فهرست مطالب

پژوهش های آبخیزداری - پیاپی 132 (پاییز 1400)

نشریه پژوهش های آبخیزداری
پیاپی 132 (پاییز 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/08/05
  • تعداد عناوین: 10
|
  • محمد جوهری پور، علی بافکار*، مریم حافظ پرست مودت صفحات 2-18
    ارزیابی کارآیی سامانه های پایش منابع آب و تلاش برای بهبود وضعیت مولفه های مختلف این سامانه ها مانند اصلاح فراوانی نمونه برداری متغیرهای کمی و مکان یابی دوباره ی ایستگاه ها اهمیت ویژه یی دارد. دلیل اصلی اهمیت این موضوع هزینه ی زیاد ماهانه ی این سامانه ها است، به طوری که کاهش اطلاعات اضافی در این سامانه ها ممکن است بی آن که اندازه و دقت اطلاعات حاصل را کاهش دهد تاثیر زیادی بر کاهش هزینه های سامانه داشته باشد. از طرف دیگر اگر تعداد ایستگاه ها بهینه نباشد ممکن است داده های جاهای حساس نیز برداشته نشود. در این پژوهش برای ارزیابی کمی شبکه ی ایستگاه های آب سنجی استان کرمانشاه و بررسی دقت اطلاعات ایستگاه ها و تراکم آن ها نظریه ی آنتروپی گسسته به کاربرده شد. چهارده ایستگاه با دوره ی آماری مشترک 30 ساله بررسی شد. نتایج این ارزیابی نشان داد که 3 ایستگاه بحرانی دوآب مرگ، شاه گذر و حیدرآباد در شبکه است که لازم است در آن ها بازنگری شود. از سوی دیگر ایستگاه های پل چهر و پیرسلمان و قورباغستان بیش ترین رتبه ها را گرفت و سه ایستگاه مهم حوضه شناخته شد که باید در شبکه فعال بماند. ایستگاه دو آب مرگ بدترین وضعیت را در شبکه ی پایش دارد و ضروری است که وضعیت آن به دقت بررسی و بازنگری شود. اندازه ی شاخص های S(i) و R(i) در بیش تر ایستگاه ها تقریبا یکسان بود، یعنی هر ایستگاه تقریبا به همان اندازه که اطلاعات به ایستگاه های دیگر می فرستد، سعی در گرفتن اطلاعات از ایستگاه های دیگر دارد.
    کلیدواژگان: ارزیابی، شبکه ی ایستگاه های آب سنجی، نظریه ی آنتروپی
  • نرگس کریمی نژاد، عباس گلی جیرنده، هادی علیزاده، محسن حسینعلی زاده، حمیدرضا پورقاسمی* صفحات 19-39

    هدف از این تحقیق تحلیل اندازه اثرگزاری اقدام های آبخیزداری در زیر حوضه نمونه و مقایسه ی آن با زیرحوضه شاهد در گوربند سیستان و بلوچستان، و شناسایی منطقه های حساس به فرسایش در آن ها است. در این تحقیق تصاویر پهپاد در دو زیرحوضه با مساحت 58 هکتار (شاهد) و 83 هکتار (نمونه) به کار گرفته شد. نقشه شماره منحنی و چهار نقشه پایه شامل ارتفاع، درجه شیب، جهت زه کشی و تجمع آب راه تهیه، و براساس آن ها سه حالت ممکن 20، 40 و 60 میلی متر بارش روزانه برای شبیه سازی با لندپلنر، با دو شاخص فرسایش و آستانه پستی بلندی درنظر گرفته شد. نتیجه به دست آمده برای دو زیرحوضه با روش های چارچوب جعبه یی، چارچوب چهاروجهی و سطح زیرمنحنی عمل کرد نسبی ارزیابی شد. شاخص فرسایش در شبیه ساز لندپلنر با در نظرگرفتن بیشینه بارش روزانه (60 میلی متر) نشان داد که اندازه ی فرسایش خاک در زیرحوضه شاهد 0/54821 بود، که بیش تر از اندازه فرسایش خاک در زیرحوضه نمونه (0/15593) است. شبیه سازی براساس آستانه فرسایش نیز نشان داد که تغییر عددی شاخص آستانه پستی بلندی 2-0 در زیرحوضه نمونه کم تر از تغییر ناشی از این شاخص در زیرحوضه شاهد (3-0) است. به طور کلی می توان گفت که به دلیل اقدام های آب خیزداری مناسبی که در زیرحوضه نمونه انجام شد، این زیرحوضه در شرایط بهتری از شاهد است، زیرا اندازه فرسایش خاک در آن به مراتب کم تر از آن است، در حالی که هر سه حالت ممکن بارش کم تر بودن فرسایش خاک را در زیرحوضه نمونه پیش بینی می کند. بنابراین، شبیه سازی براساس حالت های بارش و شماره منحنی با شبیه ساز آزمایشگاهی لندپلنر برای ارزیابی اثرگزاری اقدام های آبخیزداری در زیرحوضه زوجی یی که امکان فرسایش خاک در آن ها وجود دارند، توصیه می شود.

    کلیدواژگان: پهپاد، سیستان و بلوچستان، زیرحوضه زوجی، شبیه ساز فیزیک محور
  • مهرداد زمان پور*، نرگس خاتون احمدی، مروارید رحیمی، محمدحسین ابراهیمی صفحات 40-52
    مواد افزوده شده به آب در کارگاه های پرورش ماهی بر کیفیت آن اثر می گذارد، زیرا در محیط تجزیه می شود و ممکن است کیفیت را آن قدر کاهش دهد که برای بهره گیری های پسین مناسب نباشد، بنابراین لازم است که تغییر کیفیت آب سنجیده شود. در این پژوهش تاثیر این کارگاه ها بر کیفیت آب رود جوبخله، شهرستان سپیدان، استان فارس بررسی شد. پنج ایستگاه نمونه برداری در پیش از کارگاه، خروجی، و فاصله های 5، 8، و 10 کیلومتری از خروجی برگزیده و نمونه برداری در 6 نوبت دوماهانه از بهار تا زمستان 1394 انجام شد. اکسیژن محلول (میانگین سالانه 9/0م گ/ل)، دمای آب (C 14/5)، پی اچ (8/4)، مواد جامد محلول (462 م گ/ل)، اکسیژن خواهی شیمیایی (8/1 م گ/ل)، غلظت یون فسفات (0/2م گ/ل) و نیترات (1/3م گ/ل) تغییر معناداری نداشت، اما اشباع اکسیژن، اکسیژن خواهی بیوشیمیایی (1/4م گ/ل)، هدایت الکتریکی (µS/cm711)، کل مواد جامدمعلق (6/0 م گ/ل)، غلظت یون نیتریت (0/01 م گ/ل) و آمونیاک (0/13 م گ/ل) تفاوت معناداری میان ایستگاه ها نشان داد. تجزیه ی وایازی غلظت یون نیتریت (هم بستگی پیرسون 0/915، کل موادجامدمحلول (0/878، و هدایت الکتریکی (0/878) هم بستگی معناداری با فاصله گیری از مبدا را ثابت کرد. مقایسه ی یافته ها با معیارهای کاربری آب نشان می دهد که در منطقه ی بررسی شده بیش تر سنجه ها در محدوده ی مناسب آب زی پروری سردآبی بود، جز موادجامدمحلول که بسیار بیرون ازمعیار، و آمونیاک که اندکی از معیار بیش تر بود. افزون براین، با درنظرگرفتن اثر پی اچ، همین اندازه ها برای میانگین سالانه ی آمونیاک و نیتریت نیز برای پرورش ماهی سمی دانسته می شود. در مجموع، در آخرین نقطه (ایستگاه 5) میانگین سالانه ی آمونیاک و نیتریت با توجه به پی اچ آب برای پرورش ماهی سمی است و برای بهره برداری از آب در توسعه ی آب زی پروری مناسب نیست.
    کلیدواژگان: استان فارس، پس آب، زیست بوم های رودخانه یی، کیفیت آب
  • سمیرا زندی فر*، فاطمه درگاهیان، الهام فیجانی، مریم نعیمی صفحات 53-73
    مدیریت منبع های آب در کشورهایی هم چون ایران با اقلیم خشک و نیمه خشک به دلیل تغییر اقلیمی کره ی زمین و افزایش جمعیت ضروری است. بررسی خشک سالی آب های زیرزمینی و عامل های موثر بر افت تراز آب های زیرزمینی برای یافتن راه کارهای آن ها حیاتی است.  برای بررسی روند تغییر آب زیرزمینی و ارزیابی تاثیر خشک سالی های گوناگون بر هم در آبخیز کرخه شاخص های خشک سالی GRI، SPEI و SDI در دوره ی داده برداری 11 ساله (1395-1385) تجزیه و تحلیل شد. نتیجه نشان داد که در بیش تر مناطق با خشک سالی اقلیمی، خشک سالی آب شناسی نیز با هماهنگی و انطباق خوبی رخ داده است. میانگین شاخص GRI در محدوده های بررسی شده ی آبخیز کرخه نشان دهنده ی خشک سالی ملایم برای محدوده های سنقر، نهاوند، صحنه، هرسم، خرم آباد، تویسرکان، اسدآباد، ملایر، بیستون- دیناور، میان راهان و حسن آباد- قلعه شیان است. در محدوده های بررسی شده ی چغلوندی، کوهدشت، کنگاور، اسلام آباد غرب، روانسر- سنجابی، کرمانشاه و ماهیدشت، خشک سالی های شدیدتری با شاخص خشک سالی به ترتیب 1/08-، 1/13-، 1/21-، 1/23-، 1/25-، 1/31- و 1/35- تشخیص داده شد، که نشان دهنده ی کاهش تراز ایست آبی و افزایش عمق آب زیرزمینی است. شاخص GRI در این دوره در شرق، غرب و مرکز آبخیز نمایان تر است، و در سال های پایانی محدوده های مرکزی درگیر خشک سالی های شدید تری شده اند. این انطباق در نقشه ی پهنه بندی SPEI دیده می شود. علاوه بر این در برخی موارد برداشت های بی رویه به نسبت تاثیر بیش تری در افت تراز آب دارند. بنابراین ایجاد مدیریت یکپارچه برای پایداری منبع های آب زیرزمینی به خصوص در بخش کشاورزی، و اصلاح مدیریت شیوه های سنتی برداشت آب زیرزمینی الزامی است. قبل از این که خشک سالی های هواشناسی و در ادامه آن خشک سالی منبع های آب سطحی بر افت تراز آب زیرزمینی تاثیرگزار شود، اقدام های لازم برای جلوگیری از اثرهای بد بر منبع های آب انجام شود.
    کلیدواژگان: افت تراز آب های زیرزمینی، آبخیز کرخه، شاخص خشکسالی، GRI، SPEI
  • سید علیرضا حسینی، حمید غلامی*، یحیی اسماعیل پور، آرتمی سردا صفحات 74-94
    تخریب سرزمین پدیده یی چندوجهی تاثیرگیرنده از متغیرهای گوناگون از جمله اقلیم، تغییر کاربری و فعالیت های اجتماعی- انسانی است. برای بررسی اثر سنجه های اقلیمی بر وضعیت تخریب سرزمین در پنج آبخیز درجه ی دو (بلوچستان جنوبی، سدیج بندرعباس، کل- مهران، حله و مند) در آبخیز خلیج فارس و دریای عمان، داده های مشاهده یی 32 ایستگاه هم دید در آبخیز برای بازه ی زمانی 31 ساله (1367- 1398) به کار برده شد. برای تهیه ی نقشه ی سنجه های اقلیمی الگوریتم IDW، به کار برده شد. نتیجه های آشکارسازی نشان داد که تغییر طبقه ی دمایی 27/5 - 25 روند افزایشی (9/03 %) دارد و طبقه ی بارش کم تر از 150 میلی متر در منطقه نیز با افزایش 17/3% روبه رو است. روند سنجه ی تبخیر به گونه یی بود که طبقه ی 2750-2500 و 3250-300 میلی متر با تغییر (5/4- ،8/3 %)  به ترتیب بیش ترین اثر کاهشی و افزایشی را نشان داد. طبقه های سرعت باد کم تر از 2 و 4-3 متر بر ثانیه با تغییر (5/7، 7/5-%) بیش ترین روند افزایش و کاهشی را نشان داد. بر پایه ی یافته های تحلیل وایازی، رابطه ی معنی داری در تراز 0/05% بین متغیر اقلیمی (بارش، دما، تبخیر  و سرعت باد) و شاخص پوشش گیاهی  و شوری بود، و سنجه ی بارش بیش ترین اثرگزاری را نشان داد. از آن جا که این چهار متغیر اقلیمی به ترتیب (40/5، 47/6%) از تغییر متغیر وابسته ی شاخص پوشش گیاهی و شوری را تبیین می کند، می توان نتیجه گرفت که بخشی از تغییر پوشش گیاهی و شوری از شرایط اقلیمی حاکم بر منطقه پی روی می کند. از این رو پوشش گیاهی ضعیف منطقه و شوری در بازه ی زمانی بررسی شده دایما در نوسان است، و به دنبال آن فرآیند تخریب نیز روند افزایشی و کاهشی دارد. بنابراین با آگاهی از نحوه ی تاثیر سنجه های اقلیمی بر نوسان شاخص های پوشش گیاهی و شوری در دوره ی طولانی 31 ساله می توان پیش بینی لازم را برای مدیریت کردن بهینه ی عرصه های طبیعی، به خصوص در هنگام خشک سالی اعمال نمود، و مرحله های توسعه ی تخریب سرزمین را در آبخیز ساحلی خلیج فارس و دریای عمان مهار کرد.
    کلیدواژگان: آبخیز، بارش، تخریب سرزمین، دما، شاخص پوشش گیاهی، شاخص شوری
  • مجید کاظم زاده*، زهرا نوری، اصغر بیات، سلما ساعدی فرکوش، علی اصغر الیاسی، حسن علی پور، علیرضا منصور فلاح صفحات 95-114
    هدف از این پژوهش بررسی روند تغییر خطی و غیرخطی پوشش گیاهی بر اثر عامل های اقلیمی (بارش، دما و خشک سالی) و انسانی (اقدام های زیستی آبخیزداری) با تصویرهای ماهواره یی در بازه ی زمانی 20 سال (2000-2019) در آبخیز خور-سفیدارک استان البرز است. شاخص پوشش گیاهی، شاخص خشک سالی و الگوریتم پلی ترند با استخراج دوره های زمانی ماهانه به کاربرده شد. با کاربرد داده های اقلیمی و اطلاعات اقدام های آبخیزداری اجراشده، تاثیر عامل های طبیعی (دما، بارش و خشکسالی) و انسانی بر تغییر پوشش گیاهی ارزیابی شد. نتایج نشان داد که  در 20 سال گذشته تغییر در 35 % از پوشش گیاهی آبخیز معنی دار (92/6 % افزایشی و 7/4 % کاهشی)، و در 65 % آبخیز نا معنی دار بود. نتیجه ها نشان داد که 87/71 % از تغییر پوشش گیاهی منطقه از نوع خطی، و به ترتیب 6/62 % و 5/68 % از تغییر مانده غیرخطی درجه ی دو و سه بود. بررسی تاثیر دما و بارش بر پوشش گیاهی نشان داد که بارش منطقه روند معنی داری در دو دهه نداشت، اما روند دما کاهشی معنی دار بود. ارزیابی تاثیر خشک سالی بر تغییر پوشش گیاهی نشان داد که بیش ترین کاهش در پوشش گیاهی در سال 2008 اتفاق افتاد، که بر اثر خشک سالی شدید اقلیمی بود. نتیجه این که هر چند تغییر پوشش گیاهی در درازمدت بر اثر عامل های اقلیمی نبود، تغییر کوتاه مدت روی دادهای جدی از جمله خشک سالی، به روشنی تغییر پوشش گیاهی منطقه را توضیح می دهد. از طرف دیگر، نتایج نشان داد که اقدام های آبخیزداری باعث ایجاد تغییر با الگوی خطی، و تغییر و گسترش منطقه های مسکونی (عامل انسانی) باعث ایجاد الگوی غیرخطی در پوشش گیاهی شد. علت آن این است که اقدام های زیستی آبخیزداری به شکل خطی و تدریجی باعث افزایش و تقویت پوشش گیاهی منطقه شد، اما تغییر و گسترش زمین منطقه های روستایی باعث کاهش غیرخطی (تغییر ناگهانی و نا تدریجی) پوشش گیاهی شد.
    کلیدواژگان: اقدام های آبخیزداری، پوشش گیاهی، خشک سالی، سنجش از دور، عامل های طبیعی و انسانی
  • بهنوش جعفری گرزین، عطاالله کاویان*، کریم سلیمانی صفحات 115-132

    برنامه ریزی و مدیریت بهینه ی زمین، مستلزم به روز رسانی اطلاعات تغییر کاربری در طول زمان است. کاربرد توانمندی های سنجش از دور و مدل ساز تغییر زمین (ال سی ام) بستر مناسبی برای شبیه سازی تغییر کاربری زمین ایجاد می کند. تغییر کاربری زمین در منطقه ی سرآب آبخیز سیاه رود در بازه ی زمانی 1394-1356 با  مدل ساز ارزیابی، و سپس کاربری زمین برای سال 1409 شبیه سازی شد. نقشه های کاربری زمین سال های 1356، 1367، 1377، 1388 و 1394 با روش های طبقه بندی نظارت نشده و نظارت شده ی تصویرهای ماهواره ی لندست تهیه، و مدل ساز تغییر زمین برای سه دوره ی زمانی 1367-1356 و 1377-1367 و 1388-1377 در قالب سه مدل اجرا شد. پس از ارزیابی عمل کرد این مدل ها، مناسب ترین آن برای پیش بینی تغییر کاربری زمین انتخاب، و با کاربرد داده های دوره ی 1394-1388 پیش بینی برای سال 1409 انجام شد. نتیجه ی این پژوهش بیان گر آن است که کاربرد ورودی های مناسب برای مدل ساز تغییر زمین، به کارگیری روش های ترکیبی در طبقه بندی، و بهره گیری از دانش کارشناسی می تواند در بهبود نتیجه ی طبقه بندی تصویرها ماهواره یی و افزایش کارآیی ال سی ام موثر باشد (ضریب کاپای 0/82 تا 0/91). پیش بینی تغییر کاربری زمین در منطقه ی سرآب آبخیز سیاه رود در بازه ی زمانی 1356 تا 1409 بیان گر کاهش 67 % سطح زمین شالیزاری، کاهش 12 % سطح جنگل، 34 برابر شدن وسعت زمین مخلوط زراعت و باغ، و 3 برابر شدن وسعت منطقه های مسکونی است.

    کلیدواژگان: آشکارسازی تغییر، تحلیل چندزمانه، تصویرهای ماهواره یی، رودخانه ی سیاه رود
  • سمیه شیرگیر، مسعود مسعودی* صفحات 133-148
    افزایش روند تخریب منابع طبیعی زندگی جامعه ی بشر را به طور نگران کننده یی تهدید می کند. فرآیند بیابان زایی نمونه ی اصلی این گونه تخریب ها است. هدف اصلی این پژوهش ارزیابی امکان خطر بیابان زایی با مدل مدالوس در منطقه ی گلسرای تربت حیدریه در استان خراسان رضوی است. بر پایه ی این مدل پنج معیار کلیدی کیفیت خاک، اقلیم، پوشش گیاهی، مدیریت و روند (معیار پیشنهادی) ارزیابی شد. کیفیت هر معیار از میانگین هندسی شاخص های آن، و از میانگین هندسی معیار ها نقشه ی نهایی شدت بیابان زایی به دست آمد. در منطقه ی گلسرا سه طبقه ی خطر حساس ((F1,F2,F3 و دو طبقه ی احتمال خطر (P) و بی تاثیر (N) به دست آمد. مدل مدالوس علاوه بر افزودن معیار روند در سه مرحله ی دیگر نیز اصلاح شد. در مرحله ی اول پس از تهیه ی نقشه ی شدت بیابان زایی در چهار چوب مدل مدالوس، نقشه ی جدید شدت بیابان زایی بر پایه ی طبقه بندی چهار طبقه یی (کم تا خیلی شدید) به دست آمد، که نشان داد در   66 % از منطقه احتمال بیابان زایی متوسط هست. در مرحله ی دوم، با تهیه ی نقشه ی تولید فعلی به تولید بالقوه ی منطقه به نوعی وضعیت فعلی بیابان زایی که در مدل اصلی در نظر گرفته نشده بود وارد محاسبه ها شد، که نشان داد 60 % از منطقه در وضعیت فعلی بیابان زایی شدید است. در مرحله ی سوم بر پایه ی نقشه ی تولید فعلی به تولید بالقوه ی به دست آمده، طبقه بندی جدید شامل طبقه های اصلی خطر فعلی و خطر بالقوه برای نقشه ی شدت بیابان زایی اصلاح شده ی مدل مدالوس تعریف شد. بر پایه ی نقشه ی نهایی اصلاح شده ی مدالوس، 93/4 % از مساحت منطقه ی بررسی شده در طبقه ی اصلی خطر فعلی و 6/60 % در طبقه ی اصلی خطر بالقوه بود. این نتیجه نشان دهنده ی کارآ نبودن مدل مدالوس فعلی در منطقه ی گلسرا بی درنظرگرفتن ویژگی وضعیت فعلی تخریب است. به کاربردن روش پیشنهادشده توصیه می شود.
    کلیدواژگان: بیابان زایی، خطر بالقوه، خطر فعلی، روند، سامانه ی اطلاعات جغرافیایی، مدالوس، وضعیت فعلی بیابان زایی
  • سارا کاویانی آهنگر، رسول مهدوی نجف آبادی*، غلامرضا زهتابیان، حمید غلامی، آشوک کومار چاپاگین صفحات 149-164

    دخالت ها و فعالیت های نابخردانه ی انسان به یقین موجب تخریب سرزمین و بیابان زایی شده است است. هدف این پژوهش شناخت و معرفی درجه ی تاثیر فعالیت های انسانی از دیدگاه معیار آب و کشاورزی بر تخریب سرزمین و بیابان زایی زیرآبخیز سروستان است. تغییر کمی و کیفی آب زیرزمینی، آشکارسازی تغییر زمین های کشاورزی و وضعیت فعلی معیار آب (شاخص ها: افت آب زیرزمینی، هدایت الکتریکی، سامانه های آبیاری، نسبت جذب سدیم) و معیار کشاورزی (شاخص ها: عمل کرد، الگوی کشت، کاربرد نهاده ها و دستگاه ها) با کمک مدل ایرانی IMDPA بررسی شد. منبع های آب زیرآبخیز سروستان با کاهش کیفیت (افزایش μS/cm 2700 شوری در 21 سال اخیر) و کمیت (10 متر کاهش تراز ایست آبی در 25 سال) مواجه شده اند. آشکار سازی تغییر زمین های کشاورزی نشان دهنده ی 196% افزایش در مساحت زمین های کشت شده در سال های 1993 تا 2016 است. نتیجه ی مدل ایرانی IMDPA نشان داد که شاخص هدایت الکتریکی آب با ارزش عددی 3/4 بیش ترین تاثیر (وضعیت شدید) و شاخص های عمل کرد و کاربرد نهاده ها و دستگاه های کشاورزی با ارزش عددی 1/7 کم ترین تاثیر (وضعیت متوسط) بر زیرآبخیز سروستان داشت. معیار آب با ارزش عددی 2/56 معیار غالب بود و به همراه معیار کشاورزی در طبقه ی متوسط جا گرفت.

    کلیدواژگان: تراز ایست آبی، زمین های کشاورزی، مدل IMDPA، هدایت الکتریکی
  • داود نامدار خجسته*، اسماعیل مرادی صفحات 165-181

    فرسایش بادی و گرد و غبار ناشی از آن از مهم ترین چالش ها در بسیاری از سرزمین های جهان از جمله ایران است. شناسایی منشا تشکیل گرد و غبار اولین مرحله برای مهار این پدیده است. برای منشایابی فرسایش بادی و گرد و غبار روش های پرشماری از جمله سنجش ازدور، تجزیه ی فیزیکی و شیمیایی، و شبیه ساز های تجربی هست. هدف از این پژوهش منشایابی گرد و غبار در استان سمنان با شبیه ساز سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا است. برای شبیه سازی با این روش در سال 1397 50 مکان در منطقه ی دلازیان در استان سمنان شناسایی و به روش تصادفی نمونه برداری شد. آزمون های فیزیکی و شیمیایی انجام شد. شاخص های اقلیمی اندازه ی بارندگی، تبخیروتعرق، سرعت باد، دما، و رطوبت برای دوره ی 9 ساله از سازمان هواشناسی کل کشور گرفته شد. با کاربرد شاخص های اقلیمی و ویژگی های فیزیکی خاک در شبیه ساز های مختلف، اندازه ی فرسایش Q، Q30 و Q50 جداگانه محاسبه شد. نقشه ی ویژگی های اقلیمی، بافت، و اندازه ی فرسایش خاک با روش های زمین آماری و درون یابی RBF و IDW ترسیم شد. تنها اندازه های لای، Q30 و Q50 در شرایط بهنجار بود، و بنابراین به روش های زمین آماری درون یابی شد. بعد از تلفیق نقشه ها، مکان های بحرانی و خیلی بحرانی مستعد گرد و غبار به دست آمد. نتیجه نشان داد که منطقه از دیدگاه شاخص خشکی (19/02)، بارندگی (127/96 میلی متر)، و پستی بلندی (دشت) در وضعیت خیلی بحرانی، و از دیدگاه بافت خاک (میانگین بیش از 50% شن و کم تر از 30% لای) در وضعیت بحرانی بود. منطقه ی دلازیان با اندازه ی فرسایش بادی (Q) بین kg/ha/yr 55-9 در وضعیت هشدار، و با روزهای گرد و غباری با میانگین 2 روز در سال، با میانگین سرعت باد m/s 1/98 در وضعیت عادی بود. نتیجه های کلی نشان داد که اگرچه برخی از شاخص ها بحرانی و خیلی بحرانی بود، منطقه از دیدگاه منشا گرد و غبار در تراز عادی است.

    کلیدواژگان: اقلیم، شرایط بحرانی، فرسایش بادی، ویژگی های فیزیکی
|
  • Mohammad Johari Pour, Ali Bafkar *, Maryam Hafezparast Mavadat Pages 2-18
    Evaluating the efficiency of water resources monitoring systems and trying to improve the status of various components of these systems, such as modifying the frequency of quantitative variable sampling and relocating stations, is of particular importance. The main reason for the importance of this issue is the significant monthly cost of maintaining these systems; therefore, reducing the redundant and excess information in such systems may have a significant effect on reducing costs without decreasing the value and accuracy of the resulting information. However, if the number of stations is not optimal, the data of sensitive points may be missed. In the discrete entropy theory was used to investigate the accuracy of station information and their density in the region, and to quantitatively evaluate the network of hydrometry stations in the province of Kermanshah. Fourteen stations with a common statistical period of 30 years was evaluated. The results indicate the presence of three critical stations of Doabmarg, Shah Gozar and Hyderabad in the network, which their continued functioning need to be reconsidered. The Pol-e-Chehr, Pirsalman and Ghorbaghistan are the three most important stations in the basin that should remain active in the network, as they have the highest ranking among other stations. Doabmarg Station has the worst condition in the monitoring network and its condition needs to be carefully reviewed and revised. The indexes S (i) R (i) have almost the same values ​​in most stations; each station tries to collect information from other stations as much as it contributes data to other stations.
    Keywords: Evaluation, Entropy Theory, network of hydrometriy station
  • Narges Kariminejad, Abbas Goli Jirandeh, Hadi Alizadeh, Mohsen Hosseinalizadeh, Hamid Reza Pourghasemi * Pages 19-39

    The aim of this study was to analyze the effectiveness of watershed management activities in a representative  sub-catchment (treated) and its comparison with a control on, and to identify the erosion sensitive areas in these sub-catchments areas of ​​58 hectares (control) and 83 hectares (treated) the using UAV photogrammetry. Based on a curve number and four other basic maps (elevation, slope, drainage direction, and accumulation density), three daily precipitation scenarios of 20, 40, and 60 mm were considered to model the LANDPLANER with two indices of Erosion Index and Topographic Threshold. The results were evaluated using the boxplot methods, foufold plot, and the area under the receiver operating characteristic curve. The Erosion index (IE) in the LANDPLANER model, considering the maximum daily precipitation of 60 mm, was 0.54821 for the control sub-catchment which was more than that of the treated one (0.15593). The modeling based on the topographic Threshold also showed that the numerical changes of the index between 0-2 in the trated sub-catchment were less than that of the control area(0-3). Therefore, it can be said that due to the appropriate protective operations that had taken place on the treated sub-catchment, this area is in a better condition than the control one, as the volume of soil erosion was less than that of the control sub-catchment. It is informative to know that all of the three precipitation scenarios predict less soil erosion in the treated sub-catchment. Therefore, simulation based on the rainfall and curve number scenarios with LANDPLANER physical model is recommended to evalute the effect of watershed management activities on the paired sub- catchments that are degraded due to soil erosion.

    Keywords: Phisical-based model, paired sub-catchments, Sistan, Baluchestan, UAV
  • Mehrdad Zamanpoore *, Nargeskhatoon Ahmadi, Morvarid Rahimi, Mohammadhosein Ebrahimi Pages 40-52
    The materials added to the water from fish farms affect the water quality, as these are decomposed in the environment and may reduce the quality of the water so that it is not suitable for further use. Therefore, it is necessary to measure how water quality changes. The impact of the fish farms on the water in the Joobkhalleh River was investigated. Five sampling stations were selected before flowing into the farm, the outlet, and in 5, 8, and 10km after the farm, to be sampled 6 times in 2-month intervals in the spring 2015-winter 2015 period. DO (annual mean 9.0 mg/L), T (14.5˚C), pH (8.4), TDS (462mg/L), COD (8.1mg/L), [PO4]- (0.2mg/L), and [NO3] (1.3mg/L) did not show significant changes, while oxygen saturation, BOD (1.4mg/L), EC (711µS/cm), TSS (6.0mg/L), [NO2] (0.01mg/L), and [NH3] (0.13mg/L) differed significantly among the stations. Regression analysis proved a significant correlation between the increase with distance from the source for [NO2] (Pearson Correlation= 0.915), TDS (0.878), and EC (0.878). Comparison of the findings with water use criteria shows that most parameters were in the suitable range for aquaculture, except for the TDS, which was far out of the standard, and the ammonia which was slightly higher. Considering the effect of pH, these values for the annual average of ammonia and nitrite are considered toxic for fish farming. In conclusion, the annual average of ammonia and nitrite is toxic at the last point for fish farming due to the water pH; therefore, it is not appropriate to use the water for aquaculture development.
    Keywords: Fars province, Riverine ecosystems, Water quality, Wastewater
  • Samira Zandifar *, Fatemeh Dargahian, Elham Fijani, Maryam Naeimi Pages 53-73
    Water resources management is essential in countries, such as Iran, with arid and semi-arid climates due to global climate change and population growth. Knowledge of hydrogeological droughts and effective factors on groundwater drawdown is essential in providing management solutions for these vital resources. Therefore, the purpose of this study was to analyze the trend of groundwater variations and assessment of groundwater shortage in the Karkheh Watershed using the SPEI, SDI and GRI drought indices in an eleven -year statistical period (2006-2017). The results indicated that in most of the study areas, there was a correlation between the SPEI and SDI indices. The mean values of the GRI index in the study area of Karkheh watershed area show weak drought for the Sanghar, Nahavand, Sahneh, Hersam, Khorramabad, Tuyserkan, Asadabad, Malayer, Biston-Dinavar, Mian Rahan and Hassanabad-Qala-e-Shian areas. A more severe drought with the drought indices of -1.08, -1.13, -1.21, -1.23, -1.25, -1.31 and -1.35 was determined for Chaghloundi, Kuhdasht, Kangavar, Islamabad Gharb, Ravansar-Sanjabi, Kermanshah and Mahidasht respectively. These indicates a decrease in the water level elevation and an increase in the depth to the groundwater in these areas. The GRI drought index is more visible during the ten-year statistical period in the east, west and center of the Karkheh Catchment Area; while in the last years of this period, the central areas of the catchment had been affected by more severe droughts, which may be confirmed by the SPI zoning map. Although in most cases climatic drought, and consequently hydrological drought had caused the depletion of groundwater level in the basin, the results of comparison between the two types of drought indicated the effectiveness of other factors such as exploitation of the groundwater resources. Therefore, it is necessary to establish an integrated management for the sustainability of groundwater resources, especially in the agricultural sector, as well as reforming the management of traditional groundwater abstraction systems, before meteorological droughts and subsequent surface water shortages affect groundwater levels.
    Keywords: GRI drought index, groundwater drawdown, Karkheh Watershed, SDI drought index
  • Seyed Ali Reza Hosseini, Hamid Gholami *, Yahya Esmaeilpoor, Artemi Cerda Pages 74-94
    Land degradation is a multifaceted phenomenon, which is caused by various variables, including climate, land use changes and socio-human activities. In order to investigate the effects of climatic parameters on land degradation in five second degree watersheds (South Baluchistan, Bandar Abbas - Sedij, Kal - Mehran, Hillah and Mond) located in the entire Persian Gulf and Oman Sea Watershed, observational data E32 of synoptic stations were used in the mentioned catchment areas for of 31- year period (1988-2019). The IDW algorithm was used to map the climatic parameters. The results of the change detection showed that the trend of temperature class changes of 25– 27.5 follows an increasing rate of 19.03%, and the precipitation class is less than 150 mm in the region. The region is also facing an increasing trend of 17.3%. The trend of the evaporation parameter is such that the 2500-2750 and 300-3250 mm classes with the changes of -5.4, 8.3 percent, respectively, have the most decreasing and increasing effects. Moreover, the wind speed classes of less than 2 and 3-4 meters per second with changes of 5.7 and -7.5 percent show the highest increase and decrease respectively, based on the findings of the regression model, there is a significant relationship at the 0.05% level between the climatic variables (precipitation, temperature, evaporation and wind speed) on one hands and the vegetation index and salinity and the precipitation parameter on the others show the greatest effect. Considering that the four mentioned climatic variables explain 47.6% and 40.5% of the changes in the dependent variable of vegetation index and salinity, respectively, it can be concluded that part of the changes in vegetation and salinity are due to the conditions. As the climate prevails in the region, the poor vegetation and salinity were constantly fluctuating during the study period; consequently, the process of degradation followed an increasing and decreasing rate. Therefore, being aware of the effects of climatic parameters on the fluctuation of vegetation and salinity indices in a long period of 31 years, it is possible to make the necessary predictions for the optimal management of natural resources, especially during droughts. This enables the concerned authorities to control the development stages of land degradation in the coastal catchment areas of ​​the Persian Gulf and the Sea of ​​Oman.
    Keywords: Land degradation, precipitation, SAVI, SI1, temperature, watershed
  • Majid Kazemzadeh *, Zahra Noori, Asghar Bayat, Salma Saedi Farkoush, Ali Asghar Elyasi, Hasan Alipour, Alireza Mansour Fallah Pages 95-114
    The aim of current study was to study the trend of linear and non-linear changes in vegetation cover under the influences of climatic factors (rainfall, temperature and drought) and human activity (biological watershed management measures) using satellite images over a period of 20 years (2000-2019) on the Khor-Sefidarak Watershed, the Province of Alborz. Vegetation index (NDVI), drought index (SPI) and PolyTrend algorithm were used by extracting the monthly time series. Then, using climatic and implemented watershed management measures data for the basin, the impact of natural (temperature, precipitation and drought) and human factors on vegetation changes was assessed. The results indicated that 35% of the area had significant changes (92.6% increasing and 7.4% decreasing) in vegetation, and 65% of the area had insignificant changes during the last 20 years. The results also indicated that 87.71% of the vegetation changes in the region had experienced a linear type change and the remaining 6.62 and 5.68% haddemonstrated second and third degree nonlinear changes, respectively. Considering the effects of the two climatic variables on vegetation, precipitation did not show a significant trend over the two decades; however the temperature indicated a significant decreasing trend. Assessing the impact of drought on vegetation change, the largest decline in vegetative cover occurred in 2008, which was strongly influenced by severe climatic drought. Although the vegetation changes have not been affected by climatic factors in the long term, short-term changes in extreme events, including drought, strongly justify changes in the region's vegetation. On the other hand, the results indicated that the watershed management measures have caused changes with a linear pattern; however, the changes and expansion of the residential areas (as human factors) have caused a nonlinear pattern in vegetation. Thus the biological watershed management measures have increased and strengthened the vegetation of the region linearly; however, sudden and rapid changes in the rural areas have caused a non-linear decrease in vegetation.
    Keywords: drought, Natural, Human Factors, Remote Sensing, vegetation, Watershed Management Measures
  • Behnoush Jafari Gorzin, Ataollah Kavian*, Karim Solaimani Pages 115-132

    An optimized land management and the planning requires updating information on the land use changes over time. The application of remote sensing capabilities and land use change modeler (LCM) may provide a suitable platform for simulating land use changes. The LCM, land use changes in the upstream area of the Siahrud River Basin were evaluated in the 1977-2015 period and simulated for 2030. The land use maps of 1977, 1988, 1998, 2009 and 2015 were prepared, using the unsupervised and supervised classification methods of the Landsat satellite images, and the LCM, for the 1977-1988, 1988-1998 and 1998-2009 periods were implemented in the form of three models. After evaluation the performance of these models, the most appropriate one was selected. Using the data for the 2009-2015 periods a prediction was made for the year 2030. The results indicate that the use of appropriate inputs for the LCM, the application of the combined methods in classification, and utilizing expert knowledge, can be effective in improving the classification results and increasing the efficiency of the LCM. (Kappa coefficient 0.82 to 0.91). Predicting land use changes in the Siahroud River Basin during the 1977 to 2030 period indicates a 67% decrease in paddy fields and 12% decrease in forest area and a 34-fold increase in the extent of the mixed agricultural and orchards, and threefold increase in the extent of the residential areas.

    Keywords: Change detection, multi-temporal analysis, satellite images, Siahroud River
  • Somayeh Shirghir, Masoud Masoudi * Pages 133-148
    An increasing trend of natural resources degradation threatens human life dramatically. Desertification process is the main sign of land degradation. The principal aim of this research was an assessment of potential hazard of desertification using the MEDALUS model in the study of Golsara Torbat Heydarieh area in the province of Khorasan Razavi. The MEDALUS model was evaluated based on 5 key factors, namely: soil quality, climate quality, vegetation quality, management quality and trend of desertification (suggested factors). The quality of each factor was evaluated using the geometric mean of its indices. The desertification intensity map was prepared based on the geometric mean of all 5 key factors. In the Golsara region, 3 fragile classes (F1, F2, F3) and 1 potential class (P) and 1 non affected class (N) were evaluated. The MEDALUS model was modified by of adding a trend factor in which 3 other steps were revised. 1. After preparation the desertification intensity map based on the MEDALUS model, a new map of desertification intensity of the study area was prepared based on 4 classes of low to very severe situations showing 66% of the study area was under a moderate potential of desertification. 2. By upgrading the map of current productivity to potential productivity the current state of desertification that wasn’t considered in the MEDALUS model was run showing 60% of the study area was under a severe state of desertification. 3. Based on the map of current productivity to potential productivity, a new classification involving two main classes of potential risk and actual risk were defined for the desertification intensity map of revised the MEDALUS model. According to the final revised map of desertification in the Golsara region, 93.4% of the area was classified as the main class of actual risk and 6.6% as the main class of potential risk. These results point to the inefficiency of the current the MEDALUS model in the study area without considering the current degradation status parameter; therefore, we recommend the use of the modified model.
    Keywords: Actual risk, desertification, GIS, MEDALUS, Potential risk, Rate, State
  • Sara Kaviani Ahangar, Rasool Mahdavi Najafabadi *, Gholamreza Zehtabian, Hamid Gholami, Ashok Kumar Chapagain Pages 149-164

    Desertification, a manifest sign of land degradation is mostly due to unreasonable treatment, and in many cases, over-exploitation of natural resources, mainly soil, and water. Therefore, the purpose of this study was to identify and introduce the degree of impact of human activities from the perspective of water and land management in the desertification of the Sarvestan Sub-basin. Quantitative and qualitative changes in groundwater, detection of changes in farm field expanses, and the current state of water criteria (indicators: groundwater loss, EC, irrigation systems, SAR), and agricultural criteria (indicators: yield, cultivation pattern, use of inputs and machinery) using the Iranian model, the IMDPA. The water resources of the Sarvestan Sub-basin have decreased in quality (an increase of 2700 µS/m of salinity during the preceding 21 years) and quantity (subsidence of 10 meters of water level in 25 years). The cultivated area has expanded 196% from 1993 to 2016. An application of the IMDPA model indicates that the electrical conductivity index, with a numerical value of 3.4, had the highest effect (extreme condition), and application index of agricultural inputs and machinery with a numerical value of 1.7 had the lowest effect (moderate condition) in the Sarvestan Sub-basin. The water quantity with a numerical value of 2.56 was the dominant criterion, and along with the agriculture criterion, was placed in the moderate class.

    Keywords: Agricultural Lands, Electrical conductivity, IMDPA model, Water table
  • Davood Namdar Khojasteh *, Esmail Moradi Pages 165-181

    Wind erosion and dust generation is a great challenge worldwide, especially in Iran. Identification of the dust source is the first step in mitigating this occurrence. There are various approaches to detect wind erosion and dust sources including remote sensing, physical and chemical analyses, experimental models. The purpose of this study was to use the US Environmental Protection Agency (USEPA) model to identify sources of dust in the Semnan Municipality. Samples were collected randomly from 50 study points in the Municipality of Semnan (2018), and physical and chemical experiments were performed on the samples. Climate indicators, namely: rainfall, evapotranspiration and wind speed, temperature, and relative humidity for a period of 9 years were also been collected from the Meteorological Organization of Iran. The dust emission rates of Q, Q30, and Q50 were measured separately using climatic parameters and physical characteristics of the soils in different models. Geostatistic and interpolation techniques, including RBF and IDW, were also used to plot the map of climatic parameters, texture, and dust emission rates. According to the statistical tests, only the values of silt, Q30 and Q50 were normal; therefore, an interpolation of these indicators was performed using the geostatistical methods. The critical and supercritical points of sources of dust were then determined after the maps were combined. The findings indicated that the study area was super-critical in drought (19.02), rainfall (177.96 mm), and region topography (plain) indicators, and in a critical condition for soil texture with an average of more than 50 percent sand and less than 30 percent silt. The dust emission rate (Q) ranged from 9-55 kg/ha.y pointed into the warning condition for, the regional average of dusty days (2 days/y). However, the days with a wind speed of 1.98 m/s were considered as a normal condition. In a nutshell, the results indicated that the study area was not a dust source, despite the critical and supercritical conditions for some of the indicators.

    Keywords: Climate, Critical Condition, physical properties, Wind erosion