فهرست مطالب

  • سال دوازدهم شماره 1 (بهار 1399)
  • تاریخ انتشار: 1398/12/14
  • تعداد عناوین: 25
|
  • الهام افروغ، مسعود مسعودی*، سید یوسف عرفانی فرد صفحات 1-19

    تخریب منابع طبیعی و محیط زیست از مهمترین دغدغه ها در مناطق مختلف جهان خصوصا نواحی خشک می باشد. به طوری که سطوح وسیعی از این اراضی در طیف گسترده ای از فرایندهای تخریب در حال نابودی است. از این رو، ارزیابی و تهیه نقشه آسیب پذیری به زوال پوشش گیاهی در ایران می تواند برنامه های مدیریتی و اجرایی را تسهیل کند. در پژوهش حاضر، معیار های مورد استفاده در یک مدل جدید برای ارزیابی زوال پوشش گیاهی به نام NIDLTS معرفی می شوند . این معیارها شامل معیار های طبیعی Natural Causes (N)، معیار های غیرمستقیم انسانی Indirect Causes (I)، معیار های مستقیم انسانی  Direct Causes(D)، معیار فشار دام  Livestock pressure(L)، معیار روند تغییراتTrend of degradation  (T) و معیار وضعیت  State indicators(S) هستند که برای برآورد هر یک، از تعدادی شاخص خطر استفاده شد. معیار های طبیعی مورد مطالعه، عبارت از تغییرات آب و هوایی، خشکسالی، اقلیم و قابلیت تناسب اراضی بودند. همچنین، شاخص های انسانی مورد مطالعه شامل تراکم جمعیت، رشد جمعیت، هزینه های دولتی از پژوهش های و کارهای اجرایی ، تبدیل اراضی منابع طبیعی به اراضی کشاورزی ، درصد بیکاری و درصد بی سوادی و شاخص وضعیت مورد مطالعه عبارت از درصد تاج پوشش، تولید بیوماس فعلی و تولید بیوماس فعلی به پتانسیل بود. شاخص های خطر مرتبط با هر معیار تخریب به پنج طبقه تقسیم شده، با استفاده از AHP، وزن هر شاخص و هر معیار اصلی در چهارچوب NIDLTS مشخص شد که با بررسی سهم و اثر آن ها در زوال پوشش گیاهی نوعی اولویت بندی انجام گرفت و در نهایت با روی هم گذاری کلیه لایه های تهیه شده برای هر معیار در محیط GIS، نقشه آسیب پذیری به خطر زوال پوشش گیاهی تهیه شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داده است که در بین عوامل انسانی، تبدیل اراضی منابع طبیعی به کشاورزی از بیشترین اهمیت برخوردار بوده است. در عین حال، در بین عوامل طبیعی، خشکسالی از بیشترین اهمیت در منطقه مورد مطالعه برخوردار بود. در بین تمامی معیارهای مورد بررسی، معیار طبیعی بیشترین تاثیر و معیار روند تغییرات اراضی منابع طبیعی در طول زمان کمترین تاثیر را در زوال پوشش گیاهی داشت. نقشه خطر نهایی تهیه شده نشان می دهد که بیشترین سطح حوضه را طبقه خطر متوسط و سپس، بدون خطر فرا گرفته است. به نظر منطقی می آید که مدل پیشنهادی NIDLTS برای ارزیابی خطر زوال پوشش گیاهی با در نظرگیری جامع شرایط اکولوژیکی و شناسایی روند خطر، برآورد دقیق تری از میزان زوال و تخریب گیاهی نسبت به بعضی از ارزیابی ها که فقط وضعیت فعلی تخریب پوشش گیاهی را در نظر می گیرند، ارائه می دهد.

    کلیدواژگان: تحلیل سلسله مراتبی (AHP)، تخریب منابع طبیعی، سامانه اطلاعات جغرافیایی، شاخص های خطر، شهرستان شیراز
  • محمد قیطوری*، مسیب حشمتی، محمد روغنی صفحات 20-29
    کمبود منابع آب مهمترین پیامد تغییرات اقلیمی است که در مناطق خشک و نیمه ‏خشک از جمله ایران به ‏مراتب شدیدتر است. سامانه های سطوح آبگیر باران راه کار مناسبی برای مقابله با چالش خشکی و خشکسالی و نیل به اهداف افزایش بهره وری آب و بهبود شرایط معیشت ساکنین حوضه است. هدف از انجام این پژوهش، مقایسه کارائی سامانه های مختلف سطوح آبگیر باران در استحصال رواناب بود که در یک دامنه جنوبی با شیب حدود 20 درصد در روستای کبوده‏ علیا در استان کرمانشاه انجام شد. در این پژوهش، سامانه جمع ‏آوری باران لوزی شکل در ابعاد 1.7 × 1.7 متر با سه تیمار سطح خاک کوبیده شده همراه با کاه، سنگ ‏فرش با پوشش پلاستیک و شاهد در سه تکرار انجام شد. به منظور تعیین مقدار رواناب تولید شده از هر بارش، نه مخزن 100 لیتری در پایین دست راس هر سامانه نصب و بعد از هر رگبار مقدار آب ذخیره شده، اندازه گیری شد. نتایج این پژوهش نشان داد که ضریب رواناب حاصل از بارش از سطح سامانه های آبگیر کاه‏ گل (خاک کوبیده با کاه)، پلاستیک با روکش سنگ فرش و شاهد به ترتیب 44، 88 و 16 درصد بود که در دو سامانه اول رابطه معنی داری بین میزان بارش و حجم آب استحصال یافته وجود داشت. بر اساس نتایج این پژوهش، تیمار سطح پلاستیک با سنگ فرش و بعد از آن سامانه خاک کوبیده شده با کاه‏ نقش قابل توجهی در استحصال آب داشتند. همچنین، بر پایه نتایج این پژوهش، آستانه تولید رواناب برای سامانه های خاک کوبیده شده با کاه، سطح پلاستیک با روکش سنگ فرش و سطح شاهد به ترتیب 1.5،  0.8 و 3.4 میلی متر بارندگی است که در سامانه پلاستیک به طور معنی‏ داری کمتر بود. بنابر این، در صورتی که ایجاد سطح آبگیر با استفاده از کاه‏ گل مشکل باشد، سطح پلاستیکی نقش قابل توجهی در استحصال آب باران خواهد داشت. در عمل نیز ایجاد سامانه لوزی‏ شکل بر روی دامنه نسبت به اشکال دیگر ساده ‏تر است.
    کلیدواژگان: استحصال آب باران، پوشش پلاستیک با سنگ فرش، رطوبت خاک، سامانه لوزی‏ شکل، کبوده ‏علیا
  • رحیم کاظمی*، جهانگیر پرهمت صفحات 30-43
    تعیین سهم جریان های زیرسطحی در جریان رودخانه، می تواند در تحلیل جریان رودخانه، مدل سازی بارش-رواناب و واسنجی مدل ها، مدیریت آب در شرایط کم آبی و تعیین میزان ذخیره آبخیز مفید باشد. در این پژوهش، تعداد 22 ایستگاه آب سنجی با آمار مناسب و دوره مشترک آماری سال های آبی1391-1361 انتخاب شدند. روند تغییرات جریان در طی ماه های سال برای کلیه ایستگاه های آب سنجی منطقه پژوهش ترسیم و خشک ترین ماه سال تعیین شد. سپس،  واسنجی شش الگوریتم رقومی برگشتی با استفاده از داده های دراز مدت خشک ترین ماه سال انجام و پس از به دست آوردن پارامترهای بهینه مدل ها، تفکیک جریان پایه برای کل دوره انجام و ارزیابی کارایی مدل ها با استفاده از شاخص ریشه میانگین مربعات خطا انجام شد. نتایج نشان داد که قسمت اعظم جریان رودخانه در منطقه مورد پژوهش، مربوط به جریان پایه است و کمینه، بیشینه و میانگین سالانه شاخص جریان پایه در کل دوره به ترتیب برابر با 0.48، 0.62 و 0.56 می باشد که نشان دهنده مشارکت بیش از 50 درصدی منابع آب های زیرسطحی در آب های سطحی حوضه های مورد پژوهش است. نتایج ارزیابی کارایی مدل ها با استفاده از شاخص ریشه میانگین مربعات خطا نشان داد که متوسط خطا در منطقه پژوهش، برای هر شش روش در محدوده 0.025 تا 0.044 است که کمترین آن متعلق است به روش لینه و هالک و بیشترین خطا، مربوط به فیلتر رقومی تک پارامتره می باشد. جمع بندی کلی نتایج فرایند واسنجی و بررسی روابط همبستگی بین داده های محاسباتی و اندازه گیری شده، نشان داد که بین داده های محاسباتی و اندازه گیری شده، همبستگی با ضریب تبیین بیش از 0.80 وجود دارد و روش واسنجی با داده های فصل خشک در غیاب روش های مبتنی بر ردیاب ها، به عنوان مناسب ترین روش واسنجی فیلتر های رقومی تفکیک جریان در منطقه مورد پژوهش پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: پارامتر فیلتر، جریان زیرسطحی، فصل خشک، منابع آب، واسنجی
  • مختار کرمی، رسول سروستان*، رضا صبوری صفحات 44-56
    هدف از پژوهش حاضر، بررسی اثر تغییر اقلیم بر دبی ماهانه حوزه آبخیز کارون به عنوان بزرگ ترین حوضه کشور است. در این مطالعه، پنج ایستگاه هیدرومتری (بام دژ، تله زنگ، حرمله، گتوند و دزفول) و سه ایستگاه سینوپتیکی (اهواز، دزفول و مسجد سلیمان) در نظر گرفته شد. با استفاده از نرم افزار SDSM، داده های NCEP و داده های بزرگ مقیاس مدل گردش عمومی جو (HadCM3 برای دما و CgCM3 برای دبی) تحت دو سناریوی اقلیمی A1B و A2 در حوضه کارون ریزمقیاس سازی شد. سپس داده های تغییر اقلیم و خروجی مدل ریزمقیاس نمایی به نرم افزار SPSS 19 و Minitab 17 وارد تا روند معنی داری دبی برای دوره های اقلیمی آینده (2070-2020) پیش بینی شود. نتایج تحلیل تغییر اقلیم نشان داد که در منطقه مورد مطالعه تحت سناریوهای مختلف دمای هوا در ماه های مختلف سال در سناریوی A1B به میزان 1.60 درجه سانتی گراد و در سناریوی A2 ،1.58 درجه سانتی گراد افزایش پیدا می کند، اما متوسط دبی سالانه ایستگاه ها در سناریوی A1B به میزان 19.82 مترمکعب و در سناریوی A2 به 16.27 مترمکعب کاهش می یابد. نتایج همچنین نشان داد، تحت سناریوهای مختلف اقلیمی دبی در فصل بهار و نیمه اول سال در سطح اطمینان 95 درصد بدون روند معنی داری، ولی در دیگر فصل های سال و نیمه دوم سال دارای روند کاهشی معنی داری می باشد.
    کلیدواژگان: دما، ریزمقیاس نمایی، من کندال، نرم افزار SDSM، CgCM3
  • پیام آموزگاری، مصطفی پناهی*، سید خلاق میرنیا، علیرضا دانشی صفحات 57-71
    مدیریت منابع آب زیرزمینی یکی از مهمترین مسائل مدیریت منابع طبیعی به شمار می آید. عدم مدیریت صحیح این منابع باعث ایجاد مشکلات خطرناکی نظیر فرونشست زمین، شوری آبخوان و از بین رفتن تالاب ها شده است. با رشد جمعیت، تقاضا برای آب های زیرزمینی افزایش یافته، منجر به کمبود آب در بیشتر نقاط جهان از جمله ایران شده است. این در حالی است که بیشتر از نصف تقاضای سالانه آب در ایران را منابع آب زیرزمینی تامین می کنند. بنابراین، برآورد ارزش اقتصادی آب های زیرزمینی در مدیریت صحیح منابع آب امری ضروری است. پژوهش حاضر، با استفاده از فنون تلفیقی مصاحبه و پرسش نامه به منظور برآورد میانگین تمایل به پرداخت جامعه روستاییان ساکن در دشت الشتر طراحی و اجرا شده است. در همین رابطه، برخی از مهمترین متغیرهای اقتصادی-اجتماعی جامعه مورد مطالعه و نقش آن ها در اصلاح نظام حفاظت و مدیریت بهینه منابع آب زیرزمینی، مورد بررسی قرار گرفته اند. جامعه آماری در این پژوهش، روستاییان شهرستان الشتر، همان برداشت کنندگان اصلی منابع آب زیرزمینی بوده، حجم نمونه نیز با کمک فرمول کوکران، 490 به دست آمده است. میانگین تمایل به پرداخت هر خانوار برای حفاظت از منابع آب زیرزمینی دشت الشتر، 920،758،1 ریال در سال تخمین زده شده است. نتایج پژوهش نشان داد که ارزش کل حفاظتی آب های زیرزمینی در دشت الشتر، 8،913،979،927 ریال در سال و ارزش حفاظتی یک مترمکعب آب زیرزمینی برای جمعیتی که تمایل به پرداخت خود را اظهار کرده اند، بر اساس روش ارزش گذاری مشروط، 208 ریال است. همچنین، متغیرهای مبلغ پیشنهادی، درآمد سالانه خانوار و تحصیلات به صورت معنی داری بر روی تغییر تمایل به پرداخت پاسخ گویان تاثیرگذارند. با توجه به این که برای ارزش های غیراستفاده ای آب های زیرزمینی بازاری وجود ندارد، یافته های این مقاله می تواند ابزار قدرتمندی در تصمیم گیری و مدیریت منابع آب، برای مدیران بخش آب شکل دهد.
    کلیدواژگان: ارزش های غیراستفاده ای، روش ارزش گذاری مشروط، دشت الشتر، تمایل به پرداخت، مدل لاجیت
  • رضا چمنی، محمود آذری* صفحات 72-85

    اثرات هیدرولوژیکی تغییر اقلیم چالش بزرگی برای برنامه ریزی و مدیریت منابع آب است. تعیین اثرات تغییر اقلیم بر فرایندهای هیدرولوژیکی، پیش نیاز تدوین استراتژی های سازگاری با اثرات تغییر اقلیم می باشد که لازمه مواجه با بحران کم آبی در آینده است. هدف این پژوهش، بررسی اثر تغییر اقلیم بر رژیم هیدرولوژیکی حوضه رودخانه چهل چای در استان گلستان می باشد. برای شبیه سازی فرایندهای هیدرولوژیکی حوضه از مدل توزیعی و فرایندی J2000 استفاده شد. در این راستا، مدل با استفاده از داده های دبی روزانه ایستگاه خروجی حوضه برای دوره زمانی 2014-2002 واسنجی و اعتبارسنجی شد. به منظور تعیین اثر تغییر اقلیم، از آخرین خروجی های هفت مدل اقلیمی CanESM2 ،CCSM4 ،BBC-CSM1.1 ،CESM1-BGC CESM1-CAM5 ،ICHEC- EC-EART و MPI-M-MPI-ESM-LR برای دو سناریوی انتشار RCP4.5 و RCP8.5 برای دوره 2100-2071، استفاده شد. نتایج پژوهش نشان داد که میانگین افزایش دمای بیشینه حوضه برای مدل های مختلف در سناریوهای RCP4.5 و RCP8.5 در دوره 2100-2071 به میزان 2.6 و 4.7 درجه و دمای کمینه به میزان 2.4 و 4.5 درجه سانتی گراد می باشد. همچنین، میانگین تغییرات مقدار بارندگی برای این سناریوها به میزان 1.35 درصد افزایش و 0.6 درصد کاهش می باشد. این تغییرات باعث افزایش تبخیر و تعرق به میزان 9.6 و 16.7 درصد و کاهش دبی حوضه به میزان 4.2 و 3.2 درصد می شود. نتیجه این تغییرات هیدرولوژیکی به صورت کاهش جریان حوضه در آوریل تا ژوئن نمایان می شود که برای سناریوی RCP 8.5 تا اکتبر ادامه دارد.

    کلیدواژگان: دبی جریان، مدل اقلیمی، مدل سازی هیدرولوژی، مدیریت منابع آب، J2000
  • سعید جهانبخش اصل، بهروز ساری صراف، طیب رضیی، اکرم پرنده خوزانی* صفحات 86-106
    برای پایش روند تغییرات زمانی و مکانی برف در مناطق برف گیری مانند زاگرس نیاز به داده های درازمدت برف با دقت مکانی بالا است، در حالی که در بیشتر ایستگاه های منطقه زاگرس اندازه گیری برف یا انجام نشده و یا آمار آن در دسترس نیست. از این رو، در این پژوهش برای بررسی تغییرات زمانی و مکانی فصل برفی در منطقه زاگرس از داده های روزانه عمق برف ERA-Interim/Land در دوره آماری 2010-1979 میلادی استفاده شد. سپس، برای هر سال آبی (اکتبر تا سپتامبر سال بعد) از دوره آماری مورد مطالعه، نخستین تاریخی که در آن بیش از یک سانتی متر برف ریزش کرده، به عنوان نخستین روز برفی و آخرین تاریخی که بیش از یک سانتی متر برف دریافت کرده است، به عنوان آخرین روز برفی سال و فاصله زمانی میان این دو تاریخ نیز به عنوان فصل برفی سال تعریف شد. شیب تغییرات روند سری های زمانی زمان آغاز و پایان ریزش برف و طول فصل برفی نقاط مختلف منطقه مورد مطالعه با استفاده از رگرسیون خطی و برآوردگر خطی سن برآورد و معنی داری آن ها به کمک آزمون من-کندال آزمون شد. افزون بر این، میانگین تاریخ های آغاز و پایان ریزش برف و طول فصل برفی در دهه های مختلف دوره مورد مطالعه با یکدیگر مورد مقایسه قرار گرفت. همچنین، ارتباط بین تاریخ های آغاز و پایان ریزش برف و طول فصل برفی در منطقه با ارتفاع، طول و عرض جغرافیایی آزمون شد. نتایج نشان داد که الگوی توزیع مکانی تاریخ نخستین و آخرین ریزش برف و طول فصل برفی منطقه مورد مطالعه با طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع ایستگاه ها رابطه معنی داری دارد. بررسی روند تغییرات زمانی پارامترهای یاد شده نیز نشان داد که در بخش گسترده ای از زاگرس زمان آغاز نخستین بارش برف سال به تاخیر افتاده است و زمان ریزش آخرین برف سال نیز پیش افتاده است. پس، افتادن نخستین بارش برف سال و پیش افتادن آخرین بارش برف سال باعث کوتاه تر شدن طول فصل برفی در منطقه شده است. بخش بزرگی از این روند کاهشی نتیجه کاهش شدید و معنی دار سری زمانی زمان آخرین برف سال است که با شیب تندی کاهش یافته و خود را از ماه مارس به ماه های آوریل و ژانویه منتقل کرده است.
    کلیدواژگان: آخرین برف سال، روند، عمق برف، نخستین برف سال، ERA-Interim، Land
  • عباس عباسی، کیوان خلیلی*، جواد بهمنش، اکبر شیرزاد صفحات 107-124
    آگاهی از وضعیت خشکسالی و پیش بینی شرایط آتی آن نقش مهمی در برنامه های مدیریت منابع آب بر عهده دارد و در این راستا متغیرهای بارش و دما تاثیر به سزایی در شدت و مدت وقوع این پدیده ایفا می کنند. با توجه به وضعیت حاکم بر دریاچه ارومیه در سال های اخیر و تنش آبی موجود در حوزه آبخیز آن، در این پژوهش، وضعیت خشکسالی در ایستگاه سینوپتیک سقز به عنوان یکی از ایستگاه های مهم جنوبی حوزه آبخیز این دریاچه در مقیاس های زمانی مختلف با استفاده از شاخص بارش-تبخیر و تعرق استاندارد شده (SPEI) و مدل ماشین بردار پشتیبان (SVM) با سه تابع هسته ای خطی، چند جمله ای و پایه شعاعی و شبکه بیزین (BN) مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور از شاخص SPEI در مقیاس های زمانی کوتاه مدت یک و سه ماهه، میان مدت شش و 12 ماهه و بلندمدت 24 و 48 ماهه در طی دوره آماری 49 ساله برای پایش وضعیت خشکسالی در این ایستگاه استفاده شد. نتایج نشان داد، هشت دوره طولانی مدت خشکسالی مربوط به سال های 1968-1962، 1974-1972، 1979-1978، 1982-1980، 1984-1983، 1987-1986، 2003-1999 و 2009-2007 در طول دوره آماری وجود دارد. سپس، با استفاده از سری زمانی مقادیر SPEI در پنج مدل ورودی با تاخیرهای یک تا پنج ماهه و مدل های SVM و BN نسبت به پیش بینی خشکسالی اقدام شد. نتایج نشان داد که در هر دو روش، مدل با پنج تاخیر زمانی عملکرد بهتری داشته و تابع هسته ای خطی در روش SVM نسبت به دو تابع دیگر دقت بیشتری داشته است. همچنین، دقت پیش بینی این مدل ها با افزایش مقیاس محاسبه SPEI رابطه مستقیم دارد، به نحوی که ضریب همبستگی در روش شبکه بیزین در مرحله آزمون از 0.174 در مقیاس یک ماهه به 0.985 در مقیاس 48 ماهه و در روش SVM با تابع هسته ای خطی نیز از 0.149 به 0.983 رسیده است.
    کلیدواژگان: پایش، دریاچه ارومیه، شاخص SPEI، BN، SVM
  • سیدحمیدرضا صادقی*، فهیمه میرچولی، زینب حزباوی، عبدالواحد خالدی درویشان، محسن خورسند صفحات 125-136

    اندازه گیری فرسایش و رسوب معمولا با استفاده از روش های مختلف برای دستیابی به اطلاعات قابل اعتماد از میزان هدررفت خاک ضروری می باشد. در این راستا، به کارگیری روش های نو و دانش روز به سبب تسهیل در اندازه گیری ها و افزایش دقت مورد نظر از اهمیت زیادی برخوردار است. لکن اطلاعات کافی در زمینه کارایی روش های نوین در دسترس نیست. لذا، پژوهش حاضر با هدف به کارگیری اسکنر نوری به عنوان یکی از روش های نوین اندازه گیری فرسایش خاک و مقایسه نتایج حاصل از آن با دو روش سنتی شیارسنج و پارافین در زمینه اندازه گیری فرسایش شیاری در شرایط آزمایشگاهی صورت پذیرفت. برای انجام پژوهش، ابتدا یک خاک لومی رسی در کرت های آزمایشی با ابعاد 30 در 40 سانتی متر و با شیب 20 درصد در معرض باران با شدت 50 میلی متر بر ساعت به مدت 20 و 80 دقیقه و ایجاد فرسایش سطحی قرار داده شد. سپس، در مرحله بعد، باران با شدت های 90 و 100 میلی متر بر ساعت به ترتیب در مدت های 20 و 80 دقیقه برای ایجاد فرسایش های شیاری با ابعاد مختلف اجرا و در نهایت میزان فرسایش شیاری با سه روش اسکنر نوری، شیارسنج و پارافین اندازه گیری شد. نتایج به دست آمده از اسکنر نوری با مقادیر غلظت رسوب اندازه گیری شده در خروجی کرت و نیز روش های شیارسنج و پارافین مورد مقایسه قرار گرفت. میانگین میزان جا به جایی خاک از روش های اسکنر نوری، شیارسنج و پارافین برای شدت 90 میلی متر بر ساعت با مدت 20 دقیقه به ترتیب 79.73±283.30، 8.27±35.49 و 9.22±45.93 گرم و میانگین میزان جابه جایی خاک برای شدت 100 میلی متر بر ساعت با مدت 80 دقیقه در اسکنر نوری، شیارسنج و پارافین به ترتیب 274.22±377.94، 5.71±41.45 و 11.45±46.20 به دست آمد. بر اساس نتایج به دست آمده، مشخص شد که نتایج حاصل از اسکنر نوری بسیار متفاوت و مقادیر آن بسیار بالاتر از دو روش سنتی مورد مطالعه است.

    کلیدواژگان: سامانه شبیه ساز باران، فرسایش پذیری خاک، فناوری های نوین، کرت های فرسایشی، منابع خاک و آب
  • ابوالحسن فتح آبادی*، مهناز کوه نشین، علی حشمت پور، معصومه فراستی صفحات 137-152

    در دهه های اخیر مدل های هیدرولوژیکی کاربرد گسترده ای در شبیه سازی فرایند بارش رواناب یافته اند. این مدل ها دارای مقادیر پارامترهای ثابت هستند که نیاز است با روش مناسب، مقادیر آن ها بهینه شوند. در واقع، کارایی مدل های هیدرولوژیک علاوه بر ساختار آن ها به مقادیر بهینه پارامترهای آن ها بستگی دارند. در این پژوهش، به بررسی کارایی سه روش بهینه سازی اتوماتیک شامل الگوریتم تکامل تصادفی جوامع، DDS و الگوریتم ژنتیک در بهینه سازی پارامترهای مدل یکپارچه HyMod در حوضه قورچای رامیان پرداخته شد. برای هر سه الگوریتم، سرعت رسیدن به هم گرایی و میزان تغییرات مقادیر بهینه شده مورد بررسی قرار گرفت. الگوریتم ژنتیک در تعداد اجرای کمتری به هم گرایی رسید و پس از آن، الگوریتم DDS در مرتبه بعدی قرار داشت. از نظر زمان اجرا به ازای هر تکرار، کمترین زمان مربوط به روش تکامل تصادفی جوامع و بیشترین زمان مربوط به روش الگوریتم ژنتیک بود. بیشترین نوسانات در جواب های بهینه شده مربوط به الگوریتم DDS و کمترین نیز مربوط به الگوریتم تکامل تصادفی جوامع بود که از این نظر، بهینه سازی با استفاده از روش تکامل تصادفی جوامع از ثبات بیشتری برخودار بود. با استفاده از تحلیل واریانس و مقایسه میانگین ها مشاهده شد، در روش تکامل تصادفی جوامع با افزایش تعداد جوامع تا 12 جمعیت عملکرد مدل بهتر شد که از این تعداد بیشتر، عملکرد الگوریتم بهبود پیدا نکرد. برای پارامتر alpha با افزایش مقدار آن، عملکرد الگوریتم بدتر شد و بهترین عملکرد الگوریتم مربوط به مقدار برابر با 0.58 بود. بر عکس پارامتر alpha، با افزایش پارامتر beta عملکرد الگوریتم بهتر شد و بهترین عملکرد در مقدار beta برابر با یک به دست آمد. برای الگوریتم ژنتیک مقادیر بهینه تعداد کروموزوم ها، نرخ تزویج و نرخ جهش به ترتیب برابر با 16، 0.2 و 0.3 به دست آمد.

    کلیدواژگان: بارش رواناب، بهینه سازی اتوماتیک، حوضه قورچای رامیان، سرعت هم گرایی، واسنجی
  • سید سجاد مهدی زاده محلی*، میلاد غرقی، امین شادی میاندوآب صفحات 153-165

    در رودخانه هایی با قابلیت رسوب گذاری فراوان، برداشت مصالح بدون در نظر گرفتن موقعیت مناسب آن، ممکن است به جابه جایی سریع رودخانه، تخریب کناره ها و زمین های زراعی، تخریب سازه های آبی و در نتیجه مشکلات اجتماعی و اقتصادی منجر شود. پژوهش حاضر با هدف اصلی شناخت و ارزیابی کلیه شاخص های تاثیرگذار در برداشت و در ادامه تعیین نقاط بهینه برداشت شکل گرفته است. در این پژوهش، شاخص های تاثیرگذار در بهره برداری از مصالح برای رودخانه تالوار استان کردستان با شاخص هایی مانند ژئوتکنیک، زیست محیطی، وضعیت فرسایش و رسوب گذاری بستر و سیلاب دشت ها، مشخصات هیدرولوژی منطقه، دانه بندی مصالح، شرایط اجتماعی و اقتصادی مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور، اولویت شاخص های وارد شده به مدل با استفاده از پرسش نامه هایی از طریق کارشناسان مرتبط با مهندسی آب و رودخانه به دست آمده و سپس، با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبیAHP، مقایسه دودویی شاخص ها و وزن دهی آن ها انجام شده است. در ادامه، با استفاده از تکنیک سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) تلفیق لایه های اطلاعاتی و هم پوشانی آن ها تهیه و نهایتا نقشه نقاط بهینه و مناسب برای برداشت مصالح رودخانه ای به دست آمده است. نتایج بررسی ریخت شناسی رودخانه نشان داده که بازه های مستقیم نسبت به تغییرات تراز بستر از بخش مئاندر رودخانه حساس تر بوده، لازم است، برداشت مصالح در این نوع بازه ها تا حد امکان با عمق و پهنای یکسانی انجام گیرد. بر طبق یافته های این پژوهش، مطالعات هیدرولیک رسوب به منظور آگاهی از مکان های مستعد فرسایش یا نشست بیشترین وزن را به خود اختصاص داده و همچنین، اولویت اول برداشت مصالح رودخانه ای به مکان هایی تعلق گرفت که شیب کم داشته، در قوس ها قرار گرفته و به راه های دسترسی نزدیک هستند.

    کلیدواژگان: پتانسیل برداشت، جابه جایی رودخانه، رود دهگلان، روش تحلیل سلسله مراتبی، مکان یابی بهینه
  • شهباز شمس الدینی*، سید نعیم امامی، سلیمان بهمنی صفحات 166-176
    استان چهارمحال و بختیاری با دارا بودن حدود یک درصد مساحت کل کشور، حدود 10 درصد نزولات جوی کشور را به خود اختصاص داده، سرچشمه دو رودخانه مهم یعنی کارون و زاینده رود می باشد. در سال های اخیر، برای مهار و حفظ آب های سطحی و جلوگیری از خارج شدن آن ها از استان، عملیات مختلف آبخیزداری در سطح استان اجرا شده و یا برای اجرای آن ها برنامه ریزی شده است.این پژوهش، با هدف تحلیل عوامل موثر بر میزان مشارکت آبخیزنشینان در عملیات آبخیزداری در حوزه آبخیز منج-بیدله شهرستان لردگان در استان چهارمحال و بختیاری انجام شده است. ابزار جمع آوری اطلاعات در این مطالعه، پرسش نامه می باشد و اطلاعات گردآوری شده با استفاده از آمار توصیفی و آمار استنباطی و به کمک نرم افزار SPSS مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که بین متغیر سن، شغل اصلی و میزان تجربه افراد مورد مطالعه در کشاورزی با میزان مشارکت آن ها در فعالیت های آبخیزداری در حوضه، رابطه منفی و غیر معنی داری وجود دارد. همچنین، بین متغیرهای میزان رضایت مندی، انسجام اجتماعی، پایگاه اجتماعی-اقتصادی، عضویت در نهادهای عمومی روستا و استفاده از منابع اطلاعاتی در حوضه مورد بررسی با میزان مشارکت پاسخ گویان در فعالیت های آبخیزداری رابطه ای مثبت و معنی دار در سطح یک درصد وجود دارد. نتایج برآورد رگرسیون چندگانه به روش گام به گام، بیانگر آن است که متغیر میزان آگاهی از اهداف و خصوصیات طرح های آبخیزداری دارای بیشترین نقش در میزان مشارکت افراد مورد مطالعه در فعالیت های آبخیزداری است.
    کلیدواژگان: آب سطحی، استان چهارمحال و بختیاری، پایگاه اجتماعی-اقتصادی، پرسش نامه، نرم افزار SPSS
  • ارزیابی و تخمین نسبت بار کف به بار کل رسوبی در رودخانه های با بستر شنی با استفاده از روش های کلاسیک و هوشمند
    کیومرث روشنگر*، سامان شهنازی صفحات 178-189
    در بیشتر مطالعات منابع آب، مقدار بار بستر با توجه به سختی ها و هزینه های مربوط به اندازه گیری به صورت نسبت ثابتی از بار کل در نظر گرفته می شود که با توجه به تغییرپذیری بالای این نسبت، معقول نیست. در این پژوهش، با استفاده از داده های جمع آوری شده از 19 رودخانه با بستر شنی واقع در ایالات متحده آمریکا به مدل سازی بار بستر، بار کل و در نهایت نسبت این دو با ماشین بردار پشتیبان که شاخه ای از روش های هوشمند می باشد، پرداخته شد. سپس نتایج حاصله با روابط کلاسیک مقایسه و مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در تخمین بار بستر و نیز بار کل رسوبی این روش کارایی بسیار بالایی نسبت به روش های کلاسیک داشته، عملکرد آن نیز در پیش بینی نسبت بار بستر به بار کل دارای نتایج قابل قبولی است. در ضمن مدل سازی های مذکور نیز نشان دادند که نسبت سرعت متوسط به سرعت برشی جریان و عدد فرود، تاثیرگذارترین پارامترها در پیش بینی بار بستر، بار کل و نسبت این دو می باشد.
    کلیدواژگان: بار بستر، روابط کلاسیک، سرعت برشی جریان، عدد فرود، ماشین بردار پشتیبان
  • ملیحه سادات ظریف معظم، رسول مهدوی*، سهیلا جوانمرد، مرضیه رضایی صفحات 190-200
    فرایند بارش تحت تاثیر عوامل متعدد محیطی همچون رخدادهای گرد و غبار قرار گرفته، بر هم کنش این دو واقعه می تواند چرخه هیدرولوژیکی را تحت تاثیر قرار دهد. با توجه به افزایش قابل توجه رخدادهای گرد و غبار در نقاط مختلف کشور، این پژوهش با هدف بررسی اثر گرد و غبار روی تغییرات احتمالی بارش استان خراسان رضوی طی سال های 2013-2000 انجام شد. بدین منظور، روش آماری رگرسیون تاریخی که بر پایه مقایسه بارش مشاهده ایی با بارش پیش بینی شده می باشد، استفاده شد. نه ایستگاه سینوپتیک به عنوان ایستگاه هدف انتخاب شدند. معادلات رگرسیون برای پیش بینی بارش ایستگاه های هدف با استفاده از داده های بارش روزانه ایستگاه های باران سنجی با روش کمینه مربعات به دست آمد. سپس، با داشتن مقادیر بارش مشاهده ای و مقادیر پیش بینی شده آن، شاخص نسبت آماری رگرسیون تاریخی برای هر ایستگاه هدف محاسبه شد. ارزیابی نسبت های آماری هر ایستگاه به وسیله آزمون جایگشت مونت کارلو و با استفاده از نرم افزار R انجام شد. از آن جا که تغییرات رطوبت نسبی نقش مهمی در فرایند بارش دارد، ضریب همبستگی میان رطوبت نسبی و شاخص نسبت آماری هر ایستگاه محاسبه شد . آزمون آماری همبستگی میان متغیرهای رطوبت نسبی و شاخص نسبت آماری برای ایستگاه ها معنی دار بود. آزمون های جایگشت برای شاخص نسبت آماری ایستگاه ها، متغیر بودن اثر گرد و غبار روی بارش را نشان داد. چنانچه کمترین شاخص نسبت آماری 0.8 مربوط به ایستگاه نیشابور با رطوبت نسبی 38 درصد و بیشترین شاخص نسبت آماری برای ایستگاه تربت حیدریه با مقدار 1.5 و رطوبت نسبی 59.45 درصد بود. در بررسی حاضر، واکنش بارش در برابر رخدادهای گرد و غبار متاثر از شرایط رطوبت نسبی بوده است. به طور کلی، می توان چنین نتیجه گرفت که در یک سامانه نمی توان از اجزاء آن همواره رفتار ثابتی را انتظار داشت و از این رو رسیدن به جمع بندی های جامع در موارد ذکر شده نیازمند مطالعات گسترده تر می باشد.
    کلیدواژگان: آزمون جایگشت، ایستگاه تربت حیدریه، ایستگاه نیشابور، رطوبت نسبی، مقدار بارش
  • ستار چاوشی* صفحات 201-214
    استفاده از الگوریتم‏ های فرا ابتکاری در علوم مختلف به طور روز افزون در حال گسترش است. کاربرد آن‏ ها در شناخت و مدل‏ سازی پدیده‏ های طبیعی نظیر سیل و خشکسالی به لحاظ طبیعت و مکانیسم پیچیده و تعامل غیر‏خطی عوامل موثر بر آن نمونه‏ ای از توانایی و پتانسیل این الگوریتم ‏ها در هیدرولوژی می ‏باشد. در این مقاله، نخست به معرفی الگوریتم جستجوی موجودات هم‏ زیست پرداخته می ‏شود و در ادامه کاربرد آن در بهینه ‏سازی سامانه‏ های فازی و با هدف یافتن ناحیه اثر ایستگاه ‏های واقع در حاشیه جنوبی دریای خزر مورد بحث قرار می‏ گیرد. این حوضه سالیانه شاهد وقوع سیلاب‏ های مخرب بوده و متعاقبا صدمات جانی و مالی بوده است. یافته‏ های این پژوهش برای برآورد سیلاب حوضه و متعاقبا طراحی سازه ‏های کنترل سیلاب استفاده می ‏شود. تعداد 61 ایستگاه آب سنجی واقع در این منطقه در ‏نظر گرفته شده، مشخصات فیزیکی، اقلیمی و هیدرولوژیک آن‏ ها شامل مساحت، محیط، ارتفاع کمینه، ارتفاع بیشینه، ارتفاع متوسط، شیب متوسط، طول آبراهه اصلی، شیب آبراهه اصلی، طول مستطیل معادل، عرض مستطیل معادل، عامل فرم، ضریب شکل، ضریب گراولیوس، ضریب گردی، ضریب فشردگی و بارش متوسط سالیانه تعیین شده است. طبق نتایج حاصل از آزمون تحلیل مولفه های اصلی از بین 16 پارامتر مورد بررسی، مساحت، ارتفاع متوسط، ضریب شکل و ضریب گراولیوس حوضه به همراه بارندگی متوسط حوضه به ‏عنوان مهمترین عوامل برای آزمون همگنی هستند. این عوامل به ‏عنوان ورودی سامانه فازی استفاده شد که منجر به تولید نواحی همگن شد. الگوریتم جستجوی موجودات هم ‏زیست برای بهینه ‏سازی این گروه های همگن و طی فرایند‏های تکراری به کار گرفته شد. در نهایت، عملکرد الگوریتم و صحت و سقم این نتایج به دست آمده با استفاده از آماره ناهمگنی گشتاور خطی ارزیابی شد. بدین ترتیب، تعداد 61 ناحیه اثر که بیانگر نواحی همگن برای هر یک از 61 حوضه مورد مطالعه است، به دست آمد. نتایج این مطالعه بیانگر کارایی روش پیشنهادی در تعیین ناحیه اثر حوزه‏ های آبخیز منطقه دارد. پراکنش جغرافیایی ناحیه اثر ایستگاه‏ ها (ایستگاه‏ های همگن با ایستگاه هدف) نشان می ‏دهد که مجاورت جغرافیایی الزاما دلالت بر همگنی حوضه‏ ها ندارد.
    کلیدواژگان: الگوریتم فرا ابتکاری، بهینه سازی، تحلیل منطقه‏ای سیلاب، روش ناحیه اثر، شباهت حوضه
  • ماندانا شهنواز، مهدی نورزاده حداد، علی غلامی*، ابراهیم پناهپور صفحات 215-227
    یکی از اثرات منفی فرسایش بادی، تلفات خاک حاصلخیز سطحی است که بهره وری خاک را کاهش می دهد. در این پژوهش، با استفاده از دستگاه شبیه ساز فرسایش بادی، میزان هدررفت برخی عناصر غذایی و تاثیر دو نوع تثبیت کننده بر کاهش هدررفت خاک و عناصر غذایی خاک در غرب استان خوزستان در تابستان 1394 و در آزمایشگاه دانشگاه آزاد واحد اهواز بررسی شد. به منظور دستیابی به اهداف یادشده، دستگاه شبیه ساز شدت فرسایش بادی طراحی و ساخته شد. کارایی دو نوع تثبیت کننده (پلیمر پلی اکریل آمید و خاک پوش گیاهی) در چهار غلظت (صفر، 15، 30 و 60 درصد) بر سطح سه نوع خاک و سه تکرار در سرعت 47 کیلومتر بر ساعت در دستگاه شبیه ساز مورد بررسی قرار گرفت. در مجموع، 72 نمونه مورد به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی بررسی شد. نتایج نشان داد، فرسایش بادی در نمونه های خاک در محدوده 27.4 تا 744.7 گرم در مترمربع در دقیقه بوده است. تحلیل های آماری نشان داد که خاک های تیمار شده با تثبیت کننده ها اختلاف معنی داری با شاهد دارند. پلیمر، هدررفت خاک را 99 درصد کاهش داد. هدررفت خاک در دو نمونه الوان و هویزه در تیمار خاک پوش گیاهی 98 درصد کاهش یافت. اما، در خاک بروایه در غلظت 15 و 30 درصد هدررفت خاک به ترتیب 13 و 67 درصد کاهش یافت. میانگین هدررفت ازت، فسفر و مواد آلی به ترتیب به میزان 1.59،  0.64 و 0.6 گرم در مترمربع در دقیقه طی فرسایش بادی به دست آمد که این امر در طولانی مدت سبب بروز مشکلات جدی زیست محیطی و اقتصادی برای اراضی در معرض فرسایش می شود. پلیمر هدررفت ازت، فسفر و مواد آلی خاک را 99 درصد کاهش داد. کاربرد خاک پوش گیاهی سبب کاهش 98 درصدی ازت، فسفر و مواد آلی در نمونه های الوان و هویزه و کاهش 56.6 درصدی این عناصر در خاک بروایه شد. تثبیت خاک ها با تثبیت کننده های مورد بررسی و کشت نهال های بومی راهکاری برای حل معضل فرسایش بادی و کاهش پدیده گرد و غبار در منطقه است.
    کلیدواژگان: تثبیت کننده، شبیه ساز فرسایش بادی، هدررفت فسفر، هدررفت ازت، هدررفت مواد آلی
  • عادله علی جانپور شلمانی*، علیرضا واعظی، محمودرضا طباطبایی صفحات 228-243
    تحلیل داده های بار رسوب معلق در رودخانه ها اساس شناخت روند فرسایش و رسوب در بحث مدیریت و برنامه ریزی منابع آب و خاک است. به دلیل عدم دسترسی به داده های بار رسوب معلق روزانه با اندازه گیری مستقیم، استفاده از روش هایی برای مدل سازی و برآورد آن در حوزه های آبخیز حائز اهمیت است. یکی از روش های مناسب مورد استفاده در این زمینه، به کارگیری شبکه های عصبی مصنوعی است. برای مدل سازی بار رسوب معلق روزانه، ایستگاه هیدرومتری سیرا در حوزه آبخیز رودخانه کرج مورد مطالعه قرار گرفت. تعداد داده مورد استفاده در این پژوهش، 624 داده با طول دوره آماری 31 سال (از سال 1360 تا1390) است. متغیرهای ورودی به مدل های شبکه عصبی مصنوعی شامل دبی لحظه ای، متوسط دبی روزانه، متوسط دبی روزانه با تاخیر سه روزه، متوسط بارش روزانه و متوسط بارش روزانه با تاخیر سه روزه و متغیر خروجی به مدل ها بار رسوب معلق روزانه است. برای تعیین متغیرهای بهینه و بهترین ترکیب متغیرها برای ورود به مدل از آزمون گاما و الگوریتم ژنتیک استفاده شد. سپس، این ترکیب ها به همراه برخی از ترکیب متغیرهای حاصل از آزمون و خطا، وارد مدل های شبکه های عصبی مصنوعی شد. از شبکه عصبی نگاشت خودسازمان ده برای خوشه بندی داده ها استفاده و داده ها به سه گروه همگن، شامل 70 درصد برای آموزش، 15 درصد برای اعتبارسنجی و 15 درصدی برای آزمون جدا شد. در ادامه، ترکیب متغیرها وارد مدل های شبکه عصبی با توابع فعال سازی لوگ سیگموئید و تانژانت سیگموئید شد. نتایج نشان داد، در بین تمام ترکیب های ورودی به مدل های شبکه عصبی، مدل با تابع فعال سازی تانژانت سیگموئید با ترکیب متغیرهای ورودی شامل دبی لحظه ای (Q)، دبی متوسط روزانه (Qi)، دبی متوسط روزانه دو روز قبل (Qi-2)، دبی متوسط روزانه سه روز قبل (Qi-3)، بارندگی متوسط روزانه (Pi)، بارندگی متوسط روزانه دو روز قبل (Pi-2) و بارندگی متوسط روزانه سه روز قبل (Pi-3) مدل مناسب برای برآورد بار رسوب معلق روزانه شد. این مدل کمترین مقدار خطا، بالاترین کارایی مدل و کمترین انحراف استاندارد عمومی را در مقایسه با سایر مدل ها دارد. این مدل، بهترین ترکیب با تاثیرگذارترین متغیرهای ورودی به دست آمده از آزمون گاما و الگوریتم ژنتیک برای برآورد SSL است.
    کلیدواژگان: آزمون گاما، تانژانت سیگموئید، خوشه بندی، شبکه عصبی مصنوعی، نگاشت خودسازمان ده
  • بنفشه یثربی*، مجید صوفی، سید خلاق میرنیا، جهانگرد محمدی صفحات 244-258
    این پژوهش با هدف انجام مطالعات مورفومتری، بررسی ارتباطات هندسی بین آن ها، در دو کاربری مرتعی و کشاورزی انجام شده است. در ابتدا، ویژگی های هندسی و توپوگرافی 120 آبکند در بخش نیمه خشک استان شامل عرض بالا، عمق، عرض پایین، ارتفاع بالاکند، همچنین، ویژگی های سطح حوزه آبخیز آبکندها شامل میزان پوشش سطحی و خاک لخت به وسیله پلات های یک متر مربعی به همراه نمونه های ترکیبی خاک از سطح حوزه آبخیز و دیواره آبکند ها برداشت شد. بر نمونه های خاک آزمایش های فیزیکی و شیمیایی از قبیل بررسی بافت خاک، مواد آلی، آهک کل و فعال، هدایت الکتریکی، اسیدیته، سدیم، منیزیم و کلسیم در آزمایشگاه انجام شد. نتایج بررسی روابط مورفومتریک آبکندها نشان داد که نسبت عرض بالا به عمق آبکندهای کشاورزی و مرتعی به ترتیب برابر با 2.1 و 1.5 بوده، نسبت عرض بالا به طول به ترتیب در کاربری کشاورزی و مرتعی برابر با 0.41 و 0.57 به دست آمد که در نتیجه آبکندهای مرتعی کشیدگی بیشتری داشته اند. رابطه معکوس نمایی بین شاخص های فوق با شیب نشان داد که عوامل توپوگرافی بر شکل نهایی آبکندها تاثیرگذار بوده است. شاخص عرض پایین به عرض بالا به ترتیب در آبکندهای کشاورزی و مرتعی برابر با 0.33 و 0.30 و شکل مقطع های عرضی به ترتیب ذوزنقه و V بوده است. نتایج همچنین نشان داد که عامل شیب 14 درصد از تغییرات مساحت مقطع های عرضی را تبیین کرده، رشد عرضی آبکندها در کاربری های کشاورزی و مرتعی به ترتیب 84 و 73 درصد از تغییرات حجم فرسایش را تبیین کرده است و عوامل با تاثیر مثبت بر تغییر حجم فرسایش آبکندی میزان ماسه در خاک سطحی، کاربری و شیب بودند. آبکندهای مورد مطالعه در هر دو کاربری دارای بعد فراکتال متوسط 1.08 بوده اند و به صورت خطی با افزایش طول و به صورت توانی با افزایش حجم آبکندها افزایش یافته است. توان مساحت در قاعده هک در آبکندهای کشاورزی و مرتعی به ترتیب برابر با 0.50 و 0.54 بوده است.
    کلیدواژگان: ایران، بعد فراکتال، قانون هک، کاربری مرتع و کشاورزی، ویژگی های هندسی
  • فاضل ایرانمنش*، حمیدرضا پیروان صفحات 259-269
    فعالیت های تکتونیکی در شکل گیری، استقرار و تحول عوارض سطح زمین و همچنین، فرایندهای فرسایشی تاثیرگذار هستند. وجود چندین گسل و تاقدیس در غرب جلگه خوزستان نیز زمینه ساز تحولاتی در تغییر مورفولوژی و استقرار عوارضی مانند تپه های ماسه ای شده اند. بنابراین، هدف از این پژوهش، شناخت و نحوه اثرگذاری فعالیت های تکتونیکی بر مورفولوژی و رفتار تپه های ماسه ای غرب جلگه خوزستان است. بدین منظور، از نقشه های توپوگرافی با مقیاس 1:250000، تصاویر ماهواره ای لندست و IRS مربوط به سال های 1991، 1998، 2002 و 2006 میلادی، اطلاعات زمین شناسی مانند لایه سازندهای زمین شناسی، ساختارهای زمین ساختی (مانند گسل ها، تاقدیس ها و ناودیس ها)، نقشه ژئومورفولوژی، محیط های رسوبی و شبکه آبراهه ها به عنوان ابزارهای پژوهش استفاده شد. همچنین، با اتکا به یافته های میدانی و تکنیک های ژئومورفیک به روش مقایسه ای به تجزیه و تحلیل داده ها اقدام شد. نتایج حاصل از شاخص های ژئومورفولوژی مانند ضریب پیچش و انتگرال هیپسومتری نشان داد، منطقه مورد مطالعه به شدت از فعالیت های تکتونیکی متاثر بوده و واحدهای مورفوتکتونیک مانند تاقدیس های حمیدیه-اهواز، زین العباس و تاقدیس ابوالغریب، نقش به سزایی در نحوه استقرار و برای انتشار تپه های ماسه ای دارند. با این وجود، عوامل ثانویه دیگری مانند جهت وزش باد و الگوی جریان رودخانه کرخه تا حدودی باعث بهم خوردگی روند کلی تپه های ماسه ای و ایجاد فرسایش و انتقال رسوب از تپه های ماسه ای به دشت های سیلابی و کانون های گرد و غبار اصلی و محلی در غرب جلگه خوزستان می شود. بنابراین، یافته های این پژوهش می تواند به تامین اطلاعات مورد نیاز برای حفاظت خاک در برابر فرسایش بادی در استان و به خصوص در کانون شماره یک گرد و غبار (هورالعظیم) و کنترل فرسایش و رسوب در پایاب حوزه آبخیز رودخانه کرخه منجر شود.
    کلیدواژگان: حوزه آبخیز، فرسایش بادی، فعالیت های تکتونیک، کرخه، لندست، IRS
  • سمیرا رضاپوریان قهفرخی*، محمد مهدی احمدی، کوروش قادری صفحات 270-281
    تغییرات ژئومورفولوژیک بستر و کناره رودخانه ها می تواند سرعت مهاجرت و توسعه پیچان رودها را تحت تاثیر قرار دهد. تغییر ناگهانی شیب بستر رودخانه یکی از رایج ترین تغییرات ژئومورفولوژیک در مسیر رودخانه است. اندازه گیری سرعت مهاجرت و توسعه پیچان رودها و اتخاذ تدابیر لازم برای حفاظت سازه های قرار گرفته در کنار و روی رودخانه از جمله اقدامات مهندسی در عرصه مهندسی رودخانه می باشد. بدین منظور، برای مطالعه و اندازه گیری سرعت مهاجرت و توسعه پیچان رودها با رخداد تغییر ناگهانی شیب مسیر جریان، آزمایش هایی در فلوم آزمایشگاهی با بستر فرسایش پذیر انجام گرفت. کانال جریان بر روی بستر رسوبی حفر شد و برای سه عرض مختلف کانال (طول موج های مختلف خم ابتدایی)، سه دبی و سه شیب متفاوت بستر در دو گروه آزمایش با حضور و عدم حضور رخداد تغییر ناگهانی شیب (آزمایش های شاهد) سرعت مهاجرت و توسعه پیچان رودها مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که جریان در جهت تعدیل تغییر ناگهانی شیب در پایین دست، با سرعت بسیار بالایی شروع به ایجاد خم های پیچان رودی کرده، در نتیجه آن سرعت مهاجرت طولی پیچان رودها نسبت به آزمایش های شاهد افزایش و سرعت توسعه عرضی کاهش نشان داده است. افزایش سرعت مهاجرت طولی پیچان رودها تا 32 درصد و کاهش سرعت توسعه عرضی تا 36 درصد از مقایسه نتایج حاصل از آزمایش ها در حضور رخداد تغییر ناگهانی شیب و عدم حضور آن به دست آمده است.
    کلیدواژگان: رودخانه های آبرفتی، سیلاب دشت، فلوم، مهندسی رودخانه، نیم رخ طولی
  • رامین پاپی، سعید حمزه*، مسعود سلیمانی صفحات 282-297
    در چند دهه گذشته وقوع تغییرات اقلیم و به تبع آن، کاهش نزولات جوی و نیز افزایش جمعیت در مناطق مختلف کشور باعث افزایش تقاضای آب برای مصارف گوناگون نظیر آشامیدن، کشاورزی، صنعتی و غیره شده که این مهم سبب روی آوردن به بهره برداری بی رویه از منابع آب زیرزمینی و افت شدید آن شده است. تکنیک تغذیه مصنوعی به عنوان روشی برای جبران کسری حجم آب های زیرزمینی به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک مورد استفاده قرار می گیرد. مکان یابی مناطق مناسب قبل از انجام عملیات تغذیه مصنوعی می تواند سبب بهبود بازده طرح و نتیجه بخش بودن آن شود. با نظر به معضلات موجود در ارتباط با کاهش منابع آب زیرزمینی در استان تهران، به دلیل افزایش روزافزون جمعیت و گسترش صنعت و کشاورزی، این مطالعه به شناسایی و پهنه بندی مناطق مناسب برای تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی در استان تهران پرداخته است. سامانه اطلاعات جغرافیایی می تواند در تعیین مناطق مناسب برای تغذیه مصنوعی با دقت بیشتر و زمان کمتر نتایج بهتری ارائه دهد. بدین منظور، در پژوهش حاضر از تلفیق سامانه اطلاعات جغرافیایی و روش Fuzzy AHP برای وزن دهی و تلفیق معیارهای موثر در تغذیه مصنوعی نظیر عمق و تغییرات تراز آب زیرزمینی، بارش، تراکم زهکشی، ارتفاع و شیب زمین، فاصله از گسل، فاصله از رودخانه، خصوصیات زمین شناسی و کاربری اراضی استفاده شده است. پس از بررسی نظرات کارشناسان پیرامون مقایسه دودویی معیارها و تعیین ارجحیت آن ها نسبت به یکدیگر مطابق با روش AHP، خصوصیات هیدرولوژیکی به عنوان موثرترین معیار در رابطه با هدف پژوهش شناسایی شدند. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که 6.2 درصد از مساحت کل منطقه برای اجرای طرح تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی بسیار مناسب و 15.75 درصد مناسب است. مناطق بسیار مناسب عمدتا در قسمت های شرقی استان قرار گرفته اند که دارای سازندهای زمین شناسی مناسب، فاصله کم تا رودخانه، کاربری غالب مرتعی و کشاورزی هستند و همچنین، سطح عمق آب زیرزمینی در آن ها بسیار پایین بوده و روند نزولی داشته است.
    کلیدواژگان: پهنه بندی، تحلیل سلسله مراتبی، سامانه اطلاعات جغرافیایی، منابع آب، مناطق خشک و نیمه خشک
  • سیما رحیمی بندرآبادی* صفحات 298-317
    افزایش گازهای گلخانه ای ضمن تاثیر بر روی عناصر آب و هوایی، سامانه های متاثر از این متغیرها، نظیر منابع آب، کشاورزی، محیط زیست، بهداشت و اقتصاد را نیز دگرگون می سازد. تغییر آب و هوا، با ایجاد تغییرات در چرخه هیدرولوژی باعث اثرات معنی داری در منابع آب می شود. برای بررسی تغییرات آب و هوا در آینده، روش های مختلفی وجود دارد که مهمترین آن ها مدل های اقلیمی هستند. مدل های گردش کلی جفت شده (AOGCM) متغیرهای اقلیمی را در وسعت چند ده هزار کیلومتر مربع شبیه سازی می کنند، اما قادر به شبیه سازی فرایندهای منطقه ای و کوچک مقیاس آب و هوا نیستند. برای رسیدن به این مهم، از روش های ریز مقیاس نمایی استفاده می شود که یکی از مهمترین آن ها روش های دینامیکی می باشد. این روش، مبتنی بر بالا بردن قدرت تفکیک و تجزیه هرچه بیشتر مدل های گردش کلی هستند. در این مطالعه، به بررسی اثرات تغییر آب و هوا بر جریان کمینه حوضه کرخه، به عنوان یکی از مهمترین حوضه های کشور از لحاظ آورد آبی و کشاورزی، پرداخته شده است. برای این منظور، از مدل ریز مقیاس نمایی دینامیکی PRECIS برای برآورد بارش و دما در دوره 2070 تا 2100 و تحت دو سناریوی A2 و B2 استفاده شده است. برای برآورد دبی روزانه در سال های آتی نیز از مدل هیدرولوژیکی SWAT (که یک مدل جامع و پیوسته در مقیاس حوضه ای می باشد) استفاده شده است. بدین صورت که مقادیر بارش و دمای خروجی مدل PRECIS تحت سناریو های مختلف به مدل وارد و مقدار دبی روزانه برای زیرحوضه ها برآورد شد. سپس، شاخص های جریان کمینه (سه شاخص Q 75 ،Q90 و Q95) از منحنی های تداوم و سری جریان های کمینه 10 و 30 روزه در هر یک از زیرحوضه ها محاسبه شد. بررسی شاخص های جریان کمینه طی دوره آینده نشان می دهد که تحت سناریوی A2، جریان کمینه حدود 70 درصد افزایش خواهد داشت و این افزایش دبی کمینه در قسمت های شمالی حوضه بیشتر است. این در حالی است که تحت سناریوی B2، شاخص ها نشان از کاهش 50 درصدی جریان کمینه در افق 2080 دارند. اما توزیع مکانی جریان کمینه نسبت به دوره پایه تغییری نخواهد داشت. لذا، مناطق مرکزی و تا حدودی شمالی حوضه تحت این سناریو، خشکسالی های شدیدی را تجربه خواهد کرد. از این رو، با توجه به اثرات متفاوت تغییر اقلیم بر جریان کمینه تحت سناریوهای مختلف، در طرح های مدیریتی باید عدم قطعیت سناریو ها و همچنین، وضعیت اقتصادی و اجتماعی منطقه در آینده مد نظر قرار گیرد.
    کلیدواژگان: تغییر آب و هوا، ریزمقیاس نمایی، سناریو های اقلیمی، مدل گردش کلی، مدل PRECIS
  • سید مسعود سلیمان پور*، مجید صوفی، محمد جواد روستا، صمد شادفر، لادن جوکار، حجت الله کشاورزی صفحات 318-329

    فرسایش خندقی یکی از بارزترین انواع فرسایش آبی است و به عنوان یکی از مهمترین و مخرب ترین شکل تخریب زمین و هدررفت خاک در سراسر جهان شناخته شده است. به همین دلیل، ضرورت شناخت دقیق عوامل موثر بر گسترش این نوع فرسایش به شدت احساس می شود. از سوی دیگر، مدیریت و کنترل فرسایش خندقی نیازمند شناخت عوامل موثر بر گسترش آن ها است. به این منظور، پژوهش حاضر با اندازه گیری میزان پیشروی طولی خندق های دائمی در دوره زمانی 13 ساله (1396-1383) و تعیین عوامل موثر بر آن ها در حوزه آبخیز خرم بید، واقع در شمال استان فارس اقدام کرده است. نتایج نشان داد، به طور متوسط افزایش طول خندق های منتخب در این دوره 21.67 متر بوده است. این آمار بیانگر آن است که در طول این دوره، خندق های منتخب در هر سال 1.67 متر پیشروی طولی داشته اند. همچنین، با استفاده از نرم افزار SPSS (نسخه 16) و انجام رگرسیون چند متغیره پس رونده، مشخص شد، میزان پیشروی طولی خندق های دائمی در این منطقه تابع دو متغیر درصد خاک لخت و هدایت الکتریکی عصاره اشباع می باشد. بنابراین، لازم است، راه کارهای مدیریتی افزایش مقاومت خاک در برابر فرسایش، شامل: افزایش پوشش گیاهی سازگار و مقاوم با شرایط طبیعی منطقه و قرق به منظور احیاء پوشش گیاهی در اولویت برنامه های مدیریتی و اجرایی قرار گیرد و توجه بیشتری به کنترل فرسایش در پیشانی خندق ها شود.

    کلیدواژگان: اندازه گیری، پوشش گیاهی، خاک لخت، فرسایش خندقی، هدایت الکتریکی
  • امین صالح پور جم*، فهیمه رسولی، امیر سررشته داری، جمال مصفایی، محمدکیا کیانیان صفحات 330-339

    مشارکت مردمی در اجرای عملیات منابع طبیعی، از جمله رویکردهایی است که ضامن تحقق اهداف و موفقیت طرح ها است. در این پژوهش، با تکیه بر تجارب کارشناسی و بر اساس عملیات مختلف منابع طبیعی اجرا شده در حوزه های آبخیز مشرف به شهر تهران، شاخص ها و زیر شاخص های اجتماعی موثر در عدم مشارکت مردمی در قالب سه شاخص و 10 زیرشاخص شناسایی و تعیین شد. نتایج حاصل از اولویت بندی شاخص های اجتماعی موثر در عدم مشارکت مردمی در طرح های منابع طبیعی مبتنی بر اوزان به دست آمده از روش فرایند تحلیل سلسله مراتبی AHP مبتنی بر پرسش نامه خبرگان نشان می دهد که شاخص های نامطلوبیت رفتاری با وزن نهایی 0.623 و نامطلوبیت دموگرافیک با وزن نهایی 0.130، به ترتیب بیشینه و کمینه اولویت را به خود اختصاص داده اند، به طوری که رتبه بندی شاخص ها مبتنی بر اوزان به دست آمده، به ترتیب اهمیت از بیشینه به کمینه به صورت شاخص نامطلوبیت رفتاری، مشکلات فرهنگی و نامطلوبیت دموگرافیک است. همچنین، نتایج حاصل از رتبه بندی زیر شاخص ها بر اساس آزمون رتبه های دبلیو کندال نشان دهنده تفاوت نقش زیرشاخص های اجتماعی موثر بر عدم مشارکت مردمی در طرح های منابع طبیعی است. به طوری که زیرشاخص عدم اطمینان مردم در اثربخشی نظراتشان با میانگین رتبه 6.80 و زیرشاخص پایین بودن سطح سواد و آگاهی با میانگین رتبه 3.16 به ترتیب بیشینه و کمینه میانگین رتبه را به خود اختصاص داده است. نتایج پژوهش، نشان دهنده نقش اصلی شاخص عدم اعتماد مردمی به عنوان مرجح ترین شاخص موثر بر عدم مشارکت مردمی است. به طوری که، زیر شاخص های عدم اطمینان مردم در اثربخشی نظراتشان و عدم اعتماد نسبت به تداوم پروژه ها به علت اجرای نیمه کاره طرح ها دو اولویت نخست را به خود اختصاص داده اند. همچنین، زیرشاخص کمبود نیروی جوان در روستاها در نتیجه مهاجرت به شهرها از شاخص نامطلوبیت دموگرافیک و نیز زیرشاخص نبود یا کم رنگ بودن فرهنگ مشارکت از شاخص مشکلات فرهنگی به عنوان مهمترین زیرشاخص های اجتماعی موثر در عدم مشارکت مردمی رتبه بندی شدند.

    کلیدواژگان: آزمون رتبه های دبلیوکندال، تصمیم گیری چند معیاره، مشکلات فرهنگی، نامطلوبیت دموگرافیک، نامطلوبیت رفتاری
  • مهدی احمدی، باقر قرمز چشمه* صفحات 340-350

    در دهه های گذشته در نتیجه فعالیت های انسانی و طبیعی، میزان گاز های گلخانه ای در اتمسفر افزایش یافته و در نتیجه، دمای کره زمین روند افزایشی به خود گرفته است. برای مدیریت منابع آب، کشاورزی و در نتیجه ایجاد امنیت غذایی نیاز به آگاهی از وضعیت اقلیمی دوره آتی است که در حال حاضر معتبر ترین ابزار برای تولید سناریو های اقلیمی، مدل های سه بعدی جفت شده اقیانوس-اتمسفر گردش عمومی جو است. برای استفاده از این داده ها لازم است به وسیله تکنیک های مختلف در سطوح ایستگاهی ریزمقیاس گردانی شوند. مدل های مختلفی در جهت ریز مقیاس گردانی وجود دارد که هر یک دارای معایب و مزایایی هستند. هدف از انجام مطالعه، مقایسه دو روش خطی و غیرخطی ریز مقیاس گردانی است. در روش خطی، از مدل SDSM و در روش غیرخطی به کمک برنامه نویسی در نرم افزار متلب انجام پذیرفت. برای بررسی خطا از میانگین خطا ماهانه و سالانه و برای مقادیر حدی از واریانس و برای بررسی عدم قطعیت از آزمون من ویتنی در سطح 95 درصد استفاده شد. نتایج نشان داد که در بررسی میانگین ماهانه به ترتیب در ایستگاه قائم شهر، بابلسر، قرآن طالار و بند پی در مدل SDSM به ترتیب 0.75، 12، 11 و هفت، در مدل شبکه عصبی مصنوعی سه، دو، 26 و چهار و در میانگین سالانه به ترتیب نه، 146، 141 و 87 در مدل SDSM و در مدل شبکه عصبی مصنوعی 45، 32، 321، 48 میلی متر خطا (افزایشی و کاهشی) وجود دارد. نتایج عدم قطعیت در ایستگاه های قائم شهر، بابلسر، قرآن طالار و بندپی برای 12 ماه هر ایستگاه در مدل SDSM به ترتیب هشت، سه، شش و چهار و در شبکه عصبی مصنوعی به ترتیب چهار، دو، دو و سه پذیرفته شد. در مطالعات تغییر اقلیم بر رواناب و عدم قطعیت و زمانی که داده کم وجود دارد، باید از مدل SDSM و در زمانی که بررسی سیلاب و برآورد جریان کمینه و بیشینه هدف مطالعه است، بهتر است، از مدل شبکه عصبی مصنوعی استفاده کرد.

    کلیدواژگان: بررسی سیلاب، برنامه نویسی، تغییر اقلیم، شبیه سازی، HadCM3
|
  • Elham Afrough, Masoud Masoudi *, Seyed Yousef Erfanifard Pages 1-19

    Destroying natural resources and environment is one of the most important problems in different regions around the world, especially in arid zones. So that extent areas of these zones are being destroyed in extensive spectrum of these destruction processes. For this reason, evaluating and providing vulnerability map of vegetation degradation in our country can considerably help the management and executive planning. In the present research, the criteria used in a new model called NIDLTS are proposed for evaluating the vegetation degradation. These criteria are natural index(N), human indirect index (I), human direct index (D), livestock pressure (L), trend of degradation (T) and state indicators (S). In order to estimate each criterion, a number of risk index were used. Natural indices studied in this research were climate change, draught, climate and suitability of lands. Human indices which were studied are population density, population growth, governmental expenses from executive works and researches, changing natural resources land to agricultural lands, percentage of unemployment, percentage of illiteracy. The indices of studied status are percentage of crown cover, production of the present biomass and production of the present biomass to the potential. Hazard index related to each destruction group were classified in to five classes of hazard intensity with numerical values in order to be analyzed in GIS. Then, the weight of each index and each main group of NIDLTS framework were calculated by Hierarchy Analysis Process (AHP); so that giving priority was done through investigating their share and effects in the vegetation decline. Finally, the vulnerability map of vegetation risk was generated through overlaying all the layers for each criterion in GIS. Results showed that among the human factors, the changing land use from natural resources to agriculture is the most important factor, whereas among the natural factors, drought is the most important factor in the study area. Also, among all the criteria, natural index has the highest effect and the trend of degradation of natural resources lands has the lowest effect in the vegetation degradation during the time. The final hazard map showed that the most widespread hazard class is moderate, followed by no-hazard in the region. It seems logical that the proposed model of NIDLTS for assessing the hazard of vegetation degradation can provide a more accurate estimation of vegetation degradation in a region with taking into consideration of the ecological, anthropogenic and hazard trend in comparison with some other evaluations that only consider the current state of vegetation degradation.

    Keywords: AHP, GIS, NIDLTS, risk index, vegetation degradation
  • Mohammad Gheitury *, Mosayeb Heshmati, Mohammad Roughani Pages 20-29
    Water resources scarcity is the negative impact of climate change, which is more severe in arid and semi-arid regions, including Iran. However, harvesting water through micro-catchment is one of the possible issues for combating this problem. This research was conducted in Kaboodeh-Olya Village to compare the effects of three different micro catchment systems on runoff harvesting and increasing soil moisture. The experimental plots were constructed at a 20% hill slope in northern direction. Research was carried out in randomized experimental block with tree replications. Micro catchments were constructed in rhomboid-shape (1.7×1.7 m) and treatments included plastic with pebble pavement (PPP), compacted surface soil with crop residue (CSCR) and control plot (CP) which was a natural surface soil. The harvested runoff from each plot was stored in a container with 100 litter capacity at the downward. The valium of overland flow was measured after each rainfall occurrence. Results demonstrated that harvested runoff rates through PPP, CSCR and CP were 88, 44 and 16 percent, respectively indicating significant effects (p<0.05) of both PPP and CSCR on runoff harvesting. Furthermore, the effective rainfall for triggering runoff at the PPP, CSCR and CP were 0.8, 1.5 and 3.4 mm that significantly was lower in PPP. Consequently, in limited CSCR building, the SSS can be used for maximum runoff harvesting and soil moisture storage.
    Keywords: Kaboodeh-Olya, Plastic with pebble pavement, Rain water harvesting, Rhomboid-shape system, Soil Moisture
  • Rahim Kazemi *, Jahangir Porhemmat Pages 30-43
    Understanding the base flow can be useful in river flow analysis, rainfall-runoff modeling, calibration of models, water resource management in low flow conditions and determination of the amount of water storage in watershed. In this research, 22 stations were selected with the appropriate data and common period of the years of 1982-2012. The trend of flow changes during the months of the year was determined for all hydrometric stations in the study area and the driest month was determined. Then, the calibration of six recursive digital algorithms was performed using the long-term data of the driest month of the year and after obtaining optimal parameters of the models, the base flow separation for the whole period was performed. The performance evaluation of the models was done using root mean square error. The results showed that the major part of the river flow in the study area was related to the base flow and the minimum, maximum and average annual base flow index for the whole period was equal to 0.48, 0.62 and 0.56, respectively, representing more than 50% of ground water contribution to stream flow of the studied watersheds. Results of the evaluation of the models using the root mean square error showed that the mean error in the research area for all the methods ranged from 0.025 to 0.044. The minimum was related to Lynie and Holick, and the maximum related to the One-parameter digital filter. Over all, conclusion of the results of the calibration process and investing the correlation between calculated and measured data showed that there was a correlation with a coefficient of explanation of more than 80%. Calibration method with dry season data in the absence of tracer-based methods is suggested as the most suitable method for calibrating digital separation filters in the study area.
    Keywords: Base flow, Calibration, dry season, filter parameter, Water resources
  • Mokhtar Karami, Rasol Sarvestan *, Reza Sabouri Pages 44-56
    The purpose of this study was to investigate the effect of climate change on the monthly discharge of Karoon Catchment as the largest basin in the country. In this study, five hydrometric stations (Bamdgeh, Telezang, Gharmaleh, Gotvand and Dezful) and three synoptic stations (Ahwaz, Dezful and Masjed Soleiman) were considered. Using the SDSM software, NCEP data and large-scale data from the general circulation model (HadCM3 for temperature and CgCM3 for water discharge) were scaled parameters under two climate scenarios A1B and A2 in the Karun Basin. Then, the climate change data and the output of the microscale model were applied to the SPSS 19 and Minitab 17 to predict the significance of water discharge for future climate courses (2020-2070) be simulated. Results of climate change analysis showed that under different scenarios, monthly air temperature in the scenario A1B increases by 1.60°C and in the scenario A2 1.58°C, but the average annual rate of stations in the scenario A1B is 19.82 m S-1 in size and 16.27 m S-1 in the A2 scenario. The modified Kendall and age tests were used to identify seasonal and semi-annual seasonal time series trends. Results also showed that under climate scenarios of discharge in spring and first half of the year, there was no significant trend at 95% of confidence, but in other seasons of the second half of the year, there was a significant decrease.
    Keywords: CgCM3, downscaling, Mann-Kendall, SDSM software, temperature
  • Payam Amouzegari, Mostafa Panahi *, Seyed Khalagh Mirnia, Alireza Daneshi Pages 57-71
    Groundwater resources management is one of the most important issues of natural resources management. Lack of proper management of these resources has caused serious problems such as land subsidence, aquifer salinity and the annihilation of wetlands. With population growth, has increased demand groundwater and led to water scarcity in many parts of the world including Iran. Estimating the economic value of groundwater is a fundamental step in water resources management strategies. The present study was conducted using interviews and questionnaires to estimate the average willingness to pay the population of the villagers living in Alashtar Plain. In this regard, some of the most important socio-economic variables of the studied population and their role in optimizing the management of groundwater resources have been studied. The statistical society in this research includes the population of villagers residing in the Alashtar Plain as the beneficiaries of groundwater resources in the area with a sample size of 490 was calculated by the Cochran formula. However, the average willingness to pay to protect groundwater resources for each household of the Alashtar Plain was estimated as 1,758,920 Rials per year. Results showed that the total value of groundwater protection in the Alashtar Plain is 8,913 Milion Rials per year. The protective value of one cubic meter of groundwater for the population that has stated their willingness to pay is based on a contingent valuation method of 208.647 Rials. It was also observed that the offered price variables, annual household income and level of education significantly affect willingness to pay for the respondents. Given the fact that there is no market for groundwater non-use value, the findings of this paper can be a powerful tool for decision making and water resources management for water sector managers.
    Keywords: Alashtar plain, Contingent valuation method, Logit model, Non-Use Value, willingness to pay
  • Reza Chamani, Mahmood Azari * Pages 72-85

    The hydrological effects of climate change is a great challenge for water resources management. Determining climate change impacts on hydrological process is a prerequisite for adaptation strategies to climate change; which in turn is necessary for water scarcity crisis in future. The purpose of this research is to determine climate change impacts on hydrologic regim of Chehlcahy Watershed in Golestan Province. J2000 distributed process based model was used for simulation of the hydrological process. Output results of seven climate models including CanESM2، CCSM, BBC-CSM1.1, CESM1-BG, CESM1-CAM5, ICHEC- EC-EART and MPI-M-MPI-ESM-LR for two representative concentration pathways scenarios (RCP 4.5 and RCP 8.5) for 2071-2100 were used for climate change analysis. Results revealed that the maximum temperature for RCP 4.5 and RCP 8.5 in 2071-2100 will increase by 2.6 and 4.7 C and the minimum temperature will increase by 2.4 and 4.5 C, respectively by the end of the 21st century . In addition, precipitation for RCP 4.5 will increase by 0.6 percent and for RCP 8.5 decrease by 0.6 percent. Modeling results showed that these will lead to significant changes in the hydrological regime. In particular, evapotranspiration will increase by 9.6 and 16.7 percent and stream flow will decrease by 4.2 and 3.2 percent. The results of the  hydrological changes will cause a decrease in stream flow in April –June  and  for RCP 8.5 will be continued till October.

    Keywords: Hydrological Modeling, J2000, Climate Model, stream Flow, Water resources management
  • Saeed Jahanbakhsh Asl, Behroz Sari Sarraf, Tayeb Raziei, Akram Parandeh Khouzani * Pages 86-106
    In order to monitor spatiotemporal variability of snow in mountainous areas such as Zagros in Iran, long-term records of snow observations with high spatial resolution are required. However, no such data are either observed or available for the stations of the Zagros region. Therefore, in this study, the Era-Interim/Land snow depth data for the period 1979-2010 were used in order to investigate the spatiotemporal variability of snow season length and the associated starting and ending dates in the Zagros region. To do so, for each hydrological year starting from October and ending in September, the first and last snow dates with snow depth equal to or greater than one centimeter were defined as the first and last day of observed snow on the ground and the time period between these two dates was considered as the snow season length. For each grid points over the study area, the time series of snow start and end dates, as well as the length of the snow season, were extracted and the rate of their temporal changes was estimated using the Sen Slope estimator and were examined using the Mann-Kendal trend test to test if they are statistically significant. Moreover, the considered time period was divided into three different sub-periods and the mean values of these parameters (i.e., first and last snow dates and snow season length) in the three sub-periods were also compared. The links between these parameters and the latitude, longitude, and altitude of the grid points were also examined. Results indicated that the spatial pattern of the first and last snow dates and snow season length fairly follow the geographical features of the study area and thus have a statistically significant relationship with the latitude, longitude, and altitude. Time variability of the considered parameters over all the studied grid points revealed that the date of the first snow in the most proportion of the study area retreated towards the late autumn and January and the date of the last snow also retreated towards March and February, thus, resulting in the shorter winter season in recent years. The observed statistically significant decreasing trend in the time series of the last snow dates towards March and February has the most contribution in shortening the length of the snow season.
    Keywords: ECMWF, First snow date, Last snow date, Snow depth, Snow season, Time variability
  • Abbas Abbasi, Keivan Khalili *, Javad Behmanesh, Akbar Shirzad Pages 107-124
    Awareness of the drought status and the prediction of its future conditions play an important role in water resources management programs. In this regard, rainfall and temperature variables have a great influence on the severity and duration of this phenomenon. Regarding the status of the Urmia Lake in recent years and the water stress in its watershed, in this study, the drought situation in Saghez synoptic station as one of the important stations of this basin in different time-scales using the Standardized Evapotranspiration Index (SPEI) and SVM model with three linear, polynomial, and radial basis function and Bayesian network (BN) models, were investigated. For this purpose, the SPEI index in the short-term (1 and 3 months), mid-term (6, 12-months) and long-term (24 and 48-months) during the 49-year statistical period for monitoring the drought status at this station was used. Results showed that there was 8 prolonged periods of drought for the years 1962-1968, 1972-1974, 1978-1979, 1980-1982, 1983-1984, 1986-1987, 1999-2003 and 2007-2009 during the statistical period. Then SPEI values were applied to five input models with a delay of 1 to 5 months and SVM and BN models were used to predict drought. The results showed that in both methods, the model with 5-time delay had better performance and the linear basic function in the SVM method was more accurate than the other two functions. Also, the predictive accuracy of these models is directly correlated with increasing the SPEI scale, so that the correlation coefficient in the Bayesian network method at the test stage ranged from 0.174 in 1-month time-scale to 0.985 on a 48-month time-scale and in the SVM method with a linear basic function, it has risen from 1.149 to 0.983.
    Keywords: Bayesian Network, drought, monitoring, prediction, Support Vector Machine, Urmia Lake
  • Seyed Hamidreza Sadeghi *, Fahimeh Mirchooli, Zeinab Hazbavi, Abdulvahed Khaledi Darvishan, Mohsen Khorsand Pages 125-136

    Measuring soil erosion and sediment yield using different methods is necessary to achieve integrated and reliable information from amount of soil loss. In this regards, the application of new and up-to-date innovative methods is required and important to facilitate the measurements, which leads to increase the accuracy. However, there is no enough information for the efficiency assessment of innovative techniques. An optic scanner method therefore was used in the present study to measure soil particles detached/transported by splash/runoff. Then, the obtained results were compared with two traditional methods. Including rillmeter and paraffin, which were applied for the measurement of rill erosion in the laboratory. For this study, first a clay loam soil was poured in experimental plots with 30×40 cm dimensions and slope of 20%. The study plots were then exposed to sheet erosion under simulated rainfall intensity of 50 mm h-1 with duration of 20 minutes. In the next stage, two simulated rainfall intensities of 90 and 100 mm h-1 with duration of 20 and 80 minutes, were applied, respectively. The output runoff and sediment were collected and measured. Consequently, the results of optic scanner were compared with sediment measurements and also rillmeter and paraffin methods. Average soil erosion amount at the intensity of 90 mm h-1 with duration of 20 minutes based on optic scanner, rillmeter and paraffin were 283.30±79.73, 35.8±49.27, and 45.93±9.22 gr, whereas average soil erosion amount at the intensity of 100 mm h-1 with duration of 80 minutes were 377.94±274.22, 41.5±45.71, and 46.20±11.45 gr, respectively. According to the results, it was clear that the results of optic scanner was significantly different from other methods and overestimated soil erosion.

    Keywords: Erosion plots, Innovative technologies, Rainfall simulator system, Soil erodibility, Soil, water resources
  • Aboalhasan Fathbabadi *, Mahnaz Kohneshin, Ali Heshmatpour, Masome Farasati Pages 137-152

    During last decades hydrological models were extesively used in rainfall-runoff modeling. These models contain some constant parameters that must be optimized through appropraite mthods. In addation to model structur, the efficieny of hydrological models depend on these optimized parameters. In this study, the efficiency of three automatic optimizing algorithms including Dynamically Dimensioned Search (DDS), Shuffled Complex Evolution and Genetic algorithms in calibration lumped hydrological model HyMod in Ghorchay Ramian Catchment were investigated. For these mehods, convergence speed and variability of final optimized values were investigated. Results showed that Genetic algorithm converged faster than two other methods. Following, DDS algorithm converged faster than Shuffled Complex Evolution algorithm. Shuffled Complex Evolution and Genetic algorithms took shorter and longer time per each epock, respectively. Highest and the least variability of final results were obtained for DDS and Shuffled Complex Evolution algorithms, respectively. With respect to final results variability, Shuffled Complex Evolution algorithm was more satable and had better performance than other methods. Using analyse variance and comper means in Shuffled Complex Evolution algorithms for complexes less than 12, the model performance was increased as the number of complexe increased. As alpha value increased, the model performance decreased and model had the best performance at the value of 0.58. Conversely, model performance was increase as beta values increasd and the best perfromnce was obtained for beta equal to 1. For Genetic algorithm, the best performance was obtained when the value of values crossover, mutation and chromosome number was equal to 0.2 and 0.3 and 16, respectively.

    Keywords: Automatic optimizing, Calibration, Convergence speed, Ghorchay Ramian catchment, Rainfall-runoff
  • Seyed Sajad Mehdizadeh *, Milad Ghoroqi, Amin Shadi Miandoab Pages 153-165

    In sedimentary rivers, mining of materials regardless of their location, can lead to rapid river displacement, destruction of river banks, arable lands, water structures and consequently makes social and economic problems. The main aim of this study is to recognize and evaluate all the effective parameters in material mining and determination of optimal site selection. In this study, the effective parameters that influence the extraction of river materials in Talvar River of Kurdistan Province have been evaluated using indexes as environmental, geological, geotechnical, hydrologic characteristics, social and economic conditions. For this purpose, Analytical Hierarchy Process (AHP) and Geographic Information System (GIS) are used. The priority of input indexes into the model is obtained using questionnaires from experts related to water and river engineering. The weighting of the parameters is performed afterward using AHP method binary comparison. The GIS technique is then applied to integrate the information layers by overlaying them. Eventually, the maps of optimum and suitable points were extracted for river mining. The morphological results of this study showed that the straight lengths of the river are more sensitive to the variations of bed level compared to meander sections and it is necessary to extract the material in these lengths with same depth and width. According to the results, sediment hydraulic index has the maximum weight due to determination of sediment deposit sites. The results also demonstrated that the first priority of river materials mining came to places that have low longitudinal slopes, placed in bends and are close to access roads.

    Keywords: Analytical hierarchy process method, Dehgalan River, Mining potential, Optimal Site Selection, River displacement
  • Shahbaz Shamsoddini *, Sayed Naeim Emami, Solaiman Bahmani Pages 166-176
    Chaharmahal and Bakhtiari Province with one percent of total area in Iran, covers 10 percent of total precipitation. Also, Karoon and Zayandehrood rivers are originated from this province. In recent years, the different watershed operations have been performed to control and maintain surface water in the province. This research analyzed effective factors on rural participation in watershed management operations in Monj-Bideleh Basin of Lordegan in Chaharmahal and Bakhtiari Province. Required data were compiled with questionnaire and analyzed with descriptive and inferential statistics in SPSS. The results showed that relationship between age, main gob and experience in agriculture with participation is negative and insignificant. In contrast, the relationship between satisfaction, social versatility, socio-economic situation, membership in public institutes and village, and use of informational resources with participation is positive and significant in one percent. The results of multiple regression estimation in stepwise indicate that knowledge of the objectives and characteristics of the watershed management plan has the highest portion in participation in watershed management activities.
    Keywords: Chaharmahal, Bakhtiari province, questionnaire, Socio-economic situation, SPSS, Surface water
  • Evaluation and prediction of bed to total sediment load in gravel-bed rivers using classic and intelligent methods
    Kiyoumars Roushangar *, Saman Shahnazi Pages 178-189
    In most water resources studies, the bed load transport rate is considered as a constant proportion of total load due to the difficulty and costs associated with measuring of it, which is not reasonable due to the high variability of this ratio. In this study, data collected from 19 coarse-grained rivers in the United States were employed to predict bed load, total load transport rates and the ratio of bed to total sediment load using Support Vector Machine which is a branch of intelligent methods. Next, the results were compared and evaluated with classical methods. Results showed that this method has a very high performance compared to the classical methods and performance criteria in predicting the bed to total sediment load ratio has acceptable results. In addition, the modeling showed that the ratio of average velocity to shear flow velocity and the Froude number is the most effective parameters in predicting bed load, total load and the ratio of these.
    Keywords: Bed load, Froude Number, Shear flow velocity, Support Vector Machine, Classic method
  • Malihe Sadat Zarif Moazem, Rasool Mahdavi *, Soheila Javanmard, Marzieh Rezaei Pages 190-200
    The rain process is affected by numerous environmental factors such as dust events and the interaction of these two events can influence the hydrological cycle. According to various reports on increasing of dust occurrences in different regions, this study aimed to investigate the potential impact of dust storms on rainfall in Khorasan Razavi during 2000-2013. The statistical method of "historical regression" was used to investigate dust effect on rainfall, which is based on comparison of observed rainfall with its prediction. Nine synoptic stations were selected as target stations. Regression equations were used to predict precipitation of target stations using the daily rainfall data of the hydrometric stations using the Least Squares Method. Then, the statistical ratio index for historical regression was calculated for each target station based on the observed and predicted rainfall values. The statistical ratio of each station was evaluated by Monte Carlo of permutation test using R-software. Since relative humidity variations play important role in the precipitation process, the correlation coefficient was calculated between the relative humidity and the statistical ratio index of each target station. The statistical test of correlation between relative humidity variables and the statistical ratio of historical regression were significant for all stations. The permutation tests for each station statistical ratio index showed a variable effect of dust on rainfall. The lowest statistical ratio index of 0.8 belonged to the Neyshabur Station with a relative humidity of 38%, whereas the highest statistical ratio index of 1.5 was found for Torbat Heydarieh Station with a relative humidity of 59.45%. In the present study, precipitation response to dust events was affected by relative humidity conditions. In a general conclusion, components of hydrological cycle does not have constant response to environmental variables and therefore, obtained comprehensive conclusions in atmospheric processes need more extensive studies.
    Keywords: Neyshabur Station, Permutation test, Rainfall amount, Relative humidity, Torbat Heydarieh Station
  • Sattar Chavoshi * Pages 201-214
    Metaheuristic algorithms have been increasingly used in different fields. The application of these algorithms for identifying and modelling natural phenomena such as flood and drought in terms of complexity and non-linear interactions can be considered as their capability in hydrology. In this paper, Symbiotic Organism Search (SOS) algorithm was first introduced, then its application in tuning fuzzy expert system, aiming to find the region of influence area of hydrometric stations in the Southern Caspian Sea Basin. This basin has regularly experienced flood events, causing human loss and properties damages every year. The outcome of this research is used to estimate floods, and subsequently, to design flood control structures. A total of 61 hydrometric stations were selected in the study area and their physical, climatic and hydrologic characteristics including area, perimeter, minimum elevation, maximum elevation, mean slope, stream length, slope of main stream, equivalent rectangle length, equivalent rectangle width, form factor, shape coefficient, Gravelious factor, round coefficient, and mean annual precipitation were determined. Results indicated that out of 16 parameters, area, mean elevation, form factor, Gravelious factor, and mean annual rainfall, were the most significant parameters in relation to flood by employing the SOS. These variables were used as the input variables into the fuzzy system and SOS algorithm to tune the fuzzy system. Finally, the efficiency of the SOS algorithm was evaluated using the linear torque heterogeneity statistic. Therefore, 61 influence areas were determined that show homogenous areas in 61 watersheds. Results indicated the performance of SOS in determining region of influence of the sub-basins in the study area. In addition, the geographical vicinity is not a suitable criterion for finding homogenous areas.
    Keywords: Catchment similarity, Meta-heuristic Algorithm, optimization, Region of Influence, Regional flood frequency analysis
  • Mandana Shahnavaz, Mehdi Nourzadeh Haddad, Ali Gholami *, Ebrahim Panahpour Pages 215-227
    Fertile soil loss is one of the negative effects of wind erosion that reduces soil productivity. In this research, the effect of two stabilizers has been studied for reducing nutrients loss of western Khuzestan soils in the soil laboratory of Ahvaz unit of Azad University in summer 2018. For this reason, wind erosion simulator was designed and built. The effectiveness of two stabilizers (anionic polyacrylamide polymer and vegetable-based mulch), in four concentration levels (0, 15, 30 and 60 percent) on three types of soils with three replications were studied in 47 km h-1 wind speed in the wind erosion simulator. In total, 72 soil samples were examined in a Factorial test and in the form of complete random design. Results showed that wind erosion happened between 27.04 and 44.7 gr m-2 min-1. Statistical analysis showed that there is a significant difference between the stabilizers and control. The polymer reduced soil loss by 99%. The vegetable-based mulch reduced soil loss more than 98% in Alvan and Hoveyzeh samples. But, in Borvayeh samples at 15 and 30 percent of concentrations soil loss has been reduced by 13 and 67 percent, respectively. The average loss of nitrogen, phosphorus and organic matter were 1.59, 0.64 and 0.6 gr m-2 min-1 that causes serious environmental and economic problems for the land exposed to erosion. The polymer reduced the loss of nitrogen, phosphorus and organic matter by 99 percent. The vegetable-based mulch reduced the loss of nitrogen, phosphorus and organic matter by 98 percent in Alvan and Hoveyzeh samples and 56.6 percent in Borvayeh samples. Using stabilizers with cultivation of native plants can stabilize the soil against wind erosion.
    Keywords: Nitrogen loss, Organic matter loss, Phosphorus loss, Stabilizers, Wind erosion simulator
  • Adele Alijanpour Shalmani *, Alireza Vaezi, Mahmoudreza Tabatabaei Pages 228-243
    Analysis of suspended sediment load data in rivers is the basis for understanding the trend of erosion and sediment in the management and planning of soil and water resources. Due to lack of access to daily suspended sediment loading data with direct measurement, it is important to use methods for modeling and estimating it in watersheds. One of the best methods used in this field is the use of artificial neural networks. To evaluate daily suspended sediment load, Sira hydrometric station was studied in Karaj River watershed. The number of data used in this study included 624 information records of 31 years (1981–2011) statistical period .Input data to the artificial neural network models included instantaneous flow discharge, average daily flow discharge, average daily flow discharge with a delay of three days, average daily precipitation and average daily precipitation with a delay of three days. Output data to models was daily suspended sediment load. In this research, gamma test and genetic algorithm were used to obtain optimal variables and best combination of variables for entering the model. Then, these combinations with some combination of test and error variables were entered to artificial neural network models. The self-organizing map neural network was used for data clustering and all data were divided into three homogeneous groups: 70 percentage training data, 15 percentage validation data and 15 percentage test data. Then, the combination of variables entered to neural network models with activation functions log sigmoid and tangent sigmoid. The results showed that the neural networks using the optimal variable combinations in comparison with manual combinations have a more accurate estimate for suspended sediment load. In all combinations of inputs to neural network models, a model with tangent sigmoid activation function, with input variables combination including, instantaneous flow discharge (Q), average daily flow discharge (Qi), average daily flow discharge for two day ago (Qi-2), average daily flow discharge for three day ago (Qi-3), average daily precipitation (Pi), average daily precipitation for two day ago (Pi-2) and average daily precipitation for three day ago (Pi-3), was the best model for estimating daily suspended sediment load. This model has the lowest of error (MAE=500.05 (ton/day), RMSE=1995.33(ton/day) and Erel=7%), the highest accuracy (R2=0.96), the highest performance model (NSE=0.96) and has the lowest general standard deviation (GSD=0.97) compared to other models. Also, this model is the best combination with the most influential input variables derived from gamma test and genetic algorithm for estimating SSL.
    Keywords: Artificial Neural Network, Clustering, Gamma test, Self-Organizing Map, Tangent sigmoid
  • Banafshe Yasrebi *, Majid Soufi, Mir Khalagh Mirnia, Jahangard Mohammadi Pages 244-258
    This research focused on studying the morphometric characteristics, topographic threshold of gullies and their relationships, dominant process of gully initiation and development stages as well, in agricultural and rangeland land uses. Also, morphometric characteristics of 120 gullies including top width, bottom width and headcut height and surface characteristics of gullies contributing area including vegetation, rock fragment and bare soil by 1 m2 plot and soil samples from top soil and gullies wall were collected in semi-arid part of Ilam Province. Results showed that top width–depth ratio of gullies in cropland and rangeland is 2.1 and 1.5, respectively that widening and deepening has more important role in gully growth. Top width-length ratios are 0.41 and 0.57 in croplands and rangelands, respectively that shows rangeland gullies are more elongated. Negative exponential relationship between those ratios and slope shows the effect of topographic factors especially slope on final shape of gullies. Bottom width-top width ratio in croplands and rangelands is about 0.33 and 0.3, respectively and cross section shapes are trapezoidal and V shape. Results showed that slope describes 16 percent of cross sections area variation and lateral growth of gullies in croplands and rangelands and describes 84 and 73 percent of gully volume variation. Effective factors on gully volume are sand content in top soil, land use and slope. Studied gullies in both land uses have mean fractal dimension of 1.08 and has linear growth with length and power growth with volume of gully. Power of Hack law in studied gullies in croplands and rangelands gullies are 0.5 and 0.54, respectively.
    Keywords: Agricultural, rangeland land uses, Fractal dimension, Hack law, Iran, Morphometric characteristics
  • Fazel Iranmanesh *, Hamid Reza Peyrowan Pages 259-269
    Tectonic activity affects the formation, deployment and evolution of  landforms as well as erosion processes. The existence of several faults and anticline in the west of Khuzestan Plain has also led to changes in morphology and the establishment of landforms such as sand dunes. Therefore, the research is aimed to determine the effect of tectonic activities on the morphology and behavior of sandy hills in west of Khuzestan Plain. To achieve the above goal, the following information layers were provided. The layers included Ahwaz geological map with a scale of 1: 100,000 and a topography of 1: 25000, field observations, as well as results from the processing of Landsat satellite images and IRS from 1991, 1998, 2002 and 2006. In addition, other GIS layers was used such as faults, anticlines and units, geomorphic units, sedimentary environments and drainage networks. Data analysis was also conducted based on field observations and geomorphic techniques and a comparison method. The results of geomorphologic indices such as coefficient of sinousity and integral hypersometry showed that the study area was strongly influenced by tectonic activity and morphotectonic units such as Hamidyeh-Ahwaz, Zeynol Abbas and Abol Gharib anticlines. However, other secondary factors such as the wind direction and the pattern of the flow of the Karkheh River, change the overall trend of sand dunes. It also causes sediment transfer from sand dunes to flood plains and dust production centers in the west of Khuzestan Plain. Therefore, the findings of this research can lead to the provision of necessary information for soil protection against wind erosion in the province, especially in the center of number one dust (Hooralazim), erosion and sediment sources along the Karkheh River Basin.
    Keywords: erosion, sand dunes, Karkheh, Khuzestan, Morphotectonic
  • Samira Rezapourian Qahfarokhi *, Mohammad Mehdi Ahmadi, Kourosh Qaderi Pages 270-281
    The geomorphological changes of the bed and bank of rivers can affect the migration and expansion rate of the meandering rivers. A knickpoint in the bed slope is one of the most common geomorphologic changes in the river. Measuring the migration and expansion rate of meandering rivers, in addition to taking the necessary actions in order to protect the structures located along and over the river are considered as engineering measures in the field of river engineering. In this regard, to study and measure the rate of migration and expansion of meandering rivers with knickpoint in the flow at downstream, experiments were carried out in a laboratory flume with an erodible bed. The channel was carved on the sedimentary bed, and was studied and evaluated the migration and the expansion rate in to two experimental groups in the presence and absence of the knickpoint (control tests) for three different widths of the channel (different wavelengths of the initial bend), three discharges, and three different bed slopes. Results showed that the flow began to create meandering bends at a very high rate in order to modify the knickpoint at downstream, and as a result, the migration rate of meander has increased compared to the control experiments and decreased the expansion rate. An increase in the rate of migration up to 32% and the decrease in the rate of expansion up to 36% are achieved by comparing the results of experiments with presence of the knickpoint at downstream and its absence.
    Keywords: Alluvial rivers, Floodplain, Flume, Planform, river engineering
  • Ramin Papi, Saeid Hamzeh *, Masoud Soleimani Pages 282-297
    The climate change over the past few decades, and consequently decrease in the precipitation, along with the population growth in different regions in Iran have led to an increase in demand for water for domestic agricultural, industrial, etc. consumption. This has led to uncontrolled exploitation of groundwater resources, causing severe decrease in the groundwater level. Artificial recharge technique is one of the methods to compensate for the groundwater deficit, especially in arid and semi-arid regions. Selection of suitable sites before artificial recharge can help improve the efficiency of the project and ensure its success. Having in mind the problems related to decrease in groundwater resources in Tehran due to the increasing population and the expansion of industry and agriculture. This study aims to identify and zoning of regions that are suitable for artificial recharge of groundwater in Tehran Province. The GIS can help determine such regions more precisely, faster, and with better results. For this purpose, the present study integrated GIS and Fuzzy AHP to weigh and combine factors that play a positive role in artificial recharge, such as the depth and changes in the groundwater level, precipitation, drainage density, elevation and land slope, distance from fault, distance from river, geological properties, and land use. After investigating the views of experts about the binary comparison of the criteria, and prioritizing them using AHP, it was found that the hydrological properties were the most effective criteria for the subject under study. Results indicated that 6.2% and 15.75% of the entire area of the region under study are very suitable and suitable for artificial recharge of groundwater, respectively. Very suitable regions are mostly located in the east of the province, with suitable geologic formations, short distance from river, and predominant rangeland and agricultural land use. They also, have a very low and decreasing groundwater level.
    Keywords: analytical hierarchy process (AHP), Arid, semi-arid regions, Geographic Information System (GIS), Water resources, zoning
  • Sima Rahimi Bondarabadi * Pages 298-317
    Increasing the greenhouse gases not only has impacts on the weather parameters, but also, has impact on water resources, agriculture, environment, health and economy. Climate change has significant effects on water resources by changing the hydrological cycle. There are several simulation methods for investigating the effects of climate change on different systems in the future, like climate models. The AOGCM model is able to simulate global climate in an area of some ten dousant km2, but, while they are not suitable for regional scale. For this reason, downscaling methods such as dynamic methods are used. These methods are based on high resolution and analysis of climate models. In this research, the impact of climate change was investigated on the low flow of Karkheh Basin as one the most important basins due to its water product and agricultural point of view. For this purpose, the PRECIS which is exponential dynamics and downscaling model, was used to estimate the temperature and precipitation in the period of 2070 to 2100 under A2 and B2 scenarios. The SWAT model, a comprehensive and continuous hydrological model was also used to estimate the flow discharge for the watershed. After calibration and validation of the SWAT model, the amount of rainfall and temperature used as input for PRECIS model under different climate scenarios and finally the daily flow rate was estimated for sub-basins. Then the indices of low flow rates (Q75, Q90 and Q95) and low flow series frequency analysis of 10 and 30 days were assessed. Results showed that rainfall and flow rate have negative and temperature have positive trend. In general, the results of PRECIS model indicated that this model has a good estimate of temperature and precipitation in the region, but, it is not strong for rainfall in autumn and spring, due to the local nature of the precipitation. The climate change assessment under scenario A2, indicated the rise of low flow rate by 70 percent, and this increase of low flow was more in the northern parts of basin, while under the scenario B2 the low flow rate droped by 50 percent for the period of 2080. But, low flow distribution had no change compared to base period.Thus, sever droughts would happen in the central and some northern parts of basin. It can be concluded that under different scenarios, climate change has different impact on the low flow rate. Therefore, due to the different impacts of climate change on low flow rate under different scenarios, uncertainties of scenarios as well as regional economic and social status should be considered in the management plans.
    Keywords: AOGCM model, Climate change, Climate scenarios, downscaling, PRECIS model
  • Seyed Masoud Soleimanpour *, Majid Soufi, Mohammad Javad Rousta, Samad Shadfar, Ladan Jowkar, Hojatollah Keshavarzi Pages 318-329

    Gully erosion is one of the main types of water erosion and is known as one of the destroying forms of land degradation and soil loss in the world. Therefore, knowing the most effective factors on extending this type of erosion is utmost important. Beside, management and control of gully erosion require knowing the most effective factors on gullies extension. So, the present study was performed to determine the most effective factors on gullies in Khorrambid Watershed, North of Fars Province through measuring the permanent gullies during 13 years (2004-2016). Results showed that the average of gully length extension was 21.67 m throughout this period. This data indicated that the length of gully extension was 1.67 m per year. Further, it is determined that the length expansion of permanent gullies in this region was a function of bare soil and saturated electrical conductivity, using SPSS and backward multivariable regression. In conclusion, it is suggested different management solutions to increase the soil resistance against the erosion be prioritized in management and implementation plans such as increasing adoptable cover vegetation for the natural condition of the region and exclude the area to restore vegetation cover and pay more attention to control erosion in gully head cuts.

    Keywords: bare soil, Electrical conductivity, Measurement, Permanent gully, Vegetation cover
  • Amin Salehpour Jam *, Fahimeh Rasooli, Amir Sarreshtehdari, Jamal Mosaffaie, Mohammad Kia Kianian Pages 330-339

    People participation in the implementation of natural resources practices is one of the approeches that ensure the fulfillment of the goals and success of the projects. In this study, based on expert experience and different projects of natural resources implemented in watershed area surrounding city of Tehran, the preventing social indices and sub-indices affecting on people participation were recognized and determined into three indices and 10 sub-indices. Obtained results from prioritizing effective social indices on preventing people participation in natural resources plans based on obtained weights from AHP method and expert questionary indicate that “unfavorable behaviorial indices” with weight of 0.623 and “unfavorable demographic indices” with weight of 0.130 have respectively maximum and minimum priorities, in the manner that prioritization of indices based on weights from maximum to minimum importance are “unfavorable behaviorial indices”, “cultural problems” and “unfavorable demographic indices”.Obtained results from prioritizing effective sub-indices based on expert questionary and the Kendalls' W rank test indicate that sub-indices have different roles on preventing people participation in natural resources plans, in the manner that the indices of “shortage of people trust in considering their ideas” with rank mean of 6.80 and “being low literacy and knowledge” with rank mean of 3.16 have respectively maximum and minimum priorities. The results also show that the index of “shortage of people trust” has the most priority as a preventing factor affecting on people participation, in the manner that two sub-indices of “shortage of people trust in considering their ideas” and “shortage of trust to continue projects”are two first priorities, respectively. Sub-indices of “shortage of young people in villages” from index of “unfavorable demographic indices” and also “being low or lack of culture of participation” from index of “cultural problems” were ranked as the most important social sub-indices.

    Keywords: Cultural problems_Kendalls' W rank test_MCDM_unfavorable behaviorial indices_unfavorable demographic indices
  • Mehdi Ahmadi, Bagher Ghermezcheshmeh* Pages 340-350

    In the last decades, greenhouse gases in atmosphere have increased as a result of natural and human activities and thus, earth temperature has increased. Rising global temperature, in turn, leads to significant changes in related fields, especially water resources and agriculture. So, investigating and modeling climate changes can be considered as a very important factor in water resources management planning. Different studies have been done in the field of climate change issues in the world, but, at the moment, AOGCM model is the most reliable tool to generate climate scenarios. It is necessary to downscale AOGCM data using different techniques in station scale and compare linear and nonlinear downscaling models. In liner method SDSM and in nonlinear method ANN programming were used in MATLAB. For investigating the amount of error, mean biomass monthly and annual and for extreme data, variance and for analyzing uncertainty Man-Witney test were used in 95 percent level. Results showed the amount of mean monthly errors are 0.75, 12, 11 and 7 mm in Ghaemshahr, Babolsar, Ghoran Talar and Bandpey in SDSM model and 3, 2, 26 and 4 mm in ANN model and the amount of mean annual errors are 9, 146, 141 and 87 mm in SDSM model and 45, 32, 321 and 48 mm in ANN model (increased or decreased), respectively. Examining the performance of variance showed that ANN model was somewhat better than SDSM model. Also, results of uncertainty for 12 months in Ghaemshar, Babolsar, Quran Talar and Bandpey stations showed 8, 3, 6 and 4 in SDSM model and 4, 2, 2 and 3 in ANN model, respectively. In general, this study showed that in studies on climate change effects on runoff, uncertainty, and when limited data are available, SDSM model should be used and when the aim is investigating the flood and its minimum and maximum estimation, it is better to use ANN model.

    Keywords: Evaluation, Climate change, HadCm3, Programming, simulation, Uncertainty