فهرست مطالب

مهندسی و مدیریت آبخیز - سال سیزدهم شماره 1 (بهار 1400)

مجله مهندسی و مدیریت آبخیز
سال سیزدهم شماره 1 (بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1399/10/24
  • تعداد عناوین: 20
|
  • نغمه نوابی، مه نوش مقدسی*، ناصر گنجی خرم صفحات 1-12

    خشکسالی پدیده ای است طبیعی که تقریبا در تمامی اقالیم جهان رخ میدهد. اثرات این پدیده خزنده و آرام در مناطق خشک و نیمه خشک به دلیل بارندگی سالانه کمتر شان، بیشتر است. در مقابل روش های سنتی که مبتنی بر مشاهدات ایستگاه های هواشناسی هستند و بیشتر به بررسی خشکسالی هواشناسی می پردازند، استفاده از تکنیک سنجش از دور و تصاویر ماهواره ای به عنوان یک ابزار مفید جهت پایش خشکسالی کشاورزی مورد توجه قرار گرفته است. در تحقیق حاضر هدف مقایسه و ارزیابی پایش خشکسالی کشاورزی در حوضه آبریز دریاچه ارومیه با استفاده از شاخص های سنجش از دور پوشش گیاهی VCI، VHI، TCI طی سال های 1379 تا 1390 با استفاده از سنجده مادیس می باشد. بدین منظور ابتدا شاخص NDVI از روی تصاویر مادیس طی ماه های خرداد، تیر ، مرداد و شهریور محاسبه گردید. سپس با مقایسه میانگین این شاخص طی ماه های مذکور، ماه شهریور با بیشینه مقدار به عنوان ماه معرف برگزیده شد. با توجه به حداقل و حداکثر شاخص NDVI در ماه شهریور سالهای 1382و 1387، نقشه های پهنه بندی شاخص های خشکسالی سنجش از دور VCI، VHI، TCI تهیه شده است. در ادامه برای بررسی عملکرد شاخص های خشکسالی کشاورزی مقادیر ضریب همبستگی برای نمایه های VCI، VHI و TCI با شاخص هواشناسی SPI محاسبه شد. نتایج نشان داد که نمایه سنجش از دور از دقت خوبی در برآورد پراکندگی مکانی و زمانی خشکسالی کشاورزی برخوردار است، به طوری که ضریب همبستگی بین نمایه VHI و SPI برابر 86/0 بدست آمد که نشان دهنده تطابق این شاخص با شاخص هواشناسی SPI می باشد.

    کلیدواژگان: خشکسالی کشاورزی، سنجش از دور، شاخص بارش استاندارد، شاخص پوشش گیاهی
  • مجید محمودآبادی*، سمیرا زمانی، نجمه یزدان پناه صفحات 13-28
    فرسایش بین شیاری یکی از انواع مهم فرسایش در اراضی کشاورزی است که باعث هدررفت کربن آلی از سطح خاک می‎شود. این در حالی است که کمبود کربن آلی خاک در بیش تر مناطق خشک و نیمه خشک ایران، یکی از چالش های پیش روی تولید محصولات کشاورزی است. در این مناطق، بارش باران ممکن است با وزش بادهای فرساینده همراه باشد که مقادیر زیادی از خاک و کربن آلی را از بین می برد. لذا، پژوهش حاضر با هدف بررسی نقش عوامل فرساینده باد و باران بر هدررفت خاک و کربن آلی و نیز غنی‎شدگی رسوب طی رخ داد فرسایش بین‎شیاری برنامه ریزی شده است. بدین منظور، با استفاده از سامانه شبیه‎ساز هم زمان باد و باران، ترکیبی از سه شدت باران (20، 40 و 60 میلی‎متر بر ساعت) و چهار سرعت باد (صفر، 6، 9 و 12 متر بر ثانیه) روی سه خاک با بافت مختلف (شنی، لوم شنی و لوم)، هر یک در سه تکرار استفاده شده است. نتایج نشان داد که هدررفت کربن آلی بین خاک هایی با بافت مختلف از 04/0 و 04/4 میلی گرم بر متر در ثانیه متغیر بوده است. نتایج دلالت بر اثر متقابل هم افزای دو عامل فرساینده باد و باران بر هدررفت خاک و کربن آلی داشت. هم چنین برای سرعت باد، یک حد آستانه (نه متر بر ثانیه) مشاهده شد که در سرعت بیش تر از این حد، هدررفت خاک و کربن آلی با شیب تندتری افزایش پیدا کرد. از طرفی، با افزایش هدررفت خاک، میزان هدررفت کربن آلی از هر خاک نیز به صورت خطی افزایش پیدا کرد. سهم هدررفت کربن آلی از میزان کل هدررفت خاک برای خاک های شنی، لوم شنی و لوم به ترتیب 36/0، 17/0 و 19/2 درصد تعیین شد. هم چنین نسبت غنی شدگی کربن آلی در رسوب این خاک ها، به ترتیب 0/8، 0/1 و 1/2 بود. بر اساس یافته های این پژوهش، کاهش سرعت باد در اراضی کشاورزی به ویژه مناطق بادخیز، برای کنترل هدررفت کربن آلی در اثر فرسایش بین شیاری از خاک سطحی پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: دینامیک کربن آلی، سرعت باد، شدت باران، خردشدن خاکدانه، عمق جریان
  • شهریار صبح زاهدی*، رامین نقدی، محمدرضا غریب رضا، علی صالحی، قوام الدین زاهدی امیری صفحات 29-42

    روش این پژوهش براساس مطالعات میدانی و آزمایشگاهی تنظیم شده است. در این تحقیق برای نخستین بار اثرات تغییر کاربری جنگلی به باغات در میزان بازپخش خاک مناطق پایین بند جنگل های هیرکانی گیلان با استفاده از روش رادیونوکلویید محاسبه گردیده است. در این شیوه ذخیره سزیم137 این مناطق با منطقه مرجع مقایسه شده است. در محل مرجع تعداد 11 نمونه مغزه خاک و در ترانسکت معرف کاربری زراعت چوب تعداد هفت نمونه مغزه خاک به عمق 25 سانتی متر برابر با ضخامت به هم ریختگی خاک در حین جنگل زدایی، از بالای دامنه تا محل دره براساس عوارض توپوگرافی برداشته شد. نمونه ها پس از آماده سازی، مطابق استاندارد آژانس بین المللی انرژی اتمی در ظروف مخصوص دستگاه طیف سنج گاما بسته بندی و موجودی رادیونوکلویید سزیم137 کلیه نمونه ها بر مقیاس بکرل بر کیلوگرم سنجیده شد. براساس نتایج به دست آمده، ذخیره رادیونوکلویید سزیم137 در محل مرجع با لحاظ نمودن سطح نمونه برداری 1/5894 بکرل بر مترمربع بدست آمد. در پژوهش حاضر، نرخ بازپخش خاک در طول ترانسکت معرف با استفاده از مدل های تبدیل تناسبی و توازن جرمی I و II به ترتیب 70/18، 72/22 و 64/18 تن در هکتار در سال برآورد شد. این مقادیر برای شیب 20-10 درصد و تاج پوشش تنک 25 درصد و خاک لومی رسی تحت بارش 1000 میلی متر به دست آمده است. این پژوهش مدل توازن جرمی IIرا برای برآورد فرسایش در مناطق تغییر کاربری داده شده توصیه نموده و نتیجه گرفت که تغییر کاربری اراضی جنگلی به زراعت چوب به دلیل تقلیل سطح پوشش طولانی خاک و مدیریت باغ در اثر از بین بردن دیگر نهالها و پوشش علفی موجب افزایش نرخ فرسایش خاک سطحی می شود. این فرآیند برای سال های طولانی باعث برقراری نرخ فرسایشی بالا و هدر رفت 1/0 سانتیمتر خاک در سال شده است.

    کلیدواژگان: تغییر کاربری، فرسایش خاک، رادیوایزوتوپ، جنگل هیرکانی، شمال ایران
  • سمیه امامی*، یحیی چوپان، جواد پارسا صفحات 43-54

    با توجه به این که رژیم جریان و به تبع آن رژیم رسوب در حوزه های آبخیز ثابت نیست، پیش بینی دبی رسوب کمک شایانی در برآورد و مدیریت رسوب ورودی به سازه های آبی می نماید. اندازه گیری میزان رسوب به شیوه ی معمول در دنیای امروز توجیه پذیر نبوده و ممکن است خطای انسانی را نیز به همراه داشته باشد. از این رو، در این پژوهش، از سه الگوریتم فراابتکاری بهینه سازی شامل الگوریتم رقابت استعماری (ICA)، الگوریتم گرگ خاکستری (GWO) و الگوریتم انتخابات (EA) برای برآورد بار رسوبی معلق رودخانه ی زرینه رود استفاده شده است. برای محاسبه دبی رسوب توسط مدل ها در ابتدا آمار و اطلاعات لازم در دوره ی آماری 94-1372 در ایستگاه مورد مطالعه جمع-آوری شده است. پس از پردازش داده ها، تعداد 210 داده متناظر دبی و رسوب انتخاب شد. داده های دبی- رسوب متناظر ایستگاه مورد مطالعه به صورت تصادفی به دو بخش 70 درصد برای واسنجی و 30 درصد برای آزمون تفکیک شدند. برای ارزیابی عملکرد روش های پیشنهادی، از چهار آماره شامل ضریب تبیین (R2)، مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE)، معیار نش- ساتکلیف (NSE) و میانگین قدرمطلق خطا (MAE) استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان داد که الگوریتم GWO با کسب مقادیر RMSE=228.86, R2=0.96 تن در روز، NSE=0.74 وMAE=67.32 تن در روز، در مقایسه با سایر الگوریتم های به کار گرفته شده، از کارایی بالاتری برخوردار است که این امر می تواند به برنامه ریزی صحیح و جامع برای طراحی و ساخت سازه های آبی منجر شود.

    کلیدواژگان: الگوریتم های فراکاوشی، انتقال رسوب، حوزه آبخیز، دبی رسوب
  • محمدرضا اختصاصی، جواد چزگی*، مریم خواجویی صفحات 55-64

    ارزیابی پروژه های آبخیزداری امروزه از بنیادی ترین مسایلی است که در کشورها به منظور برنامه ریزی های آینده در زمینه طرح های اجرایی و مدیریت منابع طبیعی انجام می گیرد. نتایج ارزیابی پروژه های آبخیزداری با ارایه راهبرد و راهکار باید از بروز مشکل در آینده و هزینه ها بکاهد. در این تحقیق برای ارزیابی و ارایه راهبرد از روش تحلیل سلسله مراتبی و مدل تحلیلی SWOT استفاده گردید. در این تحقیق از 4 معیار اصلی (کاهش فرسایش، کاهش سیل، افزایش پوشش گیاهی و افزایش آبدهی قنوات) و 8 معیار فرعی استفاده گردید. سپس وزن نهایی هرکدام از معیارها و زیر معیارها با استفاده از نرم افزار Expert choice تعیین گردید. نتایج نشان داد معیار کاهش فرسایش با اهمیت نسبی 482/0 بیشترین تاثیر را در پروژه-های آبخیزداری داشته است. نتایج مدل SWOT در منطقه نشان داد که شرایط منطقه در ربع چهارم، محدودیت ها-تهدیدها (WT) یا راهبرد تدافعی قرار گرفته است. در همین راستا راهکارهای برای کاهش تهدیدها و حل ضعف های منطقه با استفاده از پتانسیل ها منطقه و فرصت های موجود ارایه گردید و با استفاده از نظرات خبرگان اولویت بندی گردید. 8 راهکار براساس پتانسیل های منطقه و ارزیابی پروژه های اجرا شده تعیین و مورد بررسی قرار گرفت که بهترین راهکارهای مدیریتی و مکانیکی ایجاد دیوارهای ساحلی در اطراف باغات با همکاری اهالی با امتیاز نهایی 28/0 در اولویت اول و راهکار اصلاح و افزایش ارتفاع سرریز سدهای احداث شده با امتیاز 022/0 در اولویت آخر قرار گرفت.

    کلیدواژگان: پروژه های آبخیزداری، راهبرد، مدل AHP، مدل SWOT، استان کرمان
  • عبدالنبی کلاهچی*، محمد افتخار دادخواه، مهدی میرزایی صفحات 65-80
    مطالعه تاثیرات خشکسالی بر منابع آبی در کشور ایران و به ویژه در نواحی کوهستانی به دلیل عدم پراکنش مناسب ایستگاه، نبود داده های طولانی مدت و نواحی فاقد آمار، همواره با مشکلاتی مواجه است. ازاین رو هدف اصلی این تحقیق بررسی خشکسالی های استان کرمانشاه و تاثیر آن بر منابع آبی با استفاده از داده های ماهواره ای TRMM و همچنین ارزیابی دقت آن ها در مقابل داده های ایستگاه های سینوپتیک استان کرمانشاه است. برای رسیدن به این منظور از روش های آماری و سنجش ازدوری استفاده شد. داده های مورداستفاده شامل: داده های بارش 42 نقطه مدل TRMM با دقت مکانی 25/0× 25/0 درجه جغرافیایی، داده های بارش ایستگاه های زمینی استان کرمانشاه طی دوره 15 ساله 2014-2000 و داده های دبی چشمه های کارستی این استان می باشد. ارزیابی دقت داده های دو پایگاه داده با استفاده از آماره های R، R2، EF، IA، Slope، NRMSE و Bias در محیط نرم افزار متلب انجام شده است. ارزیابی دقت داده های مدل TRMM در مقابل داده های بارش ثبت شده ایستگاه های زمینی در مقیاس ماهانه نشان داد که داده های این ماهواره در سطح استان از دقت بسیار مناسبی برخوردارند و 70 تا 80 درصد واریانس بارش داده های ایستگاهی، به کمک داده های بارش این ماهواره تبیین می شوند. همچنین مقدار انحراف داده های ماهواره از داده های ایستگاهی بسیار ناچیز و کمتر از 10 میلی متر است. پایش خشکسالی در سطح استان کرمانشاه با استفاده از داده های TRMM و شاخص SPI در مقیاس های ماهانه، فصلی و سالانه نشان داد که معمولا فراوانی خشکسالی در این استان بیش از ترسالی است اما شدت دوره های خشک کمتر از دوره های مرطوب است و چند دوره خشک توسط یک دوره مرطوب جبران می شود. توزیع زمانی نمرات استانداردشده بارش نیز نشان داد دوره های مرطوب عمدتا در ابتدای دوره مطالعاتی و دوره های خشک در انتهای دوره مطالعاتی از تمرکز بیشتری برخوردارند. ازاین رو مقدار بارش استان در حال کاهش و سهم بارش های بهاری نسبت به بارش های پاییزه و زمستانه در حال افزایش است. نتایج حاصل از مقایسه داده های دبی و بارش و بررسی اثرات خشکسالی بر منابع آب نشان داد، ارتباط بسیار قوی بین بارش و دبی چشمه های کارستی استان کرمانشاه وجود دارد و خشکسالی های شدید هیدرولوژیک به شدت متاثر از کاهش ریزش های جوی است. بطوریکه مقدار همبستگی بین بارش و دبی چشمه های کارستی منتخب بین 77/0 تا 88/0 است و در بهترین حالت مقدار ضریب تعیین برای ایستگاه روانسر به 77/0 می رسد.
    کلیدواژگان: داده های شبکه ای، TRMM، ضریب کارایی، خشکسالی، کرمانشاه
  • مریم زارع، ام البنین بذرافشان*، مجتبی پاک پرور، غلامرضا قهاری صفحات 81-97
    محدودیت های روش های فیزیکی و تجربی برآورد تبخیر-تعرق، کاربرد فن آوری سنجش از دور را برای حل معادله بیلان انرژی در سال های اخیر رایج ساخته است. در این پژوهش به منظور تدقیق عامل تبخیر-تعرق در مدل HEC-HMS و بهبود تخمین سیلاب، تعداد نه تصویر لندست هشت، داده های هواشناسی مربوط به ایستگاه محلی و مدل سبس، تبخیر-تعرق مربوط به پنج واقعه در دوره زمانی 1393 تا 1396 در حوزه آبخیز کلستان واقع در شمال غربی شیراز محاسبه و به کمک داده های فایو پنمن-مانتیس در یک پیکره ی آبی اعتبار سنجی شد. تبخیر در HEC-HMS شامل تبخیر مستقیم از آب و از سطح خاک و تعرق گیاهی به صورت یک ارتفاع متوسط تخمین زده می شود. در این پژوهش سعی شد با جایگزین کردن تبخیر-تعرق واقعی در مدل HEC-HMS، میزان رواناب حاصل از بارش با دقت بیشتری محاسبه شود. نتایج نشان داد پس از تدقیق تبخیر-تعرق، همبستگی سیلاب مدل با سیلاب اندازه گیری شده افزایش مشهودی داشته به طوری که R2 از 92 به 99 درصد و RMSE از 14/0 به 01/0 رسیده است. نتایج همچنین نشانگر آن است که استفاده از تصاویر ماهوارهای و الگوریتم سبس ابزار مناسبی برای برآورد تبخیر-تعرق واقعی می باشد. این تحقیق با در نظر گرفتن تشخیص کارایی SEBS در تعیین پراکنش مکانی و زمانی تبخیر-تعرق در یک منطقه کوهستانی و با هدف هیدرولوژیک، انجام شده است. چراکه محاسبه ی ET در مدل های هیدرلوژیک می تواند سبب بهبود نتایج و افزایش دقت مدل های مذکور شود.
    کلیدواژگان: رواناب، تبخیر-تعرق، سنجش از دور، فائو پنمن-مانتیس، روش بیلان انرژی
  • رضا دهقانی، حسن ترابی*، حجت الله یونسی، بابک شاهی نژاد صفحات 98-110

    پیش بینی جریان رودخانه ها یکی از مهم ترین موارد کلیدی در مدیریت و برنامه ریزی منابع آب به ویژه اتخاذ تصمیمات صحیح در مواقع سیلاب و بروز خشک سالی ها است. برای پیش بینی میزان جریان رودخانه ها رویکردهای متنوعی در هیدرولوژی معرفی شده است که مدل های هوشمند از مهم ترین آن ها می باشند. در این پژوهش کاربرد مدل هیبریدی ماشین بردار پشتیبان_ موجک به منظور برآورد دبی رودخانه های حوضه آبریز دز براساس آمار آبدهی روزانه ایستگاه های هیدرومتری واقع در بالادست سد طی دوره آماری(1397-1387) مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته و کارایی آن با مدل ماشین بردار پشتیبان مقایسه شد. معیارهای ضریب تبیین، ریشه میانگین مربعات خطا، میانگین قدر مطلق خطا و ضریب نش ساتکلیف برای ارزیابی و مقایسه مدل ها مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد ساختارهای ترکیبی نتایج قابل قبولی در مدل سازی دبی رودخانه ارایه می نمایند. همچنین مقایسه مدل ها طبق معیارهای ارزیابی نشان داد مدل هیبریدی ماشین بردار پشتیبان-موجک عملکرد بهتری در پیش بینی جریان داشته و می‏تواند در زمینه پیش بینی دبی روزانه جریان مفید باشد.

    کلیدواژگان: پیش بینی، حوضه دز، ماشین بردار پشتیبان، موجک
  • محمود دمی زاده، رسول مهدوی*، علی اکبر نوروزی، ارشک حلی ساز، حمید غلامی صفحات 111-124

    قرارگیری استان هرمزگان در کمربند خشک و نیمه خشک جهان و نزدیکی با کشورهایی چون عربستان، پاکستان و افغانستان و همچنین شرایط بیابانی، فقر پوشش گیاهی، ناپایداری هوا و جریان بادهای شدید در این منطقه باعث وقوع طوفان های گرد و غبار در مناطق مختلف این استان شده است که امروزه به عنوان یکی از چالش های زیست محیطی در جنوب کشور شناخته می شود. به منظور بررسی پدیده گرد و غبار در استان هرمزگان ابتدا کلیه داده های هواشناسی 12 ایستگاه سینوپتیک منطقه بین سال های 2000 تا 2018 میلادی موردبررسی قرار گرفتند و پس از مشخص شدن تاریخ وقوع طوفان های گرد و غباری، تصاویر ماهواره ای موردنیاز برای رخداد های فوق تهیه شد. بر اساس نتایج مشخص شد که ایستگاه قشم با 2762 روز بیشترین و ایستگاه میناب با 356 روز کمترین فراوانی وقوع گرد و غباری در استان را ثبت نموده اند. همچنین سال های 2007، 2008 و 2003 بیشترین رخداد این پدیده را در بین سال های موردمطالعه دارا می باشند. بر اساس داده های بررسی شده از مجموع 35716 روز همراه با پدیده گرد و غبار، 84 درصد رخدادهای گرد و غبار در ایستگاه های موردمطالعه دارای منشا محلی (کد 07) و 16 درصد دارای منشا فرامحلی (06) می باشد. همچنین بر اساس نتایج حاصل از پردازش داده های فوق، بیشترین فراوانی وقوع گرد و غبار مربوط به سه ماه می، آوریل و ژوییه می باشد و ماه های نوامبر، دسامبر و اکتبر دارای کمترین وقوع پدیده گرد و غبار در استان بوده است. برای بارزسازی و پایش توده های گرد و غبار تعداد 48 تصویر سنجنده مودیس که در آن دید افقی کمتر از 1000 متر بوده و کمینه چهار ایستگاه هواشناسی استان وقوع طوفان گرد و غبار را در آن ثبت نموده اند، با استفاده از چهار الگوریتم Ackerman, TDI, TIIDI, NDDI مورد پردازش و تحلیل قرار گرفتند. نتایج بیانگر کارایی بهتر الگوریتم TDI برای بارزسازی توده های گرد و غبار در منطقه می باشد، ضمن اینکه مناطق شرقی استان هرمزگان، تالاب جازموریان، شرق سیستان و بلوچستان، مناطق غربی افغانستان و پاکستان و نیز مناطق مرکزی و جنوبی عربستان از مهم ترین کانو ن های تولید گرد و غبار در منطقه شناخته شدند.

    کلیدواژگان: الگوریتم آشکارسازی، مودیس، گرد و غبار، عمق نوری، واکاوی، هرمزگان
  • فاطمه بیاتی*، رسول میرعباسی نجف آبادی، روح الله فتاحی نافچی، مهدی رادفر صفحات 125-136

    از جمله مهمترین چالشی که محققان در مدل سازی بارش- رواناب با آن رو به رو هستند به کارگیری نوع روش تلفات و جداسازی بارش موثر است که به طبع بر روی دقت مدل در تمام جزییات هیدروگراف تاثیر می گذارد. در این مطالعه، ابتدا شاخص نفوذ بر اساس ارتفاع رواناب، بارش و زمان موثر بارش مشخص شد. سپس هیدروگراف واحد لحظه ای از طریق روش روسو محاسبه و ابعاد هیدروگراف رواناب مستقیم برای 20 رویداد حوضه برآورد شد. سپس به جهت افزایش دقت در ابعاد هیدروگراف رواناب بدست آمده، مقدار شاخص نفوذ بر اساس توزیع دومتغیره حاصل از شاخص نفوذ و یکی از خصوصیات بارش یا رواناب با استفاده از توابع مفصل تخمین زده شد. بدین منظور، ابتدا همبستگی بین شاخص نفوذ و هر یک از خصوصیات بارش و رواناب مشخص و نوع توزیع های حاشیه ای مناسب هر متغیر مشخص شد. در نهایت تابع مفصل گالامبوس به عنوان بهترین تابع مفصل برای ایجاد توزیع های دومتغیره از شاخص نفوذ و ارتفاع بارش؛ شاخص نفوذ و حداکثر شدت جریان؛ شاخص نفوذ و متوسط شدت جریان و همچنین شاخص نفوذ و سرعت جریان انتخاب شد تا هیتوگراف بارش برای هر رویداد بدست آید. با مقایسه بین اجزای مختلف هیدروگراف محاسباتی و مشاهداتی از روش تابع مفصل با روش روسو مشخص شد که با استفاده از تابع مفصل می توان با دقت بیشتری مقدار شاخص نفوذ را تخمین زد.

    کلیدواژگان: بارش- رواناب، تابع مفصل، تلفات، شاخص نفوذ، هیدروگراف واحد لحظه ای روسو
  • سید جعفر سیداخلاقی*، مصطفی طالشی صفحات 137-151

    تاب آوری یکی از راهبردهای کاهش آسیب پذیری جوامع در مواجهه با مخاطرات طبیعی است، در میان مخاطرات محیطی ،خشکسالی، پرهزینه ترین مخاطره طبیعی به لحاظ کاهش تولیدات و شدت رنج برای روستاییان به شمار می آید ارزیابی اثرات خشکسالی های اخیر در کشور ، نشانگر تاب آوری پایین جوامع در برابر این مخاطره طبیعی می باشد پژوهش پیش رو کاربردی است و با استفاده از روش توصیفی- تحلیلی و با هدف سنجش میزان تاب آوری روستایی در شرایط خشکسالی انجام گرفته است. برای انجام پژوهش، ابتدا با استفاده از منابع کتابخانه ای، شاخص ها و عوامل موثر بر تاب آوری روستایی شناسایی و تعریف عملیاتی شد و سپس با استفاده از روش میدانی و پرسشنامه، اطلاعات مورد نیاز جمع آوری و اطلاعات جمع آوری شده بااسنفاده از نرم افزار SPSS مورد پردازش قرار گرفت. جامعه آماری کشاورزان روستایی حوزه حبله رود می باشند. بدین منظور9 روستا از مناطق مختلف حوزه با سطوح مختلفی از خشکسالی و توسعه، انتخاب و بر اساس فرمول کوکران271 نفر به عنوان حجم نمونه تعیین شدند. آزمون های مورد استفاده در این پژوهش، تی تک نمونه ای، آزمون فریدمن و ضریب همبستگی پیرسون می باشد. در این پژوهش وضعیت تاب آوری جوامع روستایی حوزه حبله رود در ابعاد مختلف محیطی، اقتصادی، اجتماعی،روانشناختی ، نهادی و فیزیکی کالبدی ارزیابی شد. نتایج نشان داد که میزان شاخص تاب آوری کل در پیوستار صفر تا 10 به میزان4.34 و در حد متوسط است . چنانچه وجه دیگر تاب آوری را آسیب پذیری در نظر بگیریم ، گرایش متوسط جامعه آماری مورد مطالعه به آسیب پذیری متمایل بوده و از حیث تاب آوری دروضعیت مناسبی قرار ندارد.

    کلیدواژگان: آسیب پذیری، سرمایه های معیشتی، جوامع محلی، توسعه یافتگی، حوزه ابخیزحبله رود
  • پروانه محمودی، بهارک معتمدوزیری*، مجید حسینی، حسن احمدی، عطا امینی صفحات 138-149

    این پژوهش بر شبیهسازی و مدیریت پاسخهای مختلف هیدرولوژیکی به تغییرات آب و هوایی تمرکز دارد. از مدل هیدرولوژیکی نیمه توزیعی SWAT (ابزار ارزیابی خاک و آب) برای ارزیابی رواناب و بیلان آبی در اثر تغییرات اقلیمی در حوزه آبخیز سیمینه و زرینه رود استفاده شد. دوره شبیهسازی بین سالهای2014- 1990 انتخاب شد. نتایج ارزیابی مدل در دوره واسنجی و اعتبارسنجی مدل با استفاده از مقادیر NS و R2 بهطور متوسط 75/0 به دست آمد. با استفاده از ریزمقیاس نمایی آماری توسط مدل های اقلیمی MIROC-ESM-CHEM، GFDL-ESM2M و NorESM1-M در مدل Lars-WG اطلاعات اقلیمی آینده تحت دو سناریو خوشبینانه RCP 2.6 و بدبینانه RCP8.5 به مدل وارد شدند. نتایج شبیهسازی اقلیمی نشان داد که میانگین دما در سناریوی خوشبینانه، بهطور متوسط C° 75/0 و در سناریوی بدبینانه به طورمتوسط C° 45/1 افزایش خواهد یافت. بیشترین تغییرات رواناب در دوره آینده، مربوط به ماه می با m3 s-1 4/2 کاهش و ماه آوریل با m3 s-1 49/1 افزایش در سناریو خوش بینانه می باشد. همچنین در سناریو بدبینانه RCP8.5 در ماه های می و ژوین بیشترین کاهش رواناب اتفاق افتاد. میزان تبخیرتعرق واقعی ماهانه در سناریو خوشبینانه با mm 3 افزایش و در سناریو بدبینانه با mm8 افزایش تاثیر منفی بر منابع آب در دسترس در حوزه آبخیز خواهد گذاشت. با برآورد تغییرات اقلیمی و تاثیر آن بر روی دبی جریان می توان مدیریت مناسب تری را بر روی حوزه آبخیز سمینه و زرینه رود اعمال کرد.

    کلیدواژگان: بیلان آبی، دریاچه ارومیه، مدل سازی عددی، SUFI2
  • الهام محمودزاده، صدیقه انوری* صفحات 150-159
    تخمین درست توزیع مکانی تبخیر تعرق واقعی (ET) روزانه، موجب ارتقاء کارایی مدیریت منابع آب بخصوص در مناطقی که با محدودیت این منابع مواجهند، می شود. در پژوهش حاضر، ET با استفاده از الگوریتم بیلان انرژی در سطح زمین (SEBAL) و مدل تجربی فایو-پنمن- مانتیث(FPM) برآورد و سپس با مقادیر بدست آمده از روش تشت تبخیر، مقایسه و صحت سنجی شد. از آن جا که عوامل مختلفی بر مقادیر ET تاثیرگذارند، در نهایت با انجام آنالیز حساسیت، میزان حساسیت مقادیر ET الگوریتم SEBAL نسبت به تغییر پارامترهای ورودی، بررسی شد. در این راستا، الگوریتم SEBAL با استفاده از داده های ماهواره Landsat8 (سنجنده OLI و TIRS) در مقیاس روزانه برای دوره زمانی 25/7/2018 تا 11/9/2018 اجرا شد. نتایج SEBAL نشان داد که مقادیر شاخص های SEE،RMSE ،R2 ، نسبت به اندازه گیری های تشت تبخیر به ترتیب برابر 27/1، 76/0 و 77/0 میلی متر بر روز و برای روش تجربی FPMبه ترتیب برابر با 91/0، 6/0 و 92/0 میلی متر بر روز است.
    کلیدواژگان: آنالیز حساسیت، سنجش از دور، لندست 8، تشت تبخیر، فائو-پنمن-مانتیث
  • سید حسین میرموسوی*، محمد کمانگر، علیرضا کربلایی صفحات 160-173

    درک رفتار پدیده ها نیازمند توجه به همه ابعاد آن است و یکی از راه های درک پیچیدگی های آن ها مدل سازی است. رطوبت سطحی خاک، متغیر کلیدی برای توصیف خشک سالی، تبادلات آب و انرژی بین زمین و هوا کره و همچنین ارزیابی شرایط محصولات کشاورزی است. رطوبت خاک هم از متغیرهای محیطی تاثیر می پذیرد و هم بر بسیاری از متغیرهای محیطی ازجمله رواناب، فرسایش خاک و تولید محصولات تاثیر می گذارد اما به دلیل ثابت نبودن شرایط مکانی و زمانی پارامترهای محیطی به شدت تغییرپذیر است. هدف از این مقاله واکاوی و استخراج مدل مکانی پراکندگی رطوبت خاک پس از بارش های بیش از نرمال سال آبی97-98 در استان کردستان است. در این راستا پس از واکاوی نقشه پراکندگی رطوبت خاک در بازه زمانی موردمطالعه مستخرج از سامانه گوگل ارث اینجین به عنوان متغیر وابسته و لایه های بارش، آب معادل برف، شاخص پوشش گیاهی مستخرج از سامانه گوگل ارث انجین و همچنین شاخص رطوبت توپوگرافی و به عنوان متغیرهای مستقل انتخاب گردید و سپس با استفاده از مدل رگرسیون کلی (OLS) و رگرسیون موزون جغرافیایی (GWR) به مدل سازی مکانی اقدام شد. بر اساس معیارهای ارزیابی، نتایج نشان داد مدل GWR با=0.74 R^2 قدرت تبیین و برآورد بهتری نسبت به مدل رگرسیون کلی باR^2=0.68 دارد. بر اساس رگرسیون کلی، عوامل مکانی بارش و رطوبت توپوگرافی بیش ترین اثر مثبت و تبخیر و تعرق اثر منفی بر رطوبت خاک در محدوده موردمطالعه دارد. بر اساس نتایج مدل GWR ، متغیر آب معادل برف در نواحی کوهستانی شمال استان، بیش ترین تاثیر و تبخیر و تعرق کم ترین اثر را بر رطوبت خاک داشته اند. با استفاده از مدل مکانی به دست آمده می توان مناطق کم یا پر رطوبت خاک را در راستای شناسایی پتانسیل ها محیطی و بهبود فرآیند تصمیم گیری، تخصیص و توزیع مکانی ارایه خدمات کشاورزی شناسایی کرد.

    کلیدواژگان: رطوبت خاک، خشک سالی، خود همبستگی، رگرسیون مکانی، کردستان
  • علیرضا مجیدی*، غلامرضا لشکری پور، ضیاالدین شعاعی صفحات 174-185
    فرسایش پذیری، مقاومت و رفتار مهندسی خاک ها، متاثر از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آنها می باشد. لیتولوژی و خصوصیات سنگ مادر می تواند از عوامل تاثیر گذار و کنترل کننده خصوصیات و رفتار خاک ها باشند. این مطالعه با هدف بررسی و مقایسه برخی خصوصیات فیزیکی خاک های ریزدانه مارنی با دو سازند مادری مختلف در حوزه دریاچه نمک قم با شرایط مشابه انجام گرفت. مطالعه بر روی 61 نمونه که از عمق 0.5 تا 1 متری و از 3 منطقه حوزه با پراکنش مناسب در اطراف تهران، قم و ساوه برداشت شده، انجام پذیرفت. نمونه ها از خاک های نزدیک به رخنمون دو سازند مارنی دوره نیوژن، قرمز بالایی و قم، برداشت شده اند. پارامترهای فیزیکی مورد بررسی عبارتند از چگالی دانه های خاک، دانه بندی، حدود اتربرگ و عدد فعالیت خاک که مطابق استانداردهای ASTM بر روی نمونه ها، اندازه گیری و محاسبه گردید. بررسی خصوصیات فوق مشخص نمود که خاک های حاصل از این دو سازند مارنی بیشتر سیلتی و تماما در رده خاک های ریزدانه با خمیرایی کم تا متوسط قرار می گیرند. مقادیر مربوط به عدد فعالیت خاک و حدود اتربرگ بخصوص حد خمیری و شاخص خمیری، دلالت بر این دارند که کانی های رسی در این خاک ها به احتمال زیاد بیشتر از نوع کایولینیت و ایلیت و کمتر از نوع مونت موریلونیت می باشند. مقایسه میانگین و تجزیه واریانس خصوصیات فیزیکی دو گروه خاک مارنی مورد مطالعه با استفاده از آزمونt ، مشخص نمود که در بیشتر خصوصیات فیزیکی، دارای اختلاف معنی داری در سطح اطمینان بیش از 95 درصد هستند. دانه بندی، حد روانی، شاخص خمیری و عدد فعالیت خاک، خصوصیات فیزیکی دارای اختلاف در این دو گروه خاک هستند. این اختلاف با خوشه بندی نمونه ها براساس پارامترهای دارای اختلاف به روش سلسله مراتبی، مورد اعتبار سنجی و تایید قرار گرفت. با توجه به حوزه واحد و شرایط مشابه توپوگرافی و محیطی در تشکیل و تکامل این دو گروه خاک مارنی، نتایج این تحقیق دلالت بر تاثیر شرایط و خصوصیات محیط رسوبی سنگ مادر بر خصوصیات خاک ها به خصوص در مراحل اولیه تکاملی آنها دارد.
    کلیدواژگان: آزمون جفتی t، حدود اتربرگ، دانه بندی، دوره نئوژن، عدد فعالیت خاک، محیط رسوبی سنگ مادر
  • نگار اکبری، مسعود نصری*، سید حسن میرهاشمی صفحات 186-196

    هدف از این پژوهش استفاده از الگوریتم درختی داده کاوی، به منظور مدیریت مناسب بر آبخوان دشت تیروان و کرون است. در این خصوص از هفت عامل مختلف انسانی و طبیعی تاثیرگذار بر تغییرات عمق آبخوان استفاده شد. در ابتدا پیش بینی سه الگوریتم درختی CART، CHAID و MP5 در تغییرات آبخوان با استفاده از شاخص های آماری مورد ارزیابی قرار گرفتند. الگوریتم CAHID با توجه به ضریب رگرسیون برابر 82/0 و متوسط مطلق خطا برابر 12/0 دارای عملکرد بهتری نسبت به دو الگوریتم CART و MP5 است. بیشترین مقدار بالاآمدگی آبخوان در ماه های آذر، دی، بهمن، اسفند و در زمانی که مقدار حجم بارندگی بین 08/0 تا 72/0 میلیون متر مکعب و درصد رطوبت هوا بیشتر از 72 درصد بوده و همچنین بیشترین مقدار افت آبخوان در ماه های شهریور، مرداد و در زمانی که دمای هوا بیشتر از 25 درجه سانتی گراد و حجم آب برداشتی از چاه های کشاورزی بیشتر از 32/1 میلیون مترمکعب بوده است، توسط نمودار درختی الگوریتم CHAID پیش بینی شد. از عوامل طبیعی، دمای هوا و از عوامل انسانی، حجم آب برداشتی از چاه کشاورزی بیشترین تاثیر در تغییرات عمق آبخوان در دشت مذکور داشته است. دو عامل درصد رطوبت هوا و مقدار حجم بارش، تنها عواملی بودند که رابطه مستقیم با بالاآمدگی عمق آبخوان داشته اند. تاثیرگذارترین عوامل در پیش بینی مقدار تغییرات عمق آبخوان دشت تیروان و کرون به ترتیب دمای هوا، حجم آب برداشتی از چاه کشاورزی و حجم بارندگی و بقیه پارامترها تقریبا تاثیرشان با هم برابر بوده است.

    کلیدواژگان: چاه کشاورزی، دمای هوا، افت آبخوان، الگوریتم CHAID
  • محمد اکرامی، رسول مهدوی نجف آبادی*، مرضیه رضایی، حسن وقارفرد، جلال برخورداری صفحات 197-212

    در دهه های اخیر از میان حوادث طبیعی، فراوانی پدیده خشکسالی کشاورزی بیشتر از سایر بلایای طبیعی بوده است. بهترین روش مدیریت خشکسالی، مدیریت جامع نگر خشکسالی می باشد. هدف اصلی این پژوهش، ارزیابی آسیب پذیری و آنالیز مکانی خشکسالی کشاورزی در حوزه آبخیز پیشکوه استان یزد بوده است. در این پژوهش، ابتدا پارامترهای تاثیرگذار در آسیب پذیری خشکسالی کشاورزی منطقه، تبدیل به لایه های اطلاعاتی شد و پس از وزن دهی لایه ها از لحاظ اهمیت در آسیب پذیری خشکسالی کشاورزی در چارچوب تصمیم گیری چند معیاره (MCDM)، به کمک سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) تلفیق و نقشه نهایی آسیب پذیری خشکسالی کشاورزی منطقه مطالعاتی تهیه شد. همچنین به منظور کنترل، پایش و دقت سنجی نقشه نهایی، از مطالعات میدانی محدوده مطالعاتی نیز کمک گرفته شد. نتایج نشان داد، بیشترین وزن پارامترهای موثر در آسیب پذیری خشکسالی مربوط به پارامتر بارش که مقدار آن برابر با 31/0 و کمترین وزن مربوط به پارامتر جهت شیب با مقدار 05/0 می باشد. براساس نتایج بدست آمده، بیشترین آسیب پذیری خشکسالی کشاورزی مربوط به مناطق سانیچ، دره شیر، دره سیر، اشکفت، مورک و... می باشد. این مناطق که از نظر ژیومرفولوژی جزء مناطق مرتفع و کوهستانی به شمار می روند، نسبت به مناطق دشتی، به دلیل عمق کم رسوبات، بافت خاک درشت دانه تر و هوابین بودن منابع آبی (قنوات)، عمدتا آسیب پذیری آنها نسبت به وقوع خشکسالی، شدیدتر و از نظر زمانی سریع تر و به عبارتی در کوتاه مدت دچار خسارات متعددی می گردند. در حالی که مناطقی نظیر اسلامیه، نصرآباد، مزرعه آخوند، همت آباد و... در درجه پایین تری از آسیب پذیری خشکسالی کشاورزی قرار دارند. نتایج، حاکی از آن است که میزان آسیب پذیری خشکسالی کشاورزی برآورد شده در نقشه نهایی، همسو با یافته های مطالعات میدانی صورت گرفته می باشد. لذا، نقشه آسیب پذیری خشکسالی کشاورزی، از دقت و صحت قابل قبول و مطلوبی برخوردار می باشد.

    کلیدواژگان: آسیب پذیری، خشکسالی کشاورزی، مدیریت جامع نگر، استان یزد، MCDM. GIS
  • میلاد هاتفی، سید حمیدرضا صادقی* صفحات 213-221
    پژوهش حاضر با هدف بررسی اجمالی وضعیت استان های مختلف کشور از لحاظ سیل، تنش آبی، شاخص فرسایندگی باران و خشک سالی و با هدف پهنه بندی کشور با استفاده از یک شاخص ترکیبی در مقیاس استان ها انجام شده است. در این راستا، اطلاعات مربوط به معیارهای مطالعاتی از منابع و مراجع موجود استخراج و پس از استاندارد کردن در قالب یک شاخص حاصل از میانگین هندسی آن ها تحلیل شد. براساس نتایج، استان های خوزستان، البرز و کرمانشاه به ترتیب با 61/0، 59/0 و 58/0 دارای بالاترین حساسیت از لحاظ شاخص های ترکیبی مورد مطالعه هستند. در مجموع با توجه به نتایج به دست آمده می توان دریافت که استان های جنوب غربی کشور از لحاظ شاخص های مورد نظر دارای حساسیت بیش تری بوده و تهدیدات ناشی از فرسایش خاک و هدررفت منابع آبی با توجه به وقوع فرآیندهای حدی در آن ها بیش تر بوده که این امر لزوم اجرای سیاست های مدیریت منابع خاک و آب نسبت به سایر مناطق کشور را آشکار می سازد.
    کلیدواژگان: ارزیابی خطر، شاخص پهنه بندی، مدیریت آبخیز، مدیریت بحران
  • تورج سبزواری*، علی طالبی صفحات 222-234
    در بسیاری از پروژه های مهندسی عمران مانند شهرسازی، جاده سازی، ویلا سازی و سد سازی قبل از طراحی و اجرا باید موضوع لغزش دامنه های منطقه بالخصوص در شرایط بارندگی شدید که ممکن است خسارات مالی و جانی به همراه داشته باشد مورد بررسی قرار گیرد. TOPMODEL یک مدل زیرسطحی است که جهت تخمین رواناب سطحی و زیرسطحی حوزه های آبخیز بر اساس مکانیسم دانی-بلاک به کار گرفته می شود. این مدل قابلیت تشخیص نقاط اشباع حوضه و تخمین کمبود رطوبت خاک کلیه نقاط حوضه می باشد. بین پارامتر اشباع پذیری دامنه ها که یک پارامتر کلیدی در مدل های لغزش به حساب می آید و کمبود رطوبت خاک ارتباطی وجود دارد که در این تحقیق ارتباط بین دو مدل زمین لغزشSINMAP وTOPMODEL و پارامترهای آن ها مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از اطلاعات حوضه ی کوهستانی سد ایلام واقع در جنوب شرقی استان ایلام استفاده گردید. اطلاعات ده دامنه از منطقه جهت محاسبه لغزش برداشت گردید و با استفاده از GIS نقشه های کمبود رطوبت خاک و ایندکس اشباع پذیری دامنه ها بر اساس TOPMODEL و در نهایت نقشه های ضریب پایداری براساس مدل SINMAP برای منطقه محاسبه گردید. دامنه های شماره 3، 4 و 5 طبق مدل به ترتیب شبه پایدار، احتمال پایداری کمتر از 50% و احتمال پایداری بیشتر از 50% محاسبه شده اند و در طبیعت این دامنه ها ناپایدار نشان داده اند. دامنه های 8، 9 و 10 که در طبیعت از پوشش گیاهی درختان بلوط بهره می برند و پایدار هستند طبق مدل این سه دامنه نیز پایدار هستند.
    کلیدواژگان: TOPMODEL، SINMAP، سد ایلام، زمین لغزش
  • منصور جهان تیغ*، سید احمد حسینی صفحات 235-244

    هدف از اجرای این پژوهش شناخت ویژگی های فرسایش و لیتولوژی مسیر حاشیه رودخانه ها و مسیل های منطقه سیستان بود. بدین منظور وضعیت رودخانه های منطقه براساس حوزه های آبخیز مشخص و اقدام به جمع آوری آمار و اطلاعات، تهیه و رقومی سازی نقشه های توپوگرافی 1:250000 سیستان و استخراج اطلاعات مکانی و توصیفی و همچنین جمع آوری آمار و اطلاعات مربوط به انواع فرسایش در رودخانه ها و مسیل های استان با استفاده از داده های موجود در گزارشات قابل دسترس و بازدیدهای میدانی گردید. اطلاعات مربوط به انواع سازندهای زمین شناسی نیز با استفاده از نقشه های 1:250000 سازمان زمین شناسی جمع آوری شد. مناطق حساس به فرسایش در طول مسیر رودخانه با استفاده از نقشه های حساس به فرسایش و نقشه های 1:250000 زمین شناسی ، حساسیت سازندها نسبت به فرسایش در کناره آبراهه ها ارزیابی شد. از مهمترین عوامل موثر ایجاد فرسایش در این حوضه شرایط زمین شناسی آن می باشد. بخش عمده ای از ابتدای حوضه های آبخیز مورد بررسی توسط نهشته های رسوبی(ناپیوسته) کواترنر پوشیده شده است که حساسیت زیادی نسبت به فرسایش آبی دارد. همچنین دشت سیستان پوشیده از رسوبات دریاچه ای نیوژن و آبرفت های کواترنر است. طبقه بندی بستر رودخانه های منطقه سیستان نشان می دهد که سنگ، مخروط افکنه و سایر واحدها به ترتیب 7/20، 1/38 و 2/41 درصد طول مسیر آنها را تشکیل می دهد. 2/7 درصد رودخانه های مورد بررسی تحت تاثیر فرسایش قرار گرفته که سهم نوع کناری و کف بستر 1/85 و 9/14 درصد بوده است.

    کلیدواژگان: منطقه سیستان، مسیر رودخانه، فرسایش پذیری، فرسایش، مخروط افکنه
|
  • Naghem Navabi, Mahnoosh Moghaddasi *, Naser Gangi Pages 1-12

    Drought is a natural phenomenon that occurs in almost all parts of the world. The effects of this crawling phenomenon are more pronounced in arid and semi-arid areas due to their annual rainfall. In contrast to traditional methods based on meteorological stations observations that focus more on weather drought, the use of remote sensing and satellite imagery as a useful tool for monitoring agricultural drought has been considered. In the present study, the aim of comparing and assessing agricultural drought monitoring in Urmia Lake basin using VCI, VHI, TCI vegetation cover indices during the years 2000 to 2011 is using Madison. For this purpose, the NDVI index was first calculated from the images of Madis during June, July, August and September. Then, by comparing the mean of this index during these months, Shahrivar was selected with the maximum value as the month of the indicator. With regard to the minimum and maximum NDVI index in the months of September 2003 and 2008, VCI, VHI, TCI dash mapping maps were prepared. In order to evaluate the performance of agricultural drought indices, correlation coefficients were calculated for VCI, VHI and TCI profiles with SPI Meteorological Index. The results showed that the remote sensing index had a good accuracy in estimating the spatial and temporal dispersion of agricultural drought, so that the correlation coefficient between the VHI and SPI index was 0.86, which indicates that the index is consistent with the SPI meteorological index.

    Keywords: Agricultural drought, Remote Sensing, Standardized Precipitation Index, Vegetarian Index
  • Majid Mahmoodabadi *, Samira Zamani, Najme Yazdanpanah Pages 13-28
    Interrill erosion is one of the most important types of erosion in agricultural lands, causing organic carbon (OC) loss from the soil surface. However, soil OC deficiency is a challenge facing agricultural production in most arid and semi-arid regions of Iran. In these regions, rainfall may be associated with high-speed winds that may remove large amounts of soil and OC. Therefore, the present study was carried out to investigate the role of wind and rain as erosive factors on the soil and OC losses and sediment enrichment during erosion events in some contrasting soils. For this purpose, using a simultaneous wind and rain simulator, combinations of three rain intensities (20, 40 and 60 mm h-1) and four wind speeds (0, 6, 9 and 12 m s-1) were introduced on three soils (sandy, sandy loam, and loam), each at three replicates. The results showed that the OC loss from the soils changed from 0.04 to 4.04 mg m-1 s-1. Synergistic interaction between rain and wind on OC loss was detected. In addition, a threshold limit (9 m s-1) was observed for wind velocity, above which soil and OC losses increased sharply. On the other hand, with increasing soil loss, the OC loss from each soil increased linearly. The contribution of OC loss in the total soil loss for sandy, sandy loam and loam soils was 0.36, 0.17 and 2.19%, respectively. Moreover, the enrichment ratio of OC in the sediments of soils was 8.2, 1.01 and 12.2, respectively. Based on the findings of this study, the wind speed reduction is recommended in agricultural lands, especially in windy areas to control the losses of OC due to interrill erosion.
    Keywords: Aggregate breakdown, Flow depth, Organic carbon dynamic, Rain intensity, Wind velocity
  • Shahriar Sobh Zahedi *, Ramin Naghdi, MohammadReza Gharibreza, Ali Salehi, Ghavamoddin Zahedi Amiri Pages 29-42

    The method employed in this study was based on experimental research and field study. In this method, the stored radiocesium of the forest region which was supposed to be converted into Poplar plantation has been compared with the stored radiocesium of the reference region. 11 core samples were taken from reference region and then 7 core samples were selected from the transect which was a part of Poplar plantation that were taken by topographic characteristics in a depth of 25 centimeters, Having prepared the core samples according to the IAEA, they were packaged into the special Gama spectrometer containers. After that the amount of radiocesium of all samples has been measured by Bq kg-1 scale. The findings revealed that the amount of radiocesium in reference region was computed as 5894.1. Bq m-2 y-1. In the present study, soil loss rate during transect was estimated using proportional conversion models and mass balance I and II of 18.70, 22.72 and 18.64 ton / ha, respectively. These values were obtained for slope of 10-20%, canopy cover of 25% and clay loam soil under 1000 mm precipitation. This study recommended mass balance model II for estimation of erosion in changed land use areas and concluded that forest land use change to plantation due to reduction of long soil cover and plantation management by removing other seedlings and herbaceous cover increased the rate of soil erosion occurs. This process for many years has caused the erosion rate to exceed and has caused the loss of 0.1 cm of soil per year.

    Keywords: Land use change, soil erosion, Radioisotope, Hyrcanian forest North of Iran
  • Somayeh Emami *, Yahya Choopan, Javad Parsa Pages 43-54

    Due to the flow regime and consequently the sediment regime are not constantly in the watersheds, the prediction of sediment discharge is a great help in estimating and managing the sediment input to hydraulic structures. Measurement of sediment in the usual way is not justified in nowadays and may also lead to human error. Therefore, in this study, three meta-heuristic optimization algorithms, including imperialist competitive algorithm (ICA), grey wolf optimizer algorithm (GWO) and election algorithm (EA), were used to predict the suspended sediment load of the Zarrineh river. In order to calculate the sediment discharge by the models, firstly, the necessary statistics and data were collected from the studied station in the period 1993-2015. After processing the data, 210 corresponding discharge and sediment data were selected. The corresponding discharge-sediment data from the study station were randomly separated into two parts, 70% for training and 30% for testing. In order to evaluate the performance of the algorithms, four statistics consist of R2, RMSE, MAE and the NSE were used. The results showed that GWO algorithm with values of statistical criteria R2=0.96, RMSE=228.86 ton/day, NSE=0.74 and MAE=67.32 ton/day, has a very high accuracy compared to other algorithms used which this would lead to comprehensive planning for the design and construction of hydraulic structures.

    Keywords: Meta-heuristic algorithms, Sediment transport, watershed, sediment discharge
  • Mohammadreza Ekhtesasi, Javad Chezgi *, Maryam Khajavi Pages 55-64

    Evaluation of watershed management projects today is one of the most fundamental issues being addressed in countries for future planning in the field of natural resource management projects. The results of evaluating watershed projects by presenting a strategy and strategy should reduce future problems and costs. In this study, hierarchical analysis method and SWOT analytical model were used to evaluate and present the strategy. In this study 4 main criteria (reduction of erosion, flood reduction, increase of vegetation covers and increase of sewage discharge) and 8 sub-criteria were used. Then the final weight of each criterion and sub-criteria were determined using Expert choice software. The results showed that erosion reduction criterion with relative importance of 0.482 had the most impact on watershed projects. SWOT model results in the region indicated that the region's conditions were in the fourth quarter, WT or defensive strategy. To this end, strategies for mitigating threats and addressing regional weaknesses were presented using the region's potentials and opportunities, and prioritized using expert opinions. 8 strategies were identified and evaluated based on the potential of the area and the evaluation of implemented projects. The best management strategies to build coastal walls around the gardens in collaboration with locals with a final score of 0.28 were the first priority and a strategy to improve and increase the height of the dam overflow. Constructed with 0.02 points was the last priority.

    Keywords: Watershed management projects, Strategy, AHP model, SWOT model, KERMAN PROVINCE
  • Mohamamd Eftekhar Dadkhah, Mehdi Mirzai Pages 65-80
    The effects of drought on water resources in mountainous areas in Iran, is very difficult, due to lack of proper distribution of the station as well as lack of long-term data. The main objective of this study is to investigate the droughts in Kermanshah. The data used included the precipitation data of 42 points of the TRMM model with a spatial accuracy of 0.25 × 0.25 degrees, precipitation data of ground stations for the 15-year period (2014-2000) and the discharge of karst springs. The accuracy of data from two databases was evaluated by using R, R2, EF, IA, Slope, NRMSE and Bias statistics in the MATLAB software. The evaluation of the TRMM model's accuracy in comparison with the recorded rainfall data of ground stations on a monthly scale showed that the satellite data is very accurate and 70 to 80 percent of the precipitation data variance is explained by satellite rainfall data. Also, the amount of satellite data deviation from the station data is negligible and less than 10 mm. Drought monitoring using TRMM data and SPI index in monthly, seasonal and annual measurements showed that the frequency of drought in this province is usually more than wet, but the severity of the dry periods is less than wet periods and some dry periods are compensated by a wet period. The time distribution of SPI showed that wet and dry periods are more concentrated at the beginning and the end of the study respectively. Therefore, rainfall is decreasing and the contribution of spring rainfall is rising relative to fall and winter rainfall. The correlation coefficient (R) between precipitation and discharge of selected karst springs is between 0.77 and 0.88 where the highest coefficient of determination (R2 = 0.77) occurred in Ravansar station.
    Keywords: Dataset, TRMM, EF, drought, Kermanshah
  • Maryam Zare, Ommolbanin Bazrafshan *, Mojtaba Pakparvar, Gholamreza Ghahari Pages 81-97
    Limitations of physical and experimental methods for estimating the evapotranspiration have been rationalized the employment of remote sensing technology to solve the energy balance equation in recent years. In this study, in order to investigate the evapotranspiration factor in the application of the HEC-HMS model and to optimize the flood estimation, using Landsat 8 Satellite Images (nine images) and the meteorological data related to the Kelestan Station and the SEBS Evapotranspiration Model for the period 2015-2017, ET values were calculated in the region of Kelestan Located in the Northwest of Shiraz, and the results were compared to the FAO Penman-Monteith equation to verify the accuracy of this model in the region of Kolding with water body. Evaporation in HEC-HMS including the direct evaporation of water, evaporation from soil surface, and transpiration of plants was estimated as an average elevation. In this study, we attempted to replace the actual evapotranspiration in the HEC-HMS model, The amount of runoff from the precipitation is calculated more accurately. The results showed that after scrutinizing the ET input, the simulated flood correlation with the measured flood was increased with R2 from 92 to 99%, and RMSE from 0.14 to 0.01, respectively. The results also indicated that the use of Landsat 8 Satellite Images and SEBS model is a suitable tool for estimating actual evapotranspiration in mountainous and field areas in hydrological studies. This research is for the performance of SEBS in determining the spatial and temporal distribution of evapotranspiration in a mountainous and hydrological area. Because the calculation of ET in hydrological models can improve the results and increase the accuracy of these models.
    Keywords: runoff, Evapotranspiration, Remote Sensing, FAO Penman-Monteith, Energy Balance
  • Reza Dehghani, Hassan Torabi *, Hojatolah Younesi, Babak Shahinejad Pages 98-110

    River flow prediction is one of the key issues in the management and planning of water resources, in particular the adoption of proper decisions in the event of floods and droughts. To predict the flow rate of rivers, various approaches have been introduced in hydrology, the most important of which are the intelligent models. In this study, a hybrid, model wavelet- support vector machine, was applied to estimate the discharge of Dez river basin based on the daily discharge statistics provided by the hydrometric stations located at the upstream of the dam during the statistical period (2008-2018) and its performance was compared with the support vector machine model. The correlation coefficients, root mean square error, and mean absolute error was used for evaluation and a comparison of the performance of models. The results showed that the hybrid structures presented acceptable outcomes in the modeling of river discharge. A comparison of models also showed that the hybrid model of wavelet -support vector machine has a better performance in forecasting the flow. In conclusion, the use of the WSVM model could be effective in estimating flood peak discharge.

    Keywords: Forecasting, Dez Basin, Support Vector Machine, Wavelet
  • Mahmood Damizadeh, Rasool Mahdavi *, AliAkbar Noroozi, Arshk Hollisaz, Hamid Gholami Pages 111-124

    Geographical location and proximity to countries such as Saudi Arabia, Pakistan and Afghanistan as well as desert conditions and poor vegetation cover, weather instability and high winds have caused dust storms in different parts of Hormozgan province. This phenomenon is nowadays recognized as one of the environmental challenges in southern Iran. In order to study the dust phenomena in Hormozgan province, were first analyzed the dust data of twelve synoptic stations in the region between 2000 and 2018 Ackerman’s model, Normalized Difference Dust Index (NDDI), Thermal-infrared Dust Index (TDI) and Thermal Infrared Integrated Dust Index (TIIDI) were four Algorithm methods for dust source and plume identification using MODIS data MODIS Level 1B and MODIS Level 2 aerosol data to delineate and compares. Results showed that Qeshm station with 2762 days had the most and Minab station with 356 days had the least frequency of dust occurrence in the province. Also, 2007, 2008 and 2003 have the highest occurrence among the studied years. According to the survey data from 35716 days associated with dust phenomenon, 84% of dust events in the stations were locally originated (code 07) and 16% were of external source (06). The results also showed that the most occurrence of dust occurred in May, April and July, and the least occurrence of dust occurred in November, December and October. The results are shows all of the techniques except NDDI were successful in detecting dust plumes, but the most effective algorithm for plumes identification varied from event to event. In addition, TDI is the best algorithm comparing 3 evidence and eastern regions of Hormozgan, Jazmoorian area, Sistan and Baluchestan, and the western part of Afghanistan and Pakistan and south of Saudi Arabia are most important for dust source in Hormozgan Province.

    Keywords: Algorithm detector, MODIS, Dust storm, Analysis, Hormozgan
  • Fatemeh Bayati *, Rasoul Mirabbasi, Roohollah Fatahi Nafchi, Mahdi Radfar Pages 125-136

    One of the most important challenges of researchers in rainfall-runoff modelling is the estimation losses and extracting excess rainfall, which can affect on accuracy of the model and hydrograph characteristics. In the present study, at first the infiltration index of was estimated based on the depth of runoff and rainfall and also effective rainfall time. Then, instantaneous unit hydrograph was computed through Russo Method and the dimensions of direct runoff hydrograph were determined for 20 rainfall- runoff events. Then in order to increase the precision in estimating the dimensions of obtained hydrograph, the value of penetration index was estimated based on bivariate distribution resulted from infiltration index and one of rainfall characteristics which obtained from Copula function. For this purpose, at first the correlation between infiltration index of , characteristics of rainfall hyetograph and runoff hydrograph was calculated, then the best- fitted marginal distribution on each variable was specified. Finally, Galambos function was chosen as the best copula function for creating bivariate distribution for pairs of infiltration index of and rainfall height, infiltration index of and maximum velocity, infiltration index of and average flow and also infiltration index of and velocity. Therefore, the hydrograph dimensions were obtained for each event. Comparing the various dimensions of computed and observed hydrograph by copula function in Russo method showed that the infiltration index of can be estimated more accurately by using the copula function.

    Keywords: Rainfall-runoff, Copula function, Losses, Infiltration index of, Russo instantaneous unit hydrograph
  • Seyed Jafar Seyed Akhlaghi *, Mostafa Taleshi Pages 137-151

    Resilience is one of the strategies to reduce the vulnerability of communities in dealing with natural hazards. Among environmental hazards, drought is the most costly natural hazard due to the decrease in production and severity of suffering for villagers and farmers. Assessment of the effects of recent drought in the country, Indicators of low resilience of societies against this natural hazard are therefore indispensable for resilience of societies against drought. This is an applied research and has been done by descriptive-analytical method with the aim of measuring and evaluating the level of rural resilience in facing drought risk. To conduct research, using library resources, indicators and factors affecting rural resilience were identified and defined operationally. Then, using the field method and the questionnaire, the required information was gathered and the information collected using SPSS software Processed. The statistical population of the rural farmers is Hablehrood. For this purpose, 9 villages from different areas of the province with different levels of drought and development were selected and based on the Cochran formula, 271 farmers were selected as sample size. The tests used in this research are single sample T, Friedman test and Pearson correlation coefficient. The results showed that the level of field fluctuation was at an undesirable level and lower than the average level, and the rural areas of Hablehrood watershed were at risk of drought occurrence in the vulnerability to resilience.

    Keywords: Vulnerability, livelihood capital, local communities, Development, Hablehroud watershed
  • Parvaneh Mahmudi, Baharak Motamedvaziri *, Majid Hosseini, Hasan Ahmadi, Ata Amini Pages 138-149

    This study focuses on simulation and management the various hydrological responses to climatic changes. The semi-distributed hydrologic model SWAT (soil and water assessment tool) was used to evaluate runoff and water balance due to climate changes in Siminehroud and Zarrinehroud watersheds. The simulation period was selected between 1990 and 2014. The assessment results in the calibration and validation periods using the NS and R2 obtained 0.75, on average. Using statistical multisite downscaling of LARS-WG climatic models MIROC-ESM-CHEM، GFDL-ESM2M and NorESM1-M the future climatic condition entered to the model using two optimistic RCP2.6 and pessimistic RCP8.5 scenarios. The largest changes in runoff in the upcoming period, May, reduced by 2.4 m3 s-1 and in April, increased by 1.49 m3 s-1 in the optimistic scenario. In RCP8.5 pessimistic scenario in May and June, also the highest runoff was observed. The rate of actual monthly evaporation will increase in the optimistic scenario up to 3 mm and in the pessimistic scenario up to 8 mm increase will have a negative impact on the available water resources in the watershed. With estimation the climate changes and its effect on the stream flow discharge is possible performing a suitable management in Siminehroud and Zarrinehroud watersheds.

    Keywords: Water Balance, Urmia Lake, conceptual, SUFI-2
  • Elham Mahmodzadeh, Sedigheh Anvari * Pages 150-159
    The accurate estimation of daily Evapotranspiration (ET) improves the efficiency of water resources management especially in areas where suffers from water scarcity. In the present study, ET was estimated using surface energy balance algorithm for land (SEBAL) and the experimental model of FAO-Penman-Monteith (FPM) and finally compared and verified with those calculated from pan evaporation method. Since many climatic factors affect the ET values, the sensitivity analysis of SEBAL inputs variables was finally cerried out to determine the key affecting parameters. In this regard, by SEBAL model and emplying the satellite data of Landsat 8 (OLI and TIRS sensors), the ET values were estimated on a daily scale for the time period 2018/07/25 to 2018/09/11. Results of SEBAL model showed that the values of SEE, RMSE and R2 indices were equal to 1.27, 0.76 and 0.77 mm /day and 0.91, 0.6 and 0.92 mm /day, while compared with those of FPM and pan evaporation methods, respectively.
    Keywords: Sensitivity analysis, Remote Sensing, Landsat 8, Pan evaporation, FAO-Penman-Monteith
  • Hossin Mosavi *, Mohamad Kamangar, Alireza Karbalayy Pages 160-173

    Understanding the behavior of phenomena requires attention to all its dimensions, and one way to understand their complexities is modeling. Soil surface moisture is a key variable for describing drought, water, and energy exchanges between Korea and the air, as well as assessing crop conditions. Soil moisture is affected by both environmental variables and many environmental variables such as runoff, soil erosion, and crop production, but is highly variable due to unstable spatial and temporal conditions. The purpose of this paper is to investigate, extract and evaluate the spatial model of soil moisture dispersal after more than normal rainfall in 1979-98 in Kurdistan province. In this regard, after analyzing soil moisture dispersion as dependent variable and precipitation variables, snow water equivalent, topographic moisture index and vegetation index were selected as independent variables. Then, using a general regression model (OLS) and geographically weighted regression (GWR), spatial modeling was performed. Based on the evaluation criteria, the results showed that the GWR model with R2 = 0.74 has better explanatory power and better estimation than the general regression model with R2 = 0.68. According to the results of the GWR model, snow water equivalent variable in the northern mountainous regions had the highest effect on evapotranspiration and the least effect on soil moisture. The obtained spatial model can identify low or moist soil areas in order to identify environmental potentials and improve decision making, allocation and spatial distribution of agricultural services.

    Keywords: Soil Moisture, drought, Autocorrelation, Spatial regression, Kurdistan
  • Alireza Majidi *, Golamreza Lashkaripour, Ziaedin Shoaei Pages 174-185
    Erodibility, resistance and soil engineering behavior are affected by their physical and chemical properties. Lithology and characteristics of parent rock can be such factors that influence on soil properties and behavior. The aim of this study was to investigate and compare some of the physical properties of Marly fine grained soils with two different maternal formations in a unit basin (Qom salt lake). The study was carried out on 61 soil samples. The physical parameters studied are the specific weight of the unit volume of soil, the grain size, the Atterberg limits and the soil activity number, which was measured according to ASTM standards. The investigation of the above mentioned soil properties showed that the soils of these two marl formations are silty and all are classified in the category of fine-grained soils with low to moderate plasticity. The values of the soil activity number and the Atterberg limits, especially the plasticity limit and plasticity index, indicated that the clay minerals in these soils are more Kaolinite and Illite and less montmorillonite. The comparison of variance and mean of physical properties of two groups of soil by using t-student (two independent groups) test, showed that in most of the physical properties of two Marl Soil groups consist of liquid limit, plasticity index, soil activity number and percentage of clay, silt and sand, there is a differences significant level of confidence of over 95%. This difference of physical properties was validated by clustering the samples by hierarchical method. Considering to the unit basin and similar conditions in the formation and evolution of these two groups of soil, the results of this study indicate that conditions and characteristics of the sedimentary environment of the matter rocks mainly affected on the properties and behavior of soils, especially in their early stages of evolution.
    Keywords: Atterberg limits, Grain size, Neogene, Sedimentary environment of the matter rock, Soil activity number, T test of two independent groups
  • Negar Akbari, Masoud Nasri *, Seyyed hassan Mirhashemi Pages 186-196

    In this study, with using the data mining algorithm prediction, more efficient management of the aquifer of Tirvan and Karvan can be done. Seven different human and natural factors affecting aquifer depth changes were used in this manuscript. Initially, the predictions of three tree algorithms CART, CHAID and MP5 in aquifer changes were evaluated using statistical indices. The CAHID algorithm performed better than the CART and MP5 algorithms with respect to the regression coefficient of 0.82 and absolute error mean of 0.12. The highest aquifer rise in December, January, February and March, when the amount of precipitation was between 0.08 to 0.72 million cubic meters and the air humidity percentage was more than 72% and also the highest aquifer drawdown in month August and September, when air temperature more than 25 centigrade and the volume of water discharged from agricultural wells were more than 1.32 million cubic meters, were predicted by the CHAID algorithm tree diagram. From natural factors, air temperature and human factors, the volume of water harvested from agricultural wells had the greatest impact on aquifer depth changes in the plain. The two factors of air humidity percentage and precipitation volume were the only factors that had a direct relationship with the aquifer depth elevation. The most influential factors in predicting the depth changes of the aquifer of Tirvan and Karvan were air temperature, volume of water harvested from agricultural wells, and Precipitation volume and other parameters, respectively.

    Keywords: Agricultural Well, Air temperature, Aquifer Drop, CHAID Algorithm
  • Mohammad Ekrami, Rasool Mahdavi Najaf Abadi *, Marzieh Rezai, Hassan Vagharfard, Jalal Barkhordari Pages 197-212

    In recent decades, among natural disasters, the frequency of agricultural drought has been higher than other natural disasters. The best way to management of agricultural drought was to management drought-stricken society. The purpose of this study was to assess the vulnerability and spatial analysis of drought in Pishkuh watershed in Yazd province. the effective parameters in the vulnerability of agricultural drought in the region became information layers, and after weighting the layers in terms of the importance of agricultural drought vulnerability in the framework of multi-criteria decision making (MCDM) Agricultural drought in the study area was prepared. In order to control, monitoring and evaluation the final map, field studies of the study area were also used. The results showed that the highest weight of the effective parameters in drought vulnerability was related to the precipitation parameter, the value of which is equal to 0.31, and the lowest weight was related to the slope parameter with a value of 0.05. According to the obtained results, the most vulnerable agricultural droughts were related to Sanich, Darashir, Darasir, Eshkaft, Morok, etc. Geomorphologically, these areas were considered to be high and mountainous, more severe than plain areas due to the low depth of sediments, coarse-grained soil texture and aquatic resources (Qanats), mainly their vulnerability to drought, and In terms of time, they suffer more quickly, in other words, they suffer a lot of damage in the short term. While areas such as Islamia, Nasrabad, Mazrea Akhund, Hemmatabad , etc. were in a lower degree of agricultural drought damage. The results indicate that the degree of damage to agricultural drought estimated in the final map is in line with the findings of field studies. Therefore, the map of agricultural drought vulnerability has acceptable and desirable accuracy.

    Keywords: Agricultural drought, Vulnerability, Comprehensive management, Yazd province, MCDM, GIS
  • Milad Hatefi, Seyed Hamidreza Sadeghi * Pages 213-221
    The present study was conducted to make a brief prioritization based on a combined index for flood potential, water stress, rainfall erosivity index and drought severity at province scale in Iran. To accomplish this, the initial country-wide available data were initially collected. The raw data were mined and then standardized to neglect differences in units and magnitudes. The standardized data were ultimately analyzed using geometric mean. According to the results, Khozestan, Alborz and Kermanshah Provinces with respective combined indices of 0.61, 0.59 and 0.58 stood at the first priority in viewpoint of water and erosion indicators. Furthermore, the results of the study showed that southwestern provinces of the country were the most sensitive areas owing to high probability of extreme events and as a result, high amount of water resources loss and erosion potential. So that, implementation of soil and water resources management strategies in aforesaid provinces seems to be vital.
    Keywords: Crises Management, Risk Assessment, Watershed management, Zoning Index
  • Touraj Sabzevari *, Ali Talebi Pages 222-234
    In many civil engineering projects such as urbanization, road and dam construction, before designing and operating, the subject of landslide of the hillslopes, especially in the conditions of high rainfall, which may have financial and human damages, should be considered. TOPMODEL is a subsurface model used to estimate surface and subsurface runoff of watersheds based on the Dunny-Block mechanism. This model is capable of detecting catchment saturation area and estimating the soil moisture deficit (SMD) across catchment. There is a relation between the hillslope saturation index, which is a key parameter in landslide models, and SMD. In this study, the relationship between the two models of SINMAP (landslide model) and TOPMODEL and their parameters have been studied. For this purpose, the data of the ILAM Dam catchment data located in the southeastern province of ILAM in IRAN was used. The ten hillslopes of the area were taken to calculate the sliding. Using GIS, maps of SMD and index of saturation were calculated based on TOPMODEL, and finally, stability maps of SINMAP were calculated for the region. Hillslopes 3, 4, and 5 are quasi-stable according to the model, stability probability is less than 50% and stability probability is more than 50%, and in nature these hillslopes are unstable. The 8, 9, and 10 hillslopes that are used in nature from the vegetation of oak trees are stable, according to the model of these three hillslopes.
    Keywords: TOPMODEL, SINMAP, ILAM dam, Landslide
  • Mansour Jahantigh *, Seyed Ahmad Hosseini Pages 235-244

    Aim of this research was Studying and Recognition of lithology and Erosion Rivers in Sistan region. To done this research distinct situation of rivers according of basin and collected inform about basin of Sistan and review different parts of them such as type of erosion in river banks by using available reports and filed works. We have used available scale of 1:50,000, 1:250,000, Geologic maps, field observation and global positioning system (GPS). We found erodible area of river banks according to scale of 1:250,000 erodible Geologic maps. The data show that’s the main factor of cause to erosion is effect geologic conditions. The main parts of the basin covered with sediment of quaternary which is very sensitive to water erosion. The sistan rivers classification shows that stone, alluvium and other are 20.7, 38.1 and 41.2 percentage of rivers length, respectively. 7.2 percentages of area rivers occur erosion that bed and banks erosion are 85.1 and 14.9%, respectively.

    Keywords: Sistan region, River direction, erodible erosion, alluvium