فهرست مطالب

علوم و مهندسی آبخیزداری ایران - پیاپی 47 (زمستان 1398)
  • پیاپی 47 (زمستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1399/01/10
  • تعداد عناوین: 12
|
  • سجاد احمدیوسفی، عبدالرضا بهره مند*، واحد بردی شیخ، چوقی بایرام کمکی صفحه 1

    پدیده ذوب برف در مناطق کوهستانی که برف بخشی از بارش این مناطق را شامل می‌شود، ازجمله موارد مهم فعالیت‌های هیدرولوژیکی و هیدرولیکی است که باید نقش آن در ایجاد رواناب به‌صورت مستقل بررسی گردد. در این مطالعه حوزه آبخیز شمشک در استان تهران در مقطع زمانی 12 ساله (1381 تا 1393) جهت مقایسه و بررسی کارایی مدل هیدرولوژیکی WetSpa در شبیه‌سازی رواناب ناشی از ذوب برف انتخاب شد. مدل توزیعی – مکانی WetSpa فرآیندهای مختلف هیدرولوژیکی ازجمله شبیه‌سازی ذوب برف را با استفاده از روش درجه – روز به‌صورت سلولی و در گام زمانی ساعتی و روزانه انجام می‌دهد. در این تحقیق مدل WetSpa با استفاده از داده‌های هواشناسی و هیدرومتری روزانه (دما، بارش، تبخیر و دبی) و نقشه‌های (کاربری اراضی، بافت خاک و مدل رقومی ارتفاع) فرآیندهای هیدرولوژیکی مختلف را شبیه‌سازی می‌نماید. نتایج حاصل از ارزیابی مدل WetSpa برای شبیه‌سازی هیدروگراف روزانه با توجه به معیار ارزیابی نش – ساتکلیف برابر 3/71 درصد و معیار کلینگ- گوپتا آن نیز برابر 83 درصد می باشند. با توجه به نتایج مذکور مدل WetSpa دارای قابلیت مناسبی در شبیه‌سازی رواناب ناشی از ذوب برف در گام زمانی روزانه است. همچنین ضریب برف برای منطقه مورد نظر نیز 28/0 به‌دست‌آمده است.

    کلیدواژگان: حوزه آبخیز شمشک، شبیهسازی رواناب، هیدروگراف روزانه، مدل WetSpa
  • مهین کله هویی، عطاالله کاویان*، لیلا غلامی، زینب جعفریان صفحه 9

    امروزه از خاکپوش های آلی به عنوان پوشش حفاظتی سطح خاک استفاده می‌شود. این مطالعه به‌منظور بررسی اثر پوشش حفاظتی کاه و کلش کلزا بر مولفه های زمان شروع و ضریب رواناب در خاک لومی –شنی در مقیاس کرت های آزمایشگاهی و با استفاده از شبیه‌ساز باران با شدت 50 میلی متر بر ساعت با تداوم بارشی 10 دقیقه‌ای انجام شده است. بدین‌منظور سه سطح پوشش حفاظتی کاه و کلش کلزا و یک تیمار شاهد با چهار سطح رطوبتی با سه تکرار مد نظر قرار گرفت. نتایج نشان داد که اعمال پوشش حفاظتی موجب افزایش و کاهش، زمان شروع و ضریب رواناب می‌شود. افزایش سطح پوشش حفاظتی در هریک از سطح های رطوبتی به‌ترتیب سبب افزایش و کاهش، زمان شروع و ضریب رواناب شده، به طوری که تیمار بدون پوشش حفاظتی با رطوبت 30 درصد کمترین زمان شروع و بیشترین ضریب رواناب را با مقادیری برابر 28 ثانیه و 19 درصد دارا بوده و تیمار 75 درصد پوشش حفاظتی با رطوبت هواخشک بیشترین زمان شروع و کمترین ضریب رواناب با مقادیری برابر 635 ثانیه و چهار درصد را دارا بوده است. افزایش سطح های رطوبتی سبب افزایش ضریب رواناب و کاهش زمان شروع آن می شود ولی با اعمال پوشش حفاظتی از شدت آن کاسته شده است. خاکپوش های آلی سبب تاخیر در وقوع و کاهش مقدار ضریب رواناب می شود.

    کلیدواژگان: حفاظت آب و خاک، سطوح پوششی، سطوح رطوبتی، شبیهساز باران، شدت بارش
  • سیدامید میرمحمدصادقی*، محمد نبویان پور صفحه 18

    برآورد سیلاب‌های یک حوضه با دوره بازگشت‌های مختلف یکی از راهکار‌های موثر مدیریتی جهت کاهش خسارت‌های ناشی از سیل است. یکی از روش‌های برآورد دبی سیلابی، ساخت هیدروگراف مصنوعی سیل با استفاده از خصوصیات فیزیکی حوضه است. از این رو در حوضه‌هایی که دارای آمار دبی سیلابی است، با مقایسه مقادیر دبی سیلابی ثبت‌شده و مقادیر مدل‌سازی شده به روش هیدروگراف واحد مصنوعی، می‌توان پارامتر‌های فیزیوگرافی یک منطقه را تا حد ممکن بهینه نمود تا اطلاعات دقیق‌تری از منطقه مورد نظر در اختیار قرار گیرد. در این پژوهش با استفاده از داده‌های ثبت‌شده در محل ایستگاه هیدرومتری، مقادیر ضریب رواناب و زمان تاخیر به‌روش محاسبه افت و محاسبه انتقال از گر‌ه‌ای به گره دیگر در نرم افزار HEC-HMS محاسبه و با روش SCS کالیبره شده و سپس سیلاب با دوره بازگشت‌های مختلف مدل‌سازی شده که دبی سیلابی در تمام دوره بازگشت‌ها دارای آماره نش- ساتکلیف بالای 9/0 و RMSE کمتر از 5/0 هستند که نشان از بهینه‌سازی مناسب دبی‌های مدل‌سازی شده است. همچنین مقادیر ضریب رواناب و زمان تمرکز بر اساس کالیبراسیون مدل، بهینه‌سازی شدند که می‌تواند در برنامه‌ریزی‌های مربوط به مدیریت منابع آب و ویژگی‌های خاک یک حوزه آبخیز از قبیل نفوذپذیری موثر واقع شود.

    کلیدواژگان: : دبی سیلابی، هیدروگراف، ضریب رواناب، زمان تمرکز، Nelder Mead، Univariate Gradient
  • پروا محمدی، کیومرث ابراهیمی صفحه 29

    تخمین تغییرات پارامترهای کیفی منابع آب از جمله هدایت الکتریکی در طول یک رودخانه ضروری است. در مقاله حاضر از شبکه عصبی مصنوعی (ANN) و استنتاج فازی-عصبی تطبیقی (ANFIS-SC) جهت تخمین هدایت الکتریکی (EC) رودخانه نکارود در دوره آماری 22 ساله (1392-1371) استفاده شده است. دوره مطالعاتی مذکور بر اساس میزان جریان رودخانه به دو دوره کم آبی و پرآبی تفکیک شد، سپس با استفاده از روش تجزیه به مولفه های اصلی، پارامترهای موثر در تخمین EC تعیین و برای ورودی مدل ها استفاده شد. نتایج نشان داد کمترین مقدار مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE) در دوره کم آبی و پرآبی در دو روش مربوط به مولفه اول است که مقدار این آماره در روش ANN مربوط به دوره آموزش و صحت سنجی در دوره کم آبی برابر با µS/cm 35/22 و 81/10 و در دوره پرآبی برابر با µS/cm 92/6 و 49/8 تخمین زده است. در روش ANN-SC مقدار RMSE در دوره کم آبی در دوره آموزش و صحت سنجی برابر باµS/cm  86/21 و 14/13 و در دوره پرآبی برابر باµS/cm  5/8 و 19/13 به دست آمده است. پارامترهای مولفه اول در دوره کم آبی شاملCa ،So4 ،Hco3 ،Mg ، TDS، مجموع آنیون ها و کاتیون ها و در دوره پرآبی شامل پارامترهایCa ،Hco3 ، TDS، مجموع آنیون ها و کاتیون ها می باشد.

    کلیدواژگان: پارامترهای کیفی، دوره کمآبی، دوره پرآبی، مدلسازی
  • حمید میرهاشمی، داریوش یاراحمدی، سیامک شرفی، سعید فرزین * صفحه 40

    در این مطالعه به‌منظور شبیه‌سازی جریان ماهانه رودخانه خرم‌آباد ابتدا سری زمانی این رودخانه طی بازه زمانی 1334-1393 با استفاده از موجک مادر دابچیز سه به سه سطح تجزیه شده است. براین اساس مشخص شد که نویز غیریکنواختی شامل دو دوره زمانی با مرز مهرماه 1387 در این سیگنال وجود دارد. با اتخاذ رویکرد آستانه‌گذاری فراگیر، سطح آستانه برای بازه‌های زمانی 1334- 1387 و 1387 -1393 به ترتیب برابر 95/5 و 21/2 مترمکعب برثانیه محاسبه شد. سپس، با طرح آستانه‌گذاری نرم، سیگنال‌های فرکانس بالا جریان رودخانه به طور غیریکنواخت نویززدایی شده است. در ادامه، با استفاده از مدل‌های ماشین بردار پشتیبان (نسخه‌های ɛ و Nu) و الگوریتم جنگل تصادفی (RF)، سیگنال اصلی و سیگنال نویززدایی‌شده جریان رودخانه، شبیه‌سازی و مقایسه شدند. نتایج صحت‌سنجی‌ مدل‌ها نشان داد با نویززدایی غیریکنواخت سیگنال جریان رودخانه، خطای مدل ɛ از 7/5 به 1/3، مدل Nu از 8/5 به 2/3 و RF از 5 به 9/2 مترمکعب برثانیه کاهش پیدا کرده است. نتایج حاصل از مقایسه دقت محاسباتی مدل‌های مذکور با استفاده از آزمون مرگان گرنجر نیوبلد (MGN) به ترتیب به مقدار 7/15-، 15- و 67/10- برآورد شده است. این مقادیر، نشان از بهبود معنادار عملکرد مدل‌های مورد استفاده در نتیجه نویززدایی غیریکنواخت سیگنال جریان دارد. در نهایت، با کاربرد الگوریتم بهینه‌ساز سیمپلکس در مدل‌های ɛD، NuD و RFD، میانگین جریان رودخانه با دقت بالایی در هر سه مدل محاسبه شد.

    کلیدواژگان: آستانه گذاری نرم، شبیه سازی، سیگنال فرکانس بالا، موجک دابچیز
  • زهرا حق جو، لیلا غلامی*، عطاالله کاویان، سیدرمضان موسوی صفحه 52

    فرسایش خاک خصوصا فرسایش آبی، تاسیسات، منابع آبی و
    هم چنین زندگی انسان ها را تهدید می کند. اولین مرحله فرسایش آبی، فرسایش پاشمانی بوده که نیازمند به کنترل آن در مراحل اولیه می باشد. از طرفی کاربرد افزودنی های خاک یکی از راهکارهای بوده که امکان حفاظت سطح خاک در برابر فرسایش آبی خصوصا فرسایش ناشی از قطرات باران را فراهم می کند. بنابراین پژوهش حاضر به منظور بررسی اثر افزودنی پلی‌وینیل‌استات با سه سطح یک، سه و پنچ درصد بر پاشمان خاک در مقیاس فنجان پاشمان، در شریط آزمایشگاهی و شدت بارش 100 میلی متر بر ساعت انجام شد. نتایج پژوهش نشان داد که اثر پلی‌وینیل‌استات در سطح‌های یک، سه و پنج درصد بر پاشمان خالص و پاشمان کل به ترتیب در سطح 95 و 99 درصد معنی‌دار بود. درصد حفاظت پاشمان خالص پلی وینیل استات در سطح یک، سه و پنج درصد، به‌ترتیب 04/56، 36/63 و 48/79 و پاشمان کل به‌ترتیب 22/52، 14/63 و 79/74 بود. هم چنین بررسی پایداری خاک دانه های خاک در تیمار شاهد نشان داد که دامنه قطری الک‌ها 125، 100، 53، 38 و کم‌تر از 38 میکرومتر بود، درحالی‌که بعد از استفاده از افزودنی پلی‌وینیل‌استات الک با دامنه قطری 250 میکرومتر اضافه شد. در نهایت می توان بیان نمود که پلی وینیل استات توانست علاوه بر کاهش فرسایش پاشمانی خاک، پایداری خاکدانه های خاک را نیز افزایش دهد.

    کلیدواژگان: الک تر، حفاظت خاک و آب، فرسایش خاک، فنجان پاشمان، شبیهساز باران
  • کیوان باقری*، میلاد باقری، علی اصغر حسین زاده، منصور پروین صفحه 63

    رطوبت خاک یکی از پارامترهای مهم محیطی است. روش های سنتی اندازه‌گیری میدانی رطوبت خاک نمی توانند تغییرات مکانی رطوبت را به‌نحو مطلوب نشان دهند. سنجش از دور نقش کاربرد وسیعی در این امر پیدا کرده است. هدف پژوهش، دسترسی به یک  مدل برآورد رطوبت خاک در جنوب تهران است. داده‌های ماهواره‌ای لندست 8 و ماهواره راداری Sentinel-1 از استان تهران تهیه شد. 128 نمونه خاک هم زمان با گذر ماهواره از منطقه برداشت و در مرحله اعتبارسنجی استفاده شدند. با پیش پردازش‌های لازم بر روی تصاویر ماهواره‌ای و با بهره گیری از چهار گروه از شاخص های مختلف: 1)  SAVI، NDVI، MI،NDWI 2)باندهای لندست8 3) فیلترهای رادار 4) LST اقدام به مدل سازی رطوبت خاک گردید. بررسی دقت توابع و معرفی دقیق‌ترین مدل‌ها، با محاسبه‌ی انواع روابط رگرسیونی بین معیارهای مذکور و نقاط زمینی انجام شد که نتایج حاصل از مقایسه‌ی روابط در گام نهایی، به معرفی دو مدل رگرسیون چند متغیره برای برآورد رطوبت منطقه مورد نظر ختم گردید. نتایج نشان دادند که مدل‌های معرفی شده از ضریب همبستگی مناسب R2=72 و R2=81 برخوردارند. همچنین در میان شاخص‌های موجود در چهار گروه، شاخص SAVI، باند1، باند11، فیلتر لی و LST ، بیشترین همبستگی برای برآورد رطوبت خاک را دارا می‌باشند.

    کلیدواژگان: : سنجش از دور، رطوبت خاک، لندست 8، Sentinel-1
  • مرحمت سبقتی*، حمید مسلمی، رضا پرنده فاروجی، بابک قادری، آزاد کاکه ممی صفحه 75

    هدف از آبخیزداری نوین در این پژوهش استفاده از پایلوت منطقه ای به‌عبارتی انتخاب یک زیرحوزه فرسایشی و احیای آن در جهت حفظ تالاب پایین دست می باشد. در این پژوهش از زیرحوزه آبخیز آلنزه که در بالادست تالاب انزلی و منتهی به آن می باشد به عنوان زیر حوزه نمونه (پایلوت) با هدف بررسی تاثیر عملیات مکانیکی، بیولوژیکی و بیومکانیکی به روش آبخیزداری نوین انتخاب گردید. ابتدا با استفاده از عملیات صحرایی محل احداث سازه های آبخیزداری مشخص شد. سپس با توجه به کاشت گونه ها، طراحی سازه و همچنین برای بررسی وضعیت فعلی جریان در آبراهه مدل سازی جریان رودخانه با استفاده از نرم افزار مدل‌سازی جریان و رسوب HEC-RAS استفاده شد. و با استفاده از اکستنشن HEC-GeoRAS 10.2 در محیط GIS داده های مکانی مربوط به شکل آبراهه و شیب طولی آن به نرم‌افزار HEC-RAS وارد شد و تحلیل های جریان های سیلابی در این نرم‌افزار صورت گرفت. در نهایت حاصل پژوهش حاضر، چند روش نوین آبخیزداری از جمله سازه های نگهبان با اصطلاح کنتور لاین در امتداد خطوط تراز برای بند های گابیونی، کف پوش طولی آبراهه با گابیون و سازه های بیومکانیکی برای جلوگیری از فرسایش دامنه ای طراحی گردید که می تواند فرسایش و رسوب را به حداقل برساند.

    کلیدواژگان: آلنزه، بیولوژیک، تالاب انزلی، رسوب، سازه
  • جواد چزگی* صفحه 86

    احداث سدهای زیرزمینی جهت ذخیره منابع آب زیرزمینی می تواند ازجمله راه کارهای مناسب برای تامین و توسعه منابع آب باشد، در صورت اجرای صحیح این سدها می توان آب را در دوره های مرطوب و پرباران ذخیره و در دوره های خشک استفاده کرد. این مطالعه جهت انتخاب مکان های مناسب برای احداث سدهای زیرزمینی در حوزه آبخیز کریان میناب در استان هرمزگان در سه مرحله به‌صورت سلسله مراتبی انجام گرفت. در مرحله اول برای حذف مناطق نامناسب از الگوریتم بولین استفاده گردید. در مرحله دوم با استفاده از بازدیدهای صحرایی مکان های مناسب از مناطق پتانسیل دار تعیین و تایید گردید. در ادامه بدلیل اهمیت جریان زیرسطحی در مکان یابی سدهای زیرزمینی از مدل ابزار ارزیابی آب و خاک[1] برای شبیه‌سازی این جریان استفاده شد. که جهت واسنجی و صحت سنجی جریان از داده های مشاهداتی ایستگاه مازابی استفاده گردید، که این صحت سنجی با ضریب تعیین 61 و ضریب نش – ساتکلیف 62/0 مورد قبول قرار گرفت. در مرحله نهایی با استفاده از مدل های تصمیم گیری چند معیاره (تاپسیس و ویکور) و براساس 10 معیار مکان های مناسب اولویت بندی گردید. نتایج نشان داد که در روش تاپسیس سد زیرزمینی بندر در اولویت اول با امتیاز 7379/0 و سد خارو  با امتیاز 1069/0 در اولویت آخر قرار گرفت. نتایج روش ویکورسد سندرک با شاخص 94/0 در رتبه اول و سد اسلام آباد  با امتیاز شاخص ویکور 16/0 در رتبه آخر قرار گرفت.

    کلیدواژگان: سد زیرزمینی، SWAT، VIKOR، TOPSIS و استان هرمزگان
  • گلاله غفاری، علی سلاجقه*، علیرضا مساح بوانی، علیرضا مقدم نیا، هدایت فهمی، مسعود آقا محمدحسین تجریشی صفحه 96

    مدل‏های سطح زمین به‏صورت گسترده‏ای برای شبیه‏سازی و پیش‏بینی تبادلات اندازه حرکت، انرژی و ماده بین بیوسفر و اتمسفر در مقیاس‏های محلی، منطقه‏ای و جهانی استفاده می‏شوند. در این تحقیق به منظور ارزیابی عملکرد مدل سطح زمین VIC-3L در شبیه‏سازی دبی روزانه در حوزه آبخیز قره‏سو با تفکیک مکانی 125/0 درجه از تصاویر ماهواره‏ای و پایگاه‏های اطلاعاتی جهانی برای تهیه ورودی‏های مدل استفاده به‏عمل آمد و دبی روزانه حوضه برای دوره زمانی 01/01/2003 تا 30/09/2008 صحت‏سنجی و دوره /01/1993 تا 01/01/2003 واسنجی گردید. نتایج حاصل از ارزیابی کارایی مدل با شاخص‏های آماری ضریب تبیین و ضریب کارایی ناش- سات‏کلیف به‏ترتیب در دوره واسنجی معادل 75/0 و 73/0 و در دوره صحت‏سنجی 72/0 و 74/0 حاکی از عملکرد بالای مدل در شبیه‏سازی دبی روزانه ایستگاه قره‏سو بود. در کل با توجه به بزرگ مقیاس بودن مدل VIC-3L و استفاده از آن در مقیاس حوزه آبخیز در این پژوهش، می‏توان گفت این مدل از قابلیت بالایی برخوردار است.

    کلیدواژگان: مدل‏های سطح زمین (LSMs)، مدل VIC-3L، حوزه آبخیز قره‏سو، دبی روزانه
  • محمد قیطوری*، مسیب حشمتی، محمد روغنی صفحه 107

    جمع‏آوری آب باران و ذخیره آن در نیم‏رخ خاک توسط سطوح آبگیر باران نقش مهمی در جبران بخشی از آب مورد نیاز گیاهان دارد. این تحقیق با هدف، بررسی نقش سامانه مختلف استحصال آب باران در افزایش رطوبت خاک به‏ویژه در فصل خشکی بود که در روستای کبوده‏علیا استان کرمانشاه در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی به صورت فاکتوریل در سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل سطح عایق (پلاستیک با سنگفرش)، سطح نیمه عایق (مخلوط خاک و کاه کوبیده شده) و سطح طبیعی با چاله استحصال آب و سطح شاهد (شرایط طبیعی دامنه) بودند که در سه شکل مسطح، هلالی و لوزی بر روی دامنه جنوبی با شیب 20 درصد احداث شد. رطوبت خاک در سه عمق 15 -0، 30 -15 و 45 -30 سانتی‌متر با رطوبت سنج TDR ثبت شد. نتایج تحقیق نشان داد که شکل سامانه در استحصال آب باران تاثیر معنی داری در تغییرات رطوبت خاک ندارد، اما نوع سطح عایق با مقدار رطوبت لایه های خاک، رابطه معنی داری نشان داد. براین اساس، تیمار سطح عایق با استحصال متوسط 92 درصد نزولات، بالاترین کارایی را در افزایش رطوبت خاک نسبت به سایر تیمارها داشت. همچنین تیمار سطح عایق کارایی بیشتری در استحصال بارش‏های اندک و پراکنده و ذخیره آن در خاک دارد.

    کلیدواژگان: سطوح آبگیر، سنگ فرش، سطح عایق، ذخیره نزولات، استحصال آب
  • گزارش فنی
  • سعید جانی زاده، مهدی وفاخواه * صفحه 115

    تهیه و تخمین آب نمودهای سیلاب اطلاعات جامع برای برنامه ریزان و مدیران محسوب می شوند. حال آن که تهیه آن برای تمامی حوزه های آبخیز به سادگی امکان پذیر نمی باشد. از این رو تخمین و مدل سازی مناسب آب‌نمودهای سیلاب با استفاده از داده های قابل دسترس باران امری ضروری به نظر می رسد. منطقه مورد مطالعه حوزه آبخیز معرف کسیلیان واقع در استان مازندران به مساحت 75/66 کیلومتر مربع می باشد. برای انجام تحقیق حاضر 15 ویژگی از باران نمود به عنوان متغیر مستقل، 8 ویژگی از آب نمود به عنوان متغیر وابسته برای 60 رگبار از سال 1354 تا 1388 مدنظر قرار گرفت. برای تخمین آب نمود سیل از شبکه عصبی فازی تطبیقی  با دو روش تفکیک شبکه ای و تفکیک خوشه ای استفاده شد. به منظور انتخاب متغیرهای ورودی مدل از روش عامل تورم واریانس استفاده شد. نتایج شبکه عصبی فازی تطبیقی نشان داد که روش تفکیک خوشه ای عملکرد بهتری نسبت به روش تفکیک شبکه ای داشته است.

    کلیدواژگان: آب نمود، باراننمود، شبکه عصبی فازی تطبیقی، عامل تورم واریانس، کسیلیان
|
  • S. Ahmadyousefi, A. Bahremand, V.B. Sheikh, Ch.B. Komaki Page 1

    In mountainous regions, snow forms a part of the precipitation. Therefore, snow melting is an important process in hydrology and hydraulic in these areas that its role should be considered independently in runoff generation. The Shemshak watershed basin located in Tehran province was selected as the study area of this research to examine the efficiency of the WetSpa hydrologic model to simulate the runoff generated from snow melting in a 12-year period (2002-2014). Spatially distributed model of WetSpa simulates various hydrological processes such as snow melting using degree-day method in a cell and on hourly and daily time scales. Different hydrologic processes in this research are simulated by the WetSpa model using climatic data (rainfall, temperature, evaporation, and discharge) and spatial maps (land use, soil texture, and Digital Elevation Model). Evaluation of the model performance to simulate the daily hydrograph based on the Nash-Sutcliffe and Kling-Gupta showed that the values of these criteria are 71.3% and 83%, respectively. based on the results, the WetSpa model has a good capability to simulate the runoff generated from snow melting in the daily time scale. Also, the snow coefficient for the study region was 0.28.

    Keywords: Shemshak watershed, Runoff Simulation, daily hydrograph, WetSpa Model
  • M. Kalehhouie, A. Kavian, L. Gholami, Z. Jafarian Page 9

    Nowadays, organic mulches are used as protective cover for the soil surface.This study in order to investigate the effect of protective cover straw Colza on the components of start time and runoff coefficient in loam – sandy soil in laboratory scale and using a rain simulation with an intensity of 50 mm / h with a 10-minute duration has been done. For this purpose, three levels of protective cover of straw Colza one control treatment  with four levels of moisture, were considered in three replications. The results showed that the application of protective cover of straw Colza would increase and decrease respectively, start time and runoff coefficient. Increasing the level of protective coating in each of the moisture levels increased and decreased, the start time and the runoff coefficient, so that the treatment without protective coating with a moisture content of 30 percent had the lowest starting time and the maximum runoff coefficient with values equal to 28 seconds, and 19 percent and 75 percent of protective cover with dry air humidity had the highest starting time and the lowest runoff coefficient with values equal to 635 seconds and 4percent. Increasing the level of moisture reason increases the runoff coefficient and decreases its onset time, but by applying the protective cover of straw Colza its intensity has decreased. Organic mulch cause delay in occurrence and reduces the amount of runoff coefficient.

    Keywords: Coverage levels, Moisture levels, Rainfall Intensity, Rainfall simulation, Runoff, Water, Soil Conservation
  • S. O. Mirmohammadsadeghi, M. Nabavianpour Page 18

    Estimation of floods in a basin with various return periods is one of the effective management strategies for reducing flood damage. One of the methods for estimating flood discharge is to make synthetic unit hydrograph using the physical characteristics of the basin. The more accurate inputs of the model, the more validated results. Hence, in basins in which Instantaneous peak discharge is recorded, by comparing observed flood discharge values and modeled values by synthetic unit hydrograph, the physiographic parameters of an area can be optimized to the extent possible and accurate information can be obtained. In this study, by using the recorded data at the hydrometric station, the runoff coefficient and the lag time were calibrated by loss method and routing method of SCS unit hydrograph in the HEC-HMS software and then Flood has been modeled with different return periods, so that, the results in all the return periods have had a Nash-Sutcliff coefficient higher than 0.9 and RMSE lower than 0.5 which indicates appropriate optimization of the model. Also, the runoff coefficient and concentration time were optimized based on model calibration, which could be effective in water resource planning and soil characteristics of a watershed such as permeability.

    Keywords: Flood discharge, Hydrograph, Runoff coefficient, Lag time, Nelder Mead, Univariate Gradient
  • P. Mohammadi K. Ebrahimi Page 29

    Estimation of changes in water quality parameters including electrical conductivity along a river is essential. In this paper, ANN and ANFIS-SC were used to estimate the ECs of the Nekarood River, North Iran, from 1992-2013. The study period was divided into two periods of dry and wet, based on the river flow rate. Then, Using the PCA, the effective parameters in EC estimation were determined and used for model inputs. The results showed that the least amounts of RMSE in dry and wet periods in the two methods was related to the first component. The value of RMSE in the ANN model, during the training and testing process of dry period, were estimated equal to 22.35 and 10.81µS/cm, respectively and as well for the wet period were equal to 6.92 and 8.49µS/cm, respectively. Also, for the ANFIS-SC method, the RMSE values in the training and testing process were equal to 21.86 and 13.14µS/cm for the dry period and were equal to 8.5 and 13.19µS/cm during the wet period. The first component parameters in the dry period include Ca, So4, Hco3, Mg, TDS, total anions and cations, and for wet period, its parameters included Ca, Hco3, TDS, total anions and cations.

    Keywords: Quality parameters, Dry period, Wet period, Modelling
  • H. Mirhashemi, D. Yarahmadi, S. Sharafi, S. Farzin Page 40

    In this study, in order to simulate the monthly flow of the Khorramabad River, the time series of this river was decomposed into three levels using the wavelet of Daubechies-3, during the period of 1955-2014. Based on this, it was found that there is a Non-uniform noise that includes two periods of time in this signal, with the October 2008 border which required that the signal become non-uniform de-noising. Subsequently, by using two models of support vector machine (ɛ and Nu) and random forest algorithm (RF), the main signal and non-uniform de-noising signal of the river flow were simulated separately. The results validation criteria of the model showed that, with the non-uniform de-noising of the river flow signal, the error of the models dropped ɛ from 5.7 to 3.1, Nu from 5.8 to 3.2 and RF from 5 to 2.9 m3/s. Also, the comparison and testing of the computational error ɛ: ɛD; Nu: NuD; RF: RFD were obtained by using the MGN test (-15, -15, -107.6), which indicates a significant improvement in the performance of the models used as a result of the non-uniform de-noising signal. In the following, using optimization simplex algorithm in the of three models ɛD, NuD and RFD, the mean flow of the river was very high in all three models.

    Keywords: Soft thresholding, Daubechies wavelet, Simulation, Detail signal
  • Z. Haghjoo, L. Gholami, A. Kavian, SR. Mosavi Page 52

    Soil erosion, especially water erosion, threatens the infrastructures, water resources and also human life. The first stage of water erosion is the splash erosion that it requires to control in the primary stages. On the other hand, the application of soil conditioners is one of the approaches that it provides the conservation possibility of soil surface against water erosion, especially erosion from raindrops. Therefore, the present study was conducted to investigate the effect of polyvinyl acetate conditioner with three levels of 1, 3 and 5 percent on splash erosion in scale of splash cup, in laboratory conditions and rainfall intensity of 100 mm h-1. The research results showed that the polyvinyl acetate effect in levels of 1, 3 and 5 percent on net splash and total splash was significant in level of 95 and 99 percent, respectively. The conservation percentage of net splash by polyvinyl acetate in levels of 1, 3 and 5 percent was 56.04, 63.36 and 79.48 and total splash was 52.22, 63.14 and 74.79 percent, respectively. Also, the stability study of soil aggregates in control treatment showed that the diameter range of sieves was 125, 100, 53, 38 and less than 38 micrometers, whereas, after applying polyvinyl acetate conditioner, the diameter range of 250 micrometer add to previous diameter range. Finally, it can be expressed that the polyvinyl acetate could reduce the splash erosion of soil and also increase the stability of soil aggregates.

    Keywords: Rainfall Simulator, Soil, Water Conservation, Soil erosion, Splash Cup, Wet Sieving
  • K. Bagheri, M. Bagheri, A. Hoseinzadeh, M. Parvin Page 63

    Soil moisture is one of the important environmental parameters. Traditional methods of field measurement of soil moisture cannot adequately reflect spatial variability of soil moisture. Remote sensing has a widespread role in this. Landsat 8 satellite data and Sentinel-1 radar satellite from Tehran were provided. 72 soil samples were taken at the same time by satellite passing from the area and used in the validation phase with the necessary processing on satellite images and utilizes four different groups of indicators: 1) SAVI, NDVI, MI, NDWI 2) bands of Landsat 8 3) filters Radar 4) LST to modeling soil moisture. The investigation of the accuracy of functions and the introduction of the most accurate models was done by calculating the regression relations between these criteria and the ground points. The results of comparison of relations in the final step introduced two multivariate regression models to estimate the moisture content of the proposed area. The results showed that the proposed models have a good correlation coefficient of R2 = 62 and R2 = 73. Also, among the indicators in the four groups, SAVI, Band 1, Band 11, Li and Least filters have the highest correlation for estimating soil moisture content.

    Keywords: Remote Sensing, Soil Moisture, Landsat 8, Sentinel-1
  • M. Sebghati, H. Moslemi, R. Parandeh, B. ghaderi, A. Kakemami Page 75

    The purpose of the modern watershed study is to use a regional pilot to select an erosion sub-basin and restore it to preserve the downstream wetland. In this research, Alanza watershed, located in the upstream reaches of Anzali wetland, has been selected as a sub-watershed (pilot) with the aim of investigating the effect of mechanical, biological and biomechanical operations on modern watersheds. At first, the location of the construction of the watersheds was determined using field operations. Then, due to the planting of species, structural design and also to study the current status of the flow in the river flow modelling channel, using flow and sediment modelling software (HEC-RAS) was used. Using the HEC-Geo RAS extension in the GIS software, the spatial data related to the shape of the river and its longitudinal slope were entered into the HEC-RAS software, and flood flows analysis was calculated. Finally, research of several modern watershed guard structures approaches, including line contour with so-called Along the lines for gabion dams, Longitudinal stream flooring with gabion and biomechanical structures for Prevent slope erosion, can be designed to Reduce erosion and sediment.

    Keywords: Alanza, Biological, Anzali wetlands, sediment, structure
  • J. Chezgi Page 86

    The construction of underground dams for storing groundwater resources can be one of the suitable solutions for the supply and development of water resources. If these dams are properly implemented, can be stored water in wet season and used in dry periods. This study was conducted to select appropriate sites for the construction of underground dams in the Keryan-Minab watershed in Hormozgan province in three stages in a hierarchical process. In the first step, the Boolean algorithm was used to remove inappropriate regions. In the second stage, using field views, suitable sites from potential areas were determined and confirmed. Subsequently, the SWAT model was used to simulate this flow due to the importance of subsurface flow in locating dams, which was used to calibrate and validate the flow from observation data of the station. This verification was approved by the 61 coefficient and the Nash-Sutcliff coefficient was 0.62. The final stage was prioritized using multi-criteria decision making models (TOPSIS and VIKOR) and based on the 10 criteria of suitable sites. The results showed that in the tops method, Bondar Dam was ranked first with a score of 0.73779 and Kharu dam with a score of 0.1069 in the least priority. The results of the VIKOR method, Senderek dam with the Q index of 0.94 ranked first and Eslamabad dam with a score of 0.16 in the least priority.

    Keywords: Underground Dam, SWAT, VIKOR, TOPSIS, Hormozgan Province
  • G. Ghaffari, A. Salajegheh, A. Masah Bavani, A. Moghadamnia, H. Fahmi, M. Agha Mohammad Tajrishi Page 96

    Land-surface models are widely used to simulate and predict the movement of momentum, energy, and matter between the biosphere and the atmosphere at local, regional and global scales. In this study, in order to evaluate the performance of this model in daily simulation of discharge in Gharesou watershed, using a spatial resolution of 0.125 degrees, satellite imagery and global databases to provide inputs for the model during the period from 01/01/2003 to 30/09/2008 for calibration and 01/01/1993 to 31/12/2003 for Validation. The results of the evaluation of the model's efficiency with the statistical indices of the Coefficient of Determination and Nash- Sutcliff efficiency coefficients were 0.75 and 0.73 in the calibration period, and 0.72 and 0.74, in the Validation period, indicate the high performance of the model. Generally, discharge simulated by the model, the trend of simulated and observed discharge is the same and due to the scales of VIC-3L and using of its in-watershed scales, it can be stated VIC-3L has a high performance.

    Keywords: Land Surface Models (LSMs), VIC-3L Model, Gharesou watershed, daily discharge
  • M. Gheitury, M. Heshmati, M. Roghani Page 107

    Rainfall harvesting and storage in soil depth through micro catchment contribute to curtail water deficiency of plants. The objective of this research that was conducted in Kaboodeh-Olya village in Kermanshah province, Iran, was to compare the effects of three different micro catchment systems on soil moisture storage including flat, crescent and rhombus shaped. The experimental research was performed at the completely randomized factorial that was conducted in a 20 percent hill shoulder with 20 percent slope and northern direction. Micro catchments shapes mulched by compacted soil with crop residue, plastic under gravel and surface soil (control treatment). Soil moisture in three soil depths (0-15, 15-30 and 30-45 cm) were measured two times a month after rainfall occurrence using TDR. The data statistically ware analyzed through SPSS software. Results showed that micro catchment shapes alone did not significant affects on runoff harvesting and consequently soil moisture storage, while the treatments of mulches were effective on runoff harvesting into soil. Thus, plastic under gravel mulch was contributed in 92 percent rainfall harvesting as the possible treatment (micro catchment) for maximum moisture storage, even little rainfall occurrence during dry season. It is concluded that the micro-catchments, especially plastic with pebble can be considered as the suitable methods for combat drought stress during dry season.

    Keywords: Kaboodeh-Olya village, Soil moisture, Micro catchment, Rainfall harvesting
  • S. Janizadeh, M.Vafakhah Page 115

    Flood hydrographs preparation and estimation are considered a comprehensive information for managers and planners. While, it is not simply possible preparing it for all watersheds. Therfore, suitable flood hydrograph estimation and modeling seems to be necessary using available rainfall data. The study area is located in Kasilian representative watershed in Mazandaran province comprising 66.75km2 in area. For the accomplished present study, 15 characteristics of hyetograph as independent variables and 8 characteristics of hydrograph as dependent variables were considered for 60 storms from 1975 to 2009. For estimation flood hydrograph, aadaptive neuro-fuzzy inference system with two methods i.e., grid partitioning and subtractive clustering was used. Variance inflation factor (VIF) was used to select the input variables. The ANFIS results showed that subtractive clustering was found to be superior to grid partitioning.

    Keywords: ANFIS, Hydrograph, Hyetograph, Kasilian, Variance Inflation Factor