازی در قوس های مورد مطالعه، نشان می دهد که مقادیر حداکثر سرعت در قوس بیرونی اتفاق می افتد که با مکانیزم جریان در قوس ها مطابقت دارد. بر اساس نتایج به دست آمده، نوع و تراکم شبکه بندی تاثیر چندانی روی مدل سازی عمق جریان نداشته است. با این حال ویژگی های شبکه مورد استفاده تاثیر بالایی بر توزیع سرعت دارا بوده، به گونه ای که شبکه منظم با تراکم بالا بهترین دقت را در شبیه سازی سرعت جریان داشته است. تحلیل های آماری صورت گرفته نشان دهنده دقت بالای مدل است به گونه ای که جذر میانگین مربعات خطا برای دبی جریان و سطح آب به ترتیب 17/95 متر مکعب بر ثانیه و 0/50 متر محاسبه شده است. علاوه بر این ضریب ناش- ساتکلیف نیز برای دبی جریان و سطح آب بالای 0/9 براورد شد که مقدار مطلوبی به حساب می آید.

    کلیدواژگان: مدل HEC- RAS، سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)، شبکه بندی، قوس رودخانه
  • شاهین محمدی*، الهام کریمیان صفحات 345-359

    امروزه تامین آب برای بخش های مصرف خانگی، کشاورزی، فضای سبز و صنعت، یکی از مهم ترین چالش های دولت ها در بسیاری از مناطق جهان به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک نظیر ایران است. هدف از این پژوهش شبیه سازی رواناب حاصل از بارش روزانه شهر سرپل ذهاب، براورد مقدار نیاز آبی فضای سبز منطقه و جمع آوری رواناب براورد شده برای آبیاری فضای سبز منطقه است. در پژوهش حاضر پس از تهیه اطلاعات و نقشه DEM از محدوده مورد مطالعه، زیرحوضه ها به صورت مجزا استخراج شدند. پس از تهیه و تولید لایه های هیدرولوژیکی، اقلیمی، فیزیوگرافی منطقه و تلفیق آنها با هم، منطقه مورد بررسی قرار گرفت. شبیه سازی بارش رواناب از طریق مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS انجام گرفت. سپس عمق رواناب و حجم سیلاب زیرحوضه ها از روش SCS به دست آمد. از طرف دیگر نیاز آبی فضای سبز شهر سرپل ذهاب از طریق بارش موثر به وسیله چهار روش شامل SCS، 80 درصدی، قابل اطمینان و USDA برای هر ماه به صورت جداگانه براورد شد. درنهایت مقدار نیاز خالص آبی فضای سبز در هر ماه برای چهار روش (SCS، 80 درصدی، روش قابل اطمینان و USDA) به دست آمد. نتایج این مطالعه نشان داد که نقش شماره منحنی رواناب در شدت نفوذ از بقیه متغیرها بیشتر است. درنتیجه نفوذناپذیری سطح حوضه های شهری و تغییراتی که در اثر رشد و توسعه شهر به وجود می آید مانند از بین بردن پوشش گیاهی، تراکم خاک و ایجاد سیستم جمع آوری و هدایت آب های سطحی به مقدار زیادی از نفوذ آب در خاک می کاهد. درنتیجه نتایج نشان داد مقدار نیاز خالص آبیاری برای پنج ماه از اوایل اردیبهشت تا اواخر شهریور به وسیله روش های SCS،80 درصدی، روش قابل اطمینان و USDA به ترتیب برابر با 243525، 238062، 267865 و 236458 مترمکعب است. مقدار حجم رواناب براورد شده 266000 مترمکعب است که با توجه به مساحت فضای سبز شهر سرپل ذهاب و نیاز آبی ماهانه برای آبیاری، رواناب براورد شده از نظر هر چهار روش آب موردنیاز برای آبیاری به مدت پنج ماه از اوایل اردیبهشت تا اواخر شهریور را تامین می کند.

    کلیدواژگان: HEC-HMS، زمان تمرکز، بارش موثر، سیستم اطلاعات جغرافیایی، شماره منحنی رواناب
  • جهانگیر عابدی کوپایی*، بهادر بابایی صفحات 361-376

    شبیه سازی رفتار هیدرولیکی رودخانه ها و تعیین حریم بستر برای اجرای طرح های مهندسی رودخانه، پیش بینی خسارات ناشی از سیل در شرایط مختلف و مطالعات توجیهی اقتصادی - اجتماعی برنامه های کنترل و مهار سیل و دیگر مطالعات وابسته به سامانه رودخانه ها ضرورت دارد. در این پژوهش حریم بستر و نقشه پهنه بندی سیلاب رودخانه زاینده رود در بازه ای به طول 155 کیلومتر از سد تنظیمی زاینده رود تا سد انحرافی نکوآباد با استفاده از نرم افزارهای ArcGIS، HEC-RAS و برنامه جانبی HEC-GeoRAS تعیین شده است. به این منظور نقشه های رقومی 1:250000 پلان رودخانه تهیه و منطقه به 1085 مقطع عرضی تقسیم شد. ضریب مانینگ نیز به روش کووان تعیین شد. درنهایت داده ها به نرم افزار HEC-RAS وارد و تجزیه و تحلیل شدند. پس از تعیین محدوده سیل گیر در دوره های بازگشت 2، 5، 10، 25، 50، 100 و 200 ساله در تمامی مقاطع عرضی، نتایج به محیط ArcGIS وارد شد و نقشه های پهنه بندی سیلاب به دست آمد. نتایج این پژوهش نشان داد که از کل اراضی سیل گیر 200 ساله، 96 درصد اراضی سیل گیر مربوط به دوره بازگشت 25 سال است. دشت های سیلابی به دلیل نزدیکی به رودخانه و حاصلخیزی، محل زراعت و سکونت بسیار خوبی به شمار می رود اما برای حفط امنیت و کاهش خطرات سیل باید حریم رودخانه به طور کامل رعایت شود. در تمامی بازه های مورد مطالعه نقاطی مانند روستاهای مارکده، برنجگان و بیستجان یافت می شود که حریم تعیین شده رعایت نشده است و درصورت وقوع سیل خسارات جبران ناپذیری به بار خواهد آورد.

    کلیدواژگان: حریم بستر، HEC-RAS، دوره بازگشت، پهنه بندی سیلاب
  • عباس ساکی، امیرعباس کمان بدست*، علیرضا مسجدی، محمد حیدرنژاد، امین بردبار صفحات 377-392

    رودخانه کرخه پس از سد انحرافی حمیدیه در حوالی شهر حمیدیه به دو شاخه هوفل و نیسان تقسیم می شود، به این نحو که در دبی های پایین به علت شیب زیاد رودخانه نیسان، سهم رودخانه نیسان بیشتر از رودخانه هوفل است. هدف از انجام این پژوهش تعیین یک سازه هیدرولیکی مناسب برای تقسیم بندی جریان آب در انشعاب هوفل است. به منظور بررسی آزمایشگاهی این پژوهش، از یک فلوم با قوس 90 درجه در دانشگاه آزاد واحد اهواز استفاده شد و با سرریزهای با عرض و ارتفاع متفاوت به انجام آزمایشات مختلف پرداخته شد. در نتیجه به شبیه سازی این مدل با نرم افزار CCHE2D پرداخته شد و نتایج با مدل فیزیکی نیز مقایسه شد. نتایج نشان داد با افزایش ارتفاع سرریز به دلیل افزایش ارتفاع سطح آب، باعث افزایش درصد دبی انحرافی به شاخه هوفل شده است. در نتیجه با افزایش عرض سرریز به دلیل کم شدن ارتفاع سطح آب، درصد دبی انحرافی به شاخه هوفل کاهش پیدا کرده است. در شاخه هوفل با نصب سرریز مستطیلی با ابعاد مختلف به طور متوسط حداقل 34/3 و حداکثر 5/61 درصد افزایش دبی را شاهد هستیم. البته در حالت طبیعی و بدون نصب سرریز ما شاهد افزایش دبی بیشتری نسبت به حالت با سرریز داریم که این پدیده را می توان به دلیل کنترل شدن جریان توسط سرریز اعلام کرد. به طور متوسط در حالت با سرریز 2/8 درصد و بدون سرریز 7/7 درصد افزایش درصد دبی انحرافی داشته است. با افزایش عدد فرود از 0/21 تا 0/38 به طور متوسط باعث کاهش درصد دبی انحرافی به اندازه 19/3 درصد شده است. در نتیجه نتایج شبیه سازی با نرم افزار CCHE2D بسیار مشابه و نزدیک به نتایج آزمایشات مدل فیزیکی است.

    کلیدواژگان: سرریز، انشعاب رودخانه، مدل فیزیکی، مدل ریاضی، CCHE2D
  • علی علی نژاد، علیرضا گوهری*، سعید اسلامیان، زهرا صابری صفحات 393-407

    ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر چرخه هیدرولوژی با عدم قطعیت همراه است. این مطالعه، به ارزیابی عدم قطعیت در براورد اثر تغییر اقلیم بر جریان ورودی به سد زاینده رود برای دوره آتی 2049-2020 پرداخته است. بدین منظور، خروجی 22 مدل GCM تحت سناریوهای انتشار  2/6 RCP،  4/5 RCP  8/5  و RCP استخراج شده و به منظور کاهش عدم قطعیت بین خروجی های مدل های GCM، از روش میانگین گیری بیزی برای وزن دهی به خروجی های مدل های منتخب با توجه به عملکرد آنها در دوره پایه استفاده شد. نتایج نشان داد مدل های مختلف GCM توانایی های متفاوتی در براورد متغیرهای اقلیمی و هیدرولوژی منطقه ای داشته و استفاده از تحلیل عدم قطعیت در مطالعات تغییر اقلیم ضروری است. نتایج این مطالعه نشان داد پارامتر درجه حرارت ماهانه در بالادست سد زاینده رود، به اندازه 0/85 تا 1 درجه سانتی گراد و بارش سالانه نیز دو تا سه درصد افزایش خواهند یافت. دبی جریان های حداکثر طی ماه های فصل زمستان افزایش چشمگیری تحت تاثیر تغییر اقلیم خواهد داشت، درحالی که کاهش در دبی جریان های کم در فصول بهار و پاییز نسبت به دوره پایه پیش بینی شده است. در نتیجه کاهش یک تا هشت درصد جریان ورودی به سد در مقیاس سالانه لزوم بازنگری در نحوه بهره برداری از سد زاینده رود را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، عدم قطعیت، میانگین گیری بیزی، سد زاینده رود
  • علی طالبی*، ایمان آبیاری، سارا پرویزی صفحات 409-419

    سیلاب یک پدیده طبیعی است که هر ساله باعث به وجود آمدن خسارات سنگین جانی و مالی در نقاط مختلف کشور می شود. هدف اصلی در این پژوهش، بررسی کارایی مدل SWAT در پیش بینی سیلاب و اولویت بندی زیرحوضه ها در حوضه آبخیز ارازکوسه استان گلستان است. برای واسنجی مدل از برنامه SUFI2 استفاده شد. بعد از اتمام واسنجی و بهینه شدن مدل در منطقه مطالعاتی اقدام به اعتبارسنجی مدل شد. واسنجی مدل برای سال های 1991 تا 1998، و اعتبارسنجی نیز براساس آمار سال های 2001 تا 2009 انجام شد. برای تجزیه و تحلیل نتایج از شاخص های آماری R2، bR2 و ضریب نش ساتکلیف (NS) استفاده شد. پس از واسنجی مدل با استفاده از الگوریتم 2SUFI  ضرایب 2R، 2 bR و NS به ترتیب 0/81، 0/81 و 0/73 و برای مرحله اعتبارسنجی آن 0/81، 0/78 و 0/64  براورد شدند. نتایج آنالیز حساسیت 13 پارامتر موثر بر رواناب را نشان داد که شماره منحنی (CN2) به عنوان مهم ترین پارامتر شناخته شد و درنتیجه پارامترهای ثابت تخلیه آب زیرزمینی (ALPHA_BF)، زمان تاخیر آب زیرزمینی (GW_DELAY) و حداقل مقدار ذخیره آب لازم برای ایجاد جریان پایه (GWQMN) به ترتیب حساسیت بیشتری دارند. برای بررسی سیل خیزی، حوضه آبخیز ارازکوسه ابتدا به شش منطقه یا زیرحوضه کلی تقسیم بندی شد. بنابراین با توجه به نتایج حاصل از اجرای مدل SWAT و دو روش تغییر CN برای هریک از زیرحوضه ها و تعیین دبی اوج با و بدون یک زیرحوضه، زیرحوضه شماره 6 با کاهش 22/4 درصدی دبی اوج رتبه اول را از لحاظ سیل خیزی در منطقه دارا است. درنتیجه به ترتیب زیرحوضه شماره 4، 1، 3، 5 و 2 دارای رتبه دوم تا ششم در پتانسیل سیل خیزی حوضه ارازکوسه هستند.

    کلیدواژگان: سیل خیزی، مدل SWAT، شماره منحنی، حوضه آبخیز ارازکوسه
  • سعید جهانبخش اصل، بهروز ساری صراف، طیب رضیئی، اکرم پرنده خوزانی* صفحات 421-440

    در این پژوهش روند تغییرات زمانی و مکانی عمق برف در منطقه کوهستانی زاگرس با استفاده از داده های شبکه بندی شده روزانه عمق برف Era-Interim/land وابسته به مرکز اروپایی پیش بینی های میان مدت جوی (ECMWF) در دوره آماری 2010-1979 میلادی بررسی شد. به منظور بررسی ارتباط بین تغییرات عمق برف و دمای هوا در منطقه، از داده های بیشینه، کمینه و میانگین ماهانه دمای هوای ایستگاه های هواشناسی منطقه نیز استفاده شد. برای بررسی نرخ تغییرات عمق برف و دمای هوا از تخمین گر شیب سن و برای ارزیابی معنی داری روند تغییرات نیز از روش من کندال اصلاح شده استفاده شد. نتایج نشان داد که در بیشتر ماه های مورد مطالعه به ویژه در ماه های فوریه و مارس از عمق برف در منطقه به طور چشمگیری کاسته شده است که این کاهش از نظر آماری در سطح اطمینان 95 درصد معنی دار است. برخلاف روند کاهشی عمق برف در منطقه، یک روند افزایشی شدید و معنی دار در بیشینه، کمینه و میانگین دمای هوای ایستگاه های منطقه دیده می شود که در اغلب ایستگاه ها از نظر آماری معنی دار است. نتیجه این بررسی نشان می دهد که کاهش عمق برف در منطقه در ارتباط با روند افزایش دما در دوره مورد مطالعه است که در اثر گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی روی داده است.

    کلیدواژگان: تغییرات زمانی- مکانی، برف، روند، من- کندال، تخمین گر شیب سن، زاگرس
|
  • S. Eslami Jamal Abad, A. Sharafati*, E. Mohammadi Golafshani, F. Farsadania Pages 1-17

    Expert aquatic designers face many problems; among these, in hydrology, defective occurrences in time-series can cause errors in the ultimate results of the study. This more often happens in the regions where the number of hydrometric and rain gauge stations is limited. In addition, assessing, developing and maintaining the use of water resources require accessible long-term and high-quality quality hydrological time-series. Thus, this necessitates correcting the statistical flaws and magnifies the importance of how to deal with the problems in the hydrological analyses. Statistical methods are, currently, used to infill data and statistical gaps. In this study, in order to introduce a multivariate method for estimating the missing data on rainfall and runoff, in a hydrologic homogeneous region in the Mazandaran province, self-organizing map methods were examined under two scenarios and some reliable estimates were obtained. In this regard, the correlation coefficients between the observational data and the model output were calculated for the precipitation data up to 0.92 and up to 0.95 for the runoff data. Therefore, to avoid the reduction of uncertainty caused by the inadequate data in water resource management, this method could be used.

    Keywords: Unsupervised neural network, Infilling time series, Missing data
  • M. Boustani, F. Mousavi, H. Karami, S. Farzin* Pages 19-32

    River discharge is among the influential factors on the operation of water resources systems and the design of hydraulic structures, such as dams; so the study of it is of great importance. Several effective factors on this non-linear phenomenon have caused the discharge to be assumed as being accidental. According to the basics the chaos theory, the seemingly random and chaotic systems have regular patterns that are predictable. In this research, by using methods of phase space mapping, correlation dimension, largest Lyapunov exponent and Fourier spectrum power, a period covering 43 years of Zayandehrud River discharge (1971-2013) was evaluated and analyzed based on the chaos theory. According to the results, the non-integer value of the correlation dimension for Eskandari and Ghale Shahrokh stations (3.34 and 3.6) showed that there was a chaotic behavior in the upstream of Zayandehrud-Dam Reservoir. On the other hand, in the Tanzimi-Dam station, the correlation dimension curve was ascending with respect to the embedding dimension, showing that the studied time-series in the downstream of Zayandehrud-Dam Reservoir was random. The slope of the Lyapunov exponent curve for Eskandari, Ghale Shahrokh and Tanzimi-Dam stations was 0.0104, 0.017 and 0.0192, respectively, and the prediction horizon in the chaotic stations was 96 and 59 days. The non-periodical feature of time series was studied by using the Fourier spectrum power. The wide bandwidth, besides other indices, showed that river discharge in the upstream stations of Zayandehrud Reservoir was chaotic.

    Keywords: Zayandehrud Reservoir, Hydrometric station, Phase space, Correlation dimension, Fourier spectrum power, Prediction horizon
  • Y. Dinpashoh, E. S. Alavi* Pages 33-44

    Identifying the rainfall characteristics and understanding the rainfall-related processes is one of the key factors in the scientific management of water resources. Selection of the design storm is the first step in the estimation of the design flood. Determining temporal rainfall patterns is very important as one of the design rainfall properties in flood estimation and the design of drainage systems. This study was concerned with the pattern of rainfall depth during its occurrence at the Dez dam station. In order to plot Huff curves in the Dez dam station, the recorded data of the rain gauge was used. For this purpose, all 280 storms from 1972 to 2016 in different seasons were classified into the five distinct classes including i) 0-2 hours, ii) 2-6 hours, iii) 6-12 hours, iv) 12-24 hours, and v) more than 24 hours. Furthermore, for each class and in each of the seasons, the Huff curves were plotted using all storms information single class. Moreover, for the considered station, all recorded events were considered in a single class and the general Huff curve was plotted using the probability of 50%. In general, the highest number of storms in the Dez dam (about 32.9%) was grouped in the second quartile. However, it was about 55, 48.5 and 50.4 percent in the case of short storms (0-2 hours) for spring, autumn and winter, respectively. In contrast, low percentages were obtained for the rainfalls having long durations. The Logistic equation was extracted for all Huff curves. These curves would be useful in efficient water resources management. The value of the correlation coefficient between the amounts obtained from the Logistic model and the corresponding values extracted from the curves was more than 0.99, which was significant in 1 percent.

    Keywords: Design storm, Design flout, Huff curve, Hyetograph, Temporal distribution of rainfall
  • S. Ghobadi Alamdari*, A. Asghari Moghaddam, A. Shahsavari Pages 45-57

    Lack of the proper conjunctive use of surface and groundwater resources causes large water stresses in one of these resources. Conjunctive use of surface and groundwater, especially in arid and semi-arid regions, is a scientific and practical solution for sustainable water resources management. The aim of this research was to prepare some mathematical modeling to apply the conjunctive use of surface and groundwater in the Dehloran plain aquifer. In this study, the mathematical model of the Dehloran plain aquifer was developed using GMS 9.1 and the river data were entered. For the steady state condition, the time series data in the average year 2010-2011 were utilized. In the next step, the time series data from October, 2010, to September, 2011, were used for the unsteady state analysis. In the unsteady state, four stress periods were taken; then the model calibration was carried out in three steps for each stress period; after the optimization of the hydrogeological parameters of the model, its verification was done for the period of 2011-2012 period. After the calibration of the model in the unsteady state, the values of the mean error (ME), the mean absolute error (MAE) and the root mean squared (RMS) errors measured in piezometers were obtained to be -0.24, 0.46 and 0.65, respectively. The results of verification confirmed the ability of the model in simulating the natural conditions of the aquifer. Finally, applying different scenarios to the model showed that the proper conjunctive use of surface and groundwater could increase the volume of water at a rate of 2.23 million cubic meters per year.

    Keywords: Dehloran plain, Conjunctive use, Simulation, GMS 9.1
  • L. Cheraghpoor, M. Pajoohesh*, A. Davoodyan, A. Bozorgmehr Pages 59-69

    River discharge is among the influential factors on the operation of water resources systems and the design of hydraulic structures, such as dams; so the study of it is of great importance. Several effective factors on this non-linear phenomenon have caused the discharge to be assumed as being accidental. According to the basics the chaos theory, the seemingly random and chaotic systems have regular patterns that are predictable. In this research, by using methods of phase space mapping, correlation dimension, largest Liapunov exponent and Fourier spectrum power, a period covering 43 years of Zayandehrud River discharge (1971-2013) was evaluated and analyzed based on the chaos theory. According to the results, the non-integer value of the correlation dimension for Eskandari and Ghale Shahrokh stations (3.34 and 3.6) showed that there was a chaotic behavior in the upstream of Zayandehrud-Dam Reservoir. On the other hand, in the Tanzimi-Dam station, the correlation dimension curve was ascending with respect to the embedding dimension, showing that the studied time-series in the downstream of Zayandehrud-Dam Reservoir was random. The slope of the Lyapunov exponent curve for Eskandari, Ghale Shahrokh and Tanzimi-Dam stations was 0.0104, 0.017 and 0.0192, respectively, and the prediction horizon in the chaotic stations was 96 and 59 days. The non-periodical feature of time series was studied by using the Fourier spectrum power. The wide bandwidth, besides other indices, showed that river discharge in the upstream stations of Zayandehrud Reservoir was chaotic.

    Keywords: Zayandehrud Reservoir, Hydrometric station, Phase space, Correlation dimension, Fourier spectrum power, Prediction horizon
  • A. Jamal*, A. Parvan, D. Valizadeh Pages 71-83

    Today, the preparation of flood zoning maps is one of the basic and important issues in the study of development projects in the world; it is considered before any investment by the related organizations. In this paper, flood zoning was performed using the two-dimensional model HEC-RAS and GIS in order to assess the risk of the construction of a railway station near the bank of the Iranshahr River, in a range of 2500 meters. Two-dimensional hydraulic application could create a more accurate flow pattern in comparison to the one-dimensional model used in the previous studies, especially in the flood plain areas. In this paper, due to the important role of the topography of the area in ensuring the accuracy of the calculation, a Digital Elevation Model (DEM) was used with very high precision (about 2 meters), as obtained from aerial photos. The results of this study indicated the onrush of flood, depth and flow velocity in different return periods. Based on the comparison of water surface profiles in the floodplains with the return period of 100 and 25 years, the maximum difference between the water levels was 0.5 m, which seemed to be reasonable by considering the low slope of the studied area. The results of this paper, therefore, showed that the location of the railway station was in medium risk and the outskirt of floodplain.

    Keywords: Flood zoning, HEC-RAS model, Risk assessment, Flow pattern
  • T. Yousefi Babadi*, M. Lotfalianand, H. Akbari Pages 85-92

    Soil erosion and its consequences are important factors in forest road network management. Cutslopes are the most important source of making sediment among different parts of the forest roads structure. For this research, a new and bare road in district No. 2, series No. 5 of NekaChoob forest, was selected; then the study data was measured. The study design was a completely randomized design in 10 plots with the size of 2 m2 along 500 meters of road with the 8 natural rainfall events. The results of the Pearson correlation showed that among soil properties, the contents of the liquid limit at the 5% confidence level and the plastic limit at the 1% confidence level had positive correlations with runoff and soil loss. Also, organic matter at the 1% confidence level and the contents of the sand at the 5% confidence level had negative correlations with runoff and soil loss. With increasing the soil moisture and bulk density, runoff and soil loss were enhanced. The results of the multivariate model showed that soil loss could be estimated using the Plastic Limit and sand percentage variables with a the correlation coefficient of 0.948.

    Keywords: Soil Properties, New, bare road, NekaChoob Company, Runoff, Soil loss
  • R. Moosapour, S. F. Mousavi*, Kh. Hosseini Pages 93-106

    Occurrence of heavy floods in rivers causes a lot of damages and losses. In this research, to highlight the river-training reaches in 10.9 km of Babolrud River, first, using topographic map of the area, the Tin layer was created in GIS software. Then, using the HEC-GeoRAS extension, the main route and cross sections of the river were prepared and introduced to the HEC-RAS model. River discharge with return periods of 2 to 200 years was calculated. Flow analysis in the agricultural and urban areas was performed and the areas which need training measures such as flood-retaining walls and levees were specified and designed. The structural design, stability control and sliding was performed based on the Standard No. 518, using RetainWall software, and design and control of levee stability was performed based on the Standard No. 214, using GeoStudio software. The cost of project implementation was estimated based on the Price List of 2017. The output of HEC-RAS software showed that height of flood-retaining wall in 3 urban reaches ranged between 1.73 to 2.8 m and in 5 agricultural reaches ranged between 1.46 to 2.25 m. It was concluded that the overall cost of levee implementation is about 9.01 billion Rials, of gravity concrete flood-retaining wall is about 9.26 billion Rials and of concrete cantilever inverted T shape flood-retaining wall is about 10.05 billion Rials. Thus, using flood-retaining levee is the most economical option.

    Keywords: River training, Bio-engineering methods, Flood-retaining wall
  • H. Ghafari, M. A. Zomorodian* Pages 109-123

    One of the main reasons for bridge failure is the local scour around the pier. Pier groups are popular in the structural designs due to economical and geotechnical reasons. The mechanism of scouring at the pier groups is more complicated than the single one. In this study, the scour around group piers in the sandy soil and a mixture of sand and clay in some relative compaction equal to 90% and the optimum moisture was studied. The arrangement of the group piers was 1pier * 3pier and 3pier * 1pier along and transverse of the flow direction, respectively, at the interval space of D, 2D and 2.5D intervals. The effect of the Bentonite clay content was investigated. Finally, by using Kaolinite clay, the effect of the clay mineral was studied. The results showed that the scouring depth was different not only in cohesive and non- cohesive soils, but also according to the type of the clay mineral. The use of 10% bentonite clay mixed with sand reduced scour more than 90%, as compared to the sandy soil. On the other hand, using 15% of kaolin in the similar conditions reduced scour depth by only a 34%, in comparison to the sandy soil.

    Keywords: Local scour, Bridge group pier, Cohesive soils, Bentonite, Kaolin
  • A. Kheyrandish, S. F. Mousavi, H. R. Ghafouri, S. Farzin* Pages 125-139

    In this research, conjunctive and integrated operation of surface and ground water resources of Behbahan plain (Maroon dam's reservoir and existing wells, respectively) was investigated. Simulation of allocation of water demands in this basin was performed by four scenarios, using WEAP software: 1) current conditions (M1), 2) reference scenario for the next 16 years (M2), 3) land development scenario (M3), and 4) optimal scenario (M4). The optimal scenario was performed with multi-purpose linear programming. Based on the results, drinking water demands was satisfied completely in all scenarios. Under the scenario of current conditions, all agricultural demands, except the traditional rights, supplied more than 50% in the low-flow months. In the reference scenario, water supply for agricultural demands in some months was less than 100% and even in June and July, the water supply for North and South Irrigation networks of Behbehan plain was less than 10%. In the land development scenario, agricultural demands of all irrigation networks, except Ramhormoz network, satisfied more than 90% in all months. The optimal scenario performed better than other scenarios for minimum Maroon River flow and volume of storage in the reservoir. Comparison of the four scenarios in satisfying the environmental needs also revealed that the optimal scenario performed better than the other three scenarios in the spring months. However, it provided less than 100% of water needs in the whole year. Comparison of the four scenarios also showed that the first two scenarios had the highest reliability percent in the Jayzan-Fajr, South Behbahan and North Behbahan Irrigation Networks and traditional water rights. Frequency of storage-time-probability from the storage volume in the optimal scenario also showed that maximum storage lifetime of the lasting storage volume was 558 million m3 (which was equal to half of the volume of Maroon dam’s reservoir) with the highest probability (60%).

    Keywords: Maroon River, WEAP, Behbahan plain, Water demands, Optimization
  • N. Alian, M. M. Ahmadi*, B. Bakhtiari Pages 141-152

    One of the most important problems in flood manegment is the damages induced by this phenomenon. Expected annual damage (EAD) is an important index for basin vulnerability against flood. Prediction of flood damages requires the analysis of spatial and temporal risk and must be calculated by the combination of hydrologic, hydraulic and economic models. In this research, the uncertainty was considered in the flood risk analysis. The probability of flood occurrence was calculated by the parabolistic model. By using the river analysis systems software (HEC-RAS) and the geographic information system (GIS) and utilizing the Google-Earth software, the floodplains of Zayande Roud river in Esfahan province were investigated with the  return period of 25, 50, 100, 200 and 500 years. The Monte Carlo method was also sed to perform the uncertainty analysis in the proposed method. The logarithmic persion type III was selected as the best distribution of flood. The damage-stage relationship was calculated as well. Based on the uncertinity analysis, the river discharge could be regarded as the major parameter in the uncertainty of EAD.

    Keywords: Risk, Flood damages, HEC-RAS, GIS, Uncertainty, Kohpaye-Seqzie, Zayande Roud
  • D. Ziaei*, R. Zare Bidaki, A. A. Besalatpour, A. Malekian Pages 153-164

    To preserve soil as a productive resource, a balance between natural capability and utilization must be established to achieve through land suitability evaluation. The aim of this study was to compare the run-off and deposition of different land uses of Beheshtabad watershed in the current situation and in compliance with standardized land use fitted situation. For this purpose, land use map in its current state was provided using Landsat 7 images and land use suitability map was obtained by FAO (1979) instructions. SWAT model was then applied to simulate runoff and sediment yield by using these land use maps. To do this, the curve number method was used for calculating the runoff, the Muskingam was applied for channel routing, and Hrgrave-samani was employed for potansial evapotranspiration. The results confirmed that considering suitability in using lands in Beheshtabad watershed caused the reduction of the average runoff from 99.4 mm/yr to 82.8 mm/yr (17%) and sediment rate of 10.7 to 7.8 t/ha. yr (27%). Also, the reduction percentage in some land uses, such as dry, irrigated cropland and downstream ranges, was much more.

    Keywords: Erosion, FAO, Land suitability, Runoff, SWAT
  • M. Majedi Asl*, S. Valizadeh Pages 165-181

    Local scour around the foundation of marine and hydraulic structures is one of the most important factors in the instability and destruction of these structures. False prediction of scour depth around bridges has caused financial losses in plasticization and endangered many people's lives. Therefore, an accurate estimation of this complex phenomenon around the bridges is necessary. Also, since the formulas presented by different researchers relate to laboratory conditions, they are less true and less accurate in other situations. Recently, many researchers have tried to introduce new methods and models called soft calculations in predicting this phenomenon. In this research, 146 different laboratory data series (three different laboratory conditions) were analyzed using a backup vector machine to predict scour depth around the bridge head. These data are presented in the form of various combinations of input parameters  which, respectively, represent thickness under the slippery layer, Reynolds number, critical velocity, Shields parameter, velocity Shear, average speed, flow depth, the average diameter of the particles and diameter of the bridge. The parameters in two different scenarios (the mode with dimension and mode) were introduced into the SVM network and the results of this machine were compared with those obtained from the experimental formulas and relations presented in this study. The results showed that in the first scenario, the combination of No. 5 with input parameters () and in the second scenario, the combination No. 5 with input parameters  () for the test stage were selected as the best model. It was also concluded from the results that the scenario two (the state with dimension) in predicting the scour depth around the vertical single-pillar provided a more accurate estimate than the first scenario (barrier state). At the end, the sensitivity analysis was carried out on the parameters and the parameters D, U*, V were selected, respectively, as the most effective parameters

    Keywords: Local scour, Input parameters, Support Vector Machine, Soft computing
  • D. Salehi, M. Goodarzi, H. Montaseri* Pages 183-198

    This research tried to provide a sustainable solution for the allocation of water resources of Zayandehrood basin in a way ensuring minimal conflicts and tension between the stakeholders in use of the water resources, four main decision makers of the basis, comprising Regional Water Company, conflicts among Agricultural Jahad Organization, and Department of Environment of Isfahan Province and Chaharmahal and Bakhtiari Province, were reviewed and 128 possible cased  according to 7 scenarios were constructed and applied in the  GMCR model. According to the GMCR approach, 6 balanced sustainable scenarios in different climatic periods of the basin were presented. Finally, the results were generalized for choosing the best mode in the form of a scenario within the WEAP model; also, the results obtained from these scenarios were presented using the criteria of system performance assessment. On the basis of the findings, Scenario II was developed, comprising the application of new simultaneous management of demand and supply, restrictions in drawing water from water tables, new prioritization in stakeholder allocation and new water portion plans in the basin as the best scenario with 81.4% sustainability index.

    Keywords: Water allocation, Conflict resolution, Game theory, WEAP model, Performance criteria, Index of sustainability, Zayandehrud Basin
  • SH. Ahmadi, Qolidaraq, A. Abbasi Kalo*, A. Esmali Uri Pages 199-210

    Soil is one of the most important natural resources of countries in which erosion occurs. In this research, the effect of soil characteristics on the amount of erosion at the suborder level was studied. For this purpose, 77 soil samples (0-30 cm) were prepared and the parameters were determined in the laboratory. The semi-variograms of soil parameters and their spatial distribution maps were prepared with GS+ and GIS, respectively. The study area was divided into work units by combining land use and geology maps and water erosion was estimated at each unit by the EPM method. By drilling profiles in different parts of study area, soil suborders were determined by Soil Taxonomy and the average values of parameters in each suborder was estimated. The principle components analysis (PCA) was then used for data analysis. The results showed that three parameters of silt, organic carbon and electrical conductivity could account for 30.384% as the first main component; clay, sand and vegetation could explain 11.189% as the second main component; and slope and height covered 15.330% as the third main component; in total, 63.805% percent of erosion variation could be justified by three main components. The lowest and highest amounts of erosion (69.12 and 343.57 m3/km2, respectively) were estimated in Xeralfs and Fluvents suborders. The erosion class of suborders at the study area was determined to be “few” and “medium”.

    Keywords: Principal Components Analysis, Erosion Potential Method, Geographic Information system, Soil Taxonomy
  • S. Nikkhoo Amiri, M. Khoshravesh, R. Norooz Valashedi* Pages 211-226

    Today, the rising surface temperature of the planet and its effects on the water cycle have attracted the attention of many researchers. The aim of this study was to investigate the effect of climate change on the Tajan (the upstream of Shahid Rajaei dam) catchment area. In order to study the output of CanESM2 model, the SDSM method was used to estimate the magnitude of the data. Flow discharge changes in Shahid Rajaei Dam were simulated using the weather data of Kiasar synoptic station and the temperature and precipitation changes were simulated using the climate scenarios of RCP2.6 and RCP8.5 for the 2016-2066 period. Also, the effect of different scenarios on the outflow of the Soleiman Tangeh hydrometric station was evaluated by SWAT hydrologic model. The results showed that the annual precipitation would be decreased by 58% and the air temperature would be increased by 14% under RCP2.6 scenario. Also, in the RCP8.5 scenario, precipitation would be decreased by 59.5% and the temperature would be increased by 21%. Peak discharge for RCP2.6 and RCP8.5 scenarios would be increased by 4% and 5.7%, respectively, and the average annual discharge might be decreased by 16% and 16.5% in the future period (2016-2066). Therefore, it can be planned by the investigation of conditions for cropping patterns in the downstream to consider the environmental impacts for future periods.

    Keywords: Climate Change, Tajan Basin, Annual Discharge, CanESM2, SDSM
  • A. R. Vaezi*, Sh. Karimi, M. Foroumadi Pages 227-241

    Rainfall erosion is the first type of water erosion on the land which is affected by various factors such as land use change and previous rainfall. This study was carried out to investigate the influence of previous rainfalls on the process of rainfall erosion in two marl soils (pasture and that changed to agriculture) under the simulated rainfall. Toward this goal, aggregate samples with the diameters of 6 to 8 mm were randomly collected from the marl areas in the west of Zanjan. Soil aggregates were packed into 48 boxes with the dimension of 30×40 cm to examine the effects of eight rainfall durations with three replications. Eight simulated rainfalls with the duration of 0, 7, 14, 21, 28, 35, 42 and 49 min and a constant intensity of 40 mm h-1 were used in the experiment. The soils were exposed to another simulated rainfall with 40 mm h-1 in terms of intensity for 15 min to study the rainfall erosion processes. The results showed that the aggregate breakdown was significantly affected by the previous rainfalls in the pasture soil (P<0.01), while there was no significant difference among the previous rainfalls in the case of agriculture soil.  Soil compaction and particles splash were significantly affected by previous rainfalls (P<0.05). Aggregate breakdown and particles splash were 1.41 and 1.31 times bigger than their values in the pasture soil. This study, therefore, revealed that the land use change in the mal areas increases the soil vulnerability to rainfall erosion processes. The rate of rainfall erosion processes in each rainfall event depends on the amount of previous rainfall. Increasing aggregate break down and soil water content by the previous rainfall could significantly influence the splash erosion rate in a marl soil.

    Keywords: Particles splash, Aggregate breakdown, Soil compaction, Land use change, Marl formations
  • Gh. Safarinejadi, M. Heidarnejad*, A. Bordbar, M. H. Pourmohammadi, A. Kamanbedast Pages 243-254

    The use of free launch jets in flip bucket structures with associated submerged ponds, in the appropriate geological, and topographic and hydraulic conditions, could have significant economic and safety benefits. In this research, the downstream scour phenomenon of a flip bucket jet was investigated in free conditions, as well as in the presence of a trapezoidal and triangular slot in the coastal manner with different layout intervals at flow rate of 9, with a total of 45 experiments. The results of this study showed that the presence of the slot had significant effects on the depth and range of scour, so that the fit bucket jet with alternate triangular slots reduced the scour by about 12.7%, as compared to the no slot mode. Moreover, the maximum scour depth occurred in the bucket mode with the alternate trapezoidal slots in the more favorable interval than the rest of the models. Then, the results were compared with several empirical formulas and Veronese A relation showed closer results to the actual values.

    Keywords: Flip bucket jet, Energy dissipaters, Scour depth, Trapezoidal, triangular slots
  • A. Honarbakhsh*, M. Fathi, M. Rostami Pages 255-271

    In general, rivers are one of the best and most accessible water resources at the disposal of mankind.  So, given the effect of the force of water and changes on the  flow patterns and consequently, on river morphology changes, the analysis of the flow in the river is important and necessary to organize projects, flood control and water supply structures downstream. In this study, by using numerical models CCHE2D hydraulic conditions Dimeh River Bridge between Oregon Bridge Sudjan was investigated. CCHE Model is a mathematical model capable of simulating the flow patterns and sediment transport in rivers and canals laboratory network. The numerical model in 1998, based on the calculations by the National Centre for Water Science and Engineering, University of Mississippi (NCCHE), was developed and has been applied in many research projects related to water engineering. At the outset, the input data required model provides and numerical model was implemented. In the next step, the results of the model were calibrated and validated using field data measurements; eventually, they were extracted and their model results were compared; it was confirmed that CCHE model could still simulate the flow pattern.

    Keywords: CCHE Model, Validation, Flow Pattern, Morphology, River
  • F. Hadian*, R. Jafari, H. Bashari, M. Tarkesh Pages 273-285

    Soil moisture is one of the most important factors that can affect productivity in ecosystems in arid and semiarid regions. The aim of this study was to investigate soil moisture and vegetation changes in the Isfahan province at the seasonal scale. For this purpose, MODIS Land Surface Temperature (LST) and NDVI data were used to calculate the TVDI index, and the rate of soil moisture content was also measured at several soil depths including 5, 10, 20, 30 cm. in the growing season. Seasonal changes of LST and NDVI indices were also studied in different climate regions ranging from humid to hyperarid. The results showed that the changes in NDVI and LST in this region were different, depending on the climate type and soil conditions; the LST and its changes mostly depended on the amount of vegetation cover NDVI changes based on the plant phenology in humid regions, which was were greater than that in arid and semi-arid climates. Soil moisture monitoring indicated that the relationships between TDVI and different soil depths varied based on the seasonal conditions. In the early growing season, the soil moisture at the depth of 0-5 cm had a higher correlation with TVDI, but in the middle of growing season, the deeper soil moisture (10-30 cm) showed the highest correlation. Therefore, the findings of this research indicated the importance of the growing season, soil conditions and vegetation percentage and types in the soil moisture studies by using satellite data.

    Keywords: Soil moisture, Seasonal scale, LST, NDVI, MODIS, TVDI
  • K. Seydinaureh, S. Ayoubi*, K. Nosrati Pages 287-298

    The purpose of this study was to determine the relative contribution of sub-basin resources to sediment production by using magnetic susceptibility data as the tracer in Chehelgazi catchment, Sanandaj. For this purpose, 20 samples of the output 5 sub-basins were measured by harvesting and magnetic susceptibility. Kruskal-Wallis test results showed that in all three trackings, frequency high, low and dependent, at least two sources had the ability to differentiate. In the second step, the three tracers were tested on the discriminant analysis by the sub-basin source and two tracers with different power splitters showed the high frequency of 88% and the frequency dependence of 12%; power splitters both tracers together in the sub-basin splitters was 90%, so they were selected as the optimal combination; therefore, they have the capability to determine the relative contribution model of sediment. The results of Bayesian uncertainty model also indicated Todarsamadi sub-basin with 44.4% of the largest contribution and Doveyseh, Chatan and Cherendo sub-basins with 35.5, 7.9 and 4.5, respectively, and Madian Dol sub-basin with 4/4 percent had the lowest contribution to sediment production. Based on the available results, Todarsamadi and Doveyseh sub-basins had the highest amount of sediment production; so these results could be used in soil conservation and management planning.

    Keywords: Sediment fingerprinting, Magnetic susceptibility, Chehelgazi catchment, Bayesian uncertainty model
  • E. Soheili*, H. Malekinezhad, M. R. Ekhtesasi Pages 299-313

    The Kor River in Fars province supplies an important part of water requirement in the Doroodzan dam basin and its surrounding area. In this study, the meteorological and hydrological droughts of this area were investigated in the last four decades. For this purpose, the temporal and spatial trend variability of the stream flow was investigated in monthly, seasonal, and annual time scales in the 6 selected stations. The trends of Standardized Precipitation Index SPI, as the drought index, in the 5 selected stations were also studied by the modified Mann-Kendall method. The results indicated that the trend in the stream flow was decreasing in all time scales. Significant downward trends were observed at 95% confidence level on monthly, annual and monthly time scales, especially in the warm months from May to September. These significant downward trends were located spatially in the stations located near the agriculture area, in the middle part of the basin. The significant upward trend existed only at the Doroodzan dam station, at the outlet in the area and in the warm months of the year. In the case of the SPI index, trends were  decreasing in all time scales and were  significant only at 2 stations in the long-term periods, 9, 12, and 18 months, at 95% confidence level. The results, therefore, indicated the occurrence of severe droughts (SPI<-2) during 1982-83 and 2007-8 periods.

    Keywords: Modified Mann-Kendal, Standardized Precipitation Index, SPI, Trend test, Fars province
  • M. Pourmirza*, A. Kamanbedast Pages 315-329

    Occurrence of local scour is one of the most significant causes of damage to the pipes. Therefore, safe and economical design of pipes in the flow path requires a good estimate. In this study, based on the important and effective parameters in the scouring phenomenon, in order to develop educational patterns according to the data obtained in the laboratory of Ahvaz Islamic Azad University, models based on artificial neural networks were created with the NeuroSolution5 software. MLP, GFF and RBF were the models used in this study; after comparing, MLP was selected as the basis for our study. Finally, the effect of each parameter on scouring was determined using the  artificial neural networks technique, based on which the  shields parameter with a very high effect (more than 95 percent) was determined as one of the most effective causes of the local scour.

    Keywords: Scour, Artificial neural network, NeuroSolution5 software, Multilayer Perceptron Model (MLP), Shields Parameter
  • J. Zahiri*, M. Ashnavar Pages 331-344

    Hydrodynamic models proposed for simulating flow hydraulic in rivers assume the flow in one direction and simulate the hydraulic parameters based on the one-dimensional Saint-Venant equations. In this research, a two-dimensional HEC-RAS model was used to simulate the flow in the Karun River, between Mollasani and Farsiat stations. Geographic information system (GIS) and river cross sections were used to prepare the altitude map using the satellite image of the study area. Modeling results in river bends showed that the maximum velocity occurred in the outer bend, which coincided with the flow mechanism in the bends. Based on the results, grid type and density have little effect on flow depth modeling. However, the characteristics of the mesh used had a great influence on the velocity distribution, so that the regular high-density mesh had the best accuracy in simulating the flow velocity. Statistical analysis showed that the RMSE for the flow discharge and flow depth were 17.95 m3/s and 0.05 m, respectively. In addition, the Nash–Sutcliffe efficiency index was calculated to be above 0.9 for the discharge and flow depth, which could be considered as a desirable value.

    Keywords: HEC-RAS model, GIS, Mesh grid, River bend
  • Sh. Mohammadi*, E. Karimian Pages 345-359

    Nowadays, water supply for the sectors of household consumption, agriculture, green spaces and industry is currently one of the most important challenges for governments in many parts of the world, especially in arid and semi-arid climate regions such as Iran. The aim of this study was to simulate the amount of run-off from the daily precipitation for Sarpol-e Zahab city, for the purpose of estimating the required amount of water for the irrigation of the green spaces of the city. In this study. After providing information and using the Digital Elevation Model (DEM) map of city, all individual sub-basins of the basin were produced. All data related to creating and overlaying hydrologic, climatologic and physiographic layers were used according to the HEC-HMS hydrologic model. The run-off depth and flood volume of each sub-basin were obtained through the SCS method. Then the required amount of water for the green areas of Sarpol-e Zahab city was calculated. The efficient rainfall was estimated using four methods including SCS, 80 percentage, reliability, and USDA for each month, separately. Finally, the amount of needed water for the green area was obtained using these four mentioned methods. The results indicated that the role of curve number in the infiltration rate was more than other variants. Impermeability of urban basins and changes was created due to the growth and development of the city such as removal of vegetation, soil compaction, creation of the water collection and leading surface waters, decreasing the amount of water penetrating to soil significantly. The amount of surface water for sub-basins was estimated to be 266000 cubic meters. Besides, the results showed the amount of required water for 5 months of the year (from early May to September late) using four methods of SCS, 80percentage, reliability  and USDA was  equal to 243525, 238062, 267865 and 236458 cubic meters, respectively. The amount of the estimated runoff volume was 266,000 cubic meters. Regarding the area of green spaces in Sarpol-e Zahab city and its daily need of water, this volume of water could  supply the required amount of water to irrigate the green area of the city for five months (From May to September).

    Keywords: HEC-HMS, SCS, GIS, Collection of rain water, Urban runoff, CN
  • J. Abedi Koupai*, B. Babaiee Pages 361-376

    Simulation of the hydraulic behaviour of the river basin boundaries is important for river engineering projects, prediction of flood damages in different conditions and economic feasibility studies, flood control, and other social programs related to the system of the river. In this study, river bed and flood zoning map in the range of over 155 km from the Zayandehrud dam to Nekouabad Diversion Dam were addressed by using the software's ArcGIS, HEC-RAS and HEC-GeoRAS extension. For this purpose, a digital elevation map in 1: 250,000 scale was provided and cross-sectional area was divided in 1085. Manning roughness coefficient was determined by Cowan. Finally, data entered into the software HEC-RAS and was analysed. After determining the area of flood in the return periods of 2, 5, 10, 25, 50, 100 and 200 years in all cross sections, the results were entered into the ArcGIS environment and flood zoning maps were obtained. The results showed that of the 200-year flood lands, 96% of the land flood was related to the return period of 25 years.

    Keywords: Bed Privacy, HEC-RAS, Return Period, Flood Zoning
  • A. Saki, A. A. Kamanbedast*, A. Masjedi, M. Heidarnejad, A. Bordbar Pages 377-392

    After Hamidieh Diversion Dam near the city of Hamidieh, Karkheh River is divided into two streams known as Hufel and Nissan. At the lower flow rates, Nissan makes up a greater share than Hufel due to the steeper slope of the former. This study attempted to construct a hydraulic structure to appropriately divide water flow in Hufel. In a laboratory experiment, a flume with a 90-degree bend was used at Islamic Azad University of Ahvaz. Various experiments were conducted at different widths and heights. Furthermore, this model was simulated through CCHE2D, the results of which were compared against those of physical and mathematical models. The results indicated that the weir height increased the deviation flow percentage to the Hufel stream due to rising water level. Moreover, the deviation flow percentage to Hufel was declined as the weir width was increased due to falling water level. At Hufel, the installation of rectangular weir in different dimensions yielded the minimum of 34.3% and the maximum of 61.5% increase in the flow rate. In the normal mode without any weirs installed, however, there would be an increase in the flow rate, as compared to the mode where a weir has been installed. This can be associated with the flow controlled by the weir. On average, the deviation flow rate was increased by 2.8% in the weir mode and 7.7% in the weir-less one. An increase in the Froude number from 0.21 to 0.38 led to a lower average deviation flow rate by 19.3%. Moreover, the results of the simulation through CCHE2D were demonstrated to be largely similar to those of physical model experiments. However, an increase in the Froude number did not lead to a decline in the deviation flow rate (i.e. it remained constant). This trend was inconsistent with the results of the physical model.

    Keywords: Weir, River branch, Physical model, Mathematical model, CCHE2D
  • A. Alinezhad, A. Gohari*, S. Eslamian, Z. Saberi Pages 393-407

    The evaluation of climate change impact on hydrological cycle includes uncertainty. This study aimed to evaluate the uncertainty of climate change impact on the Zayandeh-Rud Reservoir inflow during the future period of 2020-2049. The outputs of 22 GCM models were used under the three emission scenarios including RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5. The Bayesian Model Averaging (BMA) was used as the uncertainty analysis for weighting the 22 GCM models based on their ability to simulate the baseline 1990-2005 period. Results showed that different GCM models had different abilities in estimating climatic and hydrological variables and the application of uncertainty analysis in climate change studies could be necessary. The monthly temperature in the upstream of Zayandeh-Rud reservoir could be raised by 0.85 to 1 ◦C; also, the precipitation might be increased by 2 to 3 percent. The high flow during winter season will increase under climate change, while the spring and autumn seasons’ low flows are expected to reduce. Additionally, the annual reservoir inflow may decrease by 1 to 8 percent, showing the necessity for change in Zayandeh-Rud reservoir’s rule curve and allocation of water resources.

    Keywords: Climate change, Uncertainty, Bayesian Model Averaging, Zayandeh-Rud reservoir
  • A. Talebi*, E. Abyari, S. Parvizi Pages 409-419

    Flood is a natural disaster making the heavy humanistic and economic damages each year in most parts of Iran. In this research, the SWAT model performance in flood prediction and sub-basin priority was investigated in terms of flooding in Araz-Kose watershed in Golestan province. To calibrate the model, SUFI2 was applied. The calibration and validation were done for the 1991-1998 period based on the data of 2001-2009. After validation, the indices (R2, bR2, and NS) were estimated. They were equal to 0.81, 0.81 and 0.73 for calibration and 081, 0.78 and 0.64 for validation, respectively. The sensitivity analysis results showed 13 effective parameters. The curve number (CN2) was determined as the most effective parameter. For studying the flooding in a watershed, the Araz-Kose watershed was divided into six parts. Based on the obtained results from the SWAT model with different CN and F indexes (with/without considering the sub-watershed), the sixth sub-basin with 22.4% decrease in discharge was chosen as the most effective region in flooding. Meanwhile, the other sub-basins including 4, 1, 3, 5 and 2 had more flood potential, respectively.

    Keywords: Flooding, SWAT model, Curve number, Araz-Kose watershed
  • S. Jahanbakhsh Asl, B. Sari Saraf, T. Raziei, A. Parandeh Khouzani* Pages 421-440

    In this study, the temporal and spatial variation of snow depth over the mountainous region of Zagros, in the western Iran, for the period 1979–2010 was investigated for the cold season when the probability of snow occurrences was high. For this purpose, daily gridded snow depth data relative to Era-Interim/land were retrieved from the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) and used for spatiotemporal analysis of snow in the region. Furthermore, monthly maximum, minimum and mean air temperature relative to the weather stations distributed over the region were also used to investigate the relationship between snow depth and air temperature variability in the region. In each grid point, the rate of temporal changes in the snow depth was estimated using the Sen’s slope estimator, while the modified Mann-Kendall Test was applied to assess if the change identified was statistically significant. The results showed that in almost all of the studied months, especially February and March, the snow depth was significantly reduced in the region, which was statistically significant at 5% significant level. Unlike the observed statistically significant decreasing trend in the depth snow in the region, a significant increase in the maximum, minimum and average temperature was observed for all the studied months and the stations. The result suggested that the observed decrease in the snow depth in the region was related to the increasing trend in the temperature during the study period, which could be attributed to the global warming and climate change.

    Keywords: Temporal, spatial variation, Snow, Era-Interim, land, Trend, Mann-Kendall, Sen’s estimator, Zagros, Iran