فهرست مطالب

نشریه پژوهش های آبخیزداری
پیاپی 129 (زمستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/10/01
  • تعداد عناوین: 10
|
  • آیت روهینا*، حسن احمدی، ابوالفضل معینی، عبدال شهریور صفحات 2-17
    از مهم ترین روش های مورد استفاده برای نگه داشت و مدیریت آب در مناطق خشک و نیمه خشک احداث سدهای زیرزمینی می باشد. هدف از انجام این پژوهش ابتدا شناسایی مناطق مستعد جهت احداث سد زیرزمینی می‎باشد به گونه ای که در این مناطق برای احداث سد زیرزمینی محدودیتی وجود نداشته باشد. به این منظور با بهره گیری از منطق بولین و با استفاده از ویژگی های آبخیز، پستی و بلندی، زمین شناسی، کاربری اراضی، گسل و قنات مناطقی که برای احداث سد زیرزمینی بدون محدودیت هستند تعیین شده اند. سپس با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی و معیارهای کمیت و کیفیت آب، اقتصادی و اجتماعی، مخزن سد و کاربری اراضی مناطق مناسب برای احداث سد زیرزمینی اولویت بندی شدند. سرعت ناسازگاری در این پژوهش 0/05 به دست آمد. بررسی سرعت ناسازگاری نشان داد که وزن دهی انجام شده برای معیارها و زیرمعیارهای مورد مطالعه قابل قبول می باشد. نتایج اولویت بندی منطقه نشان داد که شیب آبخیز از مهم ترین معیارها در تعیین مناطق مناسب برای احداث سدزیرزمینی می باشد و احداث سد در شیب‎ها بالا مقرون به صرفه نمی‎باشد. به طور کلی نتایج نشان داد که مناطق واقع در قسمت غربی و مرکزی آبخیز دارای امتیاز بیشتری برای احداث سد زیرزمینی می باشند و با توجه به اهمیت سدزیرزمینی در مناطق خشک و نیمه خشک می توان بیان کرد که با احداث سدزیرزمینی در این مناطق می توان وضعیت منابع آبی منطقه را بهبود داد.
    کلیدواژگان: اقتصادی- اجتماعی، کمیت آب، گچساران، مخزن
  • ایوب کرمی، حمیدرضا مرادی*، علی جعفر موسیوند صفحات 18-31

    امروزه دستیابی به برآوردهای رطوبت خاک سطحی با استفاده از روش های سنجش از دور در منطقهای گسترده‎ با صحت بالا و در مقیاس زمانی کمتر از سه روز امکان پذیر شده است، اما اندازه پیکسل این داده ها بزرگ می باشد. پژوهش حاضر با هدف ریزمقیاس سازی داده های رطوبت خاک ماهواره اسمپ و با استفاده از داده های رادار سنتینل-1، با روش تلفیق رادار-تابش سنج در آبخیز فیروزآباد استان اردبیل انجام شد. در این روش با فرض ارتباط خطی بین رطوبت خاک از تابش سنج (مقدار تتا در پیکسل بزرگ) با پس پراکنش رادار (سیگمانات)، ابتدا تصویر رادار به اندازه ی پیکسل یک کیلومتر و نه کیلومتر (پیکسل بزرگ) تبدیل شد. سپس در هر پیکسل بزرگ با برقراری ارتباط خطی بین گروه زمانی رطوبت خاک و مقادیر پس پراکنش رادار، ضرایب آلفا و بتا رگرسیونی محاسبه شد. در ادامه با استفاده از روش تلفیق رادار-تابش سنج رطوبت خاک ریزمقیاس با اندازه پیکسل یک کیلومتر تهیه شد. مقدار ریشه ی میانگین مربعات خطای نااریب به دست آمده از اعتبارسنجی روش ریزمقیاس‎سازی برابر 0/039 (سانتی متر مکعب بر سانتی متر مکعب) می باشد و بیانگر صحت خوب داده های رطوبت خاک با اندازه پیکسل یک کیلومتر است. مقدار ریشه میانگین مربعات خطا نیز برابر 0/043 و نزدیک به مقدار هدف ماموریت اسمپ (ریشه میانگین مربعات خطا برابر 0/05) برای داده های یک کیلومتر است. با توجه به محدودبودن داده ی رطوبت خاک به نقاط اندازه گیری در برخی ایستگاه های هواشناسی و کشاورزی کشور و لزوم تهیه ی نقشه های پیوسته ی مکانی در مساحت های زیاد، استفاده از داده های رایگان ماهواره اسمپ و بررسی ریزمقیاس‎ سازی آن با داده های رادار سنتینل-1 برای کاربرد در مقیاس محلی و منطقه ای، می تواند به عنوان ابزاری کارآمد و کم هزینه در بخش پژوهش و اجرا مورد نظر باشد.

    کلیدواژگان: آبخیز فیروزآباد، رطوبت خاک، ریزمقیاس‎سازی، Sentinel-1، SMAP
  • عبدالعزیز حنیفی نیا، حبیب نظرنژاد*، سعید نجفی، آیدینگ کرنژادی صفحات 32-48
    زمین لغزش ها یکی از رخدادهای طبیعی و برخی انسان ساخت هستند. ایجاد یک راهبرد برای کاهش زیان های ناشی از زمین لغزش ها در جهت حفظ منابع طبیعی و انسانی، امری ضروری محسوب می شود. هدف از این تحقیق، اولویت بندی عامل های موثر بر زمین لغزش ها با استفاده از مدل آنتروپی شانون و روش GIS می باشد. برای این منظور، با استفاده از بازدید های میدانی و تصاویر گوگل ارث تعداد 90 نقطه لغزشی در آبخیز چریک آباد ارومیه شناسایی شد. لایه های بارش، ارتفاع، درصد شیب، جهت شیب، سنگ شناسی ، کاربری اراضی، شاخص پوشش گیاهی تفاضلی بهنجار شده (NDVI) و عناصر خطی مانند فاصله از آبراهه، فاصله از گسل، فاصله از جاده و فاصله از روستا به عنوان عامل های موثر بر وقوع زمین لغزش به کار گرفته شده و نقشه پراکنش زمین لغزش ها در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی تهیه و رقومی گردید. اولویت بندی عامل های موثر با استفاده از روش آماری آنتروپی شانون نشان داد که به ترتیب لایه های کاربری اراضی، فاصله از آبراهه و فاصله از گسل بیش ترین تاثیر را بر وقوع زمین لغزش ها داشته و کم ترین تاثیر مربوط به لایه های فاصله از روستا، فاصله از جاده می باشد. هم چنین پهنه بندی حساسیت زمین لغزش با مدل مذکور و ارزیابی دقت آن با استفاده منحنی عملکرد نسبی سامانه (ROC) و با سطح زیر منحنی (AUC)  برابر با 0/897 بیان گر دقت خیلی خوب مدل برای منطقه بوده است. با توجه به اینکه حدود 32 درصد از آبخیز در مناطقی با حساسیت زیاد و خیلی زیاد قرار گرفته است، پیشنهاد می شود جهت کاهش نسبی خطر لغزش در آنجا، از تغییر کاربری در مناطق مستعد زمین لغزش اجتناب گردد.
    کلیدواژگان: آبخیز چریک آباد، آنتروپی شانون، زمین لغزش، سامانه اطلاعات جغرافیایی، منحنی عملکرد نسبی سامانه
  • پرویز غلامی*، فاطمه جلیلیان، بهاره بهمنش، مجید محمد اسمعیلی صفحات 49-62
    یکی از راه حل های مناسب و کارآمد برای بهینه سازی استفاده از رواناب به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک، استفاده از شبکه های پخش سیلاب می باشد که ضمن کاهش خسارات ناشی از سیل، در افزایش حجم سفره آب زیرزمینی و احیای مراتع موثر است. در این پژوهش اثرات پخش سیلاب بر روی ترکیب گونه ای و گروه های گیاهی در مراتع پشتکوه کیاسر ساری واقع در استان مازندران مورد مطالعه قرار گرفت. به این منظور نمونه گیری پوشش گیاهی در مناطق پخش سیلاب، قرق و عدم پخش سیلاب (چرای دام) انجام شد. نمونه گیری در نقاط معرف و همگن هر یک از مناطق به صورت تصادفی- منظم و با ثبت درصد تاج پوشش گونه های گیاهی در 90 قطعه یک متر مربعی انجام گردید. نتایج نشان داد که تعداد 53 گونه در منطقه پخش سیلاب و 43 گونه در قرق وجود داشته، در صورتی که در منطقه عدم پخش سیلاب یا تحت چرای دام این تعداد برابر 24 گونه بوده است. در بین تیره های گیاهی مورد بررسی، پخش سیلاب موجب افزایش درصد تاج پوشش تیره های Brassicaceae، Poaceae و Fabaceae شد. به غیر از گروه های گیاهی همچون بوته ها و کاموفیت ها که کاهش معنی داری از پخش سیلاب نسبت به شاهد نشان دادند، مقایسه سایر گروه های گیاهی نیز حاکی از افزایش درصد تاج پوشش آنها طی پخش سیلاب و قرق بود. تجزیه و تحلیل چند متغیره نشان داد که ترکیب گونه ای و گروه های گیاهی تحت تاثیر عملیات پخش سیلاب و قرق بوده است به طوری که گونه های مهم مرتعی مانند Agropyron elongatum و Onobrychis altissima بیش ترین پاسخ را به عملیات پخش سیلاب در منطقه داده اند. به طور کلی نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که عملیات پخش سیلاب، تاثیر مثبتی بر شاخص های ترکیب گونه ای و گروه های گیاهی داشته است.
    کلیدواژگان: احیای اکولوژیک، استان مازندران، جمع آوری آب های سطحی، قرق، گروه های گیاهی
  • زهره ابراهیمی خوسفی*، مریم میراکبری صفحات 63-78
    گرم شدن سیاره زمین، به دلیل افزایش تغییرات در بارندگی و دما بر دسترسی به منابع آبی، به ویژه در مناطق خشک، اثری جدی دارد. مدل های اقلیمی گردش عمومی جو (GCM) و منطقه ای (RCM) به عنوان ابزار اصلی ارزیابی تغییرات ویژگی های اقلیمی در دوره آینده محسوب می شوند. متفاوت بودن تفکیک مکانی این مدل ها سبب اختلاف در نتایج ارزیابی تغییرات ویژگی های اقلیمی می شود. ازاین رو در این مطالعه کارایی مدل بزرگ مقیاس CanESM2 و مدل منطقه ای REMO در آبخیز جازموریان باکاربرد معیارهای آماری ارزیابی گردید. نتایج نشان دادند که، مدل CanESM2 نسبت به مدل منطقه ای REMO از عملکرد بهتری برای پیش بینی ویژگی های اقلیمی برخوردار است. شبیه سازی ویژگی های اقلیمی براساس مدل CanESM2 نشان داد که بارندگی تحت سناریوهای RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 به‎ترتیب 19/23، 18/55 و 14/55 میلی متر در ایستگاه ایرانشهر و در ایستگاه بم 8/31، 10/66 و 15/72 میلی متر نسبت به دوره ی مشاهداتی کاهش خواهد یافت. میانگین مقادیر شبیه سازی شده دما تحت سناریوهای مطالعاتی نشان داد که دمای متوسط در ایستگاه ایرانشهر به ترتیب 1/57، 2/15 و 3/1 درجه سانتی گراد و در ایستگاه بم 1/84، 2/31 و 3/35 درجه سانتی گراد نسبت به دوره مشاهداتی افزایش خواهد یافت. به طورکلی نتایج حاصل از پیش بینی ویژگی های بارندگی و دمای متوسط در آبخیز جازموریان حاکی از آن هستند که احتمال وقوع دوره های خشک طولانی تر در آینده نسبت به دوره مشاهداتی در این منطقه افزایش خواهد یافت. ازاین رو اطلاع از روند تغییرات ویژگی های اقلیمی می تواند به مدیران و برنامه ریزان در ارایه راهکار های لازم در شرایط تغییر اقلیم آینده کمک کند.
    کلیدواژگان: جازموریان، روند تغییرات، من- کندال، مدل بزرگ مقیاس، مدل منطقه ای
  • رضا زارعی، عبدالواحد خالدی درویشان* صفحات 79-95
    تخریب خاک دانه ها بر اثر برخورد قطرات باران باعث شکل گیری اندوده سطحی، کاهش زبری و بسته شدن منافذ سطح خاک و به دنبال آن افزایش رواناب و فرسایش خاک می شود. توالی بارندگی از جمله رخ دادهایی است که به رغم تاثیر در شکست خاک دانه ها و ایجاد اندوده سطحی، تاکنون کم تر از این جنبه مورد بررسی قرار گرفته است. بر همین اساس در پژوهش حاضر اثر سه باران متوالی و شکل گیری اندوده سطحی در دو نوع خاک لومی-شنی و لومی-شنی-رسی در کرت های کوچک آزمایشگاهی و تحت شبیه سازی باران به مدت 15 دقیقه پس از شروع رواناب با شدت های 50 و 90 میلی متر در ساعت بر مولفه های رواناب و هدررفت خاک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در هر دو بافت خاک و هر دو شدت بارندگی، اندوده سطحی خاک در اثر باران های متوالی ایجاد شد. توالی بارندگی بر زمان شروع، حجم و زمان خاتمه رواناب تاثیر معنی دار داشت. براساس نتایج حاصل از تصویربرداری سه بعدی در شدت 50 میلی متر در ساعت در اثر توالی بارندگی زبری سطح خاک در بافت لومی-شنی از 1/30 به 1/18 میلی متر و در بافت لومی-شنی-رسی از 1/80 به 1/31 رسید. در حالی که در شدت 90 میلی متر در ساعت میزان زبری افزایش یافت و به 2/37 و 1/99 میلی متر به ترتیب در بافت لومی-شنی و لومی-شنی-رسی رسید. با توجه به اثرات باقی مانده های پوشش گیاهی در اصلاح ساختمان و حفاظت فیزیکی خاک سطحی در برابر برخورد قطرات باران، پیشنهاد می شود در راستای کاهش اندوده سطحی، از چرای بی رویه جلوگیری شده و همچنین با اقدامات اصلاحی پوشش گیاهی منطقه تقویت شود.
    کلیدواژگان: پاسخ آب شناسی، پایداری خاک دانه، زبری سطح خاک، شبیه ساز باران، عکس برداری سه بعدی
  • داود داودی مقدم، علی حقی زاده* صفحات 96-112
    یکی از مهم ترین اقدام ها در راستای مدیریت سیلاب تهیه ی نقشه ی حساسیت سیل گیری است. هدف از این پژوهش، شناسایی مناطق مستعد سیل گیری با استفاده از مدل بیشینه ی بی نظمی در آبخیز تشان خوزستان است. بنابراین، نقشه ی پراکنش سیل گیری ها تهیه شد و از تعداد کل 169 موقعیت سیل گیری، 70% به منظور واسنجی مدل و30% به منظور اعتبارسنجی استفاده شد. هم چنین، از 10 عامل موثر در سیل گیری شامل ارتفاع، جهت شیب، فاصله از آبراهه، تراکم زهکشی، درجه ی شیب، کاربری اراضی، فاصله از جاده، شاخص رطوبت پستی وبلندی، انحنای سطح و سنگ شناسی استفاده شد. روند تاثیر و درصد مشارکت هر یک از ویژگی های محیطی در وقوع سیل گیری با استفاده از منحنی های پاسخ و روش جک نایف محاسبه شد. در نهایت، نقشه ی حساسیت سیل گیری در چهار طبقه تهیه شد. به منظور ارزیابی دقت مدل سازی انجام شده، از منحنی تشخیص عملکرد نسبی استفاده شد. نتایج نشان داد این مدل دقت بسیار خوبی در شناسایی مناطق مستعد سیل گیری دارد و عامل های کاربری اراضی و فاصله از جاده با 50/5% و 20/6% مشارکت، بیش ترین تاثیر را در وقوع سیل گیری ها داشته اند. هم چنین، حدود 25% از مساحت آبخیز نسبت به وقوع سیل گیری دارای حساسیت زیاد و خیلی زیاد است. با توجه به دقت پیش بینی بسیار خوب الگوریتم بیشینه ی بی نظمی در شناسایی مناطق بحرانی و حساس به سیل گرفتگی توصیه می شود. از این مدل برای تهیه ی نقشه ی حساسیت سیل گیری سایر آبخیزها خصوصا مناطقی که فاقد ایستگاه های آب سنجی هستند استفاده شود.
    کلیدواژگان: آبخیز تشان، اعتبارسنجی، بیشینه بی نظمی، مدیریت سیلاب، یادگیری ماشین
  • مجید آخشی، نجمه یرمی*، ابوالفضل عزیزیان، علی اکبر نظری سامانی صفحات 113-125
    جمع آوری باران در مناطق خشک و نیمه خشک با ریزحوضه روشی مناسب برای تولید محصول و مقابله با کم آبی است. امکان سنجی جمع آوری باران در آبخیز طالقان در ریزحوضه هایی با مساحت های 100، 25 و 6/25 مترمربع با سه تیمار ایجاد جوی و پشته، تراکم سطحی و شاهد در سال آبی 96-1395 بررسی شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کاملا تصادفی با سه تکرار اجرا گردید. پس از هر واقعه ی بارش در فصول مختلف، حجم رواناب جمع آوری شده مشخص گردید. ارتباط بین مقدار و ضریب رواناب با ارتفاع بارش و آستانه ی بارش برای تولید رواناب مشخص گردید. نتایج نشان دادند که بارش های بهاری به ترتیب 62/5 و 65/4% بیش از بارش های زمستانه و پاییزی رواناب تولید کردند. همچنین متراکم کردن خاک سطحی باعث افزایش رواناب و ضریب آن به ترتیب به مقدار 17/3 و 19/8% نسبت به شاهد شد؛ افزون بر آن، تراکم خاک اندازه ی ارتفاع بارش آستانه را به میزان هفت درصد کاهش داد. درحالی که مقدار و ضریب رواناب با ایجاد جوی و پشته به ترتیب 22 و 20% کاهش یافت، اما بارش آستانه چهار درصد فزونی گرفت. مقدار رواناب و بارش آستانه در ریزحوضه های بزرگتر، کمتر از ریزحوضه های کوچکتر بود. در مجموع، استفاده از ریزحوضه های جمع آوری رواناب برای کاشتن گیاهان در منطقه با تراکم خاک سطحی (افزایش هفت درصدی چگالی ظاهری خاک) قابل توصیه است، که مساحت آن با توجه به نوع گیاه تعیین می شود.
    کلیدواژگان: جمع آوری رواناب، ریزحوضه، طالقان، فصل بارش، مساحت
  • ایوب میرزایی حسنلو، هیراد عبقری*، مهدی عرفانیان، سپیده چوبه صفحات 126-144
    تغییرپذیری شدید درون سالی و بین سالی بارندگی یکی از ویژگی های آب وهوایی ایران است. هدف از این پژوهش بررسی شاخص تمرکز بارندگی، فورنیه اصلاح شده و شاخص شناسایی خشک سالی، بارش استاندارد شده و تهیه ی نقشه ی تغییرات مکانی و تحلیل روند آن ها طی دوره ی زمانی30 ساله (2018-1989) در 30 ایستگاه سینوپتیک ایران است. داده های مربوطه از سازمان هواشناسی کشور تهیه شدند. نتایج نشان دادند شاخص PCI در50 درصد ایستگاه ها روند صعودی و در50 درصد مابقی روند نزولی داشته است؛ کم ترین مقدار شاخص PCI در مناطق شمالی در سال 1992 در ایستگاه رشت (9/22)، و بیش ترین مقدار آن در مناطق جنوب شرقی در سال 2008 در ایستگاه بندرعباس (76/36) بود. همچنین، شاخص MFI در 28 ایستگاه روند نزولی داشت، که کم ترین مقدار شاخص MFI در سال 2010 در ایستگاه یزد (4/42)، و بیش ترین آن در سال 2001 در ایستگاه یاسوج (451/65) دیده شد. از نظر شاخص تمرکز بارندگی، الگوی بارندگی در بیش تر ایستگاه های سینوپتیک ایران فصلی و کاملا فصلی بوده است. براساس شاخص های خشک سالی، خشک سالی در مناطق غربی نسبت به سایر ایستگاه ها بیش تر بود؛ شدید ترین مقدار خشک سالی براساس هر دو شاخص به ترتیب (3/4-) و (3/3-) در ایستگاه سینوپتیک بوشهر و در سال 2010 رخ داده، که شاخص RDI خشک سالی را در وضعیت شدید تری نشان می دهد. استفاده از شاخص RDI به جای شاخص SPI، جهت پایش و مدیریت خشک سالی توصیه می گردد تا اثر دما به عنوان عامل مستقیم و اثرگذار بر خشک سالی لحاظ شود. نقشه ی فرسایندگی بارندگی مبتنی بر فورنیه، به عنوان منبع مهمی از اطلاعات، می تواند کمک شایانی به آبخیزداران و کارشناسان منابع طبیعی در ارایه ی طرح های حفاظت خاک، مهار کردن فرسایش، و مدیریت اراضی عرضه نماید.
    کلیدواژگان: تحلیل روند، شاخص استاندارد شده بارش، شاخص تمرکز بارندگی، شاخص شناسائی خشک سالی، فورنیه اصلاح شده
  • سیامک بهاروند*، وهاب امیری امرایی، سلمان سوری صفحات 145-161
    مدیریت آبخوان ها برای تامین نیاز آبی ساکنان از اهمیت بسیاری در مناطق خشک و نیمه خشک برخوردار است. هدف از مطالعه ی انجام شده، ارزیابی کیفی منابع آب زیرزمینی و یافتن مکان های مناسب به منظور احداث سد زیرزمینی در دشت کوهدشت (غرب استان لرستان) است. در این مطالعه، از خصوصیت های شیمیایی آب زیرزمینی و بهره گیری از معیارهای شولر و ویلکوکس برای ارزیابی کیفیت منابع آب در بخش های شرب و کشاورزی استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان دهنده مطلوبیت کیفیت آب زیرزمینی برای مصارف مختلف است. به منظور شناسایی مکان های مناسب جهت احداث سد زیرزمینی از عامل هایی چون شیب، سنگ شناسی، کاربری اراضی، تراکم شبکه ی آبراهه، بارش، دما، فاصله از روستا ، چاه، گسل و چشمه استفاده شده است. پس از تهیه ی لایه های اطلاعاتی مختلف، نقشه هر یک از عامل ها به ترتیب با استفاده از منطق فازی و فرایند تحلیل سلسله مراتبی، معیارسازی و وزن دهی شده است. ارزیابی عامل ها مختلف اثرگذار در تعیین مناطق مناسب برای احداث سد زیرزمینی نشان می دهد که سه عامل آبراهه، سنگ شناسی و شیب به ترتیب با وزن های 0/243، 0/206 و 0/153 بیش ترین تاثیر را در انتخاب محل بهینه دارا هستند. سپس با هم پوشانی نقشه های وزنی هر لایه در نرم افزار ArcGIS10 نقشه مناطق مناسب برای احداث سد زیرزمینی تهیه شده است. براساس نتایج به دست آمده، به ترتیب 20/35 ،15/90 ،14/92 ،26/28 و 22/54 درصد از مساحت منطقه در پهنه های خیلی نامناسب، نامناسب، متوسط، مناسب و خیلی مناسب برای احداث سد زیرزمینی قرار دارند. در نهایت، پس از پیمایش های پرشمار صحرایی، 6 مکان در پهنه خیلی مناسب برای احداث سد زیرزمینی انتخاب شده اند که این نقاط در مسیر آبراهه های با رتبه ی آب نگاری 4 و بالاتر قرار گرفته اند.
    کلیدواژگان: سد زیرزمینی، سلسله مراتبی فازی، سامانه ی اطلاعات جغرافیایی، کوهدشت، کیفیت آب
|
  • Ayat Rohina *, Hassan Ahmadi, Abolfazl Moeini, Abdal Shahrivar Pages 2-17
    Underground dam is an important hydraulic structure in management water in the arid and semi-arid areas. The aim of this research was to identify appropriate sites for constructing underground dams, where they do not limit construction of other such dams in this region. By benefiting from the Boolean logic, and using the physiographic, topographic, geological, land-use, fault, and aqueduct criteria, the regions that had no limitations for the constructing underground dams were selected. Using the analytical hierarchy process as well as the quantity and quality criteria of water, economic and social, dam reservoir, capacity and land-use, suitable sites for project construction underground dams were prioritized. The inconsistency rate in this research was 0.05. Investigation of the inconsistency rate indicated that the scoring performed for the criteria and sub-criteria studied here were acceptable. The results of prioritization of the region indicated that the watershed slope was the most important criterion in determining suitable site for such projects, thus constructing dams at steep slopes was not economical. Furthermore, given the geological conditions of the region and high score of this criterion in constructing underground dams, this criterion should be paid more attention to in such constructions. Overall, the results indicated that the regions located in the western and central parts of the watershed had a higher score for underground dam construction. Considering the importance of underground dam in dry and semidry regions, it can be stated that by constructing such dams in these regions, it is possible to improve the management of water resources.
    Keywords: Economic-social, Water quantity, Gachsaran, Reservoir
  • Ayoob Karami, HamidReza Moradi *, Ali Jafar Mousivand Pages 18-31

    Surface soil moisture retrieval using microwave remote sensing, as the most promising method, has been highly valued due to its great accuracy and temporal resolution in broad scales. However, its coarse resolution limits regional scale applications. This study aims to apply the optional downscaling algorithm to generate high resolution soil moisture (θf) over Firoozabad Watershed, Ardabil, Iran. The algorithm integrates the advantage of Sentinel-1 (S-1) radar and the SMAP Radiometer soil moisture to make a linear correlation between the satellite soil moisture (θc) and the radar backscatter (σo) at each coarse pixel. The outputs were compared with the soil moisture measurements collected from individual points in the study area. The values of 0.043 cm3/cm3 and 0.039 cm3/cm3, respectively, were obtained for RMSE and UnbRMSE at 1 km resolution. This result are close to the SMAP’s downscaled target accuracy (RMSE = 0.05, cm3 / cm3). Taken together, point measurement has limitations in terms of spatial representation and spatial extent, especially in a watershed scale data analysis; therefore, utilizing the freely available SMAP soil moisture data and its downscaled version with the S-1 SAR data could be considered as an efficient and low cost tool to be used in research and implementation for the local and regional applications.

    Keywords: Firoozabad Watershed, Soil Moisture, active-passive downscaling, Sentinel-1, SMAP
  • Abdulaziz Hanifinia, Habib Nazarnejad *, Saeed Najafi, Aiding Kornejady Pages 32-48
    Landslides are natural and incidentally man-made phenomena. Developing landslide risk reduction plans in order to preserve the natural and human resources are pivotal. This study sets out to prioritize landslide-controlling factors by using the Shannon’s entropy model and the GIS techniques. A total of 90 landslides were identified using extensive filed surveys and interpreting the Google Earth images. A Landslide inventory map was prepared in the GIS environment together with eleven controlling factors as inputs, namely precipitation, elevation, slope percentage, slope aspect, lithology, land use/land cover, the normalized difference vegetation index (NDVI), and the distance to streams/faults/roads/villages. The results revealed that the land use/land cover, the distance to streams, and the distance to faults were the top-ranked factors of the highest importance in landslide occurrence, while the distance to villages, and the distance to roads were of the least importance. Further, the model validation results attested to the great performance of the adopted model where the area under the receiver operating characteristic curve (AUROC) was 0.879. Considering that about 32% of the watershed is located in the high and very high sensitive area, it is recommended to avoid land use change in landslide-prone areas to reduce relative risk of landslide.
    Keywords: CherikAbad Watershed, GIS, Landslide, ROC curve, Shannon’s entropy
  • Parviz Gholami *, Fatemeh Jalilian, Bahareh Behmanesh, Majid Mohammad Esmaeili Pages 49-62
    Floodwater spreading (FS) is an efficient and appropriate method for the optimization of runoff utilization, particularly in arid and semiarid region. Beside the reduction of damage caused by the flooding, this technique is also useful in the artificial recharge of groundwater and rangeland restoration. Effects of floodwater spreading on species composition and functional groups were assessed in the Poshtkooh Rangelands of Sari in the Mazandaran Province. Vegetation sampling was evaluated in the FS area, enclosure and a without floodwater spreading (grazing). Sampling was carried out at representative and homogeneous areas of each treatment by the random-systematic method, thus the canopy cover of each plant species was measured in 90 plots of 1 m2/each. Results showed that there were 53 species in floodwater spreading area and 43 species in the enclosure but only 24 species were present in the control area spreading or grazing. Among the studied plant families. The canopy cover of Brassicaceae, Poaceae and Fabaceae was increased by floodwater spreading, shrubs and Chamophytes showed a significant reduction from due to FS as compare with the control area. Comparison of the most functional groups also indicated a reduction in their canopy cover percentage with an increase in floodwater spreading and enclosure. The multivariate analysis showed that the species composition and functional groups of the study area were affected by the FS practices and enclosure; that important and valuable species such as Agropyron elongatum and Onobrychis altissima responded most to such practice. To sum up, our results clearly showed that the FS practices carried out in the area had a positive effect on species composition and functional groups.
    Keywords: Ecological restoration, Enclosure, Functional Groups, Mazandaran province, Runoff Harvesting
  • Zohre Ebrahimi Khusfi *, Maryam Mirakbari Pages 63-78
    Global warming has a serious impact on access to water resources, especially in arid regions due to changes in rainfall and temperature. The Global Circulation Models (GCM) and the Regional Climate Models (RCM) have been considered as the main tools for assessing changes in climatic variables in the future. The difference in the spatial resolution of these models causes the different results in climate change assessment. The performance of the CanESM2 and REMO models was evaluated using statistical criteria in the Jazmourian Watershed. The results indicated that the CanESM2 has performed better than the REMO regional model for predicting climatic parameters. Climate parameter simulation based on the CanESM2 model showed that precipitation will decrease under the RCP scenarios (RCP2., RCP4.5, RCP8.5) by 19.23, 18.55, 14.55 mm, respectively at the Iranshahr Station and 8.31, 10.6, 15.72 mm, respectively at the Bam Station. The mean projected temperature based on the RCP scenarios showed that temperature will increase by 1.57, 2.15 and 3.1 ºC at the Iranshahr Station and 1.84, 2.31 and 3.35 ºC at Bam station under RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5, respectively. Generally, the finding of simulated precipitation and temperature in the Jazmourian Watershed showed that  the long dry periods is more likely to occur in the future as compared to the historical period. Hence, knowing the trend of the changes in climatic variables can help managers and planners to provide required strategies under the future climate change conditions.
    Keywords: Changes trend, Jazmourian, Large-scale model, Mann- Kendall, Regional Model
  • Reza Zarei, Abdulvahed Khaledi Darvishan * Pages 79-95
    Degradation of aggregates due to rain drop impacts leads to surface sealing formation, roughness reduction, filling of soil pores and consequently increase in the runoff rate and soil loss. Despite the effect on aggregate breakdown and formation of surface sealing, rainfall sequence is among the factors that have been less studied so far. Effect of three subsequent rainfalls and surface sealing formation were investigated on runoff and soil loss components in small experimental plots under simulated rainfalls with the intensities of 50 and 90 mm h-1 and duration of 15 min after time to runoff, in two soil types of sandy-loam and sandy-clay-loam, respectively. The results indicated that soil surface seal was formed by subsequent rainfalls in both of the studied soil textures and rainfall intensities. The rainfall sequence had the significant effect (P<0.01) on the time to runoff initiation, runoff volume and runoff termination. Based on the results of a 3D scanning, soil surface roughness decreased from 1.30 to 1.18 in sandy-loam and from 1.80 to 1.31 mm in the sandy-clay-loam soil as a result of rainfall sequence with the intensity of 50 mm h-1. However, soil surface roughness increased and became 2.37 and 1.99 mm in sandy-loam and sandy-clay-loam soils, respectively, at the rainfall intensity of 90 mm h-1. Regarding the effects of vegetation residues on the structural modification and physical protection of surface soil against raindrop impacts, it is suggested to reduce grazing and also to increase the vegetative cover in the area in order to reduce surface sealing.
    Keywords: Aggregate stability, 3D scanner, Hydrological response, rainfall simulator, Soil surface roughness
  • Davoud Davoudi Moghaddam, Ali Haghizadeh * Pages 96-112
    One of the most important measures for flood management is preparation of a flood susceptibility map. The purpose of this study was to identify susceptible areas to flooding using the maximum entropy model in the Tashan Watershed, Khuzestan Province. A flood inventory map was prepared for the statistical analysis. Of the 169 flooding occurrences, 70% were used for the model calibration and 30% were used for validation. Ten flooding factors, namely: altitude, slope aspect, distance from river, drainage density, slope angle, land use, distance from road, topographic wetness index, plan curvature and lithology were used. The effect and contribution of each environmental parameter was calculated using the response curves and the Jackknife method. Finally, a flooding susceptibility map was prepared in four classes. The receiver operating characteristic curve was used to evaluate the accuracy of modeling. The results indicated that the maximum entropy model had a very good accuracy (AUC=0.885) in identifying the prone areas to flooding, and the land use and distance from road with 50.5% and 20.6% contribution, respectively, had the most impact on the occurrence of flood inundation. Also, about 25% of the watershed area was highly sensitive to flooding. Regarding to very good prediction accuracy of maximum entropy model in detecting susceptible areas to flooding, it is recommended to apply this model for the preparation of the flooding map in other watersheds, especially areas lucking hydrometric stations.
    Keywords: Flooding management, Machine learning, Maximum Entropy, the Tashan Watershed, Validation
  • Majid Akhshi, Najmeh Yarami *, Abolfazl Azizian, Aliakbar Nazari Samani Pages 113-125
    Rainwater harvesting (RWH) in arid and semi-arid regions using micro-catchments (MCS) is an appropriate technique to produce crops and to deal with water shortages. Potential of RWH on the Taleghan Watershed was investigated using MCS covering areas of 100, 25 and 6.25 m2 under three treatments: furrowing, surface compaction and control (no treatment) during the 2016/2017 hydrological year. The experimental design was complete randomized block in factorial manner with three replications. Volume of the collected runoff was measured after each precipitation event in different seasons. The relationship between the amount and coefficient of runoff (R and Cr, respectively) with precipitation and the threshold of precipitation for runoff production (TPR) was determined. Results showed that the spring precipitation produced 62.5 and 65.5% higher R than the winter and autumn rainfall, respectively. Moreover, surface compaction produced 17.3 and 19.8% higher R and Cr than the control, respectively; it also reduced TPR by 7%. However, under furrowing, the R and Cr values decreased by 22 and 20%, respectively; while, TPR increased by 4% more than the control. Furthermore, the values of R and TPR in larger MCS were less than those of the smaller MCS. Overall, the use of MCS for R harvesting and plant cultivation with surface soil compaction (increasing bulk density by 7%) is recommended in regions where their areas is determined by the plant type.
    Keywords: Area, Micro-catchment, Rainfall season, Runoff Harvesting, taleghan
  • Ayub Mirzayi Hasanlo, Hirad Abghari *, Mehdi Erfanian, Sepideh Choobe Pages 126-144
    The temporal and spatial variability of rainfall within and between years is a characteristic of Iran's climate. The aim of this study was to investigate the PCI, SPI, RDI and MFI indices and map their spatial variations. These data were obtained from the Meteorological Organization of Iran. The results idicated that the PCI index had an upward trend in 50% of the stations and a downward trend in the remaining stations. The lowest value of the PCI index was observes for the northern regions in 1992 at the Rasht Station (9.22), and the highest value for southeastern regions in 2008 at the Bandar Abbas Station (76.36). The MFI index had a downward trend of 28 stations with the lowest value of the MFI index in 2010 at the Yazd Station (4.42) and the highest value in 2001 at the Yasuj Station (451.65). According to the PCI index, the rainfall pattern at most of Iran's synoptic stations is seasonal and completely seasonal. The results of drought indices indicated that the SPI and RDI indices were higher in the western regions than the other regions. The severest drought based on both indices was observed at the Bushehr Synoptic Station in 2010. The values of these indices were (-3.4) and (-3.3), respectively. The results also indicated that the RDI index revealed a more severe drought conditions. As the RDI index includes air temperature as a direct factor affecting drought, it is recommended to replace the SPI index with this one. The Fornieh Rain Erosion Map maybe of great help to watershed managers and natural resource experts in planning soil conservation, erosion control, and land use schemes.
    Keywords: Modified Fournier index, Precipitation Concentration Index, Reconnaissance Drought Index, Standardized precipitation index, trend analysis
  • Siamak Baharvand *, Vahab Amiri Amraei, Salman Soori Pages 145-161
    Aquifers management is of utmost importance used for supplying the water use in different sectors in the arid and semiarid regions. This research aims to evaluate the quality of groundwater resources and to find suitable locations for the construction of underground dams in the Kouhdasht area (west of the Lorestan Province). To evaluate the water quality for drinking and agricultural purposes, the chemical parameters of groundwater resources were placed in the Schaller and Wilcox diagrams. The results indicated that groundwater quality is desirable for various uses. To identify suitable locations for the construction of underground dams, factors namely: slope, lithology, land use, drainage network density, precipitation, temperature, distances from the village, well, fault, and springs were used. After providing the various data layers, the map of each factor is standardized and weighed using the fuzzy logic and the hierarchical analysis process, respectively. Evaluation of various factors influencing the determination of suitable areas for construction of underground dam revealed that three factors namely drainage network, lithology, and topographic slope with a weight of 0.243, 0.206, and 0.153, respectively, had the greatest impact on the selection of optimal locations. By overlaying the weighted maps provided for each layer in the Arc GIS 10, a map showing the suitable sites for construction of underground dams was produced. Based on the results, 20.35, 15.90, 14.92, 26.28, and 22.54 percent age of the area were evaluated as highly inappropriate, inappropriate, moderately, appropriate, and very appropriate for construction of underground dams, respectively. Performing detailed field surveys in the very appropriate areas, six sites were selected for construction of underground dams. These were located on the path of the fourth-order and greater streams.
    Keywords: Underground Dam, AHP Fuzzy, GIS, Kouhdasht, Water quality