فهرست مطالب

اکو هیدرولوژی - سال هشتم شماره 1 (بهار 1400)

مجله اکو هیدرولوژی
سال هشتم شماره 1 (بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1399/12/24
  • تعداد عناوین: 20
|
  • حامد محمودی، مهدی پژوهش*، خدایار عبدالهی، افشین هنربخش صفحات 1-16

    دمای سطح زمین بر میزان تغییرات مکانی و زمانی برف پشته‏ها به عنوان یکی از اجزای مهم بیلان آبی اثر می‏گذارد... به رغم سهولت دسترسی به داده‏های سنجش از دور، نظیر محصولات ماهواره مودیس در پایش و ارزیابی اثر دمای سطح زمین بر مساحت پوشش برفی گاهی به دلایلی سری پیوسته آن موجود نیست. به منظور غلبه بر این محدودیت، با استفاده از روابط رگرسیونی، ارتباط دمای سطح زمین و گستره پوشش سطح برف در هر 8 روز و به صورت میانگین ماهانه طی سال‏های 1382 تا 1394 ارزیابی شد. نتایج به دست آمده نشان داد حداقل و حداکثر میانگین سالانه درصد پوشش سطح برف در حوضه کسیلیان به‏ترتیب در سال‏های 1388 و 1390 برابر با 86/5 و 32/20 درصد و همچنین، میزان میانگین سالانه دمای حداقل و حداکثر سطح زمین در سال‏های 1383 و 1389 برابر با 65/17 و 1/21 درجه سانتی‏گراد است. بررسی الگوی تغییرات دو متغیر طی دوره مطالعاتی نشان داد تغییرات سطح پوشش برف نسبت به دمای سطح زمین به‏صورت معکوس و به تدریج در حال افزایش است. همچنین، نتایج نشان داد در رگرسیون توانی، مقادیر NSE برای شبیه‏سازی میزان درصد پوشش سطوح برفی، ، RMSE و Bias به ترتیب برابر 6/0، 64/0، 88/9 و 14/2- است. این ضرایب در رگرسیون خطی به ترتیب برابر با 16/0، 47/0، 37/14 و 32/86 به دست آمد. بنابراین، مطالعه حاضر می‏تواند برای برآورد پوشش سطح برف و بازسازی نواقص آماری موجود در تصاویر ماهواره‏‏ای موثر باشد.

    کلیدواژگان: ذوب برف، شبیه‏سازی، گرادیان دمایی، ماهواره مودیس، مقیاس مکانی و زمانی
  • مهدی اسدی، مختار کرمی* صفحات 17-27

    ارزیابی میزان تبخیر و تعرق یکی از راه‏های جلوگیری از هدررفت آب و مدیریت منابع آب است. بنابراین، در پژوهش حاضر سعی شده است با استفاده از الگوریتم سبال، میزان تبخیر و تعرق واقعی در شرق استان آذربایجان شرقی محاسبه شود. برای این منظور، ابتدا بر اساس دو تصویر ماهواره‏ای لندست 8 به تاریخ‏های 22/08/2017 و 09/08/2018 مقادیر شار تابش، شار گرمای خاک، شار گرمای محسوس برآورد شد. سپس، بر اساس تفاضل به دست آمده، مقادیر شار گرمای لحظه‏ای محاسبه شد و تبخیر و تعرق 24 ساعته برای هر تصویر به دست آمد. در نهایت، میزان به دست آمده با مقادیر به دست آمده از روش پنمن - مانتیث مقایسه شد. همچنین، برای پردازش و تجزیه وتحلیل تصاویر از نرم‏افزار ENVI4.8 استفاده شد. نتایج بیانگر آن بود که میزان تبخیر و تعرق در روش پنمن مانتیث و سبال در تاریخ 22/08/2017 به ترتیب حدود 35/6 و 7 میلی‏متر در روز و در تاریخ 09/08/2018 به ترتیب حدود 25/7 برای پنمن مانتیث و 94/7 میلی‏متر در روز برای سبال بوده است. در مجموع، مقادیر تبخیر و تعرق واقعی سبال و تبخیر و تعرق پتانسیل پنمن مانتیث دارای میانگین تفاضل مطلق (MAD) 67/0 میلی‏متر در روز است که بیان می کند بین مقادیر تخمین زده شده به‏وسیله الگوریتم سبال و روش پنمن مانتیث تطابق خوبی وجود دارد.

    کلیدواژگان: تبخیر و تعرق، سبال، پنمن مانتیث، سنجش‏ازدور، آذربایجان شرقی
  • عباسعلی قزل سوفلو، مبین افتخاری، محمد اکبری* صفحات 29-43

    با توجه به رشد آلودگی آب‏های سطحی، تحقیق پیش رو در نظر دارد با به‏کارگیری مدل سازی عددی، رفتار خودپالایی و حذف آلاینده در رودخانه‏ها را ارزیابی کند. در تحقیق پیش رو با استفاده از داده‏ها و اطلاعات ثبت و برداشت ‏شده در رودخانه کارده به‏عنوان یک منبع در تامین آب شرب شهر مشهد، به بررسی فرایند‏های پایش رودخانه‏ای با استفاده از مدل عددی MIKE11 پرداخته‏ شده است. در این مدل شرایط مرزی شامل دبی، آلودگی (Ecoli) و رقوم سطح آب بوده که از طریق اندازه‏گیری و نمونه‏برداری‏های صحرایی تعریف شد. اندازه‏گیری در دو بازه زمانی؛ یکی در فروردین 1393 (معرف فصل پر آب سال) و دیگری در مردادماه 1393 (معرف فصل کم آب سال) با اخذ 12 نمونه از آب رودخانه کارده، انجام ‏شده است. نتایج تحقیق حاضر نشان می‏دهد ضریب زبری مانینگ با کمک کالیبراسیون مدل هیدرولیکی در بازه بررسی شده برابر با 058/0 به دست آمد و ضریب زوال رودخانه برای پارامتر Ecoli در فصل گرما با فاکتور پخش 20 و توان ضریب پخش 5/0 برابر با 08/0 و در فصل سرما با فاکتور پخش 5 و توان ضریب پخش 2 برابر با 207/0 است. بر اساس نتایج به دست آمده، تاثیر ضریب مانینگ در برآورد آلودگی 90 درصد و سهم پارامترهای دیگر درمجموع 10 درصد است. به‏منظور کالیبراسیون مدل از آنالیز حساسیت استفاده شد که از آنالیز حساسیت یادشده نتیجه می‏شود که ضریب مانینگ تاثیر زیادی بر مدل سازی پخش و انتقال آلودگی دارد.

    کلیدواژگان: پیش ‏بینی آلودگی، رودخانه کارده، ضریب خود پالایی، ضریب زوال، مدل MIKE11
  • فاطمه نیکوی، شراره پورابراهیم*، بهمن جباریان امیری، داود رضا عرب صفحات 45-56

    یکی از خدمات مهم اکوسیستم‏ها، خدمت تولید آب است. خدمت تولید آب به طور مستقیم بر توسعه پایدار سیستم‏های اقتصادی-اجتماعی تاثیر می‏گذارد. هدف از انجام مطالعه حاضر، بررسی نقش خدمت اکوسیستمی تولید آب در حوضه دریاچه ارومیه در برآورد چارچوب حسابداری آب پلاس (WA+) است. در گام نخست، کاربرگ منابع آب از چارچوب WA+ برای منطقه مطالعاتی با استفاده از داده‏های هیدرولوژی و تصاویر ماهواره‏ای در سال 2015 محاسبه شد. در گام بعدی، به منظور کمی‏سازی خدمت تولید آب در همان سال از مدل Water Yield در نرم‏افزار InVEST استفاده شد. داده‏های ورودی این مدل شامل کاربری/پوشش سرزمین، بارش، تبخیر و تعرق، عمق محدودکننده خاک برای ریشه گیاه، میزان آب در دسترس گیاه، لایه زیرحوضه‏ها و جدول اطلاعات بیوفیزیکی می‏شود. سپس، اجرای مدل در نرم‏افزار InVEST نسخه 3.5.0 میزان تولید آب در سطح حوضه و زیرحوضه به دست آمد. نتایج WA+ و InVEST نشان دادند میزان کل ورودی آب در حوضه دریاچه ارومیه در حسابداری WA+ در سال 2015 برابر با 4/16 میلیارد متر مکعب است که از این میزان 7 میلیارد متر مکعب آن سهم خدمت اکوسیستمی تولید آب در این حوضه بوده است. بنابراین، اکوسیستم با تولید بیش از 40 درصد از حجم ورودی‏های آب در حوضه کارکرد زیادی در تامین منابع آب آن دارد. از این رو، دانستن کمی سهم اکوسیستم‏ها در یک حوضه می‏تواند به برنامه‏ریزی بهتر در زمینه مدیریت منابع آبی و نیز حفظ ارزش‏های اکوسیستم بینجامد. از نتایج مدل Water Yield و کاربرگ منابع آب WA+ می‏توان در مدیریت جامع منابع آبی و برنامه‏ریزی برای تخصیص عادلانه آب بهره برد.

    کلیدواژگان: چارچوب حسابداریWA+، خدمات آبخیز، فراهم آوری آب، نرم افزار InVest
  • مطلب بایزیدی*، مهری کاکی صفحات 57-72

    در گذشته، به دلیل عدم توسعه تکنولوژی، بهره‏برداری از سفره‏های زیرزمینی به صورت محدودی انجام می‏گرفت. اما در سه دهه اخیر، روش تخلیه سفره به تدریج تغییر کرده و استفاده از سیستم‏های برداشت جدید مانند چاه های عمیق و نیمه عمیق متداول شده است. با استفاده از این چاه ها، تخلیه آب زیرزمینی بدون توجه به میزان تغذیه آن، افزایش یافته و در نتیجه، سطح آب زیرزمینی سیر نزولی داشته است. در پژوهش حاضر وضعیت بهره‏برداری، تغییرات حجم ذخیره و حجم مخزن آبخوان‏های ممنوعه قروه، دهگلان و چهاردولی در استان کردستان تا انتهای سال آبی 1396 1397 بررسی شد. بر این اساس، نقشه‏های هم ضخامت اشباع، هم عمق، ایزوپیز و هم جهت جریان آب زیرزمینی در آبخوان‏ها در محیط ArcGIS تهیه شد. سپس، سطح تاثیر هر چاه از طریق پلی‏گون بندی تیسن محاسبه شد. سپس، با میانگین‏گیری وزنی، ارتفاع پیزومتری آبخوان‏ها در سال‏های مختلف محاسبه شده و نمودار هیدروگراف واحد آنها ترسیم شد. از بررسی هیدروگراف واحد دشت‏های شرق استان کردستان طی دوره 31 ساله (1366-1397) مشخص شد که سطح آب زیرزمینی روند نزولی دارد و با محاسبه بیلان آب زیرزمینی آبخوان‏ها، کسری تجمعی مخازن آبخوان‏های قروه، دهگلان و چهاردولی طی این دوره به ترتیب 2، 4/17 و 98/2 میلیون مترمکعب بوده و بیلان منفی است. به طور کلی، دشت‏های شرق استان کردستان با وجود اینکه جزء مناطق ممنوعه است و باید به این منظور تلاش بیشتری از سوی بهره‏برداران به خصوص کشاورزان صورت گیرد، اما مخازن این دشت‏ها با میزان کسری تجمعی 2/22 میلیون مترمکعب همراه است.

    کلیدواژگان: آبخوان، تراز آب زیرزمینی، کسری حجم مخزن، هیدروگراف واحد
  • سهیلا یونس زاده، علی سلاجقه*، طیبه مصباح زاده، مسعود تجریشی، شهرام خلیقی سیگارودی، حمید طاهری شهرائینی صفحات 73-87

    تغییر کاربری اراضی، نتیجه تعامل پیچیده بین بسیاری از فرایندها هستند. به منظور درک این پویایی ها، مدل های بسیاری در دهه های اخیر تولید شده اند. مطالعه حاضر با به کارگیری تصاویر ماهواره‏ای Landsat و استفاده از الگوریتم طبقه‏بندی حداکثر احتمال، به بررسی الگوی کاربری اراضی حوضه آبخیز سیمینه رود در سال‏های 1379، 1384، 1389 و 1396 پرداخته و سیر تبدیلات تاریخی آنها را مشخص می کند. در نهایت، سناریوهای مختلف تغییرات کاربری اراضی در سال 1419، با بهره گیری از آخرین نسخه موجود مدل Dyna-CLUE بررسی شده است. نتایج حاصل از مدل سازی بیانگر کارایی مدل Dyna-CLUE در تحلیل و پیش بینی الگوهای کاربری اراضی در سطح حوضه ای بوده و ضرایب واسنجی و اعتبارسنجی آن در سال های 1384 و 1389 به ترتیب 84/0 و 69/0 است. تحلیل تغییرات کاربری اراضی طی سال های 1379 تا 1396 نشان داده که بیشترین تغییر، تبدیل اراضی مرتعی به کشت آبی است؛ به طوری که حدود 343 کیلومترمربع از اراضی مرتعی (معادل 13 درصد) کاهش یافته و اراضی کشاورزی آبی حدود 127 درصد رشد داشته است. همچنین، آرایش مکانی کلاس های کاربری اراضی در سال 1419 در قالب سه سناریوی خوش بینانه، بدبینانه و ادامه روند گذشته بررسی و خروجی‏های آن نشان داده است که الگوی آتی غالب کلاس های کاربری اراضی منطقه نسبت به الگوهای فضایی تاریخی تغییر زیادی نکرده و پیشروی به صورت مجاورتی بوده است. نتایج مطالعه حاضر می تواند به عنوان ابزاری کارآمد، برنامه ریزان محیط زیست را در تجهیز مدیریتی زیرساخت های آتی حوضه سیمینه رود یاری دهد.

    کلیدواژگان: الگوریتم حداکثر احتمال، اراضی مرتعی، اراضی کشاورزی آبی، مدل سازی کاربری اراضی
  • محمدعلی زنگنه اسدی*، ابوالقاسم امیراحمدی، مهناز ناعمی تبار صفحات 89-108

    با توجه به شرایط طبیعی ایران، بی توجهی به موضوع سیلاب‏‏ها می‏تواند خسارت‏های جبران ناپذیری به بار آورد که در این میان، برآورد سیلاب و پهنه ‏بندی نواحی سیل گیر اهمیت بسیار زیادی در کنترل خطرات دارد. بنابراین، پهنه ‏بندی بر اثر تغییرات اقلیمی، امری ضروری است. از این رو، در پژوهش حاضر به منظور بررسی خطر‏پذیری سیلاب در حوضه‏ های منتخب خراسان رضوی با استفاده از مدل ویکور، L-THIA و شبکه عصبی مصنوعی انجام شده است. سپس، از متغیرهای چهارده گانه موثر بر وقوع سیلاب شامل اقلیم، کاربری اراضی، ارتفاع، تراکم زهکشی، واحدهای ژیومورفولوژی، لیتولوژی، ارتفاع رواناب، نفوذپذیری، شیب و جهت آن، فاصله از آبراهه، بارش، دما و خاک استفاده شده است. نتایج نشان داد از میان عوامل نامبرده، پارامترهای اقلیم، کاربری اراضی، شیب، تراکم زهکشی، فاصله از آبراهه، بارش، خاک و واحدهای ژیومورفولوژی بر اساس محاسبات آماری تاثیر بیشتری را در وقوع سیلاب دارند. ارزیابی کمی و کیفی نتایج با استفاده از آماره ‏های گوناگون نشان داد مدل ‏L-THIA‏، با گامای 8/0 بیشترین مقدار همبستگی را با لایه‏ های اولیه دارد و از دقت و کارایی بیشتری نسبت به دو مدل ویکور و شبکه عصبی مصنوعی در پیش ‏بینی سیلاب برخوردار است.

    کلیدواژگان: آزمون گاما، پهنه ‏بندی، حوضه‏ های آبریز، سیلاب، مدل‏سازی
  • سمیه سیما*، کوروش کاووسی، بهداد ساعد صفحات 109-125

    تعیین و تامین نیاز آب زیست محیطی اکوسیستم ها از جمله تالاب‏ها یکی از راهکارهای موثر به منظور پیشگیری از تخریب و اطمینان از تداوم خدمات اکوسیستمی آنهاست. در مطالعه حاضر تعیین نیاز آبی تالاب بین المللی کانی برازان)در جنوب دریاچه ارومیه(با اتخاذ یک رویکرد ترکیبی هیدرواکولوژیکی مد نظر قرار گرفت. به این منظور، با استفاده از داده ‏های ماهواره ‏ای تغییرات بلندمدت سطوح آب و پوشش گیاهی تحلیل شد. سپس، تحلیل فراوانی سطوح غرقابی و دوره های رشد پوشش گیاهی تالاب و برآورد مقادیر تبخیر تعرق از سطح انجام شد. در ادامه، بر مبنای مطالعات میدانی انجام شده از تابستان 1394 تا پاییز 1395، هیدروگرافی تالاب، گونه‏ های گیاهی و پرندگان تالاب و مکان‏یابی زیستگاه‏ های آنها تعیین شده و گونه‏ های شاخص مشخص شدند. بر مبنای عمق مطلوب و الگوی‏ ‏مکانی زیستگاه‏ های گونه‏ های شاخص گیاهان و پرندگان زمستان گذران در معرض خطر و تهدید، سطوح غرقابی و احجام مطلوب تالاب تعیین شد. در نهایت، با استفاده از سری زمانی احجام تاریخی تالاب و مدل سازی معکوس بیلان آب، رژیم جریان ورودی تالاب از منابع سطحی برای تامین نیاز آبی تالاب برآورد شد. نتایج مطالعه حاضر نشان می‏دهد در شرایط نرمال جریان زیست محیطی مورد نیاز تالاب کانی‏برازان معادل 5/16 میلیون مترمکعب در سال، شامل دو پیک جریان به ترتیب در اواسط پاییز و اواخر بهار است. نتایج مطالعه حاضر می‏تواند در برنامه ریزی منابع آب سطحی و زیرزمینی تغذیه کننده تالاب و نیز مدیریت کیفیت آب تالاب استفاده شود.

    کلیدواژگان: پرندگان زمستان گذران، پوشش گیاهی، رویکرد ترکیبی، گونه‏ های شاخص، نیاز آب زیست محیطی
  • ابوالفضل ذوالفقاری، زهرا عزیزی*، حسین آقامحمدی صفحات 127-142

    بحران های طبیعی قابل پیشگیری نیستند، اما می توان با تکیه بر فنون مهندسی و نوآوری های علمی، میزان خسار ت های به وجودآمده در بخش مالی و جانی آن را به شدت کاهش داد. بخش‏های زیادی از ایران از جمله مناطق حادثه خیز در جهان محسوب می شود که نیازمند توجه خاص قبل از وقوع بحران است. استان چهارمحال و بختیاری با توجه به موقعیت جغرافیایی و شرایط اقلیمی خاص آن از جمله این مناطق است که مکان یابی اسکان اضطراری وقوع سیلاب در این استان را بااهمیت می‏کند. در تحقیق حاضر از روش مبتنی بر تدوین پرسشنامه محقق ساخته و بررسی اسناد کتابخانه‏ای و مدل های آماری استفاده شده است. بنابراین، با استفاده از روش فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) مکان‏های ایمن هنگام وقوع سیلاب و آماده‏سازی معیارها و زیرمعیارهای موجود شناسایی شد. سپس، با استفاده از اطلاعات آماری فازی- سلسله مراتبی (FAHP) مقادیر ارزش هر یک از معیارها و زیرمعیارها مشخص شده و وزن نهایی محاسبه شده و نقشه‏های مربوطه در محیط GIS برای نمایش هرچه بهتر تهیه و تدوین شد. نتایج به دست آمده نشان داد شهرکرد کمترین میزان خطرپذیری را در بین شهرستان‏های استان در اختیار دارد و به ترتیب، شمال و شمال شرق بروجن، اردل و قسمت های مرکزی و جنوب کوهرنگ و قسمت‏های شمالی لردگان ایمنی بیشتری نسبت به قسمت‏های شمالی شهرستان دارند.

    کلیدواژگان: اسکان اضطراری، سیلاب، مدیریت بحران، GIS، AHP
  • آسیه زارعی، نسرین سیاری*، بهرام بختیاری، محمد مهدی احمدی صفحات 143-160

    تغییر اقلیم با ایجاد تغییر در میزان دما و بارش موجب تغییر در دبی رودخانه ‏‏ها می‏‏شود. محدودیت منابع آبی و توزیع نامتجانس آن در مناطق مختلف کشور سبب شده است که در مقایسه با بسیاری از نقاط جهان، نسبت به پدیده تغییر اقلیم آسیب پذیر‏‏تر باشد. شبیه ‏‏سازی جریان رودخانه به عنوان پیش ‏‏نیاز برخی از مسایل زیست ‏محیطی و مهندسی اهمیت دارد. در تحقیق حاضر تاثیر تغییر اقلیم بر میزان رواناب سطحی حوضه آبخیز هلیل ‏رود استان کرمان با استفاده از مدل IHACRES در دوره ‏های زمانی آینده نزدیک (2020-2050) و آینده دور (2070-2100) پیش ‏بینی شد. به این منظور، ابتدا داده ‏‏های روزانه بارش و دما ایستگاه‏های تعیین شده طی دوره آماری 1995 2017 از ایستگاه های هواشناسی منطقه مطالعه شده اخذ شدند. سپس، خروجی‏‏های مدل گردش عمومی جو CanESM2 تحت دو سناریوی انتشار میانه (RCP4.5) و بدبینانه (RCP8.5) با استفاده از مدل SDSM ریزمقیاس شدند. میانگین دمای ایستگاه‏ها در دو دوره آینده نزدیک و دور به ترتیب 5- و 6/4- درصد کاهش و میزان بارش نزدیک 5/42 و 40 درصد افزایش نسبت به دوره مشاهداتی (1989-2017) نشان دادند. در گام بعدی، مقادیر پیش‏‏بینی شده دما و بارش توسط مدل ریزمقیاس‏ نمایی آماری SDSM به مدل بارش- رواناب IHACRES وارد شده و تغییرات دبی در دو دوره زمانی آینده پیش ‏‏بینی شد. بر اساس مقادیر پیش بینی شده، متوسط دبی ماهانه در هر دو ایستگاه (کناروییه، چشمه عروس) در ماه‏‏های گرم سال بیشترین افزایش را بر اساس پیش‏ بینی ‏ها نشان داد. براساس یافته‏‏های پژوهش حاضر، کاهش دما و افزایش میزان بارش طی دوره ‏های آینده منجر به افزایش رواناب و شدت وقایع سیل در حوضه آبخیز هلیل رود در ماه‏های گرم سال خواهد شد.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، سناریوهای انتشار RCP، SDSM، IHACRES، CanESM2
  • محمد عسگری، محسن جوانمیری پور، وحید اعتماد*، عبدالمجید لیاقت صفحات 161-176

    در محیط ‏های کم باران که درگیر خشکسالی هستند، حفاظت و توسعه پوشش گیاهی و فضای سبز با چالش‏های کم‏ آبی و یا بی‏آبی رو به رو است. هدف از تحقیق حاضر، مقایسه نیاز آبی گونه‏‏ های زبان‏گنجشک و توت نرک به عنوان گونه‏ های استفاده شده در فضای باز و گلخانه در شهر رباط ‏کریم، واقع در جنوب غربی استان تهران است. پژوهش پیش رو در دو محیط گلخانه و عرصه صورت گرفته و نهال‏ها از دو گونه درختی در قالب طرح کاملا تصادفی در عرصه و در داخل گلدان کاشته شدند. پژوهش حاضر دارای دو مرحله است و هر مرحله شامل چندین فاز است. نتایج نشان داد در گونه‏ ها‏ی زبان‏ گنجشک و توت نرک، سریع‏ترین زمان رسیدن به نقطه حد مجاز کاهش رطوبت به‏ ترتیب 4 روز (از 6 تا 9 تیر) و 4 روز (از 6 تا 9 تیر، 10 تا 13 تیر و 29 تیر تا 1 مرداد) در گلخانه و سریع‏ترین زمان رسیدن به نقطه حد مجاز کاهش رطوبت به ترتیب 7 روز (از 9 تا 15 تیرماه و 9 تا 15 امرداد) و 9 روز (از 12 تا 20 خرداد، 1 تا 9 تیر و 2 تا 10 شهریور) در عرصه است. بیشترین رطوبت مصرفی استفاده شده نهال زبان ‏گنجشک در گلخانه و طی ماه‏های مختلف در روز 11 تا 12 تیرماه برابر با 3/19 درصد رطوبت حجمی؛ 6/15 درصد رطوبت وزنی یا 6/38 میلی‏متر بوده است. در حالی ‏که بیشترین رطوبت مصرفی استفاده شده نهال توت نرک در گلخانه و طی ماه‏های مختلف در روز 6 تا 7 تیرماه برابر با 8/12 درصد رطوبت حجمی؛ 83/9 درصد رطوبت وزنی یا 32 میلی‏متر بوده است. بیشترین رطوبت مصرفی استفاده شده نهال زبان‏ گنجشک در عرصه و طی ماه‏های مختلف در روز 1 تا 2 تیرماه برابر با 2/6 درصد رطوبت حجمی یا 3/4 درصد رطوبت وزنی بوده است، در حالی ‏که بیشترین رطوبت مصرفی استفاده شده نهال توت نرک در عرصه و طی ماه‏های مختلف در روز 18 تا 19 مردادماه برابر با 75/3 درصد رطوبت حجمی یا 7/2 درصد رطوبت وزنی بوده است. به ‏طور کلی، نتایج پژوهش حاضر نشان داد زبان‏ گنجشک و توت نرک بر حسب شدت نیاز آبی و دور آبیاری از زیاد به کم در عرصه و گلخانه طبقه ‏بندی می‏شوند.

    کلیدواژگان: تبخیر‏ تعرق، تنش آبی، حد مجاز کاهش رطوبت، دور آبیاری، زبان‏ گنجشک و توت نرک
  • مجید قربانی دایلاری، صابره دربندی، اسماعیل اسدی*، مرتضی صمدیان صفحات 177-193

    نظر به اهمیت آثار تغییر اقلیم بر منابع آبی، بررسی رفتار رودخانه به ویژه میزان آبدهی آن در دوره ‏های آتی برای مدیریت منابع آب و ارایه راهکارهای سازگاری با پدیده تغییر اقلیم امری مفید و ضروری است. هدف از تحقیق حاضر، بررسی اثر پدیده تغییر اقلیم بر دبی رودخانه زولاچای واقع در استان آذربایجان ‏غربی است. به این منظور، ابتدا با استفاده از مدل LARS-WG مقادیر بارش و دمای ایستگاه هواشناسی چهریق علیا تحت سناریوهای مختلف از سال 2021 تا سال 2080 پیش بینی شد. سپس، بر اساس داده های ریزمقیاس شده بارش و دمای آینده، به کمک مدل بارش-رواناب IHACRES واسنجی و صحت سنجی شده حجم رواناب خروجی حوضه آبخیز در دوره‏های آتی شبیه سازی شد. نتایج پیش‏ بینی رواناب طی دوره ‏های اقلیمی آتی نشان داد متوسط تغییرات رواناب سالانه درازمدت طی دوره 2021 2080 به میزان 12/1 مترمکعب در ثانیه (34/33 درصد) تحت سناریوی RCP2.6، 17/1 مترمکعب در ثانیه (67/33 درصد) تحت سناریوی RCP4.5 و 37/1 مترمکعب در ثانیه (42/39 درصد) تحت سناریوی RCP8.5 نسبت به دوره پایه کاهش خواهد یافت.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، رودخانه زولاچای، مدل بارش-رواناب، LARS-WG، IHACRES
  • حسن ترابی پوده، حسین یوسفی*، آرمان صمدی، آزاده ارشیا، زهرا شمسی، یزدان یاراحمدی صفحات 195-204

    مطالعه و ارزیابی تغییرات سطح پوشش برف به‏عنوان یکی از منابع مهم تامین آب، بسیار بااهمیت است.با توجه به شرایط مناطق صعب العبور کوهستانی، امکان اندازه‏ گیری دایم زمینی برای تخمین منابع برفابی و تشکیل پایگاه داده ‏ها وجود ندارد. به همین دلیل، استفاده از تصاویر ماهواره ‏ای در شناسایی مناطق برف‏ گیر و ارزیابی تغییرات آن بسیار مهم و ضروری است. در مطالعه حاضر از تصاویر ماهواره ‏ای سنجنده MODIS حوضه ماربر واقع در جنوب استان اصفهان مربوط به دوره 20 ساله (2000 تا 2019) استفاده شد. نکته درخور ‏توجه اینکه در این مطالعه از سامانه Google Earth Engine یا به‏اختصار GEE استفاده شد که سامانه ‏ای نوپا و بسیار کاربردی در سال‏های اخیر است. در مطالعه حاضر بیش از 7 هزار تصویر مربوط به پوشش برف روزانه استفاده ‏شده است که در GEE در کمترین زمان در دسترس قرار می‏ گیرند. برای ارزیابی روند تغییرات پوشش برف از آزمون TFPW-MK استفاده شد. در این مطالعه علاوه بر برنامه‏ نویسی و فراخوانی تصاویر و استخراج مقادیر پوشش برف در سامانه انجین و تحلیل روند با اجرای آزمون TFPW-MK، نرم ‏افزار ArcGIS10.5 نیز در تهیه خروجی‏ها استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد روند تغییرات سطوح پوشش برف طی دوره زمانی 20 ساله (2000 2019)، کاهشی بوده است، به‏ طوری ‏که از حدود 120 کیلومترمربع به کمتر از 60 کیلومترمربع در سال 2018 رسیده است. با توجه به درصد اعتماد ستون مربوط به p در روش TFPW ماه‏های ژانویه و آگوست دارای روند منفی معنا‏دار در سطح 5 درصد هستند و ماه ژوین روند منفی معنا‏دار در سطح 10 درصد دارد. شدیدترین روند کاهشی مربوط به ماه ژانویه با آماره (518/2-= Z) است. روند سالیانه نیز با آزمون TFPW بررسی شد که نشان‏دهنده روند منفی معنا‏دار در سطح 5 درصد بود. آب حاصل از ذوب برف در این منطقه به‏ عنوان یک منبع مهم تامین آب باید مورد توجه، حفاظت و بررسی‏های بیشتر و نیز بررسی علل در مطالعات آینده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: برف، حوضه ماربر، MODIS، GEE، TFPW-MK
  • سید محمدرضا میرحسینی، هدی قاسمیه*، خدایار عبداللهی صفحات 205-220

    تبخیر و تعرق، انتقال انرژی بین سطح زمین و جو است و سازنده ‏ترین مکانیسم ارتباطی بین هیدروسفر، لیتوسفر و بیوسفر محسوب می‏شود. پژوهش حاضر، روی پیش ‏بینی تبخیر و تعرق پتانسیل در حوضه آبخیز گلپایگان به ‏عنوان پاسخ به تغییرات آب وهوایی تمرکز دارد. به این منظور، از شش الگوریتم هارگریوز- سامانی، تورنت- وایت، روماننکو، اودین، خاروفا و بلانی‏کریدل و نیز الگوریتم پنمن- مانتیث- فایو به عنوان الگوریتم های معیار برای برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل استفاده شد. نتایج نشان داد الگوریتم هارگریوز- سامانی در مقایسه با سایر الگوریتم‏ها، عملکرد نزدیک‏تری به الگوریتم معیار پنمن- مانتیث- فایو داشته است. بنابراین، این الگوریتم برای ارزیابی تاثیر احتمالی تغییرات آب وهوایی در دوره ‏های آینده بر میزان تبخیر و تعرق پتانسیل استفاده شد. سپس، میزان تبخیر و تعرق پتانسیل با استفاده از مدل‏های گردش عمومی جو GCM برای دوره‏ های آینده نزدیک، میانی و دور 2021-2040، 2041-2060 و 2061-2080 تحت تاثیر سناریوهای RCP2.6,4.5,8.5 توسط مدل LARS-WG6 و با استفاده از مدل‏ اقلیمی HadGEM2-ES‏ برآورد شد. در نهایت، مقادیر تبخیر و تعرق پیش‏بینی شده در دوره‏ های آینده با نتایج تبخیر و تعرق در دوره پایه (1992-2017) مقایسه شد تا تاثیر تغییرات آب وهوایی بر تبخیر و تعرق پتانسیل بررسی شود. نتایج بیانگر افزایش تبخیر و تعرق پتانسیل تحت کلیه سناریوهای RCP در دوره‏های آینده بود. افزایش تحت سناریوهای RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 در دوره آینده نزدیک به ‏ترتیب 31/6، 05/7 و 10/7 درصد؛ در دوره آینده میانی 69/9، 84/9 و 82/11 درصد و در دوره آینده دور، 17/8، 79/13 و 15/18 درصد به‏ دست آمد.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، تبخیر و تعرق پتانسیل، حوضه آبخیز گلپایگان، هارگریوز
  • علی نصیری خیاوی، مهدی وفاخواه*، سید حمیدرضا صادقی صفحات 221-234

    ارزیابی تاثیر تغییرات بارش و کاربری زمین بر سیلاب از مسایل اساسی در مدیریت آبخیز است. حال آنکه تاثیر هم‏زمان آنها کمتر مورد توجه قرار گرفته است. پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیرپذیری سیلاب از رژیم بارش و کاربری‏های زمین در آبخیز چشمه ‏کیله تنکابن صورت پذیرفته است. برای انجام پژوهش حاضر از داده ‏های پنج ایستگاه هواشناسی موجود در منطقه و آب‏سنجی هرات‏ بر استفاده شد. ابتدا نقشه‏ های کاربری اراضی سال‏های 1984، 2001 و 2017 با استفاده از الگوریتم جنگل تصادفی در سامانه Earth Engine تهیه شد. سپس، برای بررسی تاثیرپذیری سیلاب نسبت به رژیم بارش از مولفه ‏های بارش و دبی استفاده شد. به‏منظور برآورد کمی شاخص‏های سیلابی کمینه و بیشینه و منحنی تداوم جریان از نرم‏افزار IHA 7.1 و رویکرد EFC استفاده شد. بررسی تاثیر متغیرهای رژیم بارش بر سیلاب نشان داد روند معناداری در داده ‏های بارش در دوره آماری وجود ندارد. از طرفی، سطح کاربری جنگل در سال 2017 نسبت به سال 1984 حدود 25/21 درصد کاهش یافته، ولی کاربری‏های مرتع، کشاورزی و مناطق مسکونی به‏ترتیب 16/24، 00/315 و 47/225 درصد افزایش یافته است. درصد اختلاف شاخص‏های بیشینه 1، 3، 7، 30 و 90 روزه، میزان دبی و بیشینه سیلاب سالانه در سال 2017 نسبت به سال 1984 به ‏ترتیب 17/193، 02/156، 87/124، 22/77، 93/57، 22/197 و 66/207 درصد افزایش داشته که نشان‏دهنده تاثیرپذیری شاخص‏های جریان سیلابی از تغییرات کاربری‏ها است. از نتایج پژوهش حاضر می‏توان نتیجه گرفت که تغییرات کاربری زمین آثار زیان‏باری بر حفاظت منابع خاک و آب و به طبع، بر تعادل اکولوژیک و هیدرولوژیک حوضه آبخیز دارد.

    کلیدواژگان: اکوهیدرولوژی، حفاظت خاک و آب، رژیم بارش، شاخص ‏های سیلابی، مدیریت سیلاب
  • عطاالله ندیری*، صالح طاهری زنگی، ناصر جبراییلی اندریان صفحات 235-247

    با توجه به اینکه کیفیت آب شرب در سلامتی انسان‏ها نقش مهمی دارد، باید کیفیت آب آبخوان‏ها به‏عنوان اصلی‏ترین منبع تامین آب شرب تجزیه‏وتحلیل شود. هدف از مطالعه حاضر، بررسی کیفیت آب‏های زیرزمینی استفاده شده برای شرب در شمال شرقی دشت بیجار با شاخص GQI با استفاده از نرم‏افزار ArcGIS است. محدوده مطالعاتی آبخوان دشت بیجار یکی از آبخوان‏های استان کردستان است که منبع آب شرب قسمتی از شهر بیجار و بیش از 12 روستا را تامین می‏کند. شاخص کیفیت آب شرب با استفاده از چهار روش GQI، GQI-GA، GQI-FL-GA و GQI-FG برای این آبخوان تهیه شده و سپس، به‏منظور صحت سنجی و مقایسه نتایج چهار روش یادشده از ضریب همبستگی (r) و جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) استفاده شد. بر اساس نتایج به‏دست‏آمده، روش GQI-FL- GA با ضریب همبستگی 89/0 و RMSE 01/0 بهترین نتایج و روش GQI-FG با ضریب همبستگی 86/0 و RMSE 11/ 0 ضعیف‏ترین نتایج را ارایه دادند. بر اساس روش شاخص کیفی آب 2/91 درصد از دشت کیفیت مناسب داشته و 8/8 درصد باقی منطقه که بیشتر بخش‏های شمال شرقی (خروجی دشت) بوده و کیفیت قابل قبول دارد.

    کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، دشت بیجار، شاخص کیفی آب، منطق فازی
  • احمد فدایی، یونس نوراللهی*، فاطمه راضی آستارایی صفحات 249-282

    افزایش جمعیت، توسعه شهرنشینی و صنعتی شدن سبب افزایش درخور توجه تقاضای آب شیرین در جهان شده است. شیرین سازی منابع آب در دسترس و فراوان موجود، گزینه‏ای مطلوب و توجیه‏پذیر برای پاسخ به نیاز آب آشامیدنی و مصرفی صنعت است. نمک‏زدایی آب دریا فرایندی انرژی‏بر است و با توجه به اینکه 99 درصد تاسیسات نمک‏زدایی نصب شده از سوخت‏های فسیلی به‏عنوان منبع انرژی بهره می‏گیرند، عواملی همچون قیمت متغیر و پایان ‏پذیری این نوع منابع انرژی، تاثیرات مخرب زیست‏محیطی ناشی از انتشار آلاینده‏ها و گازهای گلخانه‏ای در کنار سایر فاکتورهای راهبردی، سیاسی و اجتماعی سبب توجه گسترده به توسعه کاربرد انرژی‏های تجدیدپذیر به عنوان نیروی محرکه تاسیسات نمک‏زدایی شده است. ‏پژوهش حاضر به مروری جامع بر پیشرفت‏های صورت گرفته در ترکیب منابع انرژی‏های تجدیدپذیر با فناوری‏های مرسوم و نوین در حوزه نمک‏زدایی آب دریا پرداخته و تمرکز آن بر تشریح فناوری‏ها و مطالعات انجام شده در کاربرد انرژی خورشیدی، انرژی هسته‏ای، انرژی بادی، انرژی زمین‏گرمایی، انرژی‏های اقیانوسی، انرژی زیست توده و انرژی‏های تجدیدپذیر ترکیبی در نمک‏زدایی است. استفاده ترکیبی از دو یا چند منبع انرژی تجدیدپذیر به همراه سیستم‏های ذخیره‏ساز، راه حلی مطمین و نویدبخش به منظور تامین پایدار انرژی مورد نیاز نمک‏زدایی معرفی شده است. در کشور ما نیز محققان و متخصصان این ‏حوزه در حال تلاش و پژوهش هستند.

    کلیدواژگان: آب شیرین، سیستم‏ های ترکیبی، منابع تجدیدپذیر، نمک‏ زدایی آب دریا
  • غلامحسین اکبری*، میثم امانی صفحات 283-293

    هدف از انجام پژوهش حاضر، به کارگیری و تبیین کاربرد و اهمیت تصاویر چندزمانه (تکرار زمانی) ماهواره‏ای لندست در بارزسازی تغییرات حریم (بستر و کرانه‏ها) رودخانه شیرین دره به منظور ارزیابی تغییرات مورفولوژی رودخانه بوده است. ارزیابی میزان توسعه بستر عمومی و فعال، نوع رودخانه و تغییر شکل‏های رود طی سال های 1995 تا 2019 در پنج دوره ارزیابی شامل 1995 تا 2005 (دوره اول)، 2005 تا 2010 (دوره دوم)، 2010 تا 2015 (دوره سوم)، 2015 تا 2017 (دوره چهارم) و 2017 تا 2019 (دوره پنجم) شده است. از مدل‏های تعیین فرسایش‏پذیری تجربی EPM و MPSIAC برای برآورد تغییرات رودخانه استفاده شده است. مدل EPM بر پایه اصل امتیازدهی به دو متغیر اصلی شامل شدت و میزان فرسایش و رسوب‏زایی، اقدام به بررسی میزان فرسایش‏پذیری حوضه آبریز کرده و مدل MPSIAC از تاثیر و نقش 9 عامل مهم و موثر بر فرسایش خاک و رسوب‏زایی حوضه آبریز برای برآورد وضعیت رسوب دهی و فرسایش بهره می‏گیرد. طبق نتایج به دست آمده مشخص شد که حوضه آبریز شیرین دره رسوب دهی کلی 3/83140 مترمکعب بر سال و رسوب دهی در سطح برابر با 94/217909 تن بر سال برای مدل EPM دارد. همچنین، مقادیر 95/750 مترمکعب بر سال و رسوب دهی در سطح برابر با 5/658509 تن بر سال توسط مقدار تحویل رسوب 02/38 برای مدل MPSIAC است. همچنین، با انجام اعتبارسنجی مدل‏های تجربی مشخص شد که نتایج مدل MPSIAC نسبت به EPM در مورد حوضه بررسی شده دقت بیشتری داشته است.

    کلیدواژگان: تصاویر ماهواره‏ای، فرسایش خاک، مدل MPSIAC، مدل EPM
  • محمد شبانی، رضا میرزایی*، فرهاد خسروی بیژائم، سید محمدرضا خلیل نژاد صفحات 295-305

    آب از اصلی‏ترین و حیاتی‏ترین عناصر در شکل‏گیری باغ‏ است که شیوه حضور و حرکت آن، نظام خاصی دارد و در گونه‏های متفاوت باغ ایرانی، شکل های مختلفی به خود می‏گیرد. به این منظور، پژوهش حاضر با هدف تبیین رفتار آب در شکل‏گیری نظام باغ سازی بیرجند مبتنی بر مدل‏سازی کمی انجام شد. پژوهش حاضر از نظر هدف، کاربردی و از لحاظ روش استفاده شده، فلسفه زیربنایی آن اثبات‏گرایی، قیاسی و استراتژی آن، پیمایشی بود. بنابراین، جامعه آماری پژوهش از 247 نفر شامل اعضای کمیته‏ها و متخصصان حوزه معماری تشکیل شد که از این بین، 150 نفر از اعضای کمیته‏ها و متخصصان حوزه معماری با استفاده از جدول مورگان و گرجسی به عنوان حجم نمونه، انتخاب و مطالعه شدند. ابزار گردآوری داده‏ها نیز پرسشنامه‏های محقق‏ساخته بود. تجزیه وتحلیل داده‏ها با استفاده از نرم‏افزار Spssنسخه 25 و همچنین، آزمون KMO انجام شد. نتایج تحلیل داده‏ها نشان داد نه تنها آب در نگاه معماران در نظام باغ سازی بیرجند اهمیت دارد، بلکه (به لحاظ ابعاد فرایندی، عملکردی و محیطی) می‏تواند مخاطبان را به خیزش و تحرک لذت روحی روانی در نظام باغ سازی وادار سازد (05/0> P). با توجه به نتایج، پیشنهاد می‏شود سازمان‏هایی مانند شهرداری و میراث فرهنگی برای احیای هویت معماری سنتی و اصیل ایرانی برای نسل آینده در طراحی پارک‏های شهری، مجموعه‏های توریستی و گردشگری، طراحی المان‏های فضایی و میادین از الگوهای فضایی حاصل در پژوهش حاضر در کنار سایر پژوهش‏ها استفاده کنند.

    کلیدواژگان: رفتار آب، مدل‏سازی کمی نظام باغ سازی، نظام باغ سازی بیرجند
  • حسین یوسفی، حجت الله یونسی*، آزاده ارشیا، یزدان یاراحمدی، احمد گودرزی صفحات 307-319

    تعیین نقشه مناطق مستعد سیل با هدف ذخیره رواناب‏ها به منظور تامین آب مورد نیاز برای اهداف مختلف و نیز کنترل خسارت های ناشی از سیل، اهمیت و ضرورت زیاد این موضوع را برای حفاظت از منابع طبیعی و انسانی نشان می‏د‏هد. استان لرستان و به‏ویژه حوضه کشکان شامل سلسله، دلفان، دوره، خرم‏آباد، پلدختر و کوهدشت، بسیار سیل‏خیز است و بارها دچار خسار ت های ناشی از سیل شده و در فروردین 1398 بزرگ‏ترین سیل 200 سال اخیر را تجربه کرده است. در پژوهش حاضر، تلاش شده است تا نقشه پهنه‏بندی سیلاب به‏منظور کاهش مخاطرات سیل حوضه آبخیز کشکان با استفاده از مدل‏های نسبت فراوانی، شاخص آماری و آنتروپی شانون و نیز با بهره‏گیری از روش‏های مبتنی بر ArcGIS برای بهبود تصمیم‏گیری و مدیریت سیل در این منطقه ارایه شود. به این منظور، موقعیت جغرافیایی 123 نقطه سیل‏گیر در منطقه به دو گروه واسنجی و اعتبارسنجی تقسیم شدند. در اجرای هر سه مدل از پارامترهای موثر بر سیل شامل شیب، جهت شیب، انحنای زمین، زمین‏شناسی، کاربری اراضی، خاک‏شناسی، شاخص رطوبت توپوگرافی، بارش، تراکم آبراهه، فاصله از آبراهه و مدل ارتفاعی رقومی منطقه استفاده شد. همچنین، برای اعتبارسنجی نتایج مدل‏ها از منحنی مشخصه عملکرد در نرم‏افزار SPSS استفاده شد. حساسیت‏سنجی پارامترها برای هر سه مدل نیز انجام شد که فاصله از رودخانه، موثرترین پارامتر مشترک در هر سه مدل بود. بیشترین صحت برای این منطقه به مدل آنتروپی شانون (82/0، خیلی خوب) اختصاص داشت و بعد از آن، مدل نسبت فراوانی و شاخص آماری (78/0، خوب)، مناسب این منطقه معرفی شدند. نتایج نشان داد مدل آنتروپی شانون، مساحت بیشتری از حوضه را تحت شرایط پتانسیل زیاد خطر سیل‏گیری نشان می‏دهد (حدود 40 درصد از مساحت منطقه در طبقه خطر سیل زیاد و خیلی زیاد) که اغلب مناطق غربی و همچنین، مناطق مرکزی حوضه را شامل می‏شوند که در کوهدشت، خرم‏آباد و پلدختر قرار دارند و باید در اولویت اول برنامه‏ریزی و مدیریت ریسک سیل در این حوضه قرار گیرند.

    کلیدواژگان: حوضه کشکان، مدل Shannon، مدل FR، مدل SI، نقشه سیل
|
  • Hamed Mahmoudi, Mehdi Pajoohesh *, Khodayar Abdollahi, Afshin Honarbakhsh Pages 1-16

    Land Surface Temperature (LST) affects snowpack spatiotemporal changes as one of crucial components of water balance. . Despite of ease of access to Remote Sensing (RS) data, such as Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) products that used for monitoring and evaluating LST effect on snow cover area SCA which are sometimes not available for some reason. In order to overcome limitation, the monthly average values of SCA and LST in each 8 days for 13 years (2003-2016) were evaluated by regression relations.The results showed, minimum and maximum values of annual mean of snow cover area percent occurred in 20009and 2011 equal to 5.86%, 20.32, , respectively. In addition to, the annual mean of minimum and maximum values of LST related to 2004 and 2010 were 17.65 and 21.1 , respectively. The pattern of two variables changes illustrated that the SCA changes to LST are reverse and gradually increasing during the study period. Also, the results revealed that in power regression, the Nash-Sutcliff Efficiency (NSE) coefficient for SCA percent simulation, , RMSE and Bias, are 0.6, 0.64, 9.88 and -2.14, respectively. These coefficients are 0.16%, 47%, 14.37% and 86.32% in linear regression method, respectively. Thus, this study may be helpful to estimate SCA and reconstruct missing data in satellite images.

    Keywords: simulation, MODIS Satellite, snow melt, Temperature Gradient, Spatiotemporal Scale
  • Mehdi Asadi, Mokhtar Karami * Pages 17-27

    Evaluation of evapotranspiration is one way to prevent water loss and water resource management. Therefore, in this study, an attempt has been made to calculate the actual evapotranspiration rate in the east of East Azerbaijan province using the SEBAL algorithm. For this purpose, first, based on two Landsat 8 satellite images dated 2017/08/22 and 2017/08/09, the values of Net radiation, soil heat flux, and sensible heat flux are estimated. Then, based on the difference, the amount of instantaneous heat flux was calculated and 24-hour evapotranspiration was obtained for each image. Finally, the amount was compared with the values obtained from the Penman-Monteith method. Also, for processing and analyzing images ENVI4.8 software was used. The results indicated that the amount of evapotranspiration in the Penman-Monteith and SEBAL method on 2017/08/22 was about 6.15 and 7 mm per day, and on 2018/08/09, respectively, about 7.38 for Penman-Monty and 7.94 mm per day for SEBAL. Overall, the amounts of SEBAL actual evapotranspiration and Penman-Monteith potential evapotranspiration have a mean absolute difference (MAD) 0.705 mm per day which indicates that the estimated values are consistent with the SEBAL algorithm and the Penman-Monteith method.

    Keywords: Evapotranspiration, SEBAL, Penman Monteith, remote sensing, East Azerbaijan
  • Abbas Ali Ghezelsofloo, Mobin Eftekhari, Mohammad Akbari * Pages 29-43

    Due to the growth of surface water pollution, this study intends to evaluate the behavior of self-purification and pollution removal in rivers by using numerical modeling. In this research, using data and information provided by water sampling in the Kardeh River, in Mashhad as a source for supplying drinking water in Mashhad city, we have investigated the river quality monitoring processes using the MIKE11 numerical software. In this model, boundary conditions include discharge, pollution (Ecoli) and water level, which has been done through field measurements. Measurements were performed in two time periods, one in April 2014 (indicating the high water season of the year) and the other in August 2014 (indicating the low water season of the year) by taking 12 samples of Kardeh river. The resulted outcomes of this research show that Manning roughness coefficient with the help of hydraulic model calibration in the study period is 0.058 and the river decay coefficient for Ecoli parameter in the warm season with a diffusion factor of 20 and diffusion coefficient of 0.5 is 0.08 and in the cold season with a diffusion factor of 5 and diffusion coefficient of 2 equals to 0.207. According to the results, the effect of Manning coefficient in estimating pollution is 90% and the share of other parameters is 10% in total. In order to calibrate the model, sensitivity analysis was used, which concludes from the above sensitivity analysis that the Manning coefficient has a great effect on modeling the spread and transmission of contamination.

    Keywords: deterioration factor, Kardeh River, MIKE11 model, pollution prediction, Self-purification factor
  • Fatemeh Nikooy, Sharareh Pourebrahim *, Bahman Jabbarian, Davood Reza Arab Pages 45-56

    Water yield is one of the most important hydrological ecosystem services. This study aims to quantify the ecosystem water yield and compare it with the water resource base sheet in water accounting Plus (WA +) in the Lake Urmia basin. First, the resources base sheet from WA + framework was estimated using hydrological data and remote sensing data in 2015. In the next step, in order to quantify the water yield in the same year, the water yield model was used in InVest software. Water yield input data include land use/cover, precipitation, Average annual reference evapotranspiration, root restricting layer depth, plant available water content, sub-basin and basin layers and biophysical data. The amount of water yield (m3) in the basin and sub-basin was obtained through running the Water yield model in InVest 3.5.0. The results showed that the amount of water inflows in the Urmia Lake basin in WA + in 2015 is equal to 16 Km3, of which 7 Km3 was the share of ecosystem service of water yield in this basin. Therefore, the land use/cover plays an important role in supplying water resources by producing more than 43% of the volume of water inflows in the basin. In conclusion, quantifying the ecosystems water yield can lead to better planning in water resources management as well as preserving ecosystem values. The results of the water yield model and the WA + resources base sheet can be used in integrated water resources management and planning for equitable water allocation.

    Keywords: Water Yield, InVEST, WA+, Watershed Services
  • Motalleb Bayazidi *, Mehri Kaki Pages 57-72

    In the past, exploitation from aquifers was limited due to lack of modern technology. During past three decades, the methods of aquifer discharge have changed gradually so that using modern exploitation systems such as deep and semi-deep wells is very common. Using these kinds of wells, water discharge from aquifers has dramatically increased and the charging level has not been into account and, as a result, the groundwater level has been decreasing. In this study, the exploitation status, the storage volume changes as well as the changes of the storage volume of forbidden aquifers such as Qorveh, Dehgolan and Chahardoli were analyzed during 2017-2018 water year. Accordingly, Saturation thickness, with the same depth level and direction maps of groundwater flow in the aquifers were prepared using ArcGIS and then the effects level of each well was calculated through polygon Thiessen. Pysometric heights of the aquifers for different years were calculated by weighted average and unit hydrograph diagrams were drawn for each. Analyzing unit hydrograph diagrams of eastern plains of the province during a 31-year period (1987-2018) indicated that the ground water level has a decreasing trend. The calculation of ground water balance of the aquifers indicated that the cumulative deficits for Qorveh, Dehgolan and Chahardoli aquifers were 2, 17.4 and 2.98 MCM respectively, so the balance is negative. Generally, although exploitation is forbidden in eastern plains in Kurdistan and too much efforts should be done specifically by farmers, the storage has encountered cumulative deficit by 22.2 mcm.

    Keywords: Storage Volume Deficit, Groundwater Table, Unit Hydrograph, Aquifer
  • Soheila Youneszadeh, Ali Salajegheh *, Tayebeh Mesbahzadeh, Masoud Tajrishi, Shahram Khaliqi Sigarudi, Hamid Taheri Shahraeini Pages 73-87

    Land use change are the result of complex interactions between many processes. Many models have been developed in recent decades to understand these dynamics. The present study, using Landsat satellite images and applying the maximum probability classification algorithm, examined the land use pattern of Simine River basin in 2000, 2005, 2010 and 2017 and identifies the historical transformations of them. Finally, the various scenarios of land use change in 2040 will be examined using the latest version of the Dyna-CLUE land use model. The results of modeling indicate Dyna-CLUE model performance in analyzing and predicting future land use patterns at the basin level and its calibration and validation coefficients in 2005 and 2010 are 0.84 and 0.69, respectively. Analysis of land use changes between 2000 and 2017 has shown that the most change was the conversion of rangeland lands to irrigated lands; So that about 343 square kilometers of rangeland lands (equivalent to 13%) decreased and irrigated agricultural lands increased by about 127%. Also, the spatial arrangement of land use classes in 2040 in the form of three optimistic, pessimistic and the continuation of the previous trend scenarios and its outputs have shown that the future pattern of most land use classes in the region has not changed much compared to historical spatial patterns and shows a marginal spatial expansion. The results of this study can be used as an effective tool for environmental planners to manage the future infrastructure of the Simine River basin.

    Keywords: Land use modeling, Maximum Likelihood Algorithm, Rangeland, Irrigated Agricultural Land
  • Mohammad Ali Zanganeh Asadi *, Abolghasem Amirahmadi, Mahnaz Naemi Tabar Pages 89-108

    Considering the natural conditions of Iran, not paying attention to floods can cause irreparable damages, among which flood estimation and zoning of floodplain areas are very significant in controlling hazards, so zoning of climate change is necessary. The present study aims to investigate the risk of floods in selected basins of Khorasan Razavi using the VIKOR, L-THIA, and ANT models. Then, fourteen variables affecting the occurrence of floods including climate, land use, altitude, drainage density, geomorphological units, lithology, runoff height, permeability, slope and direction, distance to rivers/waterways, precipitation, temperature, and soil were used. The results showed that among the mentioned variables, climate parameters, land use, slope, drainage density, distance to rivers/waterways, precipitation, soil, and geomorphological units have greater effects on the occurrence of floods according to statistical calculations. Quantitative and qualitative evaluation of the results using various statistics showed that the L-THIA model, with a γ=0.8, had the highest correlation with the primary layers and was more accurate and efficient than the two VIKOR and ANT models in flood prediction.

    Keywords: Flood, Basins, Gamma test, modeling, zoning
  • Somaje Sima *, Kourosh Kavousi, Behdad Saed Pages 109-125

    Determining and supplying environmental water requirements (EWRs) of ecosystems including wetlands is one of the most effective ways to mitigate wetlands degradation and to ensure the provision of ecosystem services. This study aims at determining EWR of the Kanibrazan International wetland, south of Lake Urmia, using a combined hydro-ecological approach. The wetland’s water and vegetation areas were extracted using long-term satellite data. Moreover, frequency analysis of the inundated areas, investigation of the vegetation life cycle, and estimation of evapotranspiration (ET) from the wetland were conducted. Subsequently, through multi-season field surveys from summer 2015 to fall 2016, the wetland’s hydrography and spatial distribution of vegetation and birds’ habitat in the wetland were obtained. Then, indicator vegetation and winter bird species were identified and used to determine appropriate inundation areas and volumes. Finally, satellite-derived inundated areas and ETs were used in an inverse water balance model to calculate the associated inflow regime to the wetland. Results show that in a normal year an annual volume of 16.5 MCM, with a tow-peak hydrograph in mid-fall and late spring is required to be supplied as EWR of the Kanibrazan wetland. The findings of this study can be applied in the planning of the surface and groundwater water resources feeding wetland and to better manage wetland’s water quality.

    Keywords: Environmental Water Requirement, Combined approach, vegetation cover, Winter birds, Indicator Species
  • Abolfazl Zolfaghari, Zahra Azizi *, Hossin Aghamohammadi Pages 127-142

    Abstract Natural crises are unavoidable, but the damage to the financial and human sectors can be greatly reduced by relying on engineering techniques and scientific innovations. Many parts of Iran are among the accident-prone areas in the world that need special attention before crises. Chaharmahal Bakhtiari province is one of these areas due to its geographical location and special climatic conditions, which makes the location of emergency accommodation for floods in this province important. In the present study, a method based on compiling a researcher-made questionnaire and reviewing library documents and statistical models has been used. Therefore, using Analytic Hierarchy Process (AHP) method, identify safe places during floods and prepare the existing criteria and sub-criteria, and then using the fuzzy-hierarchical statistical information (FAHP), the value values of each criterion and sub-criteria The final weight was calculated, and the relevant drawings were prepared and compiled in the GIS environment to display them as best as possible. The results showed that Shahrekord has the lowest level of risk among the cities of the province and the north and northeast of Borujen, Ardal and the central and southern parts of Koohrang and the northern parts of Lordegan have more safety than the northern parts of the city, respectively. 

    Keywords: GIS, AHP, Crisis Management, . Emergency Housing, Flood
  • Asiyeh Zarei, Nasrin Sayari *, Bahram Bakhtiari, Mohammad Mehdi Ahmadi Pages 143-160

    Climate change has an impact on discharge in rivers by changing temperature and precipitation. Iran is much more vulnerable to climate change compared to other countries because of the limit water sources and its heterogeneous distribution. Simulation of runoff play an significant role in some environmental and engineering issues. The purpose of this study was to evaluate the impacts of climate change on runoff in Halilroud basin in Kerman using IHACRES model in two time periods (2020-2050, 2070-2100). In this respect, daily data such as rainfall, temperature from 1995 to 2017 were collected.Then, the outputs of CanESM2 model which is a general circulation model (GCM) under two middle emission scenario (RCP4.5) and pessimistic scenario (RCP8.5) using SDSM model were down-scaled. The average temperature in the stations in the present and next periods decreased by 5.6 and 4.6 percent, respectively, and the precipitation in the stations increased by 42.5 percent and in the next period by 40 percent compared to the observation period (1989 - 2017). The predicted values of temperature and precipitation were entered into the IHACRES model by the SDSM climate model and then, the discharge changes were predicted in two periods of time. The average monthly discharge shows an increase in the most warm months of the year in both stations (Kenaruyeh, Cheshmeh ). The results indicated that that the reduction of the temperature and the increase of precipitation in warm months of the year lead to increase in runoff and intensity of flood events in studied area.

    Keywords: SDSM, Halil roud, IHACRES, climate change
  • Mohammad Asgari, Mohsen Javanmiri Pour, Vahid Etemad *, Abdolmajid Liaghat Pages 161-176

    In semi arid regions that are affected by drought, maintaining and developing vegetation and green space is facing by serious challenges of waterless. The purpose of this study is to compare the water requirement of Fraxinus rotundifolia and Morus alba as common species in Robat Karim, located in the southwest of Tehran province. This research was carried out in greenhouse and field and saplings of two tree species were planted in a completely randomized design in the field and inside the pots. This research has two stages and each stage consists of several phases. The results showed that in Fraxinus rotundifolia and Morus alba species, the fastest time to reach the MAD point respectively was 4 days (from 6 to 9 July), And 4 days (from 6 to 9 July, 10 to 13 July and 29 July to 1 August) in the greenhouse, And the fastest time to reach the

    Keywords: Ash, Mulberry, Evapotranspiration, Irrigation Cycle, Management Allowable Deplation, water stress
  • Majid Ghorbani Dailari, Sabereh Darbandi, Esmaeil Asadi *, Morteza Samadian Pages 177-193

    Considering the importance of the effects of climate change on water resources, it is useful and necessary to study the behavior of the river, especially its discharge in future periods, to manage water resources and provide solutions to adapt to the phenomenon of climate change. The purpose of this study is to investigate the effect of climate change on the discharge of the Zolachai River in West Azerbaijan Province. For this purpose, using the LARS-WG model, the precipitation and temperature values of the Upper Chehriq meteorological station under different scenarios from 2021 to 2080 were predicted. Then, based on the microscale data of future precipitation and temperature, the volume of run-off output of the basin in future periods was simulated using the IHACRES rainfall-runoff model. The results of runoff forecast during future climatic periods showed that the average long-term annual run-off changes during the period 2080-2021 at the rate of 1.12 cubic meters per second (33.34%) under the RCP2.6 scenario, 1.17 cubic meters per second (0.67 33%) under the RCP4.5 scenario and 1.37 cubic meters per second (39.42%) under the RCP8.5 scenario compared to the base period.

    Keywords: Rainfall- Runoff Model, climate change, LARS-WG, IHACRES, Zolachai River
  • Hassan Torabipoudeh, Hossein Yousefi *, Arman Samadi, Azadeh Arshia, Zahra Shamsi, Yazdan Yarahmadi Pages 195-204

    Studying and evaluating changes in snow cover as one of the important sources of water supply is very important. Due to the conditions of the hard-to-reach areas of The Mountains, it is not possible to permanently measure the land for estimating the snow resources and forming databases. Therefore, the use of satellite images is very important in identifying snow-affected areas and evaluating its changes. In this study, MODIS satellite images of Marber basin located in the south of Isfahan province during the 20-2000-2019 period were used. It is note that in this study, Google Earth Engine (GEE) system was used, which has been highly regarded by researchers in recent years and has been recognized as a new and highly functional system. Gets. In the present study, more than 7,000 images related to daily snow cover were used, which are available in GEE in the shortest time. TFPW-MK test was used to evaluate the trend of changes in snow cover. ArcGIS software was used in this study. The results showed that the trend of changes in snow cover over a period of 20 years has been decreasing, which can have different causes such as rising temperatures. Long-term changes were also examined monthly and daily and always showed a decrease in snow cover levels. Water from snow melting in this region as an important source of water supply should be considered, protected as well as further investigations with different methods and also to investigate the causes in future studies.

    Keywords: Snow, Marber Basin, MODIS, GEE, TFPW-MK
  • Seyed Mohammadreza Mirhosiny Tabaei Zavareh, Hoda Ghasemieh *, Khodayar Abdollahi Pages 205-220

    The evapotranspiration is the transfer of energy between the Earth's surface and the atmosphere and it is the most productive mechanism of communication between the hydrosphere, lithosphere and biosphere. This study focuses on predicting potential evapotranspiration in Golpayegan basin as a response to climate change. For this purpose, six algorithms including Hargreaves-Samani, Thornthwaite, Romanenko, Oudin, Kharrufa and Blaney-Criddle and also, Penman- Monteith- FAO as a standard algorithm, were used for estimating the potential evapotranspiration. The results showed that the Hargreaves-Samani algorithm performed closer to the Penman-Monteith-FAO standard algorithm compared to other algorithms. Therefore, this algorithm was used to evaluate the potential impact of climate change in future periods on the rate of potential evapotranspiration. After that, the amount of potential evapotranspiration using general circulation models (GCM) was estimated under RCP scenarios 2.6,4.5,8.5 for near, middle and far periods of 2021-2040, 2041-2060 and 2061-2080 by the LARS-WG6 model using the HadGEM2-ES climatic model. Finally, the predicted evapotranspiration values in future periods were compared with the evapotranspiration results in the baseline period of 1992-2017 to investigate the impact of climate change on potential evapotranspiration. The results showed an increase in potential evapotranspiration under all RCP scenarios in future periods. Increase under scenarios of RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5 in the near future were obtained 6.31, 7.5 and 7.10 percent, In the middle future period, 9.69, 9.84 and 11.82 percent and in the distant future period, 8.17, 13.79 and 18.15 percent, respectively.

    Keywords: climate change, Potential evapotranspiration, Hargreaves- Samani, Golpayegan basin
  • Ali Nasiri Khiavi, Mehxi Vafakhah *, Seyed Hamidreza Sadeghi Pages 221-234

    Assessing the impact of changes in rainfall and land use on flood is a key issue in watershed management. However, their simultaneous effect has received less attention. The aim of this study was to investigate the impressibility of flood from rainfall regime and land uses in Cheshmeh Kileh Tonekabon watershed. For the present study, data from five rain gauge stations in the region and Haratbar hydrometric station were used. First, the land use map of 1984, 2001 and 2017 was prepared using a Random Forest algorithm in the Google Earth Engine. Then, rainfall and discharge components were used to investigate the impressibility of flood on the rainfall regime. In order to quantitative estimate the minimum and maximum flood indices and Flow Duration Curve, IHA 7.1 software and EFC approach were used. Investigating the effect of rainfall regime variables on flood showed that there is no significant trend in precipitation data in the statistical period. On the other hand, the area of forest lands in 2017 compared to 1984 decreased by about 21.25%, but rangeland, agricultural and residential areas increased by 24.16, 315.00 and 225.47 percent, respectively. The percentage of difference between 1, 3, 7, 30 and 90 days maximum indicators, Rising Rate and Large Flood in 2017 compared to 1984, respectively 193.17, 156.02, 124.87, 77.22, 57.93, 197.22 and 207.66 percent increased, which indicates the impressibility of flood flow indicators from land use changes.

    Keywords: Eco-Hydrology, Soil, Water Conservation, Rainfall regime, Flood Indices, Flood Management
  • AtaAllah Nadiri *, Saaleh Taheri Zangi, Nasser Jabraeli Pages 235-247

    Considering the quality of drinking water in human health, an important role should be given to the quality of aquifers as the main source of water supply required for rehabilitation experiences. The purpose of this study was to investigate the groundwater quality required for drinking in the northeast of Bijar plain with GQI index using GIS software. Study area of Bijar plain aquifer is one of the aquifers of Kurdistan province, which is the source of drinking water in part of Bijar city and affects more than 12 villages.. Drinking water quality index was prepared using four methods GQI, GQI-GA, GQI-FL-GA and GQI-FG for this aquifer and then the correlation coefficient and RMSE were used to validate and compare the results of the four methods. Based on the obtained results, GQI-FL-GA method with correlation coefficient of 0.89 and RMSE 0.01 showed the best results and GQI-FG method with correlation coefficient of 0.86 and RMSE 0.11 presented the weakest results. According to this method, about 8.8 and 91.2 percent of the plain has acceptable and suitable quality, respectively, that most of the northeastern parts that are the output of the plain have lower quality than other areas.

    Keywords: Bijar Plain, Water quality index, genetic algoritm, Fuzzy
  • Younes Noorollahi *, Fatemeh Razi Astaraei, Ahmad Fadaei Pages 249-282

    Population growth, urbanization, and industrialization have led to a significant increase in global freshwater demand. Desalination of available and abundant water resources is a feasible option to meet the potable and industrial water demand. Seawater desalination is an energy-intensive process, and 99% of installed desalination plants use fossil fuels as the main energy source. Fluctuating prices and depletion of this type of energy resources, as well as their destructive environmental effects due to emissions and greenhouse gases along with other strategic, political, economic, and social factors, have led to widespread attention to the integration of renewable energy as a driving force for desalination plants. This study provides a comprehensive review of the recent progress made in renewable energy-driven seawater desalination and focuses on the use of solar, nuclear, wind, geothermal, ocean, biomass energy, and hybrid renewable resources in desalination. Utilizing a hybrid system of two or more renewable energy sources along with storage devices is proposed as a reliable and promising solution to provide a sustainable energy supply for desalination. In our country, researchers and experts in this field are trying and researching.

    Keywords: Seawater desalination, Freshwater, renewable energy resources, Hybrid systems
  • Gholamhosein Akbari *, Mysam Amani Pages 283-293

    General and active, river type and river deformation in the period 1995 to 2019 and during five evaluation periods including 1995 to 2005 (first period), 2005 to 2010 (second period), 2010 to 2015 (third period), 2015 It was until 2017 (fourth period) and 2017 to 2019 (fifth period). Experimental erosion determination models of EPM and MPSIAC have been used to estimate river changes. The EPM model, based on the principle of scoring two main variables including the intensity and extent of erosion and sedimentation, examines the erosion-susceptibility of the catchment and MPSIAC model of the impact and role of 9 important and effective factors in soil erosion and sedimentation of the catchment Used to estimate sedimentation and erosion status. According to the results, it was found that Shirin Darreh catchment area has a total sedimentation of 831,340 cubic meters per year and sedimentation at the level of 217909.94 tons per year for the EPM model, as well as values ​​of 750.750 cubic meters per year and sedimentation at the level of 5/5. 658509 tons per year with a sediment delivery rate of 38.02 for the MPSIAC model. Also, by validating the experimental models, it was found that the results of the MPSIAC model were more accurate than the EPM in the study area.

    Keywords: MPSIAC model, EPM model, Satellite images, Soil erosion
  • Mohammd Shabani, Reza Mirzaei *, Farhad Khosravi, MohamadReza Kalil Nejad Pages 295-305

    Water is one of the main elements in the formation of the garden, the way of its presence and movement has a special system and in different types of Iranian garden, it takes different forms. present study was conducted to explain the behavior of water in the formation of Birjand horticultural system based on quantitative modeling.

    Method

    study was purpose and deductive in terms of the method used and its strategy. the statistical population of the study consisted of 247 people, including members of committees and experts in the field of architecture, of which 150 members of committees and experts in the field of architecture using Morgan and Georgian table as the sample size was selected. And were studied. Data collection tools were also researcher-made questionnaires. Data analysis was performed using Spss software version 25 and KMO test.

    Results

    The results of data analysis showed that not only water is important in the view of architects in Birjand horticultural system, but also water (in terms of process, functional and environmental dimensions) can make the audience rise and mobilize psychological pleasure in Force the gardening system (P <0.05). Conclusions and Suggestions: According to the obtained results, it is suggested that organizations such as municipality, cultural heritage, etc. to revive the identity of traditional and original Iranian architecture for the next generation in the design of urban parks, tourist complexes and tourism, Design of spatial elements and squares Use the spatial patterns obtained in this research along with other researches.

    Keywords: Water Behavior, Birjand Gardening System, Quantitative Modeling of Gardening System
  • Hossein Yousefi, Azadeh Arshia, Yazdan Yarahmadi, Ahmad Godarzi Pages 307-319

    Lorestan province, especially the Kashkan basin, is very flooded and has suffered flood damage many times, and in April 2019, it experienced the biggest flood in the last 200 years. In this study, an attempt has been made to map flood zonation to reduce flood hazards in Kashkan watershed using FR, SI and Shannon models and also using ArcGIS techniques to improve flood decision-making and management in Provide this area. For this purpose, the geographical location of 123 flood-catching points in the region were divided into two groups: calibration and validation. In the implementation of all three models of effective parameters in floods including: slope, slope direction, land curvature, geology, land use, soil science, topographic moisture index, precipitation, waterway density, distance from waterway and digital elevation model of the area used Were. The ROC curve is also used to validate the results of the models. The highest accuracy for this region was attributed to Shannon entropy model, followed by frequency ratio models and statistical index, respectively. Due to the fact that surface water management is very important in order to prevent the recurrence of high flood damage in this area, so the use of flood sensitivity maps to improve management and decision-making in flood management is essential.

    Keywords: Flood map, FR model, Kashkan Basin, Shannon model, SI model