فهرست مطالب

سامانه های سطوح آبگیر باران - سال هشتم شماره 4 (پیاپی 27، زمستان 1399)

مجله سامانه های سطوح آبگیر باران
سال هشتم شماره 4 (پیاپی 27، زمستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1400/05/05
  • تعداد عناوین: 6
|
  • باقر قرمزچشمه*، مجتبی نساجی زواره، رحیم کاظمی صفحات 1-12

    شناخت نحوه تغییرات جریان حداقل در بالا دست رودخانه و همچنین روند آن، اطلاعات ارزشمندی را در مدیریت آب و حق آبه ها و نیز اصلاح الگوی کشت می دهد. همچنین مناطق مناسب برای کنترل آب را در طول مسیر رودخانه از دیدگاه مدیریت منابع آب مشخص می سازد. علاوه بر مسایل اقتصادی، حفظ اکوسیستم رودخانه از مسایل مهم است که تاکنون توجهی به آن نشده است. زمان رخ داد حداقل جریان با پایه زمانی 60 روزه از سرشاخه ها تا پایین دست متفاوت می باشد. همچنین روند آبدهی نیز در بالا دست تا پایین دست رودخانه تغییر می نماید. در این مطالعه برخی از ایستگاه های هیدرومتری حوزه کرخه مورد بررسی قرار گرفته و پس از بررسی داده ها، ایجاد سری زمانی آنها و دبی های حداقل با پایه زمانی 60 روزه برای هر سال در هر ایستگاه استخراج شد. دبی متوسط سالانه نیز محاسبه و نسبت دبی حداقل با پایه زمانی 60 روزه به دبی متوسط بدست آمده و از آن بعنوان شاخص ارزیابی استفاده شد. با دبی حداقل ذکر شده و شاخص های فوق رگرسیون چند متغیره برقرار و عوامل مورفومتریک موثر استخراج شد. نتایج نشان داد که جریان حداقل با مساحت بیشترین رابطه (0.8=R2) و شاخص های جریان با فاصله هر ایستگاه تا خروجی حوزه کرخه رابطه (0.2=R2) بیشتری داشتند. این موضوع نشان داد که در سراب حوزه، جریان حداقل نسبت به متوسط جریان کمتر بوده و با نزدیک شدن به پایاب حوزه شاخص افزایش می یابد. لذا برای مدیریت منابع آب در اراضی زراعی در سراب حوزه باید به روش های استحصال آب باران توجه بیشتری شود.

    کلیدواژگان: آبدهی، استحصال آب باران، آنالیز منطقه ای، شاخص جریان کم، کرخه
  • یحیی پرویزی*، کامبیز رستمی، محمود عربخدری صفحات 13-24

    بندهای کوتاه رسوب گیر سازه های اصلاحی و کلیدی برای کنترل جریان رسوب و اصلاح مسیر آبراهه ها در حوزه های آبخیز هستند. در استان کرمانشاه کارآمدی این سازه ها در انباشت رسوب کمتر مورد مطالعه وارزیابی قرار گرفته است. پژوهش حاضر با هدف بررسی کارآیی این سازه ها در نگهداشت رسوب و کنترل سیلاب ها در سه حوزه آبخیز استان انجام شد. برای این کار، ضمن انتخاب سه حوضه مطالعاتی در شرق (حوضه حاجی آباد)، شمال (حوضه رزین) و جنوب استان (حوضه مرگ)، بندهای هدف برای مطالعه مشخص شدند. از این بندها در مجموع 30، 14 و 4 بند به ترتیب گابیونی، خشکه چین و سنگی و ملاتی انتخاب و بررسی شدند. سپس رسوبات انباشت شده در مخزن پشت بندها با کمک مساحی و برداشت نمونه از مقاطع مختلف حجم سنجی شد. بررسی نتایج در حوضه حاجی آباد در شرق استان که عامل اصلی فرسایش، مرتبط با فرسایش کناره ای بود، نشان داد که عملیات احداث گابیون و خشکه چین به صورت متراکم توانسته است فرسایش خاک و رسوبدهی را به میزان 13 درصد تقلیل دهد. در حوزه آبخیز رزین در شمال استان، بند های سنگی ملاتی و گابیون موفق به دام انداختن حدود 886 تن رسوب شده بودند. در حوزه آبخیز مرگ نتایج نشان داد بندهای بالادست آبراهه با 9245 کیلوگرم بر هکتار بیشترین و بندهای پایین دست با 3575 کیلوگرم بر هکتار کمترین عملکرد کنترل رسوب را داشتند. نتایج این پژوهش نشان داد در حوضه های با ظرفیت رسوب دهی بالا، بندهای خشکه چین یکی از مهم ترین سازه های کم هزینه در حوزه آبخیز برای جلوگیری از انتقال رسوب به ویژه ذرات درشت دانه هستند. درحالی که، احداث بندهایی با زهکشی کم جهت جلوگیری از انتقال ذرات ریز نیز کارآمد است.

    کلیدواژگان: بند گابیونی، بند خشکه چین، تله اندازی رسوب، فرسایش
  • بهنوش فرخ زاده*، حمدیه واثق نژاد صفحات 25-36

    با توجه به تاثیر غیر قابل انکار خشکسالی بر بخش های مختلف زندگی انسان، مطالعه و بررسی دقیق این پدیده امری ضروری به نظر می رسد. هدف از انجام این پژوهش ارزیابی دقت روش های زمین آمار در تهیه نقشه شدت خشکسالی های رخ داده در دشت ملایر با استفاده از شاخص سطح آب استاندارد شده   SWI و تحلیل روند داده های سطح ایستابی چاه های پیزومتری است. نتایج بر اساس معیار های RMSE و MAE نشان داد که در بین روش های میان یابی، روش کریجینگ ساده  (SK)  با مدل کروی به دلیل دارا بودن RMSE و MAE پایین تر (برای سال 1378 با مقادیر 0.05 RMSE = و 0.001MAE =  و برای سال 1391 با مقادیر 1.04 RMSE= و 0.0004- MAE =) دقیق ترین روش بوده و به عنوان مناسب ترین روش جهت تهیه نقشه شدت خشکسالی انتخاب شد. همچنین  نتایج نشان داد در اکثر چاه های پیزومتری منطقه روند افزایش افت سطح ایستابی قابل ملاحظه است.

    کلیدواژگان: پهنه بندی شدت خشکسالی، دشت ملایر، شاخص SWI، کریجینگ
  • عاطفه ارفع، عباس خاشعی سیوکی*، محسن حمیدیان پور صفحات 37-50

    با توجه به پدیده تغییر اقلیم و در پی آن تغییرات نیازآبی گیاه شناخت و ارزیابی تغییر اقلیم در دهه های آینده با هدف برنامه ریزی محیطی مناسب در جهت سازگاری با شرایط آتی اقلیم و کاهش اثرات آن امری کاملا بایسته می باشد. عمده ترین عامل مصرف منابع آبی در مناطق خشک و نیمه خشک کشاورزی و به تبع آن تبخیر-تعرق است، لذا آگاهی از روند تغییرات و پیش بینی آن نقش موثری را در برنامه ریزی، توسعه و مدیریت منابع آب ایفا می کند. پژوهش پیش روی با استفاده از مدل ریز مقیاس نمایی لارس دبلیو جی نخست مقدار دما را در سه دوره ی زمانی (30-2011، 65-2046 و 100-2081) با استفاده از چهار مدل گردش عمومی جو (IPCM، INCM3، HADCM3 و NCCCSM) در سه سناریوی مختلف (جهان همراه با توسعه پایدار، جهان ثروتمند و جهان جداشده) محاسبه کرده سپس تغییرات تبخیر-تعرق را در جنوب شرق کشور در سه دوره ذکر شده برای 8 ایستگاه مورد بررسی قرار می دهد. بدین منظور از معادله تورنت وایت برای محاسبه تبخیر-تعرق استفاده شد. که ابتدا مقادیر دمای ماهانه چهار مدل با سه سناریوی برای دوره ی آتی ریزمقیاس شدند. نتایج نشانگر روند افزایشی دما و در پی آن افزایش تبخیر- تعرق در دوره ی آتی است. افزایش تبخیر-تعرق  به طور متوسط درمدل NB1 از دیگر مدل ها کمتر بوده و در ایستگاه کرمان کمترین مقدار و در ایرانشهر بیشترین مقدار را دارد. تغییرات نسبی تبخیر-تعرق تا سال 2099 در ایستگاه کرمان 692/10 (mm/day) و در ایستگاه ایرانشهر 194/23 (mm/day) می باشد.

    کلیدواژگان: آب و هوا، اقلیم گرم و مرطوب، تبخیر- تعرق، تغییر اقلیم
  • سید محمد تاج بخش*، هادی معماریان، حسین پارسا صدر صفحات 51-62

    ارزیابی و کنترل عملکرد جزء لاینفک هر گونه فعالیت وکار اجرایی به شمار رفته و هدف از آن نیز اصلاح، بهبود و کاهش هدررفت ها و جهت بهره وری بهتر و اتخاذ تکنیک های مناسب که در نهایت به پیشرفت برنامه ها می انجامد. لذا بررسی حاضر با هدف شبیه سازی جریان آب زیرزمینی و بررسی اثرات پروژه تغذیه مصنوعی جمعاب بر منابع آب زیرزمینی دشت فریزی چناران با استفاده از مدل ریاضی و کد MODFLOW انجام پذیرفته است. مدل آبخوان مورد مطالعه بیشترین حساسیت را نسبت به تغییرات هدایت هیدرولیکی و دبی بهره برداری از چاه ها دارد و نسبت به تغییرات تغذیه سطحی ناشی از بارندگی حساسیت کمتری از خود نشان می دهد. طرح تغذیه مصنوعی جمعاب در سناریو شاهد باعث افزوده شدن سالانه 453717.6 متر مکعب آب به آبخوان گردیده است. حداکثر حجم آب ورودی به سیستم آبخوان از طریق تغذیه مصنوعی جمعاب بین سال های 1374 تا 1391برابر با 1.8 میلیون متر مکعب می باشد و با توجه به سناریو شاهد میزان1.35 میلیون متر مکعب افزایش داشته است، این مقدار افزایش تغذیه باعث شده است متوسط ارتفاع سطح ایستابی آبخوان دشت فریزی چناران نسبت به سناریو شاهد در دوره پیش بینی در سال های 93، 94 و 95، به ترتیب برابر 0.09، 0.11 و 0.17 متر افزایش یابد، و حداقل حجم آب ورودی به سیستم آبخوان از طریق تغذیه مصنوعی جمعاب بین سال های 1374 تا 1391 مربوط به سال های 1374 و 1381 می باشد که تقریبا برابر با 170هزار متر مکعب می باشد که نسبت به سناریو شاهد میزان 283 هزار متر مکعب کاهش داشته است، برآورد درآمد در سیستم برابر با 57.5 میلیارد تومان در طول دوره بهره برداری تا سال 1391 بدست می آید. نسبت سود به هزینه پروژه با لحاظ کلیه درآمدهای حاصل ازکارکردهای اکوسیستمی پروژه و تولید حدود 11 می باشد. که این اعداد نشان دهنده توجیه اقتصادی پروژه در دوره بهره برداری تا سال1391 است.

    کلیدواژگان: آبخوان، تغذیه مصنوعی، جمعاب، کارکرد اکوسیستمی، نرم افزار .GV
  • میلاد شرفی*، سعید صمدیان فرد، سجاد هاشمی صفحات 63-71

    برآورد و پیش بینی بارش و دستیابی به مقدار رواناب ناشی از آن، نقش اساسی و موثری را در مدیریت و بهره برداری صحیح از حوضه، مدیریت سدها و مخازن، به حداقل رساندن خسارات ناشی از سیلاب و خشکسالی و مدیریت منابع آب ایفا می کند. عملکرد مطلوب مدل های هوشمند باعث افزایش استفاده از آن ها برای پیش بینی پدیده های مختلف هیدرولوژیکی شده است. لذا در این پژوهش، دو مدل هوشمند برنامه ریزی ژنتیک و ماشین بردار پشتیبان برای پیش بینی بارش ماهانه استان اردبیل به کار گرفته شده و از داده های بارش، دما و رطوبت نسبی در مقیاس ماهانه به عنوان پارامترهای ورودی مدل ها استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد که عملکرد هر دو مدل خوب و تقریبا یکسان بوده (میانگین خطای مطلق به ترتیب 0.8 و 0.721) ولی با توجه به ارزیابی های انجام شده مدل رگرسیون بردار پشتیبان عملکرد نسبتا بهتری داشته است (ضریب همبستگی0.999). به طورکلی می توان گفت که مدل رگرسیون بردار پشتیبان برای مدل سازی و پیش بینی بارش ماهانه استان اردبیل مناسب تر بوده است.

    کلیدواژگان: بارش ماهانه، برنامه ریزی ژنتیک، تابع برازش، ضریب همبستگی، ماشین بردار پشتیبان
|
  • Bagher Ghermezcheshmeh*, Mojtaba Nassaji Zavareh, Rahim Kazemi Pages 1-12

    Knowing how the low flow changes upstream and its trend provides valuable information on water resources management, water rights, and the improvement of crop patterns. It also helps to identify suitable areas for water control management along the river from water resources management perspective. In addition to economic issues, the preservation of river ecosystems is an important matter that has not received much attention so far. The 60-day low flow time of occurrence differs between upstream and downstream. The spatial trend of discharge also varies from upstream to downstream. In this study, some hydrometric stations of the Karkheh basin were investigated, and after data analysis, annual 60-day time series of low flow in each station were extracted. The average annual discharge was also calculated and the ratio of 60-day low flow to mean annual discharge was obtained and it was used as an evaluation index. Multivariable regression between the above indices and 60-day low flow were established with effective morphometric parameters. The results showed that the 60-day low flow had a significant correlation with the basin area (R2=0.8), and the distance of each station to the output of the Karkheh basin (R2=0.2) had the most correlation with the flow indices. On the other hand, in the upstream, the ratio of low flow to mean annual discharge was lower than the downstream flow, and the indices increased towards the outlet of the basin. Therefore, more attention should be paid to rainwater harvesting methods to manage water resources in the upstream basins.

    Keywords: Regional analysis, Discharge, Low flow indices, 60-day low flow, Karkheh
  • Yahya Parvizi*, Kambiz Rostami, Mahmood Arabkhedri Pages 13-24

    Small sediment dams are the key structures for controlling sediment flow and improving the course of waterways in watersheds. In Kermanshah province, the efficiency of these structures in sediment accumulation has been less studied and evaluated. This study aimed to investigate the efficiency of these structures in sediment retention and flood control in three watersheds of the province. For this purpose, while selecting three study basins in the East (Hajiabad basin), North (Razin basin), and South of the province (Mereg basin), the target dams for the study were identified. A total of 30, 14, and four dams were gabion, dry-stone wall, cement-masonry, respectively. Then, the accumulated sediments in the tank behind the dams were examined with the help of surveying and sampling from different sections. Examination of the results in the Hajiabad basin in the East of the province, which was the main cause of erosion showed that gabion and dry-stone wall construction have been able to reduce soil erosion and sedimentation by 13%. In the Razin watershed in the North of the province, cement-masonry and gabion dams had managed to trap about 886 tons of sediment. In the Mereg watershed, the results showed that the upstream dams with 9245 kg/ha had the highest and the downstream dams with 3575 kg/ha had the lowest sediment control performance. The results of this study showed that in basins with high sedimentation capacity, dry-stone wall dams are one of the most important low-cost structures to prevent sediment transport, especially coarse particles. However, the construction of dams with low drainage to prevent the transfer of fine particles is also effective.

    Keywords: Gabion dam, Check dam, sediment trapping, Erosion
  • Behnoush Farokhzadeh*, Hamdiyeh Vaseghnejad Pages 25-36

    Due to the undeniable impact of drought on human life, careful study of this phenomenon seems essential. The purpose of this study is to evaluate the accuracy of Geostatistical methods in preparing the drought severity map in the Malayer plain using the Standardized Water-Level Index (SWI) and analyze the trend of the Piezometric well. The results based on RMSE and MAE criteria showed that among the interpolation methods, simple Kriging method (SK) with the spherical model due to having lower RMSE and MAE (for 1999 with RMSE = 0.05 and MAE = 0.001 and For 2012, with RMSE = 1.04 and MAE = - 0.0004) was the most accurate method and was selected as the most appropriate approach to prepare the drought severity map. The results also showed that in most Piezometric wells in the region, the trend of water table level drop is significant.

    Keywords: drought severity zoning, Malayer plain, SWI index, Kriging
  • Atefeh Arfa, Abbas Khashei Siuki*, Mohsen Hamidianpoor Pages 37-50

    Due to climate change and changes in plant water needs, it is necessary to evaluate climate change in the coming decades with the aim of appropriate environmental planning to adapt to future climate conditions. The main factor of water resource consumption in arid and semi-arid regions is agriculture and consequently evapotranspiration, so knowledge of the change and its prediction plays an effective role in the planning, development, and management of water resources. The present study uses the Lars WG Model. Using this model, the temperature in three time periods (2011-2030, 2046-65, and 2081-2100) with four general atmospheric circulation models (IPCM, INCM3, HADCM3, and NCCCSM) in three different scenarios (world with sustainable development, rich world, and the isolated world) has been calculated, then the evapotranspiration changes were examined in the Southeast of the country in the three mentioned periods for eight stations. For this purpose, the Thornthwaite equation was used to calculate evapotranspiration. The results show an increasing trend of temperature followed by an increase in evapotranspiration in the coming period. The average increase in evapotranspiration in the NB1 model is less than other models and has the lowest value and the highest value in Kerman and Iranshahr, respectively. The relative changes of evapotranspiration until 2099 in Kerman and Iranshahr stations are 10.692 (mm / day) and 23.194 (mm / day), respectively

    Keywords: Weather, Warm, humid climate, Evapotranspiration, Climate Change
  • Seyed Mohammad Tajbakhsh*, Hadi Memarian, Hossein Parsasadr Pages 51-62

    Performance and control are two important components in any executive activity and their purposes are to correct and improve the functions and reduce wasting resources for better productivity and adoption of appropriate techniques that ultimately lead to the development of programs. Therefore, the present study aimed to simulate underground water flow and investigate the effects of artificial water supply projects on the underground water resources of Frizi plain in Chenaran using a mathematical model and MODFLOW code. The studied aquifer model is the most sensitive to changes in hydraulic conductivity and discharge of wells and shows less sensitivity to changes in surface water supply due to rainfall. The artificial water supply scheme of Jamab in the control scenario had caused an annual increase of 453717.6 meters2 of water to the aquifer. The maximum volume of water entering the aquifer system through the artificial water supply of Jamab in 1995-2012 was equal to 1.8 million cubic meters, and according to the control scenario had increased by 1.35 million cubic meters, this amount of supply had increased the average of the water level of the aquifer of Frizi plain compared to the control scenario in the forecast period in 2014, 2015, and 2016 by 0.09, 0.11 and 0.17 m, respectively. The minimum volume of water entering the aquifer through the artificial supply of Jamab in 1995-2012 was in 1995 and 2002, which was approximately equal to 170 thousand cubic meters, which compared to the control scenario had decreased by 283 thousand cubic meters, the estimated revenue in the system obtained during the operation period until 2012 and was equal to 57.5 billion tomans. The profit to cost ratio of the project in terms of all revenues from project ecosystem functions and production was about eleven, which showed that the project was profitable until 2012.

    Keywords: Aquifer, Artificial nutrition, Jamab, Ecosystem function, GV software
  • Milad Sharafi*, Saeed Samadian Fard, Sajjad Hashemi Pages 63-71

    Rainfall and runoff estimation play a fundamental and effective role in the management and proper operation of the watershed, dams and reservoirs management, minimizing the damage caused by floods and droughts, and water resources management. The optimal performance of intelligent models has increased their use to predict various hydrological phenomena. Therefore, in this study, two intelligent models including, genetic programming and support vector machine were used to forecast the monthly precipitation of Ardabil province. For this purpose, precipitation, temperature, and relative humidity on a monthly scale were considered as the input parameters of the models. The results showed that the performances of both models were good and almost the same (mean absolute error of 0.8 and 0.721, respectively), but according to the evaluations, the support vector regression model had a relatively better performance (correlation coefficient 0.999) compared to another model. In general, it can be concluded that the support vector regression model has been more suitable for modeling and forecasting monthly precipitation in Ardabil province.

    Keywords: Monthly rainfall, Genetic programming, Fitting function, Correlation coefficient, Support vector machine