فهرست مطالب

  • سال پانزدهم شماره 4 (پیاپی 51، زمستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/10/01
  • تعداد عناوین: 30
|
  • علیرضا یحیائی، علی مریدی*، سیدسعید موسوی صفحات 1-17

    در این مطالعه، روشی توسعه داده شده است که با استفاده از برداشت انتخابی و رهاسازی آب از زیرلایه مخزن، به بهبود شرایط کیفی مخزن و کیفیت آب پایین دست کمک می نماید. در تحقیق حاضر، شبیه سازی فرآیندهای کیفی در مخزن، با استفاده از مدل شبیه سازی دو بعدی CE-QUAL-W2 انجام می گیرد. سپس این مدل با یک الگوریتم بهینه سازی ترکیب شده است. این رویکرد متداول شبیه سازی - بهینه سازی قادر به تحقق سیاست های بهره برداری بهینه، برای کنترل کیفیت آب در مخزن و پایین دست آن است. الگوریتم دسته ذرات به عنوان الگوریتم بهینه سازی بکار برده می شود. جهت کاهش زمان محاسبات، از یک مدل داده مبنا شبکه عصبی مصنوعی به عنوان جایگزین مدل شبیه سازی استفاده می شود. عملکرد روش توسعه یافته برای یک مورد واقعی برای یک دوره شبیه سازی 2 ساله ارزیابی شده است. سناریوهای مختلف قابل قبول برای بهره برداری از مخزن در نظر گرفته شده و با استفاده از مدل شبیه سازی (مدل جایگزین) غلظت آلاینده شاخص محاسبه می شود و درنهایت سیاست بهره برداری بهینه از مخزن تعیین می شود. نتایج حاصل نشان می دهد بطور میانگین مقدار اکسیژن محلول خروجی از مخزن به ازای سیاست بهره برداری بهینه نسبت به وضعیت موجود بهره برداری، حدود 25 درصد بهبود یافته است. وضعیت تغذیه گرایی مخزن نیز نسبت به وضع فعلی که در بعضی از ماه ها مانند تیرماه در وضعیت تغذیه گرایی شدید قرار دارد، بهبود یافته و در بیشتر ماه های سال در وضعیت تغذیه گرایی متوسط و کم قرار می گیرد. مقایسه غلظت اکسیژن محلول خروجی از مخزن در سیاست بهینه بهره برداری با وضعیت بهره برداری موجود، کارایی بالای روش در بهبود کیفیت آب خروجی از مخزن را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: مدیریت کیفی مخزن، تغذیه گرایی، الگوریتم دسته ذرات، برداشت انتخابی مخزن، CE-QUAL-W2
  • مریم جوان صالحی*، مهدی ضرغامی، جعفر کیقبادی صفحات 18-34

    این مقاله به بررسی استفاده از روش کنترل پیش بین به منظور بهبود مدیریت حجم آب ذخیره شده در مخازن خطوط انتقال آب می پردازد. کنترل پیش بین از مدل های کنترل مدرن است که به دلیل عملکرد مناسب آن نسبت به تغییرات ناگهانی مدل، در سامانه های مهندسی مورد توجه قرار گرفته است. از قابلیت های اصلی کنترل پیش بین، مدل سازی پیش بین سیستم در تابع بهینه سازی است، این ویژگی باعث می شود کنترل کننده با آگاهی از شرایط سیستم در بازه های آتی، ورودی مناسب برای رسیدن به خروجی مطلوب را تنظیم کند. در این تحقیق با استفاده از الگوریتم کنترل پیش بین و در نظر گرفتن محدودیت ظرفیت پمپاژ ایستگاه ها و مخازن، یک کنترل کننده بهینه برای خط انتقال آب زرینه رود طراحی شد. این خط به طول 180 کیلومتر، شامل 24 انشعاب بوده و بزرگ ترین خط انتقال آب خاورمیانه است. در این تحقیق، کنترل کننده برای خط انتقال به صورت تابعی دو هدفه، حفظ حجم ایمن آب ذخیره شده در مخازن و کاهش نوسان جریان در ایستگاه های پمپاژ طراحی گردید. نتایج حاصل از اعمال روش کنترل پیش بین با داده های اپراتوری و همچنین روشی دیگر به نام روش کنترلی انتگرالی درجه دوم خطی مقایسه شد. بر اساس نتایج به دست آمده، الگوریتم کنترل پیش بین به خوبی توانست ضمن عملکرد بهتر نسبت به داده های اپراتوری و روش کنترلی انتگرالی درجه دوم خطی، قیود موجود در سامانه را ارضا کرده و نوسان پمپاژ را %22 کاهش دهد. همچنین حجم آب ذخیره شده مخازن را با کمترین انحراف در مجاورت حجم مطلوب حفظ کند. از طرفی الگوریتم پیشنهادی موجب می شود، مجموع دبی پمپاژ شده %8 از طریق بهینه سازی کاهش یابد.

    کلیدواژگان: کنترل پیش بین، خط انتقال آب، شبیه سازی، بهینه سازی، کنترل انتگرالی خطی درجه دوم
  • ایمان مصلحی، محمدرضا جلیلی قاضی زاده*، احسان یوسفی خوش قلب صفحات 35-54
    یکی از وظایف اصلی شرکت های آب و فاضلاب در حوزه بهره برداری از شبکه های توزیع آب، مدیریت و کنترل نشت از شبکه می باشد. در این راستا کنترل فعال نشت یکی از استراتژی های اصلی در کاهش نشت و دستیابی به سطح اقتصادی نشت می باشد. در این مقاله، یک متدولوژی کاربردی به منظور تعیین سطح اقتصادی نشت توسعه یافت که شامل مراحل تعیین نقاط اندازه گیری فشار و نرخ جریان، جمع آوری داده های میدانی و داده های هزینه ای مورد نیاز، تخمین سطح نشت شبکه و تعیین سطح اقتصادی نشت شبکه مبتنی بر استراتژی کنترل فعال نشت می باشد. با برآورد سطح اقتصادی نشت، شاخص های عملکرد اقتصادی نظیر شاخص نشت اقتصادی و بازده اقتصادی شبکه نیز بدست می آید. متدولوژی توسعه یافته برای یک ناحیه از شبکه توزیع آب مشهد استفاده شد و بر اساس نتایج، سطح اقتصادی نشت ناحیه مورد مطالعه 27/5 مترمکعب بر انشعاب در سال برآورد شد؛ در حالیکه سطح نشت موجود شبکه بر اساس تحلیل جریان حداقل شبانه، 49/2 مترمکعب بر انشعاب در سال بدست آمد. همچنین شاخص نشت اقتصادی 1/79 و بازده اقتصادی شبکه حدود 56 درصد محاسبه شد. متدولوژی توسعه یافته در این مقاله می تواند به متخصصان و مدیران شرکت های آب و فاضلاب در هدف گذاری سطح نشت شبکه و تعیین سطح نشت اقتصادی مبتنی بر آن کمک کند.
    کلیدواژگان: سطح اقتصادی نشت، مدیریت نشت، شاخص نشت زیربنائی، شبکه های توزیع آب، تحلیل اقتصادی
  • سکینه کوهی، اصغر عزیزیان*، لوکا بروکا صفحات 55-67
    پژوهش حاضر با هدف ارزیابی کارائی داده های ماهواره ای رطوبت سطحی خاک ASCAT در واسنجی مدل هیدرولوژیکی VIC-3L در سطح حوضه آبریز سفیدرود به انجام رسیده است. نتایج بدست آمده در گام زمانی روزانه حاکی از آن است که در صورت استفاده از منبع رطوبتی ASCAT مقدار ضریب همبستگی بین رواناب شبیه سازی شده و مشاهداتی در حدود 75/0 می باشد و این در حالیست که در صورت استفاده از داده های جریان مشاهداتی برای واسنجی مدل، مقدار ضریب همبستگی در حدود 80/0 می باشد. در گام زمانی ماهانه نیز استفاده از داده های ماهواره ای رطوبت سطحی خاک، منجربه افزایش عملکرد مدل VIC-3L در شبیه سازی رواناب خروجی از حوضه شده است. همچنین از آنجائی که میزان خطای مدل در برآورد حجم رواناب در گام زمانی ماهانه (2/17 درصد) نسبت به گام زمانی روزانه (5/38 درصد) به مراتب کمتر می باشد، از این روش واسنجی می توان برای تخمین آورد ماهانه با دقت قابل استفاده بعمل آورد. یکی از مزیت های واسنجی مدل با استفاده از داده های ماهواره ای رطوبت خاک بر خلاف واسنجی با استفاده از داده های جریان مشاهداتی این است که می توان تغییرات مکانی پارامترهای مدل در سطح حوضه را نیز برآورد نمود که این مساله خود می تواند دید بهتری از عملکرد مدل در سطح حوضه را فراهم نماید. هچنین عدم وجود داده های دبی ثبت شده در بسیاری از حوضه ها، امکان واسنجی مدلهای هیدرولوژیکی را با محدودیت اساسی روبرو می نماید و این در حالیست که منابع ماهواره ای با دارا بودن توان تفکیک زمانی و مکانی وسیع از کارائی بسیار زیادی برخوردار می باشند.
    کلیدواژگان: رطوبت سطحی خاک، سنجش از دور، رواناب، واسنجی، مدل VIC-3L
  • علیرضا داوری، علی باقری*، جمال محمد ولی سامانی صفحات 68-91
    در دهه های اخیر، کمبود بی سابقه منابع آب، آلودگی و تخریب اکوسیستم ها در بسیاری از نقاط جهان محققان و سیاست گذاران را وادار به وقف تلاش بیشتر در راستای حفظ و احیای سلامت سامانه های آبی کرده تا به توازن میان بشر و طبیعت دست یابند. تلاش بشر برای بهره برداری از جریان های طبیعی پیامدهایی را برای عملکردها و تنوع زیستی سامانه های رودخانه ها به دنبال داشته است. تالاب بختگان و رودخانه کر در سال های اخیر به دلیل عدم تامین نیاز آبی زیست محیطی موردنیاز، با مشکل مواجه بوده اند. هدف این تحقیق، ارائه یک روش شناسی جامع بالا به پایین برای تخمین نیاز جریان زیست محیطی رودخانه کر می باشد که با بهره گیری از رویکرد سیستمیک و پویاشناسی سامانه ها، علاوه بر تعیین نیاز زیست محیطی آبزیان در این رودخانه، تاثیرات تغییرات اجتماعی-اقتصادی و گزینه های سیاستی ممکن بر رژیم جریان رودخانه، تحت سناریوهای اقلیمی مختلف، مورد بررسی قرار می گیرند. مشاهده شد که به منظور دستیابی به آب مورد نیاز سیستم طبیعی و هم چنین مصرف پایدار منابع آب تجدید پذیر، از منابع در دسترس برای توسعه اقتصادی کاسته خواهد شد که این امر به ویژه بر سطح زیرکشت و توسعه بخش کشاورزی اثر خواهد داشت. ادامه روند کنونی و حفظ الگوی نامناسب مصرف منجر به زوال منابع آب و تخریب کامل اکوسیستم ها می شود.
    کلیدواژگان: نیاز جریان زیست محیطی، پویاشناسی سیستمها، رودخانه کر، رویکرد جامع
  • سیدمجید موسوی*، علی محمد آخوندعلی، علی شهبازی صفحات 92-106

    پیشرفت و بهبود پیش بینی های عددی ، موجب توجه بیش از پیش برنامه ریزان و بهره برداران سیستم های منابع آب به این اطلاعات شده است. اغلب ارزیابی ها در زمینه پیش بینی های فصلی ، بر مبنای داده های ایستگاهی زمینی و یا داده های شبکه بندی صورت می گیرد. در این تحقیق در راستای ارزیابی عملکرد پیش بینی مدل CFSv2 ،تحلیل ها در مقیاس حوضه آبریز انجام شده است و به منظور ایجاد یک سری زمانی با طول دوره مناسب جهت تحلیل ها، از ترکیب داده های مشاهداتی و پایگاه های داده بارش ماهواره مبنا PERSIANN-CDR استفاده گردید.بر اساس معیار ضریب همبستگی و شاخص ROCscore، نتایج بیانگر این است که پیش دید 1 در بین پیش دیدهای پیش بینی ماهانه بهترین عملکرد را از لحاظ پیش بینی کمی بارش دارد هر چند برآوردهای آن نسبت به بقیه پیش دیدها کم برآوردتر می باشد. در تفکیک پیش بینی ها بر اساس چندک ها با سه طبقه به صورت زیرنرمال، نرمال و فرانرمال، نمایه های ROC-AUC و ROCscore نشاندهنده عملکرد مطلوب پیش بینی ها در چندکهای بارشی زیر 0/4 و بالای 0/6می باشد و در مقیاس ماهانه، ماه نوامبر با 0/88، دسامبر 0/66و ماه مارس 0/8، بیشترین نمایه ROC-AUC را به ترتیب در طبقه1، 2و 3 دارند. در بررسی طبقه بارش بر مبنای شاخص SPI نیز نتایج نشان می دهد که صحت پیش بینی صحیح طبقه خشکسالی 50 تا 60 درصد می باشد، در حالیکه با یک طبقه اختلاف در پیش بینی دقت نتایج تا 80 درصد افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: Persiann-CDR، CFSv2، ارزیابی پیش بینی های گروهی، پیش بینی فصلی بارش
  • محمدابراهیم بنی حبیب*، میرمحمد آزاد خراسانی، محمود اولاد قره گوز، علی محمدی صفحات 107-123

    در پژوهش حاضر با هدف حداکثرکردن درآمد حوضه آبخیز ارومیه، مدل بهینه سازی کلاسیک خطی تدوین شد تا با اعمال سه سطح از محدودیت هایی شامل سیاست های الگوی کشت، مقدار آب در دسترس و قیمت ثابت و قیمت با کشش برای محصولات کشاورزی، تحت 18 سناریو، مقدار تولید و واردات خالص بهینه آب مجازی (به عنوان هدف) برای حوضه تعیین شود. قیود در نظر گرفته شده در بهینه سازی مقدار آب مجازی مصرفی حوضه، مقدار آب قابل دسترس و بازه افزایش یا کاهش مقدار تولید را شامل شد. نتایج بدست آمده با توجه به تعداد محصولات مورد مطالعه تنوع بسیاری داشته است اما بطور کلی برای محصولات زراعی و باغی، بیش ترین تغییرات تولید و واردات خالص آب مجازی (نسبت به حال حاضر) برای محصولات پیاز، قارچ، سیب و انگور مشاهده شد. در بررسی تغییرات درآمد حوضه در اثر اعمال سناریوهای تدوین شده مشخص شد در سناریویی که مقدار آب در دسترس آن 60 درصد حال حاضر و قیمت محصولات در آن با کشش قیمتی مطرح شده است، بالاترین سوددهی را داشته و سناریوی با این ویژگی های مذکور، مطلوب ترین سناریو به شمار می رود. در مجموع با اعمال سناریوی منتخب در بیش از یک سوم محصولات، مقدار بهینه سطح زیرکشت کم تر از حال حاضر است و باید بر مقدار واردات آن ها از خارج مرزهای حوضه افزوده شود. براساس نتایج این تحقیق، با واردات آب مجازی، از فشار وارد بر منابع آب حوضه کاسته می شود.

    کلیدواژگان: الگوی کشت، بهینه سازی، کشش قیمتی، آب مجازی، ارومیه
  • مصطفی رضاعلی، عبدالرضا کریمی*، بایرامعلی محمدنژاد، عبدالرضا رسولی کناری صفحات 124-136
    پیش بینی میزان مصرف آب شرب شهری یکی از دغدغه های نوین جوامع شهری معاصر بوده است. در این راستا، تحقیقات زیادی در زمینه مقایسه عملکرد مدل های مختلف انجام شده است. با معرفی شبکه عصبی مصنوعی، بحث پیرامون نحوه بهینه سازی آن ها با استفاده از روش های مختلف، بخصوص تبدیلات موجک داغ شد. در اغلب پژوهش ها اثر استفاده از تبدیلات موجک بر روی عملکرد و دقت مدل های عصبی مورد توجه قرار گرفت، اما تاثیر استفاده از تبدیلات موجک بر عدم قطعیت مدل های عصبی مورد بررسی قرار نگرفته است. در این پژوهش عملکرد و عدم قطعیت دو مدل مبتنی بر شبکه عصبی مصنوعی بازگشتی (NARX)، مدل یادگیری ماشینی افراطی (ELM) و نسخه موجکی آن ها (W_NARX) و (W_ELM) برای پیش بینی میزان مصرف آب شهرک مهدیه قم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل NARX (با ضریب رگرسیون 0.955) از دقت بالاتری در مقایسه با ELM (با ضریب رگرسیون 0.787) برخوردار است. از طرفی، نوع موجکی آن ها به ترتیب دارای ضریب رگرسیون 0.960 و 0.847 است که نشان دهنده برتری مدل W_NARX است. علت عملکرد ضعیف تر ELM را می توان در پیچیدگی زیاد رفتار مصرف کننده آب و ساختار ساده این مدل نسبت به NARX دانست. از طرفی، استفاده از تبدیلات موجک بر بهبود دقت هر دو مدل تاثیر مثبت داشت، اما این تاثیر در مدل ELM بیشتر بود. نتایج تحلیل عدم قطعیت بر روی این دو مدل حاکی از کاهش عدم قطعیت هر دو مدل بود. اما این مهم در مدل W_NARX با بازه اطمینان 98.75٪ بیشتر قابل توجه بود.
    کلیدواژگان: شبکه عصبی مصنوعی، ماشین یادگیری افراطی، تبدیلات موجک، عدم قطعیت
  • مریم تاجیکی، علی نجفی نژاد*، عبدالرضا بهره مند، خریت شوپس، هری آن هندریکس فرانسن صفحات 137-147

    پیش بینی دبی جریان توسط مدل های هیدرولوژی، همواره با عدم قطعیت همراه است. به همین دلیل از روش های مختلف از جمله افزایش کیفیت اطلاعات ورودی به مدل، بهبود ساختار مدل، و داده گواری اطلاعات مشاهداتی در دسترس برای کاهش عدم قطعیت مدل ها استفاده شده است. در صورت بدون اشکال فرض کردن ساختار مدل هیدرولوژی،نمی توان از عدم قطعیت ورودی، پارامتر، و شرایط اولیه مدل چشم پوشی کرد. یکی از روش های کاهش عدم قطعیت، داده گواری است که با درنظر گرفتن عدم قطعیت ورودی ها و مشاهدات، و به روزرسانی متغیر حالت، عدم قطعیت را کاهش می دهد. در این پژوهش بهبود پیش بینی دبی جریان برای یک روز آتی با مدل هیدرولوژی Hymod توسط فیلتر کالمن دسته ای (EnKF) که یکی از روش های داده گواری است در آبخیز رودک بررسی شده است. نتایج با استفاده از معیارهای نکویی برازش ناش ساتکلیف (NSE) ، کلینگ گوپتا (KG)، ناش ساتکلیف لگاریتمی (LNSE) و DCpeak بررسی شد. نتایج نشان دهنده افزایش معیارهای نکویی برازش NSE، KG ، DCpeak و LNSE مدل هیدرولوژی Hymod توسط الگوریتم EnKF نسبت به الگوریتم بهینه سازی تکامل مجتمع های مخلوط شده به ترتیب به مقدار 13% ، 5% ، 17% و 94% بوده است. به این ترتیب امکان پیش بینی دبی جریان یک روز آتی با دقت قابل قبولی فراهم شد.

    کلیدواژگان: مدل مفهومی Hymod، داده گواری، فیلتر کالمن دسته ای، آبخیز رودک
  • شیوا قلی زاده سرابی، کامران داوری*، بیژن قهرمان، مجتبی شفیعی صفحات 148-170

    درک روابط پیچیده میان سیستم های طبیعی و انسانی و شناخت پویایی هم تکاملی انسان و آب، در برنامه ریزی برای توسعه پایدار بسیار پراهمیت است. در دهه اخیر شناخت چنین سیستم هایی از طریق مطالعه تاریخی هیدرولوژیکی اجتماعی محقق شده است. مقاله حاضر با هدف به کارگیری ابعاد علم هیدرولوژی اجتماعی و بررسی تاریخ هم تکاملی، به عنوان نخستین گام در شناخت سیستم پیوسته انسان آب، طی انجام مطالعه تاریخی، ارائه شده است؛ بدین منظور حوضه مشهد به عنوان یکی از مهم ترین و پیچیده ترین حوضه های آبریز کشور، به خصوص در شرق ایران، انتخاب شده است. در این مقاله پس از طبقه بندی مراحل مطالعه تاریخی هیدرولوژیکی اجتماعی، تسلسل تاریخی وقایع طبیعی/فعالیت های انسانی و تغییرات مولفه های هیدرولوژیکی اجتماعی در حوضه مشهد بررسی شده است. طبق نتایج، طی دوره معاصر، سال های 1300 تا کنون و 1345 تا کنون، به ترتیب به عنوان فازهای توسعه و انقباض شناسایی شده اند. در واقع به رغم وجود شرایط انقباض، توسعه ادامه یافته است؛ مسلما هنوز حوضه وارد فازهای رکود و بهبود و تعادل جدید نشده است. در نهایت مدلی ادراکی جهت شناخت سیستم هیدرولوژیکی اجتماعی حوضه طرح ریزی شده که در آن کمیت و کیفیت منابع آبی و تقاضای آب به عنوان مهم ترین نیروهای محرک داخلی و مولفه های هیدرواقلیمی به عنوان مهم ترین نیروی محرک خارجی موثر بر هم تکاملی سیستم پیوسته انسان آب، عمل می کنند.

    کلیدواژگان: هیدرولوژی اجتماعی، مطالعه تاریخی، سیستم پیوسته انسان آب، هم تکاملی
  • ارشک حلی ساز*، ساجده صفی خوانی صفحات 171-186
    ناهم واریانسی به عنوان مفهومی تعیین کننده می تواند محاسبه و کارآیی میانگین بارش را در پهنه ی سرزمینی ایران به چالش بکشد. این ناکارآیی باعث بروز خطا در برآورد آورد آب سالانه و بروز مشکل در مدیریت منابع آبی کشور می شود. لذا در این پژوهش با مبنا قراردادن طبقه بندی اقلیمی مسعودیان و بررسی داده های بارش 146 ایستگاه همدید، در چهار مقیاس زمانی فصل پربارش، نیمه پربارش، پیش بارش و کم بارش، اثر ناهم واریانسی بر میانگین بارش از طریق آزمون لوین مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد علی رغم اینکه داده های بارش تمامی نواحی اقلیمی توزیع نرمال دارند اما وجود بارش های حدی به عنوان داده های پرت، واریانس های بسیار بزرگ و متفاوت بودن رژیم های بارشی برخی از ایستگاه های هر ناحیه ی اقلیمی، باعث پذیرفته نشدن فرضیه ی صفر آزمون لوین می شود و بیشتر نواحی اقلیمی با ناهم واریانسی روبه رو هستند. نتیجتا کاربرد شاخص میانگین نمی تواند شناخت کاملی از وضعیت بارش و توزیع داده های بارش را ارائه دهد. بنابراین برای نیل به میانگینی کارآ از بارش سالانه کشور لازم است با پرهیز از محاسبه ی میانگین در پهنه ی سرزمینی، اقدام به ارتقای میانگین بارش محاسبه شده در پهنه ی اقلیمی کرد و با انجام طبقه بندی اقلیمی اصلاح شده در محدوده ی حوزه های آبخیز، شناخت بهتری از رفتار بارشی در هر پهنه ی اقلیمی و کل پهنه ی سرزمینی ایران به دست آورد.
    کلیدواژگان: ایران، آزمون لوین، طبقه بندی اقلیمی مسعودیان، میانگین بارش، ناهم‎واریانسی
  • الناز شرقی*، وحید نورانی، ناردین جباریان پاک نژاد صفحات 187-199
    یکی از ابراز پرکاربرد در پیش بینی آب و هوا و بررسی تاثیرات تغییر اقلیم بر روی پارامترهای آب وهوا مدل گردش عمومی (GCM) می باشد. در این مطالعه ریزمقیاس نمایی GCMها با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی انجام گرفته است. از آنجایی که روش کلاسیک شبکه عصبی مصنوعی (پیش بینی نقطه ای) هیچ اطلاعاتی درباره ی دقت پیش بینی نمی دهد، از فواصل پیش بینی برای کمیت سنجی دقت ریزمقیاس نمایی شبکه عصبی مصنوعی استفاده شده است. برای محاسبه فواصل پیش بینی از روش جدید حد بالا و پایین (LUBE) استفاده شده است، که در آن شبکه عصبی با دو خروجی برای تخمین حدود پیش بینی ساخته شده است. همچنین روش کلاسیک بوت استرپ، روشی برای ارزیابی عدم قطعیت پیش بینی مورد استفاده قرار گرفته و نتایج حاصل از دو روش مقایسه شده است. بنابراین دقت فواصل پیش بینی به وسیله دو معیار همگرایی فواصل پیش بینی و عرض فواصل، کمیت سنجی شده است. سه GCM،Can-ESM2 ,BNU- ESM ,INM-CM4 و ترکیب آنها، در چهار نقطه ی شبکه بر روی هر یک از دو ایستگاه تبریز و اردبیل در شمال غربی ایران، برای ارزیابی فواصل پیش بینی ریزمقیاس نمایی بارش ماهانه و دما استفاده شده است. مقایسه بین نتایج دو مدل نشان داده است که روش LUBE، قابلیت اطمینان بیشتری نسبت به بوت استرپ دارد. عرض فواصل پیش بینی و احتمال همگرایی، به ترتیب 10% تا 40% کمتر و 2% تا 10% بیشتر از روش بوت استرپ برای GCM بوده است. ترکیب GCMها به نتایج دقیق تری منجر شده است و عرض فواصل پیش بینی و احتمال همگرایی، به ترتیب 10% تا 60% کمتر و 2% تا 20% بیشتر از مدل های تکی GCM بوده است.
    کلیدواژگان: مدل گردش عمومی جو، ریزمقیاس نمایی، فواصل پیش بینی، شبکه عصبی مصنوعی
  • مصطفی مصطفی زاده، حسین علیزاده* صفحات 200-312
    مدلهای برنامه ریزی منابع آب معمولا شامل اجزاء هیدرولوژیکی، تخصیص و اقتصادی اند بطوریکه لازم است مقادیر پارامترهای مختص به هر جزء بدرستی برآورد شود. تمرکز اصلی این مقاله بر موضوع واسنجی مدلهای برنامه ریزی منابع آب خواهد بود. روش شناسی این تحقیق شامل سه بخش اصلی است: 1- توسعه یک مدل برنامه ریزی منابع آب در محیط نرم افزار WEAP برای سیستم رودخانه های زرینه رود و سیمینه رود واقع در حوضه آبریز دریاچه ارومیه، 2- استفاده از الگوریتم VARS برای تحلیل حساسیت پارامترهای مدل توسعه یافته، و 3- بکارگیری الگوریتم بهینه سازی دسته ذرات با توابع هدف متعدد (MaOPSO) برای واسنجی مدل و تخمین پارامترهای آن. شایان ذکر است که الگوریتمهای بهینه سازی با توابع هدف متعدد برای مسائل با بیش از 3 هدف بکار می روند و در این تحقیق نیز واسنجی 7 تابع هدف تعریف شده مبتنی بر معیارهای خطای سری های زمانی شبیه سازی نسبت به مشاهدات برای آبدهی در محل ایستگاه های هیدرومتری، حجم مخازن سدها و حجم آبخوان های حوضه مورد نظر است. همچنین پارامترهای واسنجی شامل مقادیر اولویت تقاضا، نرخ مصرف آب سایت های کشاورزی، بیشینه حجم برداشت سالانه از آبخوان ها و پارامترهای رابطه تراز-حجم آبخوان ها در نظر گرفته می شود. تحلیل حساسیت پارامترها نشان می دهد که از بین کل 27 پارامتر، تنها 17 پارامتر بر شاخصهای خطای شبیه سازی موثرند. همچنین نتایج مقایسه عملکرد الگوریتم MaOPSO با نتایج الگوریتم بهینه سازی دسته ذرات چندهدفه (MOPSO) مبتنی بر دو معیار گستردگی جبهه پارتو و همگرایی جواب، حاکی از عملکرد بهتر الگوریتم MaOPSO در مواجهه با مسئله واسنجی مدل برنامه ریزی منابع آب با اهداف متعدد است.
    کلیدواژگان: بهینه سازی دسته ذرات، بهینه سازی توابع هدف متعدد، WEAP، الگوریتم VARS، حوضه آبریز دریاچه ارومیه
  • محبوبه رجبی*، جلال بازرگان صفحات 214-226
    جهت برآورد شدت جریان عبوری از مقاطع مرکب مستقیم، تاکنون روابط متعددی ارائه شده است. اکثر روابط در شرایط آزمایشگاهی نتایج خوبی دارند اما دقت آن ها برای داده های میدانی چندان قابل استناد نیست. در پژوهش حاضر با استفاده از الگوریتم فرا ابتکاری ازدحام ذرات و با به کار بردن داده های آزمایشگاهی و میدانی با مقطع مرکب، رابطه جدیدی جهت برآورد دبی کل عبوری از مقطع مرکب پیشنهاد شد. در رابطه جدید پیشنهادشده، جهت برآورد ضریب زبری معادل مقاطع مرکب علاوه بر در نظر گرفتن عمق نسبی، عرض نسبی، شعاع هیدرولیکی نسبی و زبری نسبی (نسبت پارامترهای ذکرشده در دشت های سیلابی به مقطع اصلی) از تعریف جدیدی از عدد رینولدز استفاده گردید. نتایج نشان داد رابطه ی پیشنهادی با میانگین قدر مطلق خطای نسبی 4/10 درصد قابلیت مناسبی در برآورد دبی مقاطع مرکب دارد، به طوری که میزان خطای مذکور نسبت به روش های بررسی شده پژوهشگران پیشین، به طور میانگین در حدود 38 درصد بهبود یافته است.
    کلیدواژگان: الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO)، زبری معادل، مقطع مرکب، دبی جریان
  • سمانه نجومی سیاهمرد، بهنام شفیعی ثابت*، سمیه جنت رستمی صفحات 227-241

    برای اجرای سامانه استحصال آب باران (RWH) بر بام منازل مسکونی، مهم ترین و پرهزینه ترین جزء، مخزن ذخیره سازی آب باران است. بنابراین انتخاب مخزنی با ابعاد مناسب، امری مهم است. در این تحقیق ابتدا چهار بام با مساحت های 100، 150، 200 و 250 مترمربع در شهر رشت انتخاب شد و سپس برای هریک از بام ها با توجه به فضای در دسترس و مقدار تقاضا، مخزنی با حجم مشخص به ترتیب برابر با 5، 6، 8 و 10 مترمکعب انتخاب و در نهایت نحوه عملکرد و امکان سنجی هر یک از مخازن با در نظر گرفتن مساحت بام، ضریب رواناب پوشش بام، بارندگی روزانه و میزان تقاضای روزانه مورد بررسی قرار گرفت. ضریب اعتمادپذیری این مخازن در سه سال شاخص ترسالی، نرمال و خشکسالی بین 100 تا 81 درصد برآورد شد. میزان تقاضا در این تحقیق برابر با آب مورد نیاز برای آبیاری چمن کشت شده در فضای سبز هر یک از ساختمان ها در فصول گرم سال در نظر گرفته شده است. سپس برای هر یک از ساختمان ها با در نظر گرفتن ضریب اعتمادپذیری مورد انتظار از مخازن (70، 80 و 90 درصد)، حجم بهینه مخزن با استفاده از روش برنامه ریزی خطی مختلط عددصحیح در نرم افزار LINGO.17 برآورد گردیده است. این احجام در سه سال شاخص ترسالی، نرمال و خشک سالی با اعتمادپذیری های مختلف بین 4/1 تا 7/12 مترمکعب است. در نهایت نیز برای یکی از بام ها در میزان تقاضاهای متغیر، حجم مخزن برای هر کدام از میزان تقاضا ها برآورد و بررسی شد که نتایج حاصل بین 55/0 تا 27/5 مترمکعب محاسبه شد.

    کلیدواژگان: آب باران، مخزن، بام ساختمان، RWH، LINGO.17
  • بیدا دهقانی، مریم فراهانی*، بابک امین نژاد صفحات 242-258

    محدودیت نسبی منابع آب و افت بیش از حد منابع آب زیرزمینی در دشتهای کشور توجه به مدیریت یکپارچه منابع آب را ضروری کرده است. تحقیق حاضر با هدف ارزیابی سناریوی تغذیه مصنوعی و پخش سیلاب جهت مدیریت یکپارچه منابع آب حوضه دشت ورامین و با استفاده از مدل WEAP انجام گرفت. داده های مورد نیاز نظیر دبی رودخانه های شور و جاجرود، حجم مخازن لتیان و ماملو، میزان بارندگی، تبخیر، جمعیت، نرخ رشد جمعیت، میزان تقاضای آبی در بخش شرب، کشاورزی و صنعت در سال پایه آبی (2016-2017) وارد نرم افزار گردید. سپس سناریوهای مرجع و تغذیه مصنوعی تدوین شده و در یک دوره 20 ساله مقایسه شدند. نتایج نشان داد در صورتی که وضعیت کنونی ادامه یابد در 20 سال آینده قادر به تامین 2/16 و 4/27درصد از نیازهای آبی بخشهای کشاورزی و صنعت در منطقه دشت ورامین نخواهیم بود. در حالی که اگرسالیانه 33 میلیون مترمکعب از هرز آبهای سطحی منطقه بصورت پخش سیلاب به آبخوان منطقه تزریق گردد، علاوه بر آن که در بخش کشاورزی و صنعت به ترتیب 2/9و 9/17درصد کاهش در عدم تامین تقاضا نسبت به سناریو مرجع رخ خواهدداد، بلکه حتی در صورتی که میزان برداشت از منابع آب زیرزمینی با روند کنونی تداوم یابد، ذخیره استاتیک آبخوان از میانگین 351 میلیون مترمکعب به 388 میلیون مترمکعب رسیده و سبب جبران افت منابع آب زیرزمینی منطقه به میزان 1/21 سانتی متر به صورت میانگین دوره 20ساله نیز خواهد شد.

    کلیدواژگان: مدیریت یکپارچه، آب زیرزمینی، پخش سیلاب، تغذیه مصنوعی، مدل WEAP
  • حمید عباسی، مجید دلاور*، رویا بیگدلی صفحات 259-272
    توسعه ناپایدار و عدم توازن بین عرضه و تقاضای آب و تشدید آن در شرایط تغییر اقلیم از جمله مسائل مهم در مدیریت منابع آب کشور محسوب می گردد. این موضوع لزوم توجه به اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب تجدید پذیر و مصارف آبی را آشکار می سازد. بدین منظور ارزیابی وضعیت فعلی و تغییر اقلیم حوضه با استفاده از تلفیق رویکرد شبیه سازی جامع حوضه با استفاده از مدل SWAT و چارچوب ارزیابی رد پای آب به منظور بررسی پایداری حوضه و اثرات بالقوه آن ها بر منابع آب، کشاورزی و محیط زیست انجام گرفته است. بدین جهت ارزیابی وضعیت حوضه در شرایط پایه و تغییر اقلیم با استفاده از محاسبه شاخص های پایداری کمبود آب سبز، آب آبی، آب زیرزمینی و محیط زیست انجام گرفت. شبیه-سازی و تحلیل شرایط سیستم منابع آب و کشاورزی حوضه تحت تاثیر تغییر اقلیم در دوره (2017-2046) و با اعمال متغیرهای دما و بارش ریز مقیاس شده حاصل از ترکیب سه مدل جفت شده گردش عمومی جو تحت سه سناریوی انتشار RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 در مدل واسنجی شده SWAT انجام گرفت. بررسی شاخص های پایداری در وضعیت فعلی حاکی از ناپایداری آب زیرزمینی و تامین نیاز زیست محیطی دریاچه طشک بختگان می باشد. همچنین نتایج نشان داد که در شرایط تغییر اقلیم با کاهش 7 تا 18 درصدی آب آبی در دسترس و افزایش 6 تا 10 درصدی رد پای آب آبی حوضه شرایط وخیم تری تجربه خواهد شد.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، رد پای آب، پایداری، مدل SWAT، حوضه آبریز طشک-بختگان
  • اصغر جهانی بهنمیری*، ناصر مهردادی، غلام رضا نبی بیدهندی، مجید حسین زاده صفحات 273-281

    یکی از راهکارهای تامین آب با توجه به رشد شهرنشینی و افزایش جمعیت، اجرای طرح های انتقال آب بین حوضه ای می باشد که براساس تجارب قبلی بدست آمده، این طرح تبعات منفی جدی اقتصادی، زیست محیطی و اجتماعی در بردارد. در مقابل طرح استفاده بهینه از پساب در مدیریت آب شهری، مانع روی آوردن به اجرای طرح های انتقال آب بین حوضه ای بوده و در نتیجه کاهش هزینه های سنگین و کاهش تبعات منفی اجتماعی را به دنبال خواهد داشت. سیاستهای جدید وزارت نیرو و مدیریت آب کشور مبتنی بر برنامه ریزی و بهره برداری از پسابها از طریق جایگزینی آن با منابع آب باکیفیت در دسترس صنعت، فضای سبز و کشاورزی و آزادسازی این منابع جهت استفاده شرب می باشد. لیکن در برنامه ریزی ها و صدور مجوزهای تخصیص، مسائل کیفیت پساب و همچنین بررسی های اقتصادی سناریوها لحاظ نمی گردد. در این مقاله یک مدل توسعه یافته جهت برنامه ریزی، مدیریت و تخصیص بهینه پسابهای شهری با ترسیم جریان شبکه و استفاده از روش های بهینه سازی معرفی می گردد. از اهداف این مدل کمینه کردن هزینه کل سیستم با در نظرگرفتن محدودیتهای فنی، اقتصادی و زیست محیطی و همچنین کمینه کردن استفاده از آب خام موجود می باشد. با حل یک مساله کاربردی، کارایی مدل به اثبات رسیده و صحت سنجی آن با استفاده از انجام بهینه سازی در نرم افزار MATLAB صورت گرفته است. این مدل می تواند سیاستگذاریها و تصمیم سازی مدیران در بخش صدور مجوزهای تخصیص پسابهای شهری را تسهیل نماید.

    کلیدواژگان: بین حوضه ای، مدل تخصیص تخصیص، پساب، بهینه سازی
  • علی اکبر جعفری ندوشن*، ابوالفضل شاهین صفحات 282-298

    قانون مدنی تحت تاثیر فقه امامیه، در موضوع مالکیت آب، این مایع حیاتی را مباح و واجد قابلیت تملک خصوصی دانسته است. این در حالی است که در سال 1347 جهت کنترل بهره برداری بی رویه از منابع آب، قانون آب و نحوه ملی شدن آن تصویب شد و ضمن نفی مالکیت خصوصی آب، مالکیت عمومی آن را پذیرفت. در همین راستا، دغدغه های حفظ مصالح عمومی و منافع ملی پس از انقلاب اسلامی قانونگذار را بر آن داشت تا اصل 45 قانون اساسی را به شناسایی ثروت های ملی اختصاص دهد. در این اصل کلیه آب ها جزو ثروت ملی معرفی شد و تعیین تکلیف آن ها در اختیار حکومت اسلامی قرار گرفت. سپس در مقام اجرای این اصل، قانون توزیع عادلانه آب در سال 1361 وضع گردید و مالکیت عمومی منابع آب را تثبیت کرد. تکثر و بعضا تعارض قوانین موجود در این زمینه سبب شده که نظام حقوقی مالکیت آب در هاله ای از ابهام قرار گرفته و نظریات گوناگونی راجع به آن ارائه شود. با هدف رفع این ابهام، در این مقاله به شیوه ای توصیفی و تحلیلی به بررسی نظام حقوقی حاکم بر مالکیت آب در حقوق ایران با مطالعه ای تطبیقی در فقه امامیه و حقوق فرانسه پرداخته شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که امروزه در کشور ما نیز همانند فرانسه، نظام مالکیت آب از حوزه ی حقوق خصوصی خارج شده و با نسخ مقررات مربوطه از قانون مدنی توسط قوانین موخر التصویب، این مایع ارزشمند در زمره ی مشترکات درآمده است، لذا حقوق حاکم بر آن را باید زیرمجموعه ی حقوق عمومی دانست.

    کلیدواژگان: اموال عمومی و مشترکات، انفال، قانون آب و نحوه ملی شدن آن، قانون توزیع عادلانه آب، مباحات
  • محمد حسنوی آتشگاه، مهدی یاسی*، ابراهیم امیری تکلدانی صفحات 299-313
    رشد جمعیت و توسعه فعالیت های صنعتی و کشاورزی سبب درخواست روزافزون منابع آبی شده است که یکی از راه های جبران کمبود آب، انتقال آب بین حوضه ای است. با گذشت زمان و پیشرفت اجرایی این طرح ها، چالش های متعدد و اساسی در زمینه های مختلف از جمله زیست محیطی، اقتصادی، اجتماعی و فنی پدید آمده و تصمیم گیری در مورد اجرا و انتخاب آن ها را دشوار نموده است. بدین منظور شناسایی و اولویت بندی دقیق تر معیارها و شاخصه های اثرگذار در این طرح ها ضروری است. در این مقاله، ابتدا معیارها و شاخصه ها با روش دلفی به هشت معیار اصلی طبقه بندی شده و سپس با روش تحلیل شبکه ای (ANP) و سلسله مراتبی (AHP) اولویت بندی شدند. نتایج نشان داد که در هر دو روش، اولویت معیارهای اصلی یکسان بوده و معیار سیاسی و امنیتی، بهداشتی و درمانی و زیست محیطی به ترتیب با وزن نرمال 36/0، 16/0 و 15/0 در رتبه های اول تا سوم قراردارند. در روش AHP، ارجحیت گزینه های انتقال با هدف تامین آب شرب، کشاورزی، صنعتی و محیط زیستی به ترتیب 56، 17، 16 و 11 درصد است. ولی در ANP گزینه آب شرب با 56 درصد در رتبه نخست بوده و آب صنعتی با 18 درصد، آب کشاورزی با 14 درصد و آب محیط زیستی با 12 درصد به ترتیب در رتبه های دوم تا چهارم قرار گرفتند. نتایج به دست آمده، بیانگر دقت و واقع بینانه تر بودن نتایج روش ANP در اولویت بندی گزینه های انتقال آب بین حوضه ای است.
    کلیدواژگان: انتقال آب، تصمیم گیری چندمعیاره، دلفی، ANP و AHP
  • مسعود بهبودیان*، رضا کراچیان صفحات 314-327
    امروزه مسئله مدیریت منابع آب در دریاچه ارومیه و احیای آن از بحث های مهم در کشور ایران می باشد. یکی از دلایل مهم در وضعیت نابسامان دریاچه عدم تخصیص مناسب حقابه بخش های مختلف از جمله تخصیص آب مورد نیاز دریاچه است. همچنین بررسی تبعات تخصیص آب بر دریاچه به بخش های مختلف همچون کشاورزی، محیط زیست، شرب و صنعت از موضوع مهمی است که باید مورد توجه قرار گیرد. در این تحقیق در نظر است ارزیابی کمی این تبعات بر بخش های مختلف در یک دوره 60 ساله تحت دو سناریوی مدیریتی شامل تخصیص کامل و بخشی از نیاز آب دریاچه در قالب مفهوم پایداری انجام شود. بدین منظور، یک مدل تخصیص آب استفاده شد و شاخص های اعتمادپذیری، تاب آوری و آسیب پذیری ارزیابی شدند. در مرحله بعد، با استفاده از مفهوم نظریه استنتاج شهودی، پایداری سناریوهای مدیریت منابع آب در قالب تصمیم گیری چندمعیاره بررسی شد. نتایج نشان دادند که تامین کامل حقابه دریاچه منجر به کاهش تخصیص آب به بخش کشاورزی شده است که ممکن است تبعات اجتماعی- فرهنگی- سیاسی مختلفی در بر داشته باشد. علی رغم کاهش حقابه بخش کشاورزی در سناریوی تخصیص کامل نیاز آب دریاچه، این سناریو به عنوان سناریوی برتر انتخاب شد. همچنین، نتایج این تحقیق نشان دادند تامین کامل نیاز آب دریاچه در اولویت می باشد که منجر به پایداری بیشتر حوضه آبریز شده است. این در حالی است که بخش کشاورزی با کاهش تخصیص آب مواجه شده است. در نهایت توصیه می شود تا در تحقیقات آتی وضعیت پایداری کشاورزی نیز با اجرای سناریوهای مختلف مدیریتی مورد ارزیابی قرار گیرد.
    کلیدواژگان: تخصیص آب، دریاچه ارومیه، پایداری، مدل ‏IDS، سناریوهای عرضه و تقاضای آب
  • ابوالفضل فرزی*، جعفر مهرآبادی صفحات 328-339

    فاضلاب خانگی تولید شده از استحمام، شستن لباس و سایر مصارف مشابه، آب خاکستری نامیده می شود. آب خاکستری به نسبت فاضلاب تولیدی از توالت ها سطح آلودگی بسیار کمتری دارد و بدون تصفیه یا با تصفیه اندک قابل استفاده در محل برای مصارفی مانند فلاش تانک توالتها و آبیاری فضاهای سبز است. سیستم استفاده مجدد در محل آب خاکستری نقاط قوت و نقاط ضعف مختلفی را واجد است. ضمن اینکه فرصتها و تهدیدهایی در محیط خارجی برای این سیستم وجود دارد. در این مقاله نقاط قوت، نقاط ضعف، فرصتها و تهدیدهای مربوط به استفاده مجدد در محل آب خاکستری در ایران شناسایی و با روشی نظام یافته با تلفیق فرایند تحلیل سلسله مراتبی فازی(FAHP) با تحلیل SWOT اولویت بندی گردیده اند. نتایج حاکی از آن است که عوامل منفی خارجی(تهدیدها) از اهمیت نسبی بالاتری برخوردار هستند و بالتبع تاثیرگذاری بیشتری بر توسعه این سیستم در ایران خواهند داشت. با این حال با توجه به قرار گیری نقاط قوت و فرصت ها در مرتبه دوم و سوم اهمیت، به نظر می رسد چشم انداز آینده این سیستم در صورت اتخاذ استراتژی های مناسب مخصوصا استراتژی هایی از نوعST ، روشن باشد. استراتژی هایی که با استفاده از نقاط قوت سستم سعی در خنثی کردن اثر تهدیدهای خارجی دارند.

    کلیدواژگان: آب خاکستری، فرایند تحلیل سلسله مراتبی فازی، SWOT، ایران
  • عباس عبدشاهی*، سیامک نیک مهر، مصطفی مردانی نجف آبادی صفحات 340-351
    در این مطالعه، طرح های کنترل سیلاب رودخانه ی کارون با استفاده از مدل تصمیم گیری چندمعیاری گروهی بای فازی و فازی مورد ارزیابی قرار گرفتند. بدین منظور، چهار معیار اصلی اقتصادی، زیست محیطی، اجتماعی و فنی همراه با 15 زیر معیار مورداستفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که معیار اقتصادی با وزن فازی (452/0، 310/0، 202/0) بیشترین تاثیر را در فرایند ارزیابی داشته و معیارهای فنی، زیست محیطی و اجتماعی به ترتیب در رتبه های بعدی قرار دارند. نتایج همچنین نشان داد که رتبه بندی کلی طرح های کنترل سیلاب بر اساس روش های بای فازی و فازی با یکدیگر متفاوت می باشند. به طوری که رتبه بندی کلی طرح های کنترل سیلاب بر اساس روش بای فازی به شرح زیر است: احداث سدهای تاخیری، کانال های انحرافی، لایروبی، سیل بند، ساحل سازی و آب شکن. اما بر اساس روش فازی، احداث کانال های انحرافی و سد تاخیری به ترتیب اولویت های اول و دوم را دارا می باشد. بنابراین، بر اساس نتایج هردو روش پیشنهاد می شود که سازمان آب و برق خوزستان به عنوان متولی رودخانه ی کارون، احداث سدهای تاخیری و کانال های انحرافی را در اولویت بالاتری نسبت به سایر روش های کنترل سیل قرار داده و منابع مالی موردنیاز جهت اجرای این پروژه ها را تامین نماید.
    کلیدواژگان: طرح های کنترل سیلاب، رودخانه ی کارون، تصمیم گیری چندمعیاری، بای فازی
  • محمدرضا گودرزی*، آتیه فاتحی فر، فاطمه عوض پور صفحات 352-365

    خشکسالی های متاثر از تغییر اقلیم از جمله مخرب ترین رویدادهای آب و هوایی هستند که باعث خسارت های قابل توجهی هم در بخش منابع طبیعی و هم در زندگی انسان ها می شوند. در تحقیق حاضر بمنظور بررسی اثر تغییر اقلیم بر خشکسالی، بارش و دمای آینده (2030-2050) ایستگاه دوگنبدان شهرستان گچساران، با مدل CanESM2 تحت سناریو RCP8.5 محاسبه شد. سپس با استفاده از شاخص بارش-تبخیر و تعرق استاندارد شده (SPEI) در دوره پایه (2005-1985) و آتی در سری های زمانی مختلف خشکسالی ارزیابی شد. درنهایت متغیرهای شدت و مدت خشکسالی برای محاسبه احتمال و دوره بازگشت توام، با تابع چند متغیره کاپولا تحلیل شد. نتایج نشان داد متغیرهای دمای ماهانه تحت سناریو RCP8.5 2/2 درجه سانتیگراد افزایش و بارش 5/5 درصد کاهش یافته است. نتایج ارزیابی خشکسالی نشان می دهد تعداد دوره های خشک و مرطوب با افزایش طول مقیاس کمتر می شوند، اما مدت زمان طولانی ترین دوره افزایش می یابد. همچنین تعداد دوره های خشکسالی تحت سناریوی RCP8.5 نسبت به دوره پایه افزایش خواهد یافت. تابع فرانک با مقادیر متوسط سه شاخص ارزیابی نیکویی برازش RMSE (0/38)، NSE (0/9) و AIC (-101/9) بعنوان بهترین تابع برازش داده شده در هر دو دوره انتخاب گردید. نتایج تحلیل توام دوره بازگشت یک رویداد خشکسالی با میزان سختی 10 و مدت 10 ماهه برای دوره پایه و RCP8.5 بترتیب 5 و 4 سال می باشد که نشان دهنده کاهش دوره بازگشت خشکسالی های شدید و افزایش آن ها در آینده تحت سناریو RCP8.5 نسبت به دوره پایه است.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، خشکسالی، احتمال وقوع توام، دوره بازگشت، سختی-مدت
  • بهزاد دلخواهی، حمید رضا ناصری*، فرشاد علیجانی صفحات 366-380
    در تعدادی از آبخوان های نیمه شمالی استان همدان کف شکنی چاه های بهره برداری در داخل سنگ کف، منجر به نشت گاز دی اکسید کربن به داخل آبخوان شده است. بررسی داده های سطح آب زیرزمینی در نزدیکی چاه های گازدار، بیانگر وجود رفتار غیرعادی در نوسان سطح آب زیرزمینی می باشد. مقایسه هیدروگراف چاه های مشاهده ای، شاخص تورم واریانس و شواهد صحرایی در مناطق گازدار با مناطق فاقد گاز نشان می دهد که رفتار غیرعادی مشاهده شده در نوسان سطح آب، تحت تاثیر متغیرهای بارش و برداشت از آبخوان نمی باشد. با توجه به ظرفیت خنثی کنندگی بالای pH در آبخوان ها و کاهش همبستگی PCO2 با pH و TDS در آب های گازدار نسبت به آب های فاقد گاز، عامل اصلی افزایش شوری در آب های گازدار، نفوذ آب شور عمیق همراه با گاز به داخل آبخوان می باشد. در واقع کف شکنی چاه های بهره برداری در داخل سنگ کف، از طریق کاهش فشار هیدرواستاتیک، سبب ورود آب شور گازدار به داخل آبخوان می شود. با شروع بهره برداری از چاه ها در فصل آبیاری، میزان تغذیه آبخوان توسط آب شور بر میزان تخلیه آن توسط چاه ها پیشی گرفته و در نتیجه سطح آب زیرزمینی در اطراف چاه های گازدار بالا می آید.
    کلیدواژگان: نشت گاز دی اکسید کربن، نوسان غیر عادی سطح آب زیرزمینی، نفوذ آب شور، فشار هیدرواستاتیک
  • عباس افشار، مینا خسروی*، امیر مولاجو صفحات 381-395

    بخش کشاورزی، بزرگ ترین مصرف کننده منابع آب است. بنابراین تخصیص پایدار آب به این بخش، امری لازم و ضروری است. منابع تامین کننده نیاز آبی بخش کشاورزی منابع آب سطحی و زیرزمینی می باشند. مطالعات پیشین نشان داده اند که استفاده تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی می تواند عرضه آب را مطمئن تر کرده و عدم قطعیت های آن را به شدت کاهش دهد. از رویکردهای بهره برداری تلفیقی از منابع آب های سطحی و زیرزمینی، می توان به دو رویکرد بهره برداری سیکلی و غیرسیکلی (سنتی) اشاره نمود. تفاوت اصلی این دو رویکرد در شیوه تغذیه مصنوعی آن هاست، به طوری که در سیستم های ذخیره غیرسیکلی، تغذیه مصنوعی فقط در مواقع سرریز آب از مخزن سطحی رخ می دهد و در مقابل در سیستم های ذخیره سیکلی، تغذیه مصنوعی می تواند در هر زمانی صورت پذیرد. به عبارت بهتر، در سیستم های غیرسیکلی، آب تنظیم شده هیچ گاه به سمت مناطق تغذیه مصنوعی هدایت نمی گردد. در این مطالعه، ضمن ارائه مفهوم و مدل برنامه ریاضی بهره برداری غیرسیکلی، پایداری تخصیص آب به بخش کشاورزی با رویکردهای سیکلی و غیرسیکلی کمی و مقایسه گشتند. نتایج نشان داد که در بهره برداری سیکلی از سیستم، با تغذیه آبخوان در فصول تر و استفاده از ذخیره آن در فصول خشک، به میزان قابل توجهی از هدررفت آب جلوگیری می شود. لذا با مدیریت و تنظیم بیشتر آب سطحی در بهره برداری سیکلی در مقایسه با بهره برداری غیرسیکلی، شاخص پایداری از 0.69 به 0.86 افزایش یافت.

    کلیدواژگان: کشاورزی، بهره برداری تلفیقی، بهره برداری سیکلی، بهره برداری غیرسیکلی، شاخص پایداری
  • محمد حسین پیشوائی*، تورج سبزواری، رضا محمدپور، شبنم نوروزپور صفحات 396-411
    ضریب رواناب در روش مشهور استدلالی برای محاسبه سیلاب طراحی و در روش بیلان برای محاسبه نفوذ و ارتفاع بارش مازاد استفاده می گردد. ضریب رواناب حوضه درصدی از بارندگی است که به رواناب تبدیل می شود. مقدار ضریب رواناب به ویژگی های دامنه های حوضه مانند توپوگرافی، شیب، بافت خاک، پوشش گیاهی و بارش بستگی دارد که این ویژگی ها در زمان و مکان در سطح حوضه تغییر می کنند. TOPMODEL یک مدل نیمه توزیعی است که در آن توپوگرافی دامنه و سطوح مشارکت کننده در تولید رواناب نقش اصلی را ایفا کرده و قابلیت محاسبه مقدار کمبود رطوبت خاک در هر نقطه در طول دامنه را دارد. در این تحقیق با استفاده از TOPMODEL اثر توپوگرافی دامنه بر روی نفوذ، ضریب رواناب و تغییرات مکانی آن طبق توپوگرافی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور ابتدا پارامترهای TOPMODEL و معادلات آن برای دامنه های مرکب توسعه یافته و با ترکیب مدل SCS-CN، تاثیر هندسه توپوگرافی دامنه های مرکب روی ضریب رواناب مورد بررسی قرار گرفت. هیدروگراف رواناب دامنه ها با استفاده از روش استدلالی ترکیب شده با مدل زمان-مساحت مرکب نیز مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج، دامنه های واگرا ضریب رواناب و سیلاب کمتری نسبت به دامنه های موازی و همگرا دارند، همچنین دامنه های محدب نیز نسبت به دامنه های صاف و مقعر ضریب رواناب و سیلاب کمتری دارند. رواناب دامنه همگرا-مقعر 80 درصد بیشتر از دامنه واگرا-محدب است.
    کلیدواژگان: ضریب رواناب، TOPMODEL، دامنه های مرکب، SCS-CN، زمان-مساحت
  • علیرضا شکوهی*، رویا حبیب نژاد صفحات 412-424

    پدیده تغییر اقلیم و گرمایش جهانی یکی از بزرگ ترین چالش های عصر حاضر می باشد که چرخه هیدرولوژیکی در مقیاس جهانی و منطقه ای را تحت تاثیر قرار داده است. بارش به عنوان یکی از عناصر اقلیمی بطور مستقیم تحت تاثیر افزایش دمای متوسط جهانی قرار گرفته است. یکی از مهم ترین اثرات سوء تغییر اقلیم، افزایش وقوع رخدادهای حدی نظیر بارش های شدید و متعاقب آن بروز سیل های ناگهانی می باشد. در پژوهش حاضر در ابتدا وجود روند و جهش در بارش های کوتاه مدت مشاهداتی در شهر تهران (ایستگاه سینوپتیک مهرآباد) بررسی گردید. بدین منظور از آزمون من-کندال برای روند و آزمون کیو سام برای جهش در داده های بارش 10 دقیقه تا 3 ساعت استفاده شد. یافته ها حاکی از وجود روند افزایشی در بارش های کوتاه مدت ایستگاه مورد مطالعه در سطح 99 درصد و وقوع جهش اقلیمی در این داده ها در سال 1978 می باشد. به منظور استفاده از قابلیت ریزمقیاس نمایی دینامیکی در پژوهش حاضر که نیازمند تفکیک مکانی زیاد می باشد، از مدل منطقه ای PRECIS برای دوره آماری ثبت شده پس از سال جهش و همچنین تحت سناریوهای انتشار A2 و B2 برای آینده و با اعمال یک روش ویژه برای ریزمقیاس نمایی زمانی استفاده به عمل آمد. نتایج حاصل از تحلیل شدت، مدت، فراوانی بارش های کوتاه مدت و بررسی IDFهای تولید شده از بارش های حدی نشان داد که در آینده دور یعنی دوره 2070-2100 مقدار و شدت بارش به میزان قابل توجهی در یک دوره بازگشت معین افزایش می یابد. همچنین فراوانی و احتمال وقوع بارش های حدی با افزایش قابل توجهی همراه خواهد بود.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، جهش، روند، PRECIS، IDF
  • محمد قربانیان کردآبادی، مهدی فصیحی هرندی*، عبدالمجید لیاقت صفحات 425-437
    مدیریت حل مسائل آب ایران همواره در تسلسل «دستور و کنترل» گرفتار بوده اند. آنچه مشخص است این رویکرد با عملکردهای متفاوت نتوانسته پایداری اجتماعی و اکولوژیکی را در پیکره های آبی کشور ایجاد کند. نشانه این ناپایداری ها وقوع و تشدید تضادهای سیاسی-اجتماعی-اقتصادی بر سر منابع آب است. در راستای تلاش های جهانی برای گذر و فائق آمدن بر مسائل حکمرانی آمرانه (دستوری- کنترلی)، اعتباربخشی به حضور نهادهای اجتماعی در تصمیم گیری ها در سطوح حکمرانی مختلف یکی از چالش های اساسی محسوب می گردد. این مقاله ضمن پرسش از چرایی حرکت از شیوه حکمرانی دستوری به شیوه حکمرانی چند سطحی با استفاده از تئوری «عمل»، عمل اجتماعی مدیریت آب را تبیین و ساختار این ابزار را در جهت رسیدن به امنیت آبی پایدار استدلال می کند. سپس با ذکر مثال هایی از مشارکت موفق و ناموفق در مدیریت آب، «بانکداری اجتماعی آب» را به عنوان یک ابزار در اعتباربخشی فوق مطرح و به تبیین مفهوم بانکداری اجتماعی آب می پردازد.
    کلیدواژگان: بانکداری اجتماعی آب، حکمرانی آمرانه، مشارکت اجتماعی، رژیم های حکمرانی
  • تقی مهدوی، سید عباس حسینی* صفحات 438-452

    شاخص رد پای آب زیرزمینی ابزار مفیدی جهت ارزیابی استفاده پایدار از منابع آب زیرزمینی و خدمات اکوسیستم وابسته به آن است. در این تحقیق، پایداری 27 آبخوان آبرفتی در شرق دریاچه ارومیه شمال غرب ایران توسط نشانگر رد پای آب زیرزمینی بررسی شده است. به منظور ارزیابی یکپارچه کمیت به همراه پایداری کیفیت آب در آبخوان ها جهت استفاده کشاورزی، شاخص ردپای یکپارچه آب زیرزمینی بر مبنای تحلیل مکانی GIS جهت ارزیابی استفاده شده است. این ارزیابی به مدیران بخش آب در اتخاذ سیاست ها و اقدامات مناسب جهت مدیریت پایدار سیستم آبخوان ها خصوصا برای دریاچه ارومیه که با مشکل شور شدن آب در آبخوان های مجاور مواجه گردیده کمک شایانی می نماید.در این تحقیق شاخصهای GF/A , iGF/A بیانگر پایداری کمی و کیفی آب زیرزمینی اسفاده شده است. نتایج تحقیق نشان می دهد 20 آبخوان آبرفتی از 27 آبخوان آبرفتی منطقه دارای GF/A بزرگ تر از یک و 7 آبخوان آبرفتی دارای GF/A برابر 1 است و هیچ آبخوان آبرفتی حالت استفاده پایدار از منابع آب زیرزمینی ندارد. همچنین 24 آبخوان آبرفتی از 27 آبخوان آبرفتی استان دارای iGF/A بزرگ تر از یک می باشند و تنها سه آبخوان آبرفتی iGF/A برابر واحد دارد که نشان دهنده آلودگی اکثر آبخوان ها در اثر شوری ناشی از نفوذ آب شور دریا و برداشت بی رویه از آبخوان و افت کیفی آبخوان دارد. با اجرای سناریو 10 درصد کاهش مصرف کشاورزی، 14 آبخوان به لحاظ پایداری کمی به حالت پایدار، تغییر وضعیت می دهد این سناریو به بهبود شاخص iGF هم کمک کرده و 10 آبخوان به حالت پایدار تغییر وضعیت می دهد.

    کلیدواژگان: ارزیابی یکپارچه، پایداری آبخوان ها، شاخص رد پای آب زیرزمینی، تحلیل مکانی
|
  • Ali Reza Yahyaee, Saeed Mousavi Pages 1-17

    In this study, a method has been developed to improve reservoir water through selective withdrawal and release of contaminated water from the lower level of the dam. A two-dimensional model called CE-QUAL-W2 was used to simulate the reservoir quality processes. Then this model is coupled with an optimization algorithm (particle swarm optimization). The proposed simulation-optimization approach is able to find optimal operation policies to improve water quality in the reservoir and downstream river. In order to increase the efficiency and reduce the computational time, an artificial neural network model replaced with the reservoir water quality simulation model. The performance of the model is evaluated for a real case for a 2-year simulation period. Different scenarios of reservoir operation are considered and using the simulation model (meta model), the pollutant concentration of the index is calculated and ultimately optimal operation policy of the reservoir is determined. The results show that the average amount of dissolved oxygen in the released from the reservoir for optimal operation policy is about 25% better than the current operating conditions. So that the eutrophication status of the reservoir is improved in relation to the existing condition, which in some months like June is in high eutrophication state, it has been improved in most months of the year to low eutrophication state. The comparison between dissolved oxygen concentrations of reservoir outflow in optimum operation policy with the existing operational conditions showed high efficiency of the proposed method and significant improvement in reservoir water quality.

    Keywords: Reservoir Water Quality Management, Eutrophication, Particle Swarm Optimization Algorithm, Selective Withdrawal, CE-QUAL-W2
  • Maryam Javansalehi *, Mahdi Zarghami, Jafar Keighobadi Pages 18-34

    This paper studies the performance of model predictive control in improving the management of reservoirs in water transfer line. Model Predictive Control is an optimal modern control which due to its proper function against sudden disturbances has been developed for engineering control problems. One of the main capabilities of the predictive control algorithm is the prediction modeling of the system in optimization function. In this research with using a predictive control algorithm while applying the constraints regarding reservoir and pump stations capacity, an optimal controller is designed for the Zarinehrood transfer line to Tabriz. This network contains a total pipe length of 180 kms with 24 branches which is known as the largest transfer line in the Middle East. In this research the designed controller have been solved for the two objective functions, maintaining the safety water in the reservoirs and reducing the fluctuations in the pump stations. To evaluate the predictive control algorithm performance, the results of the MPC were compared with operator data and another control method called linear quadratic integral control . The obtained results show that the predictive control has been able to perform better than operator data and linear quadratic integral control. While yields high capability to satisfy all constraints while fluctuations in pumping stations have been decreased about 22% and the water in the reservoir tanks maintain the lowest error in the vicinity of the desired volume.The total amount of pumped water over the length of the transmission line has been decreased by 8%.

    Keywords: Model predictive Control, Water transfer line, Simulation, optimization, Linear quadratic integral control algorithm
  • Iman Moslehi, Mohammadreza Jalili Ghazizadeh *, Ehsan Yousefi Khoshqalb Pages 35-54
    One of the main responsibilities of water and wastewater companies in the field of operating of water distribution networks (WDNs) is the management and control of leakage from these networks. In this regard, active leakage control (ALC) is one of the main strategies in reducing leakage and achieving economic level of leakage (ELL). In this paper, a practical methodology was developed to determine the ELL which is included the steps determining the points of pressure and flow rate measurements, collecting of required field data and cost data, the estimation of leakage level in the network and the determination of the ELL of the network based on the ALC strategy. Economic performance indicators such as the economic leakage index (ELI) and the economic network efficiency (ENE) are also obtained using the determined ELL. The developed methodology was applied for a district of the WDN of Mashhad. The results showed that the ELL in the study area is 27.5 m3/connection/year. While the current level of leakage was estimated to be around 49.2 m3/connection/year, based on the minimum night flow (MNF) analysis. Moreover, the ELI and ENE were calculated 1.79 and 56% respectively. The developed methodology in this paper can assist practitioners and managers of water and wastewater companies for target-setting of the level of leakage and determining of the ELL based on it.
    Keywords: Economic Level of Leakage, Leakage Management, Infrastructure Leakage Index, water distribution networks, Economic Analysis
  • Sakine Kohi, Asghar Azizian *, Luca Brocca Pages 55-67
    This study addresses the efficiency of ASCAT surface soil moisture (SSM) for calibration of VIC-3L hydrologic model over the Sefidrood river basin (SRB). Findings on daily time scale indicate that the correlation coefficient (CC) between observed and simulated streamflow, using ASCAT dataset, is equal to 0.75, while in the case of calibration of the VIC-3L model using only with hydrometric station datasets the CC value is equal to 0.80. Moreover, at monthly time scale the performance of model in simulating streamflow is better than daily time scale. The relative error (RE) in simulating runoff volume at daily and monthly time scale is 17.2% and 38.5%, respectively and this shows that using ASCAT dataset at monthly time scale leads to reliable results. In addition, one the advantages of model calibration using satellite-based SSm is the extraction of the spatial pattern of model parameters over the catchment, while in the case of using observed discharge dataset for calibration of the model only leads to the constant values of model’s parameter through the catchment. Based on the results of this research it highly recommended to use satellite-based SSMs for calibration of hydrological model, especially in data limited areas or regions in which ground observations are sparsely-distributed or insufficient.
    Keywords: Surface Soil Moisture (SSM), Remote Sensing, runoff, Calibration, VIC-3L model
  • Alireza Davari, Ali Bagheri *, Jamal M. V. Samani Pages 68-91
    In recent decades, the unprecedented lack of water resources, contamination and ecosystem degradation in many parts of the world have forced researchers and policy makers to devote more efforts to maintain and restore the health of water associated systems to achieve a balance between human and nature. Human efforts to maintain full natural flows have had implications on the functions and biodiversity of river systems. Lake Bakhtegan and Kor River have been degrading in recent years due to the lack of environmental protection efforts. The purpose of this paper is to provide a comprehensive top-down methodology for assessing the environmental flow of Kor River. Adopting the methodology based on the system dynamics approach, the paper will estimate the environmental flow requirement of the river under different scenarios and explores its consequences on the socio-economic part of the basin. It was observed that by supplying the water needed by the natural system, the resources available for economic development would decrease, impacting particularly the level of agricultural development. The current trends which are dominating the basin will result in deterioration of water resources and complete destruction of ecosystems.
    Keywords: environmental flow requirement, system dynamics, Kor River, holistic approach
  • Seyyed Majid Mousavi *, Ali Mohammad Akhondali, Ali Shahbazi Pages 92-106

    Recent advances in numerical weather and seasonal forecasts ,make the water resources manager and operators very interested to involve the forecasts in real operation.Generally in the studies, the skill assessment of the forecasts would be done by comparing the forecasts with station gauge or gridded data which maight not reflect the real skill of the forecasts in basin scale. In this paper , the forecasts generated by the Noaa climate forecast system version 2( CFSv2) were evaluated in the Dez dam basin. A combination of rain gauge data with satelite base precipitation estimates( Persiann-CDR) were used as the basis of evaluation. Result showed monthly precipitation forecasts with lead 1 has the best performance based on R and ROCauc although the underestimation is higher than other leads. Evaluation of the forecasts in 3 different percentile including below normal, normal and above normal, showed well performance in percentiles above 0.6 and below 0.4, also best monthly forecast performance with lead1 was 0.88 for Nov, 0.66 for Dec and 0.8 for Mar respectively for percentile of category 1 to 3 based on ROCauc. Winter precipitation evaluation based on the SPI with 5 category, suggested that 50 to 60 percent of the times, the exact category was truly predicted while with on category difference the accuracy imrove up to 80 percent of the times.

    Keywords: Persiann-CDR, CFSv2, Ensemble Forecast Verification, Seasonal Precipitation Forecast
  • Mohammad Ebrahim Banihabib *, Mirmohammad Azadkhorasani, Mahmoud Oladgaragoz, Ali Mohammadi Pages 107-123

    In this research, with the aim of maximizing the income of Lake Urmia basin, a linear optimization model was developed to apply three kinds of constraints, including cropping pattern, available water and constant prices and price elasticity of agricultural products to optimize crop production and net imports of crop’s virtual water under 18 scenarios. The considered constrains in optimization were consumed virtual water in the basin, available water and boundaries of increasing or decreasing in the crop production. Regarding the number of studied crops, results have a wide variation but in general, for farm crops and horticulture products, the largest changes in production and net imports of virtual water (comparing to the present condition) were observed for onion, mushroom, apple and grape. In examining the changes in basin income due to the implementation of developed scenarios, it was found that the scenario in which the available water is 60% of the present condition and price elasticity is applied has the highest profitability and is considered to be the most favorable scenario. Altogether, with the application of the proposed scenario, the optimum level of areas under cultivation is less than present for more than a third of the products, and the imports of these products should be increased for the basin. According to the results of this research, the pressure on the water resources of the basin will be reduces by importing virtual water.

    Keywords: cropping pattern, optimization, Price Elasticity, virtual water, Urmia
  • Mostafa Rezaali, Abdolreza Karimi *, Bayraali Mohammadnezhad, Abdolreza Rasouli Pages 124-136
    Urban water demand prediction has been one of the contemporary concerns of modern urban societies. In this vein, many studies have been carried out comparing the performance of different models. By the introduction of artificial neural networks (ANNs), the discussion about the accuracy improvement of ANNs using wavelet transforms (WTs) was heated up. In many research, the effect of using WTs on the performance and the accuracy of ANNs drew many attentions. However, the effect of using WTs on the uncertainties associated with ANNs has not been investigated. In this study, the performance and the uncertainty of two ANN-based models, i.e., nonlinear autoregressive network with exogenous inputs (NARX) and extreme learning machines (ELM) were studied and the wavelet version of those, i.e., W_NARX and W_ELM were used for the prediction of urban water demand of Mahdie Residential Complex. The results indicated that NARX (regression coefficient (R) of 0.955) is more accurate than ELM (R of 0.787). On the other, the WT version of these models had the R of 0.960 and 0.847, respectively, indicating the outperformance of W_NARX model. The reason for the lower accuracy of ELM could be found in the complexity of the water consumer behavior and the simpler structure of ELM than NARX. Besides, the implementation of WTs had a positive effect on both models, but ELM more. The results of the uncertainty analysis of both models indicated a decrease in uncertainty. However, this was more considerable in W_NARX with the confidence interval of 98.75%.
    Keywords: Artificial Neural Networks, Extreme Learning Machines, wavelet transform, Uncertainty
  • Maryam Tajiki, Ali Najafinejad *, Abdolreza Bahremand, Gerrit Schoups, Harrie Jan Hendricks Franssen Pages 137-147

    Predicting discharge prediction through modeling is inherently associated with important uncertainties.Then uncertainty in hydrological modeling is mostly reduced by increasing the quality of inputs, improving structure of models, and data assimilation. Even if we assume that the physical structure of the model is perfect, uncertainties in parameters, forcing variables and initial conditions will be reflected in the simulation results through complex error propagations. One of the actions that can be taken toward reducing uncertainty in hydrologic predictions is data assimilation. It provide a superior hydrologic state estimate by considering input and observation uncertainties. In the current study, the efficiency of assimilating stream-flow into a hydrologic model using the Ensemble Kalman Filter (EnKF) in the Roudak catchment is investigated. Four evaluation criteria including NSE, KG,LNSE, DCpeak are applied to estimate the predictive performance of results. Results show that EnKF improved estimated stream-flow compared to an offline calibration with SCE-UA as NSE, KG,LNSE, DCpeak are increased by 13%, 5%, 17% and %94 respectively. Also one-day ahead prediction of stream-flow could be estimated by acceptable accuracy.

    Keywords: Conceptual Hymod Model, Data assimilation, Ensemble Kalman filter, Roudak Catchment
  • Shiva Gholizadeh Sarabi, Kamran Davary *, Bijan Ghahraman, Mojtaba Shafiei Pages 148-170

    Understanding complex relation between natural and human systems and dynamic co-evolution of human and water, is of great importance in planning for sustainable development. In the last decade, comprehensive recognition of such systems has been achieved through the historical study in socio- hydrology science. This paper aims to apply socio-hydrological aspects and investigate co-evolutionary history through the historical study, as the first step to understand coupled human-water system. To this aim, Mashhad basin was selected as one of the most important and complex basins in Iran, especially in the east of country. In this paper, when the stages of the historical socio-hydrology study had been classified, historical sequence of natural events/ human activities and changes of socio-hydrological components in Mashhad basin were investigated. Based on results, during the contemporary period, we recognized two periods of 1921 up to now, and 1966 up to now as expansion and contraction phases, respectively. Indeed, despite the contraction conditions, development has continued; obviously, the basin has not yet entered recession and recovery and new equilibrium phase. Finally, a perceptual model was developed to understand socio-hydrological system of basin where water resources quality and quantity and water demand are the most important internal forces, and hydro-climatic components are the most important external forces which effect on the coupled human-water system co-evolution.

    Keywords: Socio-hydrology, Historical study, Coupled human-water system, Co-evolution
  • Arashk Holisaz *, Safikhany Sajedeh Pages 171-186
    Heteroscedasticity as determining concept challenges the calculation and efficiency of mean precipitation at the extent of Iran territory. This inefficiency leads to emergence of error during calculation of annual water budget and of problem in water resources of country. Accordingly, in this study, building on the Masoodian climatic classification and investigating the precipitation data from146 synoptic stations at four temporal scales- heavy rain, semi-heavy rain, pre-precipitation, and low rain- the effect of Heteroscedasticity on mean precipitation were investigated by Levene Test. The results showed that besides the precipitation data have a normal distribution across all climatic regions, but the existence of limiting precipitations as outliers data, very high-variances and the variation of precipitation regimes from some station of a climatic region, resulted in rejection of null hypothesis of Levene Test and most of climatic regions are encountered Heteroscedasticity. Consequently, use of mean index could not provide complete recognition of precipitation status and precipitation distribution. Hence, to achieve an efficient mean of annual precipitation in country, it is necessary to do practice to enhance the calculated mean precipitation in climatic extent, with avoiding calculating mean at territory extent, and by accomplishment of improved climatic classification at watershed basin scale, gains better recognition of precipitation behavior at any climatic extent, and at whole territory extent in Iran.
    Keywords: Heteroscedasticity, Iran, Levene test, Masoodian Climatic region, precipitation mean
  • Vahid Nourani, Nardin Jabbarian Paknezhad Pages 187-199
    The General Circulation Model (GCM) is one of the most widely used tools for weather forecasting and assessing the impact of the climate change on the weather parameters. In this study, statistical downscaling of GCMs were applied via Artificial neural network (ANN). As the classic ANN method (point prediction), conveys no information about the accuracy of the prediction, so prediction intervals were used for quantifying the accuracy of downscaling via ANN. For calculating the prediction intervals, novel Lower Upper bound estimation method was used, in which an ANN with two outputs was used to estimate the bounds. Also, Bootstrap method as a classic technique for assessing uncertainty of ANN was used to further examine the proposed LUBE method. In this way, the accuracy of PIs was quantified by coverage and width criteria. Three GCMs, Can-ESM2, BNU-ESM, INM-CM4 and ensemble-GCM (ensemble of them) were used in four grid points around each of station for evaluating ANN-based downscaling of precipitation and temperature parameters. Comparison between the results of two methods indicated that LUBE method could lead to more reliable results than the Bootstrap method. PIs width and coverage probability were 10% to 40% lower and 2% to 10% higher than the Bootstrap method for different GCMs, respectively. Ensemble-GCM led to more accurate results so that computed PIs width and coverage probability were 10% to 60% lower and 2% to 20% higher than those for the single GCMs.
    Keywords: general circulation models, Downscaling, Prediction interval, Artificial Neural Network
  • Mostafa Mostafazade, Hosein Alizadeh * Pages 200-312
    Water resource planning models traditionally incorporate hydrologic, water allocation and economic modules whose parameters should be properly estimated. This paper focuses on calibration of a water resource planning model. Our methodology includes three main parts: 1) development of a water resource planning model using WEAP software for Zarineh and Simineh River Basins located in Urmia Lake Basin in Iran, 2) application of VARS algorithm for sensitivity analysis of parameters of the developed model, and 3) usage of Many Objective Particle Swarm Optimization (MaOPSO) algorithm for model calibration and parameter estimation. It is worth mentioning that many objective optimization algorithms are utilized for problems with more than 3 objectives and here in this study we intend calibration of 7 objective functions defined based on Nash-Sutcliffe efficiency indices calculated in terms of residuals of time series of simulated and observed values of river discharge at stream gauges’ locations, dam reservoir’s storage volume, and aquifers’ storage volume. Furthermore the model’s parameters includes allocation priority, consumption rate, maximum withdrawal, and parameters of elevation-volume curves of aquifers. Sensitivity analysis using VARS algorithm shows that there are 17 influential parameters from total 27 parameters which are considered in calibration phase. To evaluate performance of MaOPSO, its results are compared to results derived using multi-objective PSO, which shows that MaOPSO has better performance dealing with such a complex problem.
    Keywords: Many Objective Optimization, WEAP, VARS, MaOPSO, Urmia Lake Basin
  • Mahboobeh Rajabi *, Jalal Bazargan Pages 214-226
    Several relations have been presented to estimate the flow discharge passing the straight compound channels, most of which result in acceptable results in the experimental conditions, but are not accurate enough to be sued in the case of the field studies. In the present study, the Particle Swarm Optimization Algorithm was used to analyze the experimental and field data of the compound cross sections and a new relation was presented to estimate the total discharge passing the compound cross section. In the new suggested relation, in order to estimate the equivalent roughness coefficient of the compound cross sections, in addition to the relative depth, relative width, relative hydraulic radius and relative roughness (the ratio of the mentioned parameters in the floodplains to the main cross section), a new definition of the Reynolds number was used. The results showed that the proposed relation, with an average absolute relative error of 10.4, could properly estimate the discharge in the compound cross sections so that the average absolute relative error decreased by about 38 percent in comparison to the previous studies performed by other researchers.
    Keywords: particle swarm optimization algorithm (PSO), Equivalent Roughness, compound cross section, Flow discharge
  • Samaneh Nojoumi Siahmard, Behnam Shafiei Sabet *, Somaye Janatrostami Pages 227-241

    Rasht is one of the richest cities in rainfall in Iran, and because of collecting rain from the roof of the buildings a considerable amount of water can be stored, then designing and implementing of rainwater collection systems in Rasht can collect and save a significant amount of rainwater for uses like: green-space irrigation or Non-drinkable usages as whole. The catchment bank (rainwater storage bank) is the most important and expensive component of rainwater harvesting system (RWH) implementation on the roof of residential buildings. The reliability of these storage banks was estimated between 100% and 81% in three years of wetness, drought and normal index. The demand amount of this research is considered equal to the water needed for the irrigation of the cultivated grass in the green space of each building in the hot seasons. Then, we have estimated the optimum volume of storage bank using mixed integer linear programming method in LINGO.17 software for each of the buildings considering the expected reliability coefficient of the storage banks (70, 80 and 90%). These volumes are between 1.4 and 12.7 cubic meters in three years of wetness, drought and normal index with different reliabilities. Finally, we have estimated the storage bank volume of each demand for one of the roofs in different demands and the results were calculated between 0.55 and 5.27 cubic meters.

    Keywords: Rainwater, tank, Building Roof, RWH, LINGO.17
  • Bida Dehghani, Maryam Farahani *, Babak Aminnejad Pages 242-258

    Due to the relative constraints of water resources and excessive over-discharge of groundwater resources in the plains of the country, integrated water resources management is essential. Present study carried out to assess artificial recharge and flood spreading scenarios for integrated water resources management using WEAP model in Varamin plain.The required data, including the discharge of stream flow gauge of Shoor and Jajrood rivers, the volume of the Latian and Mamlu dams, rainfall, evaporation, population, population growth rate, water demand of drinking, agricultural and industrial sectors of the area in the base year of model (2016-2017) were gathered and entered in the software. Then, the artificial recharge scenario was developed and compared with the reference scenario in a 20-year period. The results showed that if the current status of water resources management continues, in the next 20 years, we will not be able to cover 16.2 and 27.4 percent of the water demand of agricultural and industrial sectors in Varamin plain, respectively. Whereas, if 33 million cubic meters of surface water streems of the region are injected to the aquifer by flood spreading method, annually, not only, 9.2 and 17.9 percent decrease in unmet water demand of agricultural and industrial sectors in comparison with the reference scenario, respectively, but also, based on current harvest volumes; the average of the aquifer storage increase from 351 to 388 million cubic meters, which will decrease the loss of groundwater resources of the region 1.21 centimeters by the average 20-year period.

    Keywords: Groundwater, Integrated Management, Flood spreading, Artificial recharge, WEAP model
  • Hamid Abbasi, Roya Bigdeli Pages 259-272
    The unsustainable development and imbalance between supply and demand of water and its intensification in climate change are the most important issues in water resource management in Iran. This reveals the need to consider climate change on renewable water sources and water use. Therefore the current status and climate change of the basin have been assessed by integrating a comprehensive basin simulation approach using the SWAT model and the water footprint assessment framework. This framework used for assessing the stability of the basin and its potential impacts on water resources, agriculture and the environment. Therefore, assessment of basin status and climate change was carried out by calculating green water, blue water, groundwater and environmental sustainability indices. Simulation and analysis of the water resources system and agricultural sector under the climate change condition were done during the period (2017-2046) coupled results of three general circulation models under the three emission scenarios of RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5. Evaluation of the sustainability indicators in the current situation indicates the instability of groundwater and the environmental requirement of Lake Tashk-Bakhtegan. The results also showed that under climate change conditions, by reducing 7 to 18 percent of available water and increasing of 6 to 10 percent of the water footprint of the hydrological basin status will be more critical.
    Keywords: Climate change, water footprint, Sustainability, SWAT model, Tashk-Bakhtegan Basin
  • Asghar Jahani *, Naser Mehrdadi, Gholamreza Nabi Bidhendi, Majid Hosseinzadeh Pages 273-281

    Urbanization growth, increasing population and water demand, especially the increasing demand for drinking water in Iranian cities, particularly metropolises, have created a great challenge for water resources management in the country. Optimal use of effluent in urban water management prevents the inter-basin water transfer plans from being tolerated and consequently reduces heavy costs and reduces negative social consequences. In this paper, an extended model for planning, management and optimal allocation of municipal effluent by mapping the network flow and applying optimization methods is introduced. The objectives of this model are to minimize the total cost of the system by considering the technical, economic and environmental constraints as well as minimizing the use of existing raw water. By solving an application problem, the model's performance is verified and its validation is achieved by using MATLAB optimization software. This model can facilitate the policy making and decision making of managers in the licensing of municipal effluent allocation.

    Keywords: allocation model, optimization, Effluent, Inter basin
  • Aliakbar Jafari Nadoushan *, Abolfazl Shahin Pages 282-298

    The Iranian civil code under the influence of Fiqh-e-Imamiyyah, accepts the possibility of private ownership of water. Nevertheless, in order to control of overexploitation of water resources The Law of Water and Its Nationalization in 18 July 1968. In this law, while abandoning the private ownership of water, the public ownership of this vital fluid was accepted. In the same way, the concerns of maintaining public and national interests after the Islamic Revolution caused the enactment of article 45 of Constitution. In this article the water was recognized as a public wealth that shall be being at the disposal of the Islamic government to utilize in accordance with the public interest. Afterwards, in order to enforcing of this article, the law of the law of Fair Water Allocation was passed in 7 March 1983 and has stabilized the public ownership of water. The plurality and sometimes the conflicts of the legal texts of this domain has been led to ambiguity of the legal system of ownership of water resources and to disagreements. This article is aimed to examination of legal system of water resources ownership with a comparative study in Fiqh-e-Imamiyyah and French law. The results of this research shows that such as France, the water is a sort of public goods in Iranian law system. Consequently, instead of regarding the law of water as a matter of private law that is able to be a subject of private ownership, it should be considered as a subject of public law.

    Keywords: anfal, Common property, Public goods, Law of Fair Distribution of Water, Law of Water, Its Nationalization, Mubahat
  • MOHAMAD HOANAVI ATASHGAH, Mehdi Yasi *, Ebrahim Amiri Takaldani Pages 299-313
    Population growth and the development of industrial and agricultural activities have led to the increasing demand for more water resources. One of the ways to compensate for water scarcity is Inter-Basin Water Transfer (IBWT). Over time and with the progress of implementation of these projects, numerous challenges such as environmental, economic, social and technical issues have arisen in a variety of areas that make difficult to decide on their implementation and selection. For this purpose, it is necessary to identify and prioritize effective criteria and indicators more precisely of these projects. In this paper, the criteria and indices were first classified by Delphi method into 8 main criteria and then they were prioritized by ANP and AHP. The results showed that the priority of the main criteria that in both methods were the same and the normal weight of political-security, health and environmental criteria is 0.36, 0.16 and 0.15, respectively. In AHP, transmission options aimed at supplying urban, agricultural, industrial and environmental water are 56%, 17%, 16% and 11%, respectively. But in the ANP, drinking water is the first priority with 56 percent, followed by industrial water with 18 percent, agricultural water with 14 percent and environmental water with 12 percent, respectively. The results show the accuracy and precision of the use of the ANP model in ranking among different alternatives in any inter-basin water transfer projects.
    Keywords: Water Transfer, Multi-criteria decision making, Delphi, ANP, AHP
  • Massoud Behboodian *, Reza Kerachian Pages 314-327
    Nowadays, water resources management in Lake Urmia and its restoration is one of the most important issues in Iran. One of the important reasons for the critical situation of the Lake Urmia basin is the lack of proper allocation of different parts (i.e. the required water for Lake Urmia). It is also important to consider the implications of lake water allocation to agricultural, environmental, potable, and industrial demand nodes. This paper intends to quantitatively evaluate these effects on different parts over 60 years under two management scenarios including full and partial allocation of Lake Urmia water requirement in the context of sustainability. For this purpose, three performance criteria such as reliability, resiliency, and vulnerability were evaluated in Lake Urmia basin. In the next step, using the concept of Evidential Reasoning (ER) approach, the sustainability of water resource management scenarios was investigated. The results showed that full allocation of the Lake Urmia water requirement resulted in reduced water allocation to the agricultural sector which may have different socio-cultural-political consequences. In spite of decline of water allocation in the agricultural sector in the first scenario (full allocation of Lake Urmia water requirement), this scenario was chosen as the top scenario. Also, the results of this paper indicate that the full allocation of Urmia Lake water requirement is a priority, which has led to the greater general sustainability of the Urmia Lake basin. Finally, it is suggested to further evaluate the sustainability of the agricultural sector by implementing different management scenarios.
    Keywords: Water allocation, Lake Urmia, Sustainability, Intelligent decision system model, Water supply, demand scenarios
  • Abolfazl Farzi *, Jafar Mehrabadi Pages 328-339

    Domestic wastewater produced in bathing, washing clothes and other similar water use is called greywater. Greywater is far less contaminated than wastewater produced in toilets and can be reused on site with little or no treatment in non-potable applications like toilet flushing and landscaping. The On-site Greywater Reuse system has various strengths and weaknesses and, in addition, there are opportunities and threats for this system in Iran. The present research systematically identified and prioritized the strengths, weaknesses, opportunities, and threats (SWOT) of On-site Greywater Reuse in Iran by combining the SWOT analysis with the Fuzzy Analytic Hierarchy Process (FAHP) and referring to the experts' opinions. Results suggested that the negative external factors (threats) enjoyed higher relative importance and, consequently, would have greater influence on the development of this system in Iran. However, since the strengths and opportunities ranked second and third in importance, it seems that this system will have a clear future if the appropriate ST strategies. Strategies that use the system's strengths to try to neutralize the impact of external threats.

    Keywords: Greywater, FAHP, SWOT, Iran
  • Abas Abdeshahi *, Siamak Nikmehr, Mostafa Mardani Pages 340-351
    In this study, flood control projects in the Karun River were evaluated using bifuzzy and fuzzy multi- criteria group decision making model. For this purpose, four main criteria of economic, environmental, social and technical and fifteen sub-criteria were used. Then, optimistic and pessimistic scores were used to rank the projects according to different sub-criteria. The results showed that the economic criteria with fuzzy weight of (0.202,0.310,0.452) had the most impact on the evaluation process, and the technical, environmental and social criteria were ranked next. The results also showed that the overall ranking of flood control projects based on bifuzzy and fuzzy method is different. So that the ranking based on bifuzzy method as follows: Detention dam, diversion channel, dredging, dike, beach construction, and groyne. But based on the fuzzy method, diversion channel and detention dam have first and second priorities, respectively. So, based on the results of both methods, it is suggested that Khuzestan Water and Power Authority, as the proctor of Karun River, put the construction of detention dam and diversion channel in higher priority than other flood control projects and provide the funding needed to carry out these projects.
    Keywords: Flood Control Projects, Karun river, Multi- criteria decision making, Bifuzzy
  • Mohammadreza Goodarzi *, Atiyeh Fatehifar, Fatemeh Avazpoor Pages 352-365

    Droughts affected by climate change are among the most devastating weather events, causing significant damage both in natural resources and in human life. In this study, in order to investigate the effect of climate change on drought, both precipitation and temperature future period (2030-2050) were calculated with CanESM2 model under RCP8.5 scenario in the Douganbodan station in Gachsaran city. Then, drought was evaluated with Standardized Precipitation-Evapotranspiration Index (SPEI) during the base (1985-2005) and future periods in different time series. Finally, severity and duration variables of drought were analyzed for the calculation of joint probability and return period with the multivariate copula function. The results show that monthly temperature under RCP8.5 scenario has increased by 2.2°C and precipitation has been reduced by 5.5%. Drought evaluation results show that the number of dry and wet periods is reduced by increasing the length of the scale, but the longest period increases. Also, the number of drought periods relative to the base period have increased under the RCP8.5 scenario. The Frank function was selected as the best fitted function with the mean values of the three fitting indicators, RMSE (0.38), NSE (0.9) and AIC (-101.9). The results of analysis of joint return period of a drought event with a severity of 10 and duration of 10 months for the base period and RCP8.5, respectively, were 5 and 4 years, that indicate a decrease in the return period of severe drought and their increase in future under RCP8.5 scenario relative to the base period.

    Keywords: Climate change, Drought, Joint Probability, Return period, Severity-Duration
  • Behzad Delkhahi, Farshad Alijani Pages 366-380
    There are a number of aquifers in the northern half of Hamadan province that, deepening of water wells into the bedrock resulted in CO2 leakage into the aquifers. Groundwater level data near gas charged water wells indicating abnormal behavior in groundwater level fluctuation. Comparison of observation well hydrographs, variance inflation factor and field evidence in the gas charged and background areas shows that the observed abnormal behavior in water level fluctuation is not influenced by rainfall and groundwater pumpage variables. Due to high pH buffering capacity in the aquifers and decrease of PCO2 correlation with pH and TDS in the gas charged waters compared to the background ones, the main factor for increasing salinity in the gas charged waters is the intrusion of deep saline water with gas into the aquifers. In fact, the deepening of the wells into the bedrock, by lowering hydrostatic pressure, causes gas-rich saline water to enter the aquifer. As wells begin pumping during the irrigation season, the aquifer recharge rate by saline water exceeds the discharge rate of the wells, resulting in elevation of groundwater levels around the gas charged wells.
    Keywords: CO2 gas leakage, Abnormal groundwater level fluctuation, Saline water intrusion, Hydrostatic pressure
  • Abbas Afshar, Mina Khosravi *, Amir Molajou Pages 381-395

    The agricultural sector is the largest consumer of water resources. Therefore, Sustainable water allocation to this sector is more essential. Surface and groundwater are both important sources for agriculture water supply. Previous studies have emphasized that the conjunctive water use of surface and groundwater can reduce the risks associated with uncertain surface water supplies and their fluctuations. The cyclic and noncyclic(traditional) storage systems are two main kinds of conjunctive water use systems. The main difference between these storage systems is their method of artificial recharge which in the noncyclic storage system, the artificial recharge only occurs during the spill, but in the cyclic storage system, the artificial recharge can occur any time. In other words, the regulated water is not allocated to artificial recharge area in noncyclic method. In the current study it was tried to quantize and compare Sustainability of water allocation in the agriculture sector with cyclic and noncyclic approaches. The results indicated that in the noncyclic operation of the system, the aquifer is recharged in wet season and its storage used in dry season. Therefore, by management and regulation of surface water in cyclic operation compared with noncyclic operation, the sustainability index increases from 0.69 to 0.86, respectively.

    Keywords: Agriculture, Conjunctive Operation, Cyclic Operation, Noncyclic Operation, Sustainability Index
  • Mohammad Hossain Pishvaei *, Tooraj Sabzevari, Reza Mohammadpour, Shabnam Noroozpour Pages 396-411
    Runoff coefficient (RC) is included in the rational method for computation of runoff, and is used in water balance to measure infiltration and the excess rainfall. The RC is the percentage of rainfall which is made runoff, and depends on topography, slope, soil texture, plant coverage, and rainfall. These features alter temporally and spatially along the watershed. A semi-distributive model, TOPMODEL is such that the topography of the hillslope and the contributing levels play the main role in runoff generation. It is also capable of computing soil moisture deficit at each point along the hillslope. In the current research, the effects of the hillslope topography on infiltration, temporally and spatially, and its spatial changes are examined using TOPMODEL and according to the topography. To this end, first, the parameters of TOPMODEL and its equations for complex hillslopes were developed. By combining with SCS-CN model, the impact of geometry of complex hillslopes on RC was investigated. The runoff hydrograph of the hillslopes was scutinized using the rational method combined with the complex time-area model. According to the results, the divergent hillslopes have a smaller RC, as well as flood, than the parallel and convergent ones. Also, the convex hillslopes have smaller RC, as well as flood, with respect to the straight and concave ones. As for the convergent-concave hillslopes, the runoff is 80% more than that for the divergent-convex.
    Keywords: Runoff Coefficients, TOPMODEL, Complex Hillslopes, SCS-CN, Time-Area
  • Alireza Shokoohi *, Roya Habibnejad Pages 412-424

    Climate change and global warming are the biggest challenges in the present era which have affected the global and regional hydrologic cycles. Precipitation is one of the climate elements that has been directly affected by rising global average temperatures. One of the most important negative effects of climate change is increasing the intense precipitation and henceforth occurring flash floods. The present study firstly analyzed the trend and jump of the short duration observed rainfalls (10 minutes to 3-hour duration) in the Mehrabad station located in the west of Tehran by using Mann-Kendal and CUSUM approaches, respectively. The trend test indicated an increasing trend in the short duration rainfalls amount at the 99% confidence level while 1978 was distinguished as the jumping year. For using dynamic downscaling to meet the fine spatial resolution required in the present study, the PRECIS regional model was employed to evaluate the changes in the intensity, duration, and frequency of the short duration rainfalls, derived from the daily rainfalls by applying a special time downscaling factor, after the year of the jump for historical data and also under the A2 and B2 emission scenarios for future. The results of the IDF analysis showed that in the far future (2070-2100) the amount and intensity of precipitation would increase significantly over a given return period. There is also a significant increase in the frequency and probability of occurrence of extreme precipitation.

    Keywords: Climate change, Jump, Trend, IDF, PRECIS
  • Mohammad Ghorbanian, Medi Fasihi Harandi *, Abdolmajid Liaghat Pages 425-437
    Iran's water management has been involved in the "command and control" chain. What is clear is that this approach has failed to produce social and ecological reliability in the country's water bodies with different functions. The sign of these instabilities is the occurrence and intensification of socio-economic conflicts over water usage and access. In line with global efforts to overcome and overcome imperative imperial governance issues, validating the presence of social institutions in decision-making at governance levels is a serious challenge. This paper, while questioning the implications of the nature of the rule of command for multilevel governance, using the theory of "practice", will explain the social management of water-management-practice and articulates this tool in pursuit of sustainable water security. Then, with an example of successful and gives credit to Water Banking as a social practice as well. It is considered as a tool to show the meaning of social water banking and water management as a social practice at the same time
    Keywords: Social Water Banking, Commandingly Governance, social partnership, Governance Regimes
  • Taghi Mahdavi, Seyed Abbas Hosseini * Pages 438-452

    The Groundwater Footprint Indicator is a useful tool for assessing the sustainable use of groundwater resources and its associated ecosystem services. In this study, the sustainable use of 27 alluvial aquifers in the east of Urmia Lake at northwest of Iran has been investigated by groundwater footprint indicator. In order to integrate quantitative assessment along with the sustainability of water quality for agricultural use, an integrated groundwater footprint indicator based on GIS spatial analysis has been used for assessment. This assessment will assist water sector managers in adopting appropriate policies and measures for the sustainable management of the aquifer system, especially for the Urmia Lake basin, which has faced salting water problems in the adjacent aquifers. In this study, GF / A, iGF / A indices have been used to indicate quantitative and qualitative stability of groundwater. The results show that 20 alluvial aquifers have a GF/A greater than 1 and 7 alluvial aquifers have a GF/A equal 1 and no alluvial aquifers have sustainable use of groundwater resources. Also, 24 alluvial aquifers have iGF/A greater than one and only three alluvial aquifers have iGF/A equal one, indicating that most aquifers are contaminated by saline water intrusion and excessive aquifer withdrawal. As a result of the scenario of a 10% reduction in agricultural consumption, the 14 aquifers shift to a quantity sustainable use state. This scenario also contributes to the improvement of the iGF indicator and shifts the 10 aquifers to a quality sustainable state.

    Keywords: Integrated assessment, sustainability of aquifers, ground water footprint indicator, spatial analysis