فهرست مطالب

پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز
پیاپی 25 (بهار و تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/05/01
  • تعداد عناوین: 19
|
  • ابراهیم کریمی سنگچینی*، جمال مصفایی، امین صالح پورجم صفحات 1-10
    مقدمه و هدف

    از آنجایی که سیلاب یکی از بلایای عظیم طبیعی شناخته شده برای بشر می باشد و تلفات سیلاب سالانه دارایی های اساسی خانوارها، اجتماعات محلی و ساکنین روستاها و شهرها را با نابود کردن محصولات کشاورزی، مساکن، زیرساخت ها، ساختمان و ماشین آلات کاهش می دهد، مدیریت سیلاب امری حیاتی می نماید. بر همین اساس یکی از راه کارهای اساسی برای کنترل و کاهش سیل در این استان، شناسایی مسایل و مشکلات آبخیزهای سیل خیز بالادست و ارایه پاسخ مدیریتی مناسب برای حل آن ها می باشد. بنابراین پژوهش حاضر دارای اهداف (الف) شناسایی و تحلیل علت و معلولی عوامل موثر در  افزایش پتانسیل سیل خیزی و اثرات مربوطه در حوزه آبخیز خرم آباد، (ب) ارایه پاسخ های مدیریتی مناسب و همچنین (ج) بررسی روند تغییرات هر یک از مولفه های 1DPSIR در دوره های آماری در این حوضه است .

    مواد و روش ها

     حوزه آبخیز خرم آباد یکی از بزرگترین زیرحوضه های رودخانه کشکان می باشد. شهرستان خرم آباد و چندین روستا در این حوضه قرار دارند. حوضه مورد مطالعه حدود 1609 کیلومترمربع است. در این پژوهش مسایل و مشکلات حوضه مبتنی بر مطالعات گذشته، پرسش از کارشناسان و نیز مراجعه به منطقه تعیین و بر همین اساس راهبردهای احتمالی نیز مشخص شد. مدل مفهومی شامل مولفه های نیرومحرکه، فشار، وضعیت، اثر و پاسخ ترسیم شد. بر اساس نظرات کارشناسی نمودار مفهومی علت -معلولی سیل در منطقه طراحی شده و برای هر کدام از مولفه های مدل شاخص های مناسبی تعریف و کمی سازی شدند. به منظور اولویت بندی مشکلات و هم چنین تعیین مهم ترین راهبردهای مدیریتی جهت مدیریت سیل در آبخیز خرم آباد ، از دیدگاه خبرگان استفاده شد. بدین منظور از پرسش نامه با طیف لیکرت به عنوان ابزار اندازه گیری و از آزمون فریدمن برای رتبه بندی استفاده شد. هم چنین روند تغییرات هر یک از مولفه های DPSIR جهت ارزیابی مساله در دوره های زمانی بررسی شد.

    یافته ها

     نتایج نشان داد که سطح جنگل ها و مراتع در منطقه مطالعاتی از سال 2003 تا 2019 نزدیک به 5 درصد کاهش داشته است. در عین حال سطح اراضی کشاورزی رشد عمده ای در حدود 4 درصد داشته است که می توان مشاهده نمود، عمده سطح اراضی جنگلی و مرتعی به زمین های کشاورزی تبدیل شده است و از پوشش طبیعی منطقه به شکل محسوسی کاسته شده است. یک درصد باقی مانده نیز صرف گسترش شهرها و روستاها شده، به شکلی که سطح این اراضی از 3/3 در سال 2003 به 4/2 در سال 2019 افزایش داشته است.  بر اساس نتایج به دست آمده نیروی محرک تغییراقلیمی (با میانگین رتبه 2/93)، فشار جمعیتی (با میانگین رتبه 2/78)، و دامداری های سنتی (با میانگین رتبه 2/45) که خود منجر به کاهش پوشش گیاهی و تغییرکاربری منطقه شده، مهم ترین اثر را بر وقوع سیل دارند. ترکیب این عوامل سبب شده تا تولید رواناب و درنتیجه دبی سیل در منطقه به شدت افزایش یابد و خسارات جانی و مالی هرساله بیش تر شود. برای مقابله با این پدیده سیاست هایی توسط کارشناسان پیشنهاد شد که در حال اجرا بوده و یا می توان آن ها را اجرا کرد. نتایج کلی این تحقیق نشان می دهند که روند سیل خیزی در حوضه رو به افزایش بوده، فشار ناشی از نیرو های محرکه به خصوص تعداد دام مازاد حوضه (با میانگین تبه 3/15) در حال تشدید است، توان مدیران در کاهش قدرت نیروهای محرکه بسیار محدود و سیاست های معرفی شده پاسخگوی نیاز نمی باشند. اقدامات حفاظتی مدیریتی منابع طبیعی (با میانگین رتبه 4/95) و حمایت های مالی دولت برای جبران خسارات سیل (با میانگین رتبه4/73) رتبه های اول و دوم پاسخ های مدیریتی را به خود اختصاص داده اند.

    نتیجه گیری

    شاخص های در نظر گرفته شده برای مولفه فشار شامل توسعه جاده ها، خشکسالی ناشی از تغییر اقلیم، وجود دام مازاد و مدیریت نامناسب اراضی می باشند. سطح جاده های منطقه در گذر زمان افزایش نشان می دهد. توسعه راه ها یکی از سیاست های کلی هر کشور است تا بتوان به مناطق دورافتاده و بدون امکانات دسترسی داشته و منجر به توسعه آن مناطق گردد.  کارشناسان مشاور در این تحقیق سیاست های مختلفی که به اجرا در آمده و یا قابلیت اجرایی داشته اند، را معرفی نمودند. سیاست های پاسخگویی معرفی شده شامل مهار رشد جمعیت، توسعه دامداری اصولی، برنامه های مدیریتی مقابله ای شامل روش های فیزیکی و بیولوژیکی و در نهایت حمایت های مالی از آسیب دیدگان بوده است. بر اساس مقایسات زوجی انجام شده کاهش جمعیت و بهبود دامداری دو اولویت مدیریت در منطقه معرفی شده اند. اما همانطور که دیده شد، حتی این سیاست ها نیز تاثیری بر اوج گیری دبی سیل نداشته اند و همانطور که وزن عامل نیروی محرک نشان داد، شدت اثر این عوامل به حدی است که این سیاست ها نه تنها جوابگو نبوده، بلکه توان پاسخگویی را نیز در خود ندارند.

    کلیدواژگان: آزمون فریدمن، رتبه بندی عوامل علت-معلولی، روش DPSIR، سیاست های پیشنهادی، مدل مفهومی
  • محمد طاوسی، مهدی وفاخواه*، وحید موسوی صفحات 11-20
    مقدمه و هدف

    با توجه به تعداد محدود ایستگاه های هواشناسی بخصوص در مناطق کوهستانی، استفاده از داده های ماهواره ای برای استخراج میزان بارندگی از اهمیت زیادی برخوردار است. از سوی دیگر عدم وجود داده های با توزیع مناسب مکانی بارندگی از چالش های مهم در پیش بینی وقوع سیل یا خشکسالی و هشدار به موقع در این مورد است. یکی از راه کارهای ارایه شده در این مورد، اندازه گیری بارندگی از فضا است.

    مواد و روش ها

     این تحقیق با هدف بررسی دقت و صحت داده های بارندگی حاصل از تصاویر ماهواره TRMM در حوزه آبخیز طالقان در مقیاس زمانی ماهانه و سالانه طی دوره 2009 تا 2015 انجام شد. برای این منظور تصاویر TRMM با قدرت تفکیک مکانی سه ساعته طی دوره آماری مورد نظر  برای منطقه مورد مطالعه دریافت شد. سپس با ادغام بارندگی های سه ساعته، بارندگی روزانه برآورد شد. در ادامه ضرایب تعدیل به منظور کاهش خطا داده های بارندگی ارایه، و در نهایت دقت داده های تصاویر ماهواره ای با دو روش معمول درون یابی، عکس فاصله وزنی و کریجینگ مقایسه شد.

    یافته ها

    نتایج شاخص های خطا نشان داد که بارندگی تصاویر TRMM ارتباط مناسبی با داده های ایستگاه های زمینی به خصوص ایستگاه جوستان دارد، اما در برخی ماه ها مشکل کم تخمینی و بیش تخمینی وجود دارد. به همین دلیل ضرایب اصلاحی برای رفع این مشکل اعمال شد که به طور میانگین در اکثر ماه ها این ضریب کمتر از یک محاسبه شد که بیانگر بیش تخمینی داده های بارش تصاویر TRMM بود. بررسی داده های اصلاح شده نشان داد که با اعمال ضرایب تخمین علاوه بر رفع مشکل بیش تخمینی، میزان خطا نیز کاهش پیدا کرد و نمایه کارایی نش- ساتکلیف تا حدودی بهبود یافت. همچنین در بارندگی سالانه با اعمال ضرایب تعدیل مقدار جذر میانگین مربعات خطا در ایستگاه گراب از 88 به 26 میلی متر کاهش پیدا کرد که نشان از افزایش کارایی داده ها پس از اعمال ضرایب اصلاحی است. نتایج مقایسه داده های اصلاح شده با روش های درون یابی نشان داد که در همه شاخص های خطا داده های اصلاح شده TRMM کارایی بالاتری در تخمین بارندگی دارد.

    نتیجه گیری

    در مجموع می توان گفت بارندگی حاصل از تصاویر TRMM در صورت اعمال ضرایب تعدیل می تواند نتایج رضایت بخشی را به دست دهد و در مناطقی با کمبود ایستگاه هواشناسی و داده، می تواند منبع قابل اطمینانی برای داده های بارندگی باشد.

    کلیدواژگان: اعتبار سنجی، ایستگاه زمینی، توزیع مکانی، درون یابی، سنجش ازدور، شاخص های خطا
  • آرمین بالوایه، لیلا غلامی*، فاطمه شکریان، عطاالله کاویان صفحات 21-29
    مقدمه و هدف

    فرسایش خاک امروزه برای اکثر جوامع تهدیدی جدی بوده و موجب از بین رفتن آب و خاک می شود. یکی از مهم ترین عوامل کنترل کننده رواناب و فرسایش خاک، کاربرد افزودنی های خاک می باشد. بنابراین پژوهش حاضر، با هدف ارزیابی عمل کرد جداگانه و ترکیبی از تاثیر بقایای لوبیای روغنی با سه سطح 25، 50 و 75 درصد و پلیمر پلی وینیل استات در سطح سه درصد بر تغییرات رواناب و فرسایش خاک انجام شد.

    مواد و روش ها

    خاک مورد استفاده در این پژوهش، از اراضی مرتعی از عمق 20 سانتی متری خاک جمع آوری شد و پس از انتقال به آزمایشگاه برای پایداری نسبی خاک دانه ها از الک چهار میلی متر عبور داده شد. جهت انجام پژوهش حاضر از تیمارهای بقایای لوبیای روغنی به عنوان یک افزودنی آلی خاک و پلی وینیل استات به عنوان یک افزودنی غیر آلی به صورت جداگانه و ترکیبی استفاده شد. تیمارهای حفاظتی در شرایط آزمایشگاهی و با استفاده از شبیه ساز باران برای بازه های زمانی 24 ساعت، دو و چهار ماه به کار برده شدند.

    یافته ها

    نتایج نشان داد بقایای لوبیای روغنی و پلی وینیل استات در سطح های مختلف به صورت جداگانه و ترکیبی در بازه های زمانی به کار برده شده توانست باعث افزایش زمان شروع و خاتمه رواناب و کاهش ضریب رواناب، فرسایش خاک و غلظت رسوب شود. بیش ترین تاثیر بر افزایش زمان شروع رواناب مربوط به تیمار ترکیبی بقایای لوبیای روغنی با سطح 75 درصد + تیمار پلی وینیل استات (3MSP) در بازه زمانی دو ماه (با مقدار 74/68 درصد) بود. هم چنین بیش ترین تغییرات در کاهش فرسایش خاک مربوط به کاربرد بقایای لوبیای روغنی با سطح 75 درصد (3MS) در بازه زمانی دو ماه با مقادیر به ترتیب 67/54 درصد بود. نتایج به دست آمده نشان داد که اثر بقایای لوبیای روغنی و پلی وینیل استات بر مولفه های مورد بررسی در سطح 99 درصد معنی دار بود.

    نتیجه گیری

    در مجموع می توان اظهار داشت که استفاده از بقایای لوبیای روغنی و پلی وینیل استات به صورت جداگانه و در ترکیب با سایر افزودنی ها با هدف بررسی اثر آنها در حفاظت خاک و آب، می تواند راهکاری مفید باشد. در نهایت استفاده از بقایای لوبیای روغنی و پلی وینیل استات در اراضی در حال فرسایش و یا فرسایش یافته و انجام پژوهش های جدید با دیگر افزودنی های خاک و در شرایط مختلف با هدف حفاظت خاک و آب پیشنهاد می گردد. هم چنین با توجه به عملکرد متفاوت کاربرد جداگانه و ترکیبی لوبیای روغنی و  پلی وینیل استات استفاده صحیح از افزودنی ها در مدیریت منابع آب و خاک ضرورت دارد.

    کلیدواژگان: اصلاح کننده های خاک، افزودنی معدنی، حفاظت خاک، ضریب رواناب، هدررفت خاک
  • نجمه آخوندی، مه نوش مقدسی*، صدیقه انوری صفحات 30-39
    مقدمه و هدف

    استفاده از ابزارهای شبیه سازی جهت بهره برداری مناسب از مخازن آب سطحی به یکی از چالش های بسیار جدی در اکثر نقاط جهان تبدیل شده است. هدف تحقیق حاضر، بررسی روش های  BA، SPA و MSPA  در طراحی و شبیه سازی رفتار مخزن می باشد.

    مواد و روش ها

    بدین منظور با بکارگیری آمار هیدرومتری بالادست سد زرینه رود و الگوریتم های شبیه ساز SPA و BA حجم مخزن در حالت اعتمادپذیری 100% برای دو سناریوی متفاوت از تقاضای پایین دست، طراحی شده است. سناریوی اول تقاضاهای شرب وکشاورزی (دوگانه) و سناریوی دوم تقاضاهای شرب، کشاورزی و زیست محیطی (سه گانه) را شامل می شود. از آنجا که تحقق اعتمادپذیری 100% همواره توجیه پذیر نیست، در ادامه به منظور اعمال همزمان دو شاخص اعتماد پذیری و آسیب پذیری در طراحی مخزن از روش SPA اصلاح شده (MSPA) و اولین سناریوی تقاضا استفاده گردید. در این راستا با ملاحظه اعتمادپذیری 98% و سه سطح از آسیب پذیری، مدل ها 1- MSPA (10% آسیب پذیری)، 2MSPA- (20% آسیب پذیری) و 3MSPA- (30% آسیب پذیری) برای طراحی حجم مخزن در نظر گرفته شد. در نهایت برای ارزیابی عملکرد مخزن در مرحله بهره بردای، از قواعد بهره بردای BRC و SOP و نیز شاخص های عملکرد مخرن استفاده شده است.

    یافته  ها

     نتایج طراحی با دو روش SPA و BA نشان داد حجم مخزن در حالت سه گانه نسبت به حالت دوگانه حدود 4 برابر افزایش یافته است، در نتیجه اعمال سناریوی دوگانه در طراحی از منظر اقتصادی، توجیه پذیری بیشتری خواهد داشت. استفاده از روش های 1- MSPA و 3MSPA- نسبت به SPA در مرحله طراحی به ترتیب حجم مخزن را به میزان 11 و 25 درصد کاهش داده است.

    نتیجه گیری

     نتایج شاخص های عملکرد مخزن نشان داد که در روش SOP نسبت به روش BRC برای هر سه روش طراحی افزایش یافته است، در روش MSPA بین حالت اول و سوم شاخص های عملکرد مخزن کاهش و بین حالت دوم و سوم تغییر چندانی وجود ندارد.

    کلیدواژگان: الگوریتم های شبیه ساز، سد زرینه رود، شاخص های عملکرد مخزن، طراحی مخزن، BA، MSPA، SPA
  • پیمان معدنچی*، کاکا شاهدی، حمزه سعیدیان صفحات 40-49
    مقدمه و هدف

    فرسایش خاک از جمله فرآیند هایی است که منابع آب و خاک کشور ما را به صورت مستقیم و غیر مستقیم شدیدا تهدید می کند. هر چند این پدیده طبیعی بوده و جلوگیری از آن امکان پذیر نمی باشد، لیکن شناخت تمام فرآیند های فرسایش و عواملی که در تولید رسوب ومیزان فرسایش حوزه های آبخیز دخیل هستند بسیار مهم می باشد. هدف این تحقیق ارزیابی اثرات عملیات حفاظتی بر روی تغییر فرسایش و کلاس رسوب دهی زیر حوضه های آبخیز دره مرید می باشد.

    مواد و روش ها

    منطقه موردمطالعه در حوزه آبخیز دره مرید قرارگرفته است که از زیر حوضه  های هلیل  رود در شهرستان بافت بخش مرکزی، دهستان کیسکان روستای دره مرید در استان کرمان واقع شده است، در این مطالعه از روش محاسبه مجدد بعضی از پارامترهای مدل MPSIAC قبل و بعد از اجرای عملیات حفاظتی استفاده شد. بعد از تعیین محل های اجرای عملیات حفاظتی اقدام به تهیه نقشه های توصیفی از عوامل مدل تجربی در زمان قبل و بعد از اجرای عملیات حفاظتی گردید و سپس مقدار رسوب قبل و بعد از عملیات حفاظتی در هر زیرحوضه محاسبه شد.

    یافته ها

    میزان رسوب در زیرحوضه های شماره 1، 2، 3، 4 و کل حوضه به ترتیب از 1094/05، 697/60، 670/25، 576/88  و 932/42 به 516/79، 386/70، 398/47، 444/81 و 663/35 مترمکعب در کیلومتر مربع و یا به عبارت دیگر مقدار رسوب به ترتیب در زیر حوضه های شماره 1، 2، 3، 4 و کل حوضه 52/77، 44/57، 40/55، 22/89 و 28/86 درصد تقلیل پیدا کرد. در مورد کلاس رسوب دهی نتایج نشان داد که در زیرحوضه های 2، 3 و 4 کلاس رسوب دهی از درجه 4 به درجه 3 تقلیل پیدا کرده و در زیرحوضه 1 و کل حوضه کلاس رسوب دهی از نوع درجه 3 بوده و تغییری حاصل نشده است.

    نتیجه گیری

    بعد از اطمینان از نرمال بودن داده  ها به روش کلومو-اسمیرنوف با استفاده از شاخص های آماری توصیفی و آزمون T جفتی در نرم  افزار SPSS17 به تجزیه  وتحلیل نتایج و بررسی معنی  داری تغییرات پرداخته شد. نتایج تحلیل آماری نشان داد که اختلاف میانگین ها صفر نمی باشد و در نتیجه فرض صفر رد می شود. به عبارت دیگر با توجه به مقدار میانگین ها اجرای عملیات حفاظتی تاثیر مثبت بر روی کاهش کلاس رسوب دهی و مقدار فرسایش داشته است و داده ها در سطح 95 درصد، از  79 درصد همبستگی برخوردار بودند.

    کلیدواژگان: استان کرمان، حوضه دره مرید، حفاظت خاک، رسوب، کلاس رسوب دهی، مدل تجربی
  • حدیقه بهرامی پیچاقچی، رضا نوروز ولاشدی*، محمود رائینی سرجاز صفحات 50-61
    مقدمه و هدف

    متغیر برف نقش مهمی در چرخه های هیدرولوژی بر عهده دارد. لذا برف یکی از اجزای ضروری سامانه اقلیم به شمار می رود. به طوری که یکی از کاربست های بنیادی درزمینه ی مدیریت منابع آب برف است، به ویژه در پهنه هایی که بارش آن سهم زیادی در ریزش های جوی دارد. بنابراین هدف اصلی این تحقیق بررسی روند این تغییرات در حوضه آبخیز دامنه شمالی رشته کوه البرز در استان مازندران در شرایط نابه هنجار اقلیمی در دهه اخیر است.

    مواد و روش ها

    نخست داده های سنجنده MODIS به صورت روزانه با توان جاسازی مکانی 500 ×500 متر از پایگاه ملی داده های برف و یخ ناسا (NSIDC) دریافت شد. تصاویر دریافتی مربوط به بازه ی زمانی 2000-2018 است. برای پردازش تصاویر، نخست عملیات پیش پردازش بر روی آن ها در محیط نرم افزار ENVI 5.3 اعمال شد. از نمایه NDSI، جهت برآورد پهنه پوشش برف استفاده شد. برای بررسی روند تغییرات پوشش برف از آزمون من-کندال و روش تخمین گر شیب خط سن استفاده شد. همچنین برای بررسی همبستگی بین سطح پوشش برف با پارامترهای اقلیمی از ضریب همبستگی پیرسون استفاده شد.

    یافته ها

    بررسی روند سطح پوشش برف به صورت فصلی و سالانه نشان داد که پوشش برف در فصل زمستان، حدود 41/50- کیلومترمربع در هر سال کاهش یافته است. ازنظر طبقات ارتفاعی، پوشش برف در حال پس روی است، زیرا روند آن در همه طبقات ارتفاعی به ویژه ارتفاعات 1600 تا 2500 متر حدود 03/57- کیلومترمربع در هر سال رو به کاهش است. نتیجه این پژوهش نشان می دهد، همبستگی منفی بین پوشش برف و تابش خالص و همبستگی مثبت با رطوبت نسبی در سطح اعتماد 95 درصد وجود دارد. مقایسه همبستگی وضعیت پوشش برف هم ازنظر زمانی و طبقات ارتفاعی مختلف با شرایط دما و بارش نشان می دهد در بیشتر مواقع ناهنجاری های منفی پوشش برف با ناهنجاری مثبت دما و منفی بارش همخوانی دارد، به طوری که در سطح 95 درصد معنی دار است. نتایج این پژوهش ضمن تایید کاهش ذخایر برفی در دامنه شمالی و افزایش روزافزون دماهای فرین، نشان داد تجدیدنظر در مدیریت منابع آب حوضه پایین دست امری ضروری است.

    نتیجه گیری

    در مجموع نتایج نشان می دهد که روند پوشش برف به صورت فصلی و سالانه، دارای روند کاهشی است. همچنین می توان نتیجه گرفت روند پوشش برفی طبقات ارتفاعی مختلف در دامنه های شمالی البرز مرکزی کاهشی و پس روی کرده است. بیشترین تاثیر افزایش دما در فصل بهار مشاهده شده است. چراکه در اوایل بهار انرژی موردنیاز برای ذوب برف معمولا از تابش موج کوتاه تامین می شود و همین طور که شدت جریان تابشی خالص به دلیل افزایش تابش ورودی موج کوتاه افزایش و سپیدی ناشی از کاهش ارتفاع و گستره ی پوشیده از برف رخ می دهد، سرعت ذوب برف افزایش می یابد. ازاین رو با افزایش دما و تغییر شرایط اقلیمی، بارش های زمستانه که به انباشت برف تبدیل خواهند شد، کاهش یافته است و می تواند بر رواناب ناشی از این بارش ها در فصل بهار تاثیرگذار باشد.

    کلیدواژگان: تابش خالص، گرمایش فراگیر، نمایه NDSI، نوسانات اقلیمی
  • حمزه سعیدیان*، حمیدرضا مرادی صفحات 62-73
    مقدمه و هدف

    شبیه ساز باران وسیله ای است که قادر است روی پلات های کوچک آزمایشی، باران هایی مشابه باران هایی که در طبیعت  مشاهده می شود ایجاد نماید.از فرسایش پذیرترین سازند های گروه فارس، سازندهای گچساران و آغاجاری است. سازند گچساران از نظر سنگ شناسی دارای نمک، انیدریت، مارن های رنگارنگ، آهک و مقداری شیل می باشد. سازند آغاجاری شامل ماسه سنگ آهکی قهوه ای، خاکستر ی ومارن قرمز ژیپس دار و سیلت سنگ است.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش به منظور مقایسه نقش ارتفاع شبیه ساز باران کامفورست در تغییر مولفه های مختلف فرسایش، در نهشته های سازندهای گچساران و آغاجاری، بخشی از حوزه آبخیز مرغا و کوه گچ شهرستان ایذه با مساحت های 1609 و 1202 هکتار، انتخاب گردید. شبیه ساز باران کامفورست در ارتفاع 40 و 200 سانتی متری از سطح زمین در کاربری مرتع و در مجموع در هر دو سازند در 12 نقطه و با سه بار تکرار قرار گرفت و مولفه های مختلف فرسایش مانند رواناب، رسوب و نفوذ در شدت های بارش 1 و 1/25 میلی متر در دقیقه به دست آمدند.

    یافته ها

    نتایج نشان دادند که تولید رسوب در هر دو سازند نسبت به ارتفاع شبیه ساز باران تغییرات معنی داری نداشت، در حالی که میزان رواناب و نفوذ حساسیت بیشتری نبست به ارتفاع شبیه ساز باران داشتند و میزان نفوذپذیری بیشترین حساسیت را نسبت به تغییر ارتفاع شبیه ساز باران در هر دو سازند از خود نشان داد.

    نتیجه گیری

    در مجموع نتایج نشان داد که با افزایش شبیه ساز باران به 200 سانتی متر به علت اینکه تا حدودی سرعت قطرات باران به سرعت حد نزدیک می شود داده های بدست آمده مانند رسوب و رواناب و میزان نفوذپذیری قابلیت اطمینان بیشتری دارند و می توانند به شرایط طبیعی نزدیک تر باشند و نتایج دقیق تری در تخمیق رواناب و رسوب و میزان نفوذپذیری خاک بوجود آید که می تواند در طراحی انواع سازه های آبخیزداری مفید تر باشد.

    کلیدواژگان: باران ساز، رسوب، سازند گچساران و آغاجاری، میزان نفوذ
  • ایمان بیژن، حلیمه پیری*، محمود طباطبایی، جمشید پیری صفحات 74-85
    مقدمه و هدف

    اندازه گیری مستقیم هدایت هیدرولیکی خاک وقت گیر و پرهزینه بوده و گاهی اوقات به دلیل خطاهای آزمایشی و عدم یکنواختی خاک نتایج بدست آمده چندان قابل اعتماد نمی باشد. این پارامتر را می توان با استفاده از پارامترهای زودیافت خاک برآورد کرد. تحقیق حاضر به منظور پیش بینی هدایت هیدرولیکی اشباع خاک با استفاده از روش های درخت تصمیم، ماشین بردار پشتیبان و شبکه عصبی مصنوعی در شهرستان هیرمند انجام گرفت.

    مواد و روش ها

    برای این منظور، تعداد 130نمونه خاک از سطح (30- 0 سانتی متری) جمع آوری و برای انجام آزمایش و آنالیز ها، به آزمایشگاه انتقال داده شد. در آزمایشگاه پارامترهای هدایت هیدرولیکی اشباع خاک، درصد رس، شن و سیلت، ماده آلی، اسیدیته، هدایت الکتریکی و کربنات کلسیم اندازه گیری شد. سپس با استفاده از پارامترهای اندازه گیری شده و با استفاده از مدل های درخت تصمیم، شبکه عصبی مصنوعی و ماشین بردار پشتیبان هدایت هیدرولیکی اشباع برآورد شد. به منظور ارزیابی مدل ها از معیارهای ضریب تبیین، مجذور میانگین مربعات خطا و خطای مطلق میانگین استفاده شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که مدل درخت تصمیم با دارا بودن بالاترین ضریب تبیین (0/83) و کمترین مقدار میانگین مربعات خطا و خطای مطلق میانگین (0/0026 و 0/0019) بهترین مدل برای پیش بینی هدایت هیدرولیکی اشباع خاک در منطقه هیرمند می باشد. همچنین نتایج آنالیز حساسیت داده ها با استفاده از مدل شبکه عصبی مصنوعی نشان داد که درصد شن، درصد آهک، درصد سیلت و اسیدیته به ترتیب مهمترین فاکتور های موثر بر هدایت هیدرولیکی اشباع خاک در شهرستان هیرمند می باشند.

    نتیجه گیری

    نتایج حاصل بیانگر عملکرد بسیار مطلوب روش های هوش مصنوعی در پیش بینی هدایت هیدرولیکی اشباع خاک می باشد. در شرایطی که امکان اندازه گیری هدایت هیدرولیکی امکان پذیر نباشد، می توان با استفاده از پارامترهای زودیافت خاک و روش های هوش مصنوعی، هدایت هیدرولیکی را تخمین زد.

    کلیدواژگان: بار ثابت، ویژگی های زود یافت خاک، هوش مصنوعی
  • پریسا فرضی، سید حمیدرضا صادقی*، محمود جمعه پور صفحات 86-96
    مقدمه و هدف

    تمرکز صرف بر مشکلات در یک حوزه آبخیز می تواند منجر به غفلت از نقاط قوت و ظرفیت های موجود در آن شود. به عنوان یک رویکرد نوظهور، می توان از تفکر تاب آوری برای درک بهتر حوزه های آبخیز به عنوان سامانه های پیچیده و پویا بین مردم و طبیعت استفاده کرد و از طریق مدیریت کارآمد آبخیز، گذار به سمت یک آبخیز پایدار را تسهیل کرد. ازاین رو پژوهش حاضر، باهدف مدل سازی مفهومی تاب آوری حوزه آبخیز با استفاده از ابعاد کلیدی بوم شناختی، اجتماعی، اقتصادی و زیرساختی برنامه ریزی شده است.

    مواد و روش ها

    برای این منظور ابتدا مفهوم سازی تاب آوری حوزه آبخیز با توجه به شرایط حاکم بر آن برای یک دوره زمانی هشت ساله منتهی به 1395 صورت گرفت. سپس اطلاعات و داده های معیارهای موثر در ابعاد مختلف تهیه و استخراج شد، به این ترتیب که برای بعد بوم شناختی از شاخص سلامت آبخیز و برای ابعاد اجتماعی، اقتصادی و زیرساختی به ترتیب 13، هشت و 13 معیار در نظر گرفته شد که داده های موردنیاز این بخش از طریق توزیع پرسشنامه جمع آوری شد. در ادامه معیارهای مزبور استانداردشده و وزن متناسب با اهمیت آن ها بر اساس روش تحلیل مولفه های اصلی تعیین شد. سپس معیارهای ابعاد مختلف ابتدا به صورت جداگانه و سپس تلفیق چهار بعد از طریق میانگین گیری هندسی انجام شده و تاب آوری کلی حوزه آبخیز شازند در مقیاس زیرآبخیز به دست آمد. در ادامه با تعیین سهم هر بعد، درنهایت نقشه تاب آوری آبخیز شازند پهنه بندی شد.

    یافته ها

     نتایج به دست آمده تغییرات الگوی زمانی و مکانی شاخص تاب آوری را در طول دوره مطالعه برای زیرآبخیزهای شازند نشان داد و مشخص شد که بیشترین مشارکت در شاخص تاب آوری آبخیز شازند به ترتیب در ابعاد اقتصادی، بوم شناختی، اجتماعی و زیرساختی است.

    نتیجه گیری

     طبق نتایج پژوهش حاضر می توان اذعان نمود که مدیریت آبخیزها در مقابل مخاطرات نیاز به درک کامل از وضعیت و پویایی سامانه های اجتماعی و بوم شناختی در واکنش به تنش ها دارد. دراین ارتباط استفاده از رویکرد تاب آوری و تحلیل مولفه های موثر بر آن در مقیاس حوزه آبخیز می تواند یکی از راه کارهای موثر برای نیل به مدیریت جامع حوزه های آبخیز باشد.

    کلیدواژگان: تحلیل مولفه های اصلی، حوزه شازند، رگرسیون چندمتغیره، ظرفیت سازی، مدیریت جامع حوزه
  • مهدی نادی*، هانیه بازیارپور، محمود رائینی سرجاز صفحات 97-104
    مقدمه و هدف

     تخمین بارندگی و تهیه نقشه های دقیق هم بارش در مناطق فاقد آمار هواشناسی اهمیت بسیاری در مطالعات هیدرولوژی و هواشناسی دارد. اهمیت این موضوع در مناطق کویری که فاقد ایستگاه های متراکم هواشناسی می باشند بیشتر است. شبکه متراکم بارش آفرودیت، داده های روزانه بارش را در گره های 25/0×25/0 درجه در محدوده ایران در اختیار قرار می دهد اما قبل از استفاده از آن باید ارزیابی و اصلاح شود.

    مواد و روش ها

     این تحقیق با هدف بررسی دقت و صحت داده های بارش شبکه آفرودیت در چهار حوضه ی آبریز کویری ایران از زیرمجموعه حوضه آبریز فلات مرکزی ایران در مقیاس های زمانی ماهانه و سالانه انجام شد. برای این منظور از داده های میانگین درازمدت ماهانه و سالانه 9 ایستگاه همدیدی و 2 ایستگاه باران سنجی سازمان هواشناسی استفاده شد که اقلیم ایستگاه ها از فراخشک، خشک و نیمه خشک متغیر است. برای صحت سنجی داده ها در هر مقیاس زمانی ، از آماره های ضریب همبستگی، ریشه میانگین مربعات خطا و میانگین اریبی خطا استفاده شد. در ادامه داده های شبکه با روش نسبت میانگین ها اصلاح شد. سپس دقت داده های اصلاح شده با دو روش معمول درون یابی کریجینگ و وزنی عکس فاصله مقایسه گردید.

    یافته ها

     نتایج شاخص خطای اریبی نشان داد داده های شبکه آفرودیت در مقیاس ماهانه و سالانه همبستگی مناسبی با داده های ایستگاهی داشته اما به نظر می رسد تخمین بارش شبکه بیشتر از داده های واقعی است که برای رفع این مشکل با اعمال ضرایب اصلاحی، داده های شبکه اصلاح شد. ضرایب اصلاحی بدست آمده بین 0/60 در ماه های کم بارش تا 0/94 در ماه های پربارش تغییر می کند. بررسی شبکه اصلاح شده در ماه های مختلف نشان داد علاوه بر رفع مشکل بیش برآوردی، میانگین خطا نیز به مقدار زیادی کاهش یافته است، همچنین در مورد بارش سالانه، جذر میانگین مربعات خطا از 71/25 به 15/19 میلیمتر تقلیل یافت که نشان دهنده افزایش تقریبی پنج برابری کارایی این شبکه پس از اعمال ضرایب اصلاحی است.

    نتیجه گیری

       نتایج مقایسه شبکه اصلاح شده با روش های درون یابی نشان داد که در همه شاخص های مورد بررسی شبکه اصلاح شده از هر دو روش درون یابی در تخمین بارش بسیار کارآمدتر است. لذا استفاده از ضرایب اصلاحی به دست آمده در این پژوهش برای شبکه آفرودیت به منظور بالا بردن دقت شبکه بارش آفرودیت توصیه می شود.

    کلیدواژگان: شبکه بارش، اصلاح خطای اریبی شبکه آفرودیت، بیش برآورد، تخمین بارش
  • کامیار شکوهی رازی، محمد رحیمی*، علی اصغر ذوالفقاری صفحات 105-118
    مقدمه و هدف

    در دهه های اخیر با کاهش آورد رودخانه هیرمند از کشور افغانستان و درنتیجه خشک شدن دریاچه هامون و تداوم بادهای 120 روزه، فراوانی طوفان های گرد و غبار ایجادشده از بستر تالاب بین المللی هامون بیشتر شده است. این طوفان ها مناطق گسترده ای از دشت سیستان تا زاهدان و منطقه ای در حدود 200 کیلومترمربع در کشورهای افغانستان و پاکستان را در هم جواری مرز ایران تحت تاثیر قرار می دهد. با بررسی تصاویر ماهواره ای طوفان های وقوع یافته شاخص در منطقه، بستر هامون صابری با وسعت حدود 1300کیلومترمربع به عنوان وسیع ترین واصلی ترین کانون برداشت ذرات گرد و غبار در دشت سیستان معرفی شد که در آن تخریب زمین با تاثیر از عوامل طبیعی و انسانی صدمات جبران ناپذیری را به محیط زیست و جوامع انسانی باعث شده است. لذا انجام اقدامات کنترلی و پیشگیرانه در دو فاز برنامه ریزی و اجرا در این کانون برداشت ریز گرد مستلزم تعیین و طبقه بندی حساسیت به بیابان زایی این عرصه است.

    مواد و روش ها

     به منظور تعیین میزان حساسیت بستر هامون صابری به پدیده بیابان زایی به دلیل سازگاری مناسب تر شاخص های مدل مدالوس با وضعیت طبیعی دشت سیستان و داده های موجود، از این مدل جامع جهت تعیین میزان حساسیت واحدهای کاری در سال 1395 استفاده شد. در این راستا ضمن در نظر گرفتن واحدهای ژیومورفولوژی به عنوان واحدهای کاری، وضعیت معیارهای پنج گانه کیفیت خاک، کیفیت پوشش گیاهی، کیفیت اقلیم، کیفیت مدیریت و کیفیت فرسایش در آن ها مورد ارزیابی قرار گرفت و درنهایت با جمع بندی امتیازات وضعیت حساسیت واحدها کاری به فرسایش تعیین و نقشه های آن در نرم افزار Arcgis ترسیم شد.

    یافته ها

     نتایج حاصل از بررسی معیارها و جمع بندی امتیازات مدل نشان داد که با کاهش سطح آب و درنهایت خشک شدن کامل تالاب به دلیل تبخیروتعرق در بازده زمانی موردمطالعه کیفیت خاک و پوشش زمین به دلیل تجمع املاح در منطقه، کاهش قابل ملاحظه ای پیداکرده است. این امر با توجه به وجود بادهای فرساینده شرایط را برای تخریب زمین و فرسایش خاک فراهم نموده، به گونه ای که واحد کاری QT3 در بستر تالاب که مناطقی مانند چونگ یکدست و ریگ را شامل می شود، با میانگین امتیازی 1/83 در کلاس چهار و وضعیت خیلی شدید و سایر واحدهای کاری با میانگین امتیاز 1/48 در کلاس سه و وضعیت کیفی شدید قرار گرفتند.

    نتیجه گیری

     بر اساس نتایج حاصله در برنامه ریزی برای مقابله با فرسایش بادی دشت سیستان و کلیه پروژه های اجرایی بیابان زدایی مدنظر می بایست واحدهای کاری QT3 با توجه به میزان بالای حساسیت به بیابان زایی نسبت به سایر واحدها در اولویت اقدام قرار گیرند تا به منظور مدیریت بحران فرسایش بادی بتوان در مدت زمان کوتاه تری به نتایج بهتر و اثربخشی بیشتری دست یافت.

    کلیدواژگان: شدت فرسایش، گرد و غبار، سیستان، هامون صابری، هیرمند
  • محمدحسن صادقی روش* صفحات 119-132
    مقدمه و هدف

    پرداختن به مسیله بیابان زایی به خاطر ماهیت چند معیاری، توسعه روزافزون، گسترده و بلندمدت بودن و تحت تاثیر قرار دادن توامان منابع سرزمینی و جمعیت های انسانی، به منظور دستیابی به توسعه پایدار ضروریست، از طرفی علیرغم اجرای طرح های متعدد مقابله با بیابان زایی در کشور، به دلیل وجود موانع متعدد و برهم کنش میان این موانع، این برنامه ها نتوانسته اند در این حوزه پیشرفت چندانی داشته باشد. از این رو این پژوهش با هدف تجزیه و تحلیل موانع مقابله با بیابان زایی و به صورت مطالعه موردی در استان یزد به اجرا درآمد.

    مواد و روش ها

    به منظو ر دستیابی به این هدف از روش مدل سازی ساختاری تفسیری (ISM) استفاده شد. در این روش ابتدا به شناسایی موانع موثر از طریق بررسی مبانی نظری و تکنیک دلفی با مشارکت 30 نفر از متخصصان میدانی پرداخته شد. سپس با استفاده از متدولوژی تحلیلی مدلسازی ساختاری- تفسیری (ISM) روابط بین موانع تعیین و به صورت یکپارچه تحلیل شد و در نهایت با استفاده از روش MICMAC  اقدام به تحلیل موانع موثر با توجه به اثرگذاری و اثرپذیری بر سایر موانع شد.

    یافته ها

    نتایج حاصله حکایت از توانایی بالای این مدل در بررسی موانع مقابله با بیابانزایی دارد به طوری که نتایج تحلیل صورت گرفته نشان داد که موانعی در گروه پیوندی که بیانگر قدرت نفوذ و وابستگی قوی می باشند وجود ندارد. در عین حال مشاهده شد که بیشترین تاثیر به ترتیب مربوط به موانع "تبدیل و تغییر نامناسب کاربری اراضی" (C31)، با قدرت محرکه 10، "تعدد مراکز سیاست گذاری و عدم تعامل میان آنها" (C6)، با قدرت محرکه 9، می باشد و سه مانع " ناآگاهی عمومی در رابطه با تخریب محیط زیست، روش های جدید و دانش روز" (C1)، " عدم وجود طرح های جامع کنترل بیابان زایی" (C2) و "نبود نیروی انسانی متخصص و آموزش دیده" (C11) نیز مشترکا با قدرت محرکه 8 در در ناحیه محرک یا اثرگذار قرار گرفته اند و جزو موانع اصلی در طرح های مقابله با بیابان زایی هستند.

    نتیجه گیری

    بنابراین اهتمام به تحلیل صورت گرفته بر روی موانع از بین طیف وسیعی از موانع مطرح در دستیابی به نتایج بهینه طرح های مقابله با بیابان زایی، می تواند به سرعت این اوضاع نابسامان را بهبود بخشیده و ساختاری پایدار در فرایند مقابله با بیابان زایی پی ریزی کند. از این رو پیشنهاد می شود طرح های مقابله با بیابان زایی بر روی راهبردهای منتج شده از موانع موثر حاصل از اینگونه پژوهش های سیستماتیک تاکید کنند تا از هدر رفت سرمایه های محدود جلوگیری و بازدهی طرح های کنترل، احیاء و بازسازی بالا رود.

    کلیدواژگان: اولویت بندی موانع، بیابان زایی، کاربری اراضی، ماتریس، مدل، مراکز سیاست گذاری
  • مهدی زارعی*، رحمان زندی، مهناز ناعمی تبار صفحات 133-144
    مقدمه و هدف

    سیل مانند سایر پدیده های هیدرولوژیکی یک پدیده غیر قطعی است که در هر زمان و مکان احتمال وقوع آن وجود داشته و تحت تاثیر عوامل مختلف اقلیمی، مشخصات فیزیکی حوضه، وضعیت پوشش گیاهی و کاربری اراضی و دخالت های انسانی است. تعیین سهم هر یک از پارامترها بر میزان بروز سیل مهم است. در حال حاضر ، با ارتقای سامانه های اطلاعات جغرافیایی (GIS)، روش های سنجش از دور (RS) و ماشین یادگیری (ML) می توان مدل سازی بسیار دقیقی از احتمال وقوع سیلاب انجام داد. با این وجود، ساخت این مدل ها نیازمند دانش دقیق و اصولی از فرآیند وقوع سیل، بررسی پارامترهای موثر در شکل گیری سیل، درک چگونگی تاثیر هر پارامتر بر ایجاد سیل و انتخاب و توسعه مدل مناسب و ارزیابی آن است. با توجه به اهمیت تعیین مناطق مستعد وقوع سیل در مناطق مختلف به خصوص حوضه های واقع در مناطق خشک و نیمه خشک همچون منطقه مورد مطالعه، تحقیق حاضر به منظور ارزیابی خطر پذیری سیل با استفاده از مدل های داده کاوی ماشین بردار پشتیبان، چاید و جنگل تصادفی در این منطقه هدف گذاری شده است.

    مواد و روش ها

     در پژوهش حاضر جهت بررسی خطر وقوع سیل از مدل های داده کاوی ماشین بردار پشتیبان ، چاید و جنگل تصادفی  استفاده شده است. به طور کلی هدف از ارایه مدل های داده کاوی رسیدن به یک تخمین معقول و دقیق از پیش بینی مکانی وقوع سیل، مقایسه کارایی مدل ها و انتخاب مناسب ترین روش برای تهیه نقشه ارزیابی حساسیت سیل می باشد. در این پژوهش از اطلاعات مختلف همچون نقشه توپوگرافی مقیاس1:50000 جهت استخراج خطوط تراز ، نقشه زمین شناسی مقیاس 1:100000 ، نقشه خاک تهیه شده توسط اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری استان خراسان رضوی، تصویر مدل رقومی ارتفاع (DEM) با قدرت تفکیک مکانی 12/5 متر، تصاویر ماهواره ای گوگل ارث، داده های هواشناسی باران سنجی دوره آماری 20 ساله (98-78) ایستگاه های اندرخ، اولنگ اسدی، سد کارده، مارشک، بلغور، گوش بالا، آل، چناران، مغان، چکنه علیا، آبقد فریزی، تلغور، قدیر آباد و کبکان استفاده شده است. طبقات ارتفاعی، شیب، جهت شیب، شبکه های زهکشی و آبراهه های اصلی، تحدب سطح زمین از روی تصویر DEM و خطوط تراز استخراج گردیدند. کاربری اراضی منطقه از روی تصاویر ماهواره ای گوگل ارث مربوط به سال 2020 و به روش طبقه بندی نظارت شده تهیه گردید. نقشه پوشش گیاهی منطقه نیز بر اساس شاخص NDVI و از روی تصاویر ماهواره ای لندست 8 سال 2018 تهیه گردید.

    یافته ها

     عامل ارتفاع نقش کلیدی در کنترل جهت حرکت سیل و عمق سطح آب دارد. در ارتفاع 2000 متر و بیشتر با افزایش ارتفاع پتانسیل سیل خیزی در منطقه مورد مطالعه افزایش می یابد . بر اساس نتایج در بین کاربری های حوضه مورد مطالعه، اراضی آبی و باغی به علت نفوذ بیشتر، رواناب کمتری تولید نموده و کمتر مستعد سیل خیزی می باشند. در منطقه مطالعاتی در شیب 60 درجه به دلیل افزایش شیب، زمان تاخیر حوضه کم، میزان نفوذ آب در خاک کم و در نتیجه حجم سیلاب و رواناب سطحی افزایش خواهد یافت. کلاس 0/0120-0/0074 بیشترین تاثیر را در وقوع سیلاب حوضه دارد . دامنه های شمالی، شمال غربی و غربی به دلیل دریافت بارش زیاد، ماندگاری طولانی مدت برف و داشتن رطوبت دارای پتانسیل سیل خیزی می باشد . در منطقه مورد مطالعه بارش بیش از 250 میلی متر بیشترین تاثیر را در رخداد سیلاب دارا است. در منطقه مورد مطالعه خاک مزیک  به دلیل نفوذ پذیری نسبتا کم باعث تولید رواناب بیشتر و ایجاد سیل می شود . بر اساس نتایج طبقات شاخص رطوبت توپوگرافی در منطقه مورد مطالعه کلاس 359/99-268/38 تاثیر زیادی در وقوع سیلاب داشته است. در منطقه مورد مطالعه مناطق مقعر در ایجاد سیل تاثیر زیادی دارد به این دلیل که  مهمترین و موثرترین فاکتورها در وقوع سیل شیب و انحنا زمین می باشد. در حال حاضر قابلیت پیش بینی حساسیت سیلاب منطقه مطالعاتی با استفاده از سطح زیر منحنی مورد بررسی قرار گرفت و از مقدار AUC ، درصد نرخ موفقیت و قابلیت پیش بینی هر دو در پژوهش حاضر 16 سناریو با ترکیب پارامترهای مختلف به عنوان ورودی مدل ایجاد شدند .نتایج این تحقیق نشان می دهد که در مدل ماشین بردار پشتیبان خطی با بهترین سناریو M3 با بالاترین ضریب همبستگی 0/972 و کمترین مقدار 0/538=MAE ، در مدل جنگل تصادفی بهترین سناریو M10 با بالاترین ضریب همبستگی  0 /961و کمترین مقدار خطا 0/685= MAE، در مدل درخت تصمیم نوع چاید بهترین سناریو M8 با بالاترین ضریب همبستگی 0/954 و کمترین مقدار خطا 0/723= MAE بوده است.

    نتیجه گیری

    به طور کلی بر اساس نتایج تحقیق حاضر طبقات با پتانسیل سیل خیزی کم و متوسط بیشتر در بخش های شرقی و جنوبی حوضه قرارگرفته اند به طوری که در بخش شرقی حو ضه به علت شیب کم و نفوذپذیری مناسب خطر سیل خیزی متوسط می باشد. بر اساس نتایج به دلیل وجود کاربری های مرتعی فقیر در نیمه غربی و شمال غربی حوضه بیشترین پتانسیل سیل خیزی مشاهده شده  قرار دارند. همچنین نتایج نشان داد قسمت های شمالی و غربی حوضه که از نظر زمین شناسی و لیتولوژی دارای سازندهای سطحی مانند مارن، رس و سیلت بوده و ضریب نفوذ پذیری آن ها بسیار کم و پوشش گیاهی ناچیز دارن،  از پتانسیل بالایی در بروز سیلاب برخوردار هستند. در این پژوهش ارزیابی مدل ها با استفاده از ضریب همبستگی (R) و مقادیر میانگین قدر مطلق خطا (MAE) صورت گرفت. بررسی نتایج مدل ها نشان داد که به ترتیب مدل های ماشین بردار پشتیبان، چاید و جنگل تصادفی با سناریوی M3، M8 و M10 با بیشترین میزان همبستگی و کمترین خطای میانگین، از دقت بالایی در برآورد خطر وقوع سیل در منطقه مطالعاتی برخوردار هستند. علاوه بر این، به منظور ارزیابی مدل های ارایه شده از مساحت زیر منحنی (ROC) استفاده شد. بر این اساس این مقادیر هم در داده های تعلیمی و هم در داده های آموزشی در الگوریتم (SVM) و مدل الگوریتم نوین جنگل تصادفی دارای نتایج دقیق تری  می باشد. این نتیجه بیانگر این مطلب است که هر دو مدل از نظر صحت و اعتبار مدل سازی مورد تایید قرار گرفته اند.

    کلیدواژگان: پهنه بندی، حوزه آبخیز فریزی، سیل، مدل های داده کاوی، منحنی ROC
  • حمید محقق پور*، ایوب بحرانی فرد، سیاوش کلبی، نسیم آرمان صفحات 145-155
    مقدمه و هدف

    پخش سیلاب یکی از روش های مناسب برای مهار و استفاده بهینه از سیلاب در مناطق خشک و نیمه خشک می باشد و به دنبال آن، مکان-یابی مناطق مستعد برای پخش سیلاب از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. هدف از این پژوهش، مکان یابی مناطق مستعد برای پخش سیلاب در حوزه آبخیز سد باغان شهرستان جم واقع در استان بوشهر می باشد.

    مواد و روش ها

    بدین منظور، لایه های تاثیرگذار شامل شیب، کاربری اراضی، زمین شناسی، ژیومورفولوژی و گسل به عنوان گزینه های معیار ویژگی های فیزیکی، لایه های نفوذپذیری و ضخامت آبرفت به عنوان گزینه های معیار ویژگی های هیدرولوژیکی و لایه های فاصله از چاه، قنات، شهر و روستا و جاده به عنوان گزینه های معیارهای ویژگی های اقتصادی و اجتماعی، به عنوان لایه های اطلاعاتی رقومی در نظر گرفته شد و با منطق فازی استانداردسازی گردید. در مرحله بعد لایه های شیب، کاربری اراضی، زمین شناسی و ژیومورفولوژی نیز به عنوان محدودیت با منطق بولین استانداردسازی شد. بر اساس میانگین گیری از نظرات کارشناسان، لایه ها به روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) وزن دهی و نرخ ناسازگاری (09/0) محاسبه گردید. تلفیق لایه ها با روش ارزیابی چندمعیاره مکانی (SMCE) و تکنیک ترکیب خطی وزنی (WLC) انجام و نقشه های نهایی مناطق مستعد تهیه گردید.

    یافته ها

    نتایج به دست آمده از تحلیل سلسله مراتبی (AHP)، نشان داد که عامل فاصله از گسل با وزن 238/0 دارای بیشترین و عامل فاصله از چاه با وزن 0/005 دارای کمترین ارزش در مکان یابی پخش سیلاب در حوزه آبخیز سد باغان بودند. نرخ ناسازگاری برابر 0/09 محاسبه گردید. بر اساس نتایج حاصل از تلفیق معیاره ها توسط نرم افزار Terrset، حوزه آبخیز سد باغان به 5 منطقه نامناسب (88 درصد)، ضعیف (0/10 درصد)، متوسط (1/6 درصد)، خوب (5 درصد) و خیلی خوب (5/3 درصد) (شکل 14) تقسیم بندی شد.

    نتیجه گیری

     به طورکلی نتایج نشان داد که 88 درصد از این منطقه دارای قابلیت نامناسب، 0/1 درصد دارای قابلیت ضعیف، 1/6 درصد دارای قابلیت متوسط، 5 درصد دارای قابلیت خوب و 5/3 درصد دارای قابلیت خیلی خوب برای پخش سیلاب می باشد. نقشه نهایی با وضعیت موجود منطقه توسط 30 نقطه مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج ارزیابی نشان داد که بین نقشه نهایی و وضعیت عرصه، تفاوت معناداری وجود ندارد.

    کلیدواژگان: آبخوان، ارزیابی چندمعیاره مکانی، باغان، تحلیل سلسه مراتبی، سیلاب
  • نیایش فندرسکی، محسن مسعودیان*، کلاوس راتچر صفحات 156-167
    مقدمه و هدف

    در سراسر جهان، آب های سطحی به طور چشم گیر در مقابل اثرات فعالیت های مختلف انسانی آسیب پذیر بوده، به طوری که سیستم پایدار رودخانه ها و زیستگاه جانوری و گیاهی به خطر افتاده و مواردی چون کاربری اراضی و وضعیت کیفی آب تغییر کرده است. خصوصیات ساختاری-هیدرومورفولوژی از اهمیت فراوانی در وضعیت اکولوژیکی رودخانه ها برخوردار بوده، به طوری که بررسی وضعیت آن ها به عنوان یکی از مولفه های اساسی در مدیریت پایدار حوزه رودخانه و باز زنده سازی شرایط رودخانه به شمار می رود. در اروپا هم زمان با معرفی دستورالعمل چارچوب آب، وضعیت آب های سطحی بسیار مورد توجه قرار گرفته و نیاز ضروری به یک سیستم پایش دقیق، به عنوان گام اولیه در جهت رسیدن به حداقل وضعیت اکولوژیکی خوب، مطرح گردید. مرور پژوهش ها نشان دهنده تمرکز مطالعات روی وضعیت مورفولوژی رودخانه ها در ایران بوده، لیکن ارزیابی وضعیت هیدرومورفولوژی رودخانه ها چندان مورد بررسی قرار نگرفته است. از این رو، در مقاله حاضر به بررسی وضعیت ساختار- هیدرومورفولوژی 12 کیلومتر از رودخانه تجن با استفاده از روش طبقه بندی کیفیت ساختاری رودخانه آلمان پرداخته شد.

    مواد و روش ها

    تمرکز اصلی روش طبقه بندی کیفیت ساختاری رودخانه، شناسایی فشارهای مورفولوژی ناشی از مداخلات انسانی، به منظور تعیین اقدامات مناسب برای برقراری مجدد شرایط طبیعی و تقریبا طبیعی در چارچوب سیستم ارزیابی و نظارت است. این روش به طبقه بندی شرایط کنونی ساختار- هیدرومورفولوژی رودخانه مبتنی بر یک سیستم امتیازدهی در چهار مرحله جمع آوری داده، تعیین بازه و سنجش از راه دور، بازدید میدانی و ارزیابی شرایط بر اساس امتیازدهی به 25 پارامتر منفرد می پردازد. لذا، رودخانه به بازه های 100 متری تقسیم و در دو مرحله سنجش از راه دور با استفاده از نقشه های توپوگرافی، خاک، پوشش گیاهی و کاربری اراضی حوزه، مدل رقومی ارتفاعی منطقه، تصویر ماهواره ای سال 1398 متعلق به لندست 8 و بازدید میدانی از فروردین تا خرداد ماه 1398 با توجه به پارامترهای منفرد روش فوق ارزیابی شد.

    یافته ها

    نتایج ارزیابی نشان داد که 44 درصد بازه ها، در طبقه کیفی 4-آشکارا تغییر یافته قرار داشته است. درحالی که، بازه ای بدون تغییرات (کاملا طبیعی) مشاهده نشده، اما 4 درصد از بازه ها کاملا تغییر یافته ارزیابی شد. به علاوه، درصد توزیع هر طبقه کیفیت ساختاری پارامترهای منفرد و اصلی محاسبه و نتایج نشان داد که پوشش کناره رودخانه در محدوده مورد مطالعه در مقایسه با دیگر پارامترها وضعیت مناسبی ندارد. به منظور بررسی دقیق تر، درصد فراوانی طبقه های کیفیت ساختاری برای به طور مجزا در سه زیر منطقه قبل از شهر ساری (BS)، محدوده شهر ساری (SS) و بعد از شهر ساری (AS) نیز بررسی و نشان داد که وضعیت بخش شهری رودخانه تجن به وضوح تا کاملا تغییریافته که در اثر ایجاد تغییراتی مانند تغییر بستر و عرض کانال منجر به تغییر مواد بستر، ایجاد حفاظت از کناره بتنی در بیش از دو کیلومتر از رودخانه و احداث سازه هایی مانند سد لاستیکی و کف بند بدون درنظر گرفتن پلکان ماهی به خصوص در محدوده پارک ملل می باشد.

    نتیجه گیری

    در روش طبقه بندی کیفیت ساختاری رودخانه آلمان، شرایط جغرافیایی بر روی واحدهای چشم انداز و تیپ رودخانه های تعریف شده، فرم دره رودخانه، مواد بستر و پوشش گیاهی تاثیرگذار بوده که تاحدود زیادی با شرایط جغرافیایی شمال ایران و به خصوص رودخانه تجن (دارای سه واحد چشم انداز کوهستانی، دشت و ساحلی) مطابقت دارد. هم چنین، درصد توزیع هر طبقه کیفیت ساختاری دو پارامتر منفرد 5-2 پوشش کناره رودخانه با 49% و 5-3 پوشش کناره ویژه با 67%، سهم بالایی از طبقه 7-کاملا تغییر یافته را به خود اختصاص داده که نقش پارامترهای تنزل دهنده برای رودخانه تجن در بازه مورد مطالعه را داشته که به عنوان هدف اولیه در برنامه ریزی اقدامات باز زنده سازی رودخانه تجن شناسایی گردید.

    کلیدواژگان: باز زنده سازی، طبقه بندی ساختار، هیدرومورفولوژی، مهندسی رودخانه، WFD
  • عیسی جوکار سرهنگی*، جواد عموزادمهدیرجی صفحات 168-178
    مقدمه و هدف

    اشکال مختلف فرسایش آبی در بیش تر مناطق ایران مشاهده می شود و هر یک از آن ها نقش و سهم خاصی در تولید رسوب بر عهده دارد. این پژوهش با هدف بررسی اثر ویژگی های زمین شناسی و توپوگرافی در پیدایش اشکال مهم فرسایش آبی در حوزه آبخیز گلیداغ واقع در استان گلستان انجام شده است.

    مواد و روش ها

    ابتدا با استفاده از تصاویر گوگل ارث، عکس های هوایی، نقشه ها و بازدیدهای میدانی، اشکال فرسایشی و خصوصیات آن ها در منطقه مشخص شد. جنس زمین، ارتفاع، شیب و جهت دامنه در منطقه به عنوان متغیرهای مستقل و هر یک از اشکال فرسایش آبی شامل فرسایش سطحی، شیاری، آبکندی و بدلند به عنوان متغیرهای وابسته در نظر گرفته شدند. آنگاه لایه های اطلاعاتی متغیرهای مستقل  با لایه اشکال فرسایش در محیط ArcGIS همپوشانی شدند و رابطه بین آن ها از طریق توزیع آماری کای دو (κ2) به کمک نرم افزار SPSS به دست آمد.

    یافته ها

    تحلیل همپوشانی نقشه ها بیانگر آن است که اشکال پیشرفته فرسایش آبی شامل فرسایش آبکندی و بدلند در سازند لس و ارتفاعات کم تر از 800 متر غالب بوده و از مقدار مورد انتظار، گسترش بیش تری دارند. هم چنین مساحت این اشکال فرسایش در طبقه شیب 10-0 درصد کمتر است و از شیب 10 درصد به بالا مساحت آنها افزایش می یابد. بررسی اشکال فرسایش در ارتباط با جهت دامنه بیانگر آن است که فرسایش آبکندی و بدلند در دامنه های جنوب غربی و غربی غلبه داشته و از مقدار مورد انتظار بیش تر توسعه پیدا کردند؛ در حالی که، در دامنه های شمالی، شمال شرقی و شمال غربی سطح فاقد فرسایش گسترش دارد. ارتباط بین متغیرهای موردمطالعه با اشکال مختلف فرسایش در منطقه با استفاده از آزمون کای دو نشان داد که بین متغیرهای مورد مطالعه و اشکال فرسایش آبی ارتباط مشخص و معنی دار در سطح 0/01 وجود دارد. شدت رابطه بر اساس ضریب توافق محاسبه شد که بیانگر نقش و اهمیت بیش تر ارتفاع (0/631) و سازندهای زمین شناسی (0/461) در منطقه است.

    نتیجه گیری

     به وجود آمدن اشکال فرسایش در منطقه مورد بررسی بیش تر وابسته به متغیرهای ارتفاع و سازندهای زمین شناسی هستند و از این متغیرها می توان در انتخاب روش ها و راهکارهای اجرایی مناسب برای مدیریت اشکال فرسایش و کنترل شدت آنها استفاده نمود.

    کلیدواژگان: آزمون ناپارامتری، حساسیت سازندها، ژئومورفولوژی، فرسایش خاک
  • فاطمه عینلو، محمدرضا اختصاصی*، مهدی قربانی، پرویز عبدی نژاد صفحات 179-187
    مقدمه و هدف

    کمبود ریزش های جوی، رشد بی تدبیرانه کاشت محصولات کشاورزی، برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی و عدم برنامه مناسب جهت کاهش اثرات نامطلوب ناشی از بحران آب، موجب افت شدید آبخوان های کشور گردیده است. این پژوهش با هدف مدیریت راهبردی منابع آب جهت تعیین مناسب ترین راهکارهای مدیریتی تعادل بخشی آبخوان انجام شده است.

    مواد و روش ها

     تعیین مناسب ترین راهکارهای مدیریتی تعادل بخشی آبخوان دشت ابهر با استفاده از روش تدوین راهبرد SWOT صورت پذیرفته است. مهم ترین عوامل داخلی و خارجی(نقاط قوت، ضعف، فرصت و تهدید) موثر بر منابع آب بر اساس آمار و اطلاعات جمع‎آوری شده، شناسایی و پس از تکمیل پرسشنامه و نظرسنجی، با استفاده از تصمیم‏ گیری گروهی، بهترین استراتژی و راهکارهای مدیریتی قابل اجرا تبیین گردید.

    یافته ها

    نتایج این بررسی، بیانگر غلبه ضعف‏ها بر قوت‏ها و همچنین تهدیدها بر فرصت‏ها است. به عبارتی، از دیدگاه خبرگان حاضر در جلسه طوفان فکر، شرایط دشت ابهر در ربع محدودیت‏ها- تهدیدها (WT) با راهبرد تدافعی قرار گرفته است که بیانگر بحرانی بودن شرایط آبخوان دشت ابهر، از نظر وضعیت منابع آبی موجود می‎باشد. لذا با توجه به شرایط بحرانی کنونی دشت ابهر و اهمیت مدیریت بهینه و جلوگیری از برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی و مد نظر قرار دادن مهمترین ضعف ها و تهدیدهای اصلی در این دشت و نتایج حاصل از مدل تحلیلی SWOT، مناسب ترین راهکارهای رسیدن به هدف تعادل بخشی سفره آب زیرزمینی دشت ابهر شامل تمرکز بر روی یکپارچه سازی اراضی و جلوگیری از خرد شدن آنها از طریق سیستم های یکپارچه آبیاری تحت فشار، تغییر نوع کشت، شیوه آبیاری، بهره مندی از شرایط اقلیمی مناسب جهت کشت گونه‏ های کم آبخواه، موقعیت جغرافیایی مناسب در راستای توسعه صنایع کم آبخواه و تجهیز چاه های آب به کنتور هوشمند جهت کنترل و مدیریت مصرف و از طرف دیگر اجرای اقدامات آبخیزداری و تغذیه مصنوعی جهت جلوگیری از بروز سیل و هدررفت منابع آبی و استحصال رواناب سطحی جهت کنترل، مدیریت و استفاده بهینه از منابع آب سطحی و کاهش برداشت از سفره های آب زیرزمینی تعیین گردید.

    نتیجه گیری

     با استفاده از ظرفیت فرصت‏ها و قوت‏های پیش‏رو، راهبرد آبخوان دشت ابهر را می توان به راهبرد ST و همچنین WO ارتقاء داد و روند کاهشی حجم آبخوان دشت ابهر کنترل گردد.

    کلیدواژگان: راهبرد تدافعی، طوفان فکری، ماتریس ارزیابی، مدیریت راهبردی، منابع آب
  • مجتبی محمدی*، علی اکبر محمدی فر، معصومه فروزان فرد، مهدی جلالی صفحات 188-196
    مقدمه و هدف

    سیلاب یکی از مخاطرات طبیعی دنیا است که منشا هیدروکلیماتولوژی داشته و به صورت آنی و در اثر عوامل مختلف به وقوع می پیوندد. این پدیده در مقایسه با مخاطرات طبیعی دیگر، با فراوانی زیاد و در گستره وسیع اتفاق می افتد. بررسی پارامترهای موثر در بروز سیل در زیرحوضه ها از طریق روش هایی نظیر سیستم تصمیم گیری چندمعیاره و آنالیز مورفومتریک می تواند در تعیین نقش هریک از زیرحوضه ها در بروز سیلاب راه گشا باشد.

    مواد و روش ها

     در این پژوهش حوضه دهبار در استان خراسان رضوی به 10 زیرحوضه تقسیم گردید. 13 شاخص و معیار شامل مساحت، ضریب گراولیوس، تراکم زهکشی، ضریب گردی، ضریب فرم، شماره منحنی، نسبت انشعاب، طول آبراهه اصلی، شیب متوسط، ارتفاع متوسط، زمان تمرکز، بارندگی و ضریب رواناب انتخاب، و مقدار هر کدام برای هر زیرحوضه محاسبه گردید. وزن دهی این پارامترها با تکنیک فرآیند تحلیل سلسله مراتبی انجام گردید. و پس از وزن دهی به معیارها و تهیه ماتریس تصمیم گیری جهت اولویت بندی از مدل TOPSIS، روش آنالیز مورفومتریک و تجزیه و تحلیل منطقه ای استفاده و در نهایت یافته های این سه روش با استفاده از روش میانگین رتبه ها ادغام گردید.

    یافته ها

    یافته های مقایسات زوجی بین معیارها با استفاده از روش AHP بر روی معیارها نشان داد که معیار ضریب رواناب با وزن 0/219 بالاترین وزن و اهمیت را در بین معیارها دارد. پس از این معیار، شاخص های بارندگی، زمان تمرکز و شماره منحنی به ترتیب با وزن نسبی 0/148، 0/116 و 0/109 در رتبه های بعدی قرار دارند. نتایج روش TOPSIS نشان داد که زیرحوضه شماره (1) دارای بالاترین پتانسیل سیل خیزی بوده، و زیرحوضه شماره (3) و (2) به ترتیب رتبه دوم و سوم را از نظر سیل خیزی دارند، همچنین زیرحوضه شماره (7) دارای کمترین پتانسیل سیل خیزی می باشد. نتایج آنالیز مورفومتری نیز نشان داد که زیر حوضه های 3، 1، و 8 دارای بالاترین پتانسیل سیل خیزی می باشد، همچنین زیرحوضه های  7 و 10 در اولویت انتهایی قرار دارند. نتایج روش تجزیه و تحلیل سلاب منطقه ای نیز نشان داد که  زیرحوضه های 1، 3، 8 و 2 به ترتیب دارای دبی اوج سیلاب بالاتری هستند و زیرحوضه های 5، 10 ، 4و 9 دارای دبی اوج سیلاب کمتری هستند.

    نتیجه گیری

    یافته ها نشان داد که زیرحوضه های 1،3 و2 در اولویت اول قرار دارند، و  از این رو از لحاظ ضرورت انجام اقدامات آبخیزداری در الویت هستند. یافته های پژوهش مبین این است که اولویت بندی زیرحوضه ها با استفاده از پارامترهای مورفومتری و هیدرولوژیکی به منظور شناسایی حوضه های حساس به سیلاب به ویژه در حوضه های فاقد آمار، روشی دقیق و کاربردی است.

    کلیدواژگان: اولویت بندی زیرحوضه ها، آنالیز مورفومتریک، تحلیل منطقه ای سیلاب، حوضه دهبار، سیل خیزی، مدل TOPSIS
  • علی اکبر عباسی رستمی، مسعود یزدانپناه*، عباس عبدشاهی، طاهر عزیزی خالخیلی، مسلم سواری صفحات 197-209
    مقدمه و هدف

    شبکه های اجتماعی برای حکمرانی مدیریت منابع طبیعی با اهمیت می باشد. بنابراین هدف این پژوهش بررسی نحوه تعاملات و الگوی ارتباطی موجود در میان شبکه نهادهای مرتبط در حکمرانی مدیریت بهم پیوسته منابع آب کشاورزی است.

    مواد و روش ها

    برای بررسی شبکه اجتماعی حکمرانی، شبکه ی تعاملات همکاری بین نهادها و تشکل های درگیر در فعالیت های حکمرانی مدیریت بهم پیوسته منابع آب کشاورزی استان مازندران استخراج گردید. در ابتدا با استفاده از روش پژوهش آرشیوی (مطالعه ی منابع مکتوب و تحقیقات پیشین)، مشاهده مستقیم و همچنین مصاحبه غیرساختارمند با افراد متخصص و مطلع در زمینه حکمرانی مدیریت بهم پیوسته منابع آب کشاورزی، تعداد 22 نهاد و تشکلی که به نحوی در فعالیت های مختلف حکمرانی مدیریت بهم پیوسته منابع آب کشاورزی در سطح استان مازندران مشارکت داشتند، شناسایی شدند و در واقع تعیین کننده مرز اجتماعی شبکه می باشند. جمع آوری داده های لازم برای تشکیل ماتریس شدت روابط همکاری در شبکه همکاری سازمان های مرتبط با حکمرانی مدیریت بهم پیوسته منابع آب کشاورزی برگرفته از فرآیند انجام مصاحبه های نیمه ساختاریافته و تکمیل پرسش نامه های مربوط انجام شد. برای تجزیه و تحلیل داده ها از نرم افزار UCINET6.631 و  Net draw استفاده شده است.

    یافته ها

    شاخص تراکم پیوند همکاری در حد متوسطی بوده، شاخص تمرکز شبکه بر اساس پیوندهای درونی و بیرونی نشان می دهد در حدود یک سوم از پیوندهای شکل گرفته در انحصار تعداد خاصی از نهادها است. شاخص دوسویگی پیوندها در حد متوسط می باشد. شاخص انتقال یافتگی پیوند همکاری بین نهادهای مربوطه ضعیف می باشد. شاخص میانگین فاصله ژیودزیک یا کوتاه ترین فاصله میان دو کنشگر در این شبکه نشان دهنده سرعت متوسط تا پایین گردش پیوند همکاری در شبکه است. همچنین در منطقه مورد مطالعه تعداد نهادهایی که در زیر گروه مرکزی قرار می گیرند از تعداد نهادهایی که در زیر گروه پیرامونی قرار می گیرند بیشتر است.

    نتیجه گیری

    نتایج حاصل از این تحقیق در بخش حوزه مازندران نشان داد، رویکرد بخشی در مدیریت منابع آب منجر به حاکمیت نهادهای خاص شده و در نهایت این رویکرد، اهداف سیاستی را بدون ملاحظه ذی نفعان منابع آب تنظیم می کند که باعث تناقض بین ذی نفعان در حکمرانی منابع آب می شود. بنابراین پیشنهاد می گردد تا سازوکارهای  قانونی و ترغیبی را برای مشارکت و همکاری بیشتر سازمان های به حاشیه رانده در فرآیندهای تصمیم سازی، تصمیم گیری و اجرا در  قالب  عضویت در کارگروه های مشترک، تفاهم نامه های بین دستگاهی، پروژه های مشترک و تبادل منابع بین دستگاه ها  درسطح استان تدوین گردد تا قدرت میان تمام نهادهای ذینفع توزیع متوازن گردد.

    کلیدواژگان: الگوی ارتباطی، تعاملات، شبکه همکاری، منابع طبیعی، نهادهای حکمرانی
|
  • Ebrahim Karimi Sangchini*, Jamal Mosaffaie, Amin Salehpour Jam Pages 1-10
    Introduction and Objective

    Since flood dwindles the assets of local communities in villages and cities by destroying agricultural products, infrastructure, buildings, and machinery, flood management is an absolute necessity for rural development. Accordingly, one of the basic strategies to control and mitigate floods in this province is to identify issues in the upstream areas and provide appropriate management responses to tackle them. Our objective can therefore be stated as follows: (A) Identifying, prioritizing and determining the trend of changes in the factors affecting flood potential in Khorramabad watershed during statistical periods, and (B) proposing and evaluating appropriate management solutions to mitigate driving forces and pressures, improve the state and reduce the relevant impacts.

    Material and Methods

    The Khorramabad watershed constitutes a major part of the Kashkan basin, surrounding Khorramabad County. The study area covers 1609 km2. In this research, the issues of the watershed were identified based on the literature review, questions from experts and also field visits to further formulate possible coping strategies. The conceptual model included the components of driving force, pressure, state, impact and response. Based on expert opinions, a conceptual causal-effect diagram of flood in the region was designed. Appropriate indicators were defined and quantified for each component of the model. Prioritization problems as well as to determine the most important management strategies for watershed flood management in Khorramabad, the expert opinion was used. For this purpose, a Likert scale questionnaire was used as a measurement tool. And the Friedman test was used for ranking. Also, the trend of changes in each of the DPSIR components was evaluated to evaluate the problem in time periods.

    Results

    Results showed that forests and pastures area has decreased by nearly 5% from 2003 to 2019. At the same time, cultivations have grown significantly by about 4%, where most of the forest and rangeland areas have been converted into agricultural lands and the natural vegetation cover of the region has been significantly reduced. The remaining one percent is devoted to the expansion of cities and villages from 3.3 in 2003 to 4.2 in 2019.According to the obtained results, the driving force of climate change (average ranked 2.93), population pressure (average ranked 2.78), and traditional livestock (average ranked 2.45) have the most important effect on the occurrence of floods, which in turn leads to reduced vegetation and land use change. The combination of these factors has caused the production of runoff and flood discharge in the region to increase sharply and the human and financial damages to increase every year. To combat this phenomenon, policies have been proposed by experts that are being implemented or can be implemented. The general results of this study show that the trend of flooding in this watershed is increasing, the pressure caused by driving forces, especially the number of surplus livestock in the watershed (with an average rank of 3.15) is intensifying. Managers' ability to reduce the power of the driving forces was very limited and the policies introduced were not able to response the need. Natural resource management protection measures (average ranked 4.95) and government financial support for flood compensation (average ranked 4.73) are the first and second ranks of managerial responses, respectively.

    Conclusion

     Indicators for the pressure component include road development, drought, excessive livestock grazing, and poor land management. Accordingly, the road network has expanded in the region over time. Road development is one of the general policies of any country to be able to access remote areas and to simplify their development. In this research, consulting experts introduced various policies that have been implemented or could be implemented to improve the watershed’s condition. Response policies introduced included depopulation, promoting modern livestock production methods, coping management programs including structural and biological methods, and finally providing flood mitigation assistance grants. Based on the pairwise comparisons, depopulation and modern livestock production methods are the two top management priorities in the region. But as was mentioned earlier, the pursued policies have failed to control the maximum flood discharge. As the weight of the driving force component suggests, the introduced responsive policies are either insufficient or ineffective in lowering flood risk in the watershed.

    Keywords: Conceptual model, DPSIR method, Friedman test, Ranking of cause–effect factors, Suggested policies
  • Mohammad Tavosi, Mehdi Vafakhah*, Vahod Moosavi Pages 11-20
    Introduction and Objective

    Due to the limited number of meteorological stations especially in mountainous areas, the use of satellite data to extract rainfall is very important. On the other hand, the lack of spatial appropriate rainfall data is one of the major challenges in flood or drought prediction and timely warning in this case. One of the available solutions in this case is to measure rainfall from space.

    Material and Methods

    The aim of this study was to investigate the accuracy of rainfall data obtained from TRMM satellite images in Taleghan watershed on a monthly and annual time scale during the period 2010 to 2015. For this purpose, TRMM images with three-hour spatial resolution were received during the statistical period for the study area. Then using the sum of three hours rainfall, daily rainfall was estimated. In the following the adjustment coefficients were also presented to reduce the error of rainfall data, and finally the accuracy of satellite image data was compared with two common interpolation methods i.e. invers distance weighting and Kriging.

    Results

    The results of error indices showed that the rainfall of TRMM images is well correlated with the data of ground stations, especially Joestan station, but in some months, there is a problem of under-estimation and over-estimation. For this reason, correction coefficients were applied to solve this problem, which on average in most months; this coefficient was calculated less than one, which indicates the overestimation of TRMM image precipitation data. Examination of the corrected data showed that by applying the estimation coefficients, in addition to solving the overestimation problem, the error rate was also reduced and the Nash-Sutcliffe performance index was somewhat improved. The root mean square error (RMSE) at Garab station also decreased from 88 to 26 mm in annual rainfall time scale by applying the adjustment coefficients, which indicates an increase in data efficiency after the application of correction coefficients. The results of comparing the modified data with interpolation methods showed that in all error indices, the modified TRMM data is more efficient in estimating rainfall.

    Conclusion

    Overall, it can be said that rainfall from TRMM images can give satisfactory results if adjustment coefficients are applied, and in areas with a shortage of meteorological and data stations, it can be a reliable source of rainfall data.

    Keywords: Error indices, Ground station, Interpolation, Remote sensing, Spatial distribution, Validation
  • Armin Balvaieh, Leila Gholami*, Fatemeh Shokrian, Ataollah Kavian Pages 21-29
    Introduction and Objective

     Nowadays, ths soil erosion is a serious threat for most societies and it causes the loss of water and soil. One of the most important factors of control of runoff and soil erosion is the application of soil conditioners. Therefore, the current research was conducted in order to performance evaluation of individually and combined effect of the bean straw mulch in three levels of 25, 50 and 75 percent and polyvinyl acetate in level of 3 percent on changes of runoff and soil erosion.

    Material and Methods

     the used soil at present study collected from rangelands at depth of 20 cm and after transportation to laboratory for relative stability of aggregates passed from sieve of 4 mm. For performance of the present study of the treatments of bean straw mulch as an organic soil conditioner and polyvinyl acetate as an inorganic conditioner used in individually and combined form. The conservation treatments applied at laboratory conditions using rainfall simulator for time priodes of 24 h, 2 and 4 months.

    Results

    The results showed that the bean straw mulch and polyvinyl acetate at individually and combined various levels and applied time intervals could increase the time to runoff and end runoff and also decrease the runoff coefficient, soil erosion and sediemt concentration. The most affect on time to runoff related to combined treatment of bean straw mulch with level of 75 percent + polyvinyl acetate (MSP3) at time interval of 2 month (with rate of 74.68 percent). Also, the maximum changes of reduction of soil erosion related the application of bean straw mulch with level of 75 percent (MS3) at time level of 2 month with rate of 67.54 percent. The results showed that the bean straw mulch and polyvinyl acetate had significant effect on studied variables at level of 99 percent.

    Conclusion

    In general, it can be stated that the usage of bean straw mulch and polyvinyl acetate with form of individually and combined with other conditioners in order to investigation their effects on soil and water conservation can be a useful method. Finally, the usage of bean straw mulch and polyvinyl acetate in eroding or eroded lands and performance of new researches with other soil conditioners and in different conditions recommended with aim of soil and water conservation. Also Due to the different performance of individually and combined application of bean straw mulch and polyvinyl acetate, the correct usage of conditioners is necessity at the resources management of water and soil.

    Keywords: Mineral conditioner, Runoff coefficient, Soil amendments, Soil conservation, Soil loss
  • Najmeh Akhondi, Mahnoosh Moghaddasi*, Sedighe Anvari Pages 30-39
    Introduction and Objective

    The use of simulation tools for operation of surface water reservoirs has become one of the most serious challenges in all over the world. This study aims to investigate the performance of BA, SPA and MSPA algorithms in both design and operation phase of a reservoir.

    Material and Methods

    To this end, using data of hydrometric station upstream of Zarrinehrood Dam and SPA and BA simulation algorithms, the reservoir capacity in 100% reliability mode of Zarrinehrood Dam and SPA and BA simulation algorithms, the reservoir volume in 100% reliability mode has been designed for two different scenarios of downstream demand. The first scenario includes drinking and agricultural demand (2D) and the second scenario includes triple drinking, agricultural and environmental demand (3D). Since the realization of 100% reliability is not always justifiable, in order to simultaneously apply the two indicators of reliability and vulnerability in the design of the reservoir, the modified SPA method (MSPA) and the first demand scenario were used. In this regard, considering the 98% reliability and three levels of vulnerability, the models MSPA-1 (10% vulnerability), MSPA-2 (20% vulnerability) and MSPA-3 (30% vulnerability) It was considered to design the volume of the reservoir. Finally, to evaluate the performance of the reservoir in the operation stage, the BRC and SOP operation rules as well as the reservoir performance indicators have been used.

    Results

    The design results with SPA and BA methods showed that the volume of the reservoir in 3D mode has increased about 4 times compared to 2D mode, so the application of 2D scenario in design from an economic point of view will be more justifiable. The use of MSPA-1 and MSPA-3 methods compared to SPA in the design phase has reduced the reservoir volume by 11 and 25%, respectively.

    Conclusion

    The results of reservoir performance indices showed that the SOP method increased compared to the BRC method for all three design methods and the MSPA method decreased between the first and third modes and there was little change between the second and third modes.

    Keywords: BA, MSPA, Reservoir operation, Reservoir Performance indices, Simulation algorithm, SPA, Zarrinehrood basin
  • Peyman Madanchi*, Kaka Shahedi, Hamzah Saidian Pages 40-49
    Introduction and Objective

    Soil erosion is one of the processes that directly and indirectly threatens our country's water and soil resources. Although this phenomenon is natural and it is not possible to prevent it, but it is very important to know all the erosion processes and factors that are involved in the production of sediment and the rate of erosion of watersheds. Main objective of this study is to evaluate the effects of conservation operations on the change of erosion and sedimentation class in Morid Valley Watershed in Kerman Province.

    Material and Methods

    The study area is located in Darreh Morid watershed, which is located below the Halilrud basins in Baft city, central part, Kiskan village, Darreh Morid village, Kerman province. In this study, the method of recalculation of some parameters of the MPSIAC model before and after the implementation of conservation operations was used. After determining the locations of conservation operations, maps of experimental model factors were prepared before and after conservation operations, and then the amount of sediment before and after conservation operations in each sub-basin was calculated.

    Results

    the amount of sediment in sub-basins 1, 2, 3 and 4 decreased from 1094.05, 697.60, 670.25 and 576.88 to 516.79, 386.70, 398.47 and 444.81 cubic meters per square kilometer, respectively. Meanwhile the amount of sediment in the whole basin reduced from 932.42 to 663.35 cubic meters per square kilometer. Regarding sedimentation class, the results showed that in sub-basins 2, 3 and 4, it was reduced from Ⅳ to Ⅲ. There is no change in sub-basin 1 and the whole basin.

    Conclusion

    After ensuring the normality of the data by Klomo-Smirnov method using descriptive statistical indices and paired t-test in SPSS17 software, the results were analyzed and significant changes were performed. The results indicated that the difference between the means is not zero and therefore the zero assumption is rejected. In other words, according to the averages, the implementation of conservation operations had a positive effect on reducing the sedimentation class and the amount of erosion, and the data had a correlation of 79%.

    Keywords: Darhamrid Basin, Experimental Model, Kerman Province, Sediment, Sedimentation Class, Soil Conservation
  • Hadigheh Bahrami Pichaghchi, Reza Norooz Valashedi*, Mahmoud Raeini-Sarjaz Pages 50-61
    Introduction and Objective

     The snow variable plays an important role in hydrological cycles and is an essential component of the climate system. Is one of the basic applications in the field of water resources management, especially in areas where snowfall has a large share of precipitation. Therefore, the main purpose of this study is to investigate the trend of these changes in the watershed of the northern slope of the Alborz Mountain range in Mazandaran province in abnormal climatic conditions in the last decade.

    materials and methods

    First, MODIS sensor data was received daily from NASA's National Snow and Ice Database (NSIDC) with a 500*500 m embedding capacity. The received images are related to the period 2000-2018. To process the images, pre-processing operations were first performed on them in the ENVI 5.3 software environment. The NDSI index was used to estimate the snow cover. Mann-Kendall test and age line slope estimator method were used to study the trend of snow cover changes. Pearson correlation coefficient was also used to investigate the correlation between snow cover level and climatic parameters.

    Results

     Examination of the trend of snow cover level seasonally and annually showed that snow cover in winter has decreased by about -50.41 square kilometers per year. From the elevation standpoint, snow cover is regressing, as its trend is decreasing across all elevation levels, especially at altitudes of 1600 to 2500 meters. The result of this study shows that there is a negative correlation between snow cover and net radiation and a positive correlation with soil moisture at a 95% confidence level. A comparison of the correlation between snow cover status and time and different elevation classes with temperature and precipitation shows that in most cases negative snow cover anomalies are associated with positive temperature and negative rainfall anomaly, which is significant at 95% level. While acknowledging the decline of snow stocks on the northern slope and the increasing increase in freezing temperatures, the management of downstream basin water resources should be reconsidered.

    Conclusion

     In general, the results show that the trend of snow cover seasonally and annually has a decreasing trend. It can also be concluded that the trend of snow cover of different altitudes in the northern slopes of Central Alborz has decreased and receded. The greatest effect of temperature increase is observed in spring. This is because the energy required to melt snow is usually provided by short-wave radiation in early spring, and as the intensity of the net radiation current increases due to the increase in short-wave input radiation and the whiteness occurs due to the decrease in height and snow-covered range, the snow melting rate increases. Therefore, with increasing temperature and changing climatic conditions, winter precipitation, which will turn into snow accumulation, has decreased and can affect the runoff caused by these precipitations in spring.

    Keywords: Climate Fluctuations, Global Warming, NDSI Index, Net Radiation
  • Hamzah Saeediyan*, HamidReza Moradi Pages 62-73
    Introduction and Objective

    Rain simulator is a device that can create raindrops on small plots with similar rain characteristics in nature. Gachsaran and Aghajari formations are one of the most erodible formations of Fars group. Gachsaran Formation has salt, anhydrite, colorful marls, lime and some shale. The Aghajari Formation consists of gray and brown limestone sandstone and gypsy red marl and siltstone.

    Materials and Methods

    In this study, in order to compare the role of Kamphorst rain simulator height in changing different erosion components, some parts of Margha and Gach Kuhe watersheds with an area of 1609 and 1202 hectares were selected. Kamphorst rain simulator was located in rangeland use at 40 and 200 cm height and in total, in both structures performed in 12 point and three times replicates and erosion different components such as runoff, sediment and infiltration were obtained at precipitation intensities of 1 and 1.25 mm/min.

    Results

    The results showed that sediment yield in both structures did not change significantly compared to rain simulator height, while runoff and infiltration were more sensitive to rain simulator height and infiltration was the highest sensitivity to change in rain simulator height in both structures.

    Conclusion

    In general, the results showed that with increasing the rain simulator to 200 cm, the obtained data such as sediment and runoff and infiltration are more reliable and can be closer to normal conditions due to the somewhat close rain droplet speed. In addition, more accurate results are created in runoff and sediment estimation and soil infiltration, which can be more useful in designing watershed management structures.

    Keywords: Gachsaran, Aghajari structures, Infiltration, Rain simulator, Sediment
  • Iman Bizhan, Halimeh Piri*, Mahmood Tabatabaii, Jamshid Piri Pages 74-85
    Introduction and Objective

    Direct measurement of soil hydraulic conductivity is time consuming and costly, and sometimes the results are unreliable due to trial and error. This parameter can be estimated using early soil parameters. The present study was conducted to predict the hydraulic conductivity of soil saturation using decision tree methods, support vector machine and artificial neural network in Helmand city.

    Material and Methods

    For this purpose, 130 soil samples were collected from the surface (0-30 cm) and transferred to the laboratory for testing and analysis. In the laboratory, the parameters of hydraulic conductivity of soil saturation, percentage of stress, sand and silt, organic matter, acidity, electrical conductivity and calcium carbonate were measured. It was then estimated using measurement parameters and using decision tree models, artificial neural network, and saturated hydraulic guidance support vector machine. In order to evaluate the models, the criteria of explanatory coefficient, square mean error and absolute mean error were used.

    Results

    The results showed that the decision tree model with the highest coefficient of explanation (0.83) and the lowest value of the mean square of error and absolute error of average (0.0026 and 0.0019) is the best model for predicting the hydraulic conductivity of soil saturation in Hirmand region. Also, the results of data sensitivity analysis using artificial neural network model showed that sand percentage, lime percentage, silicate percentage and acidity are the most important factors affecting the hydraulic conductivity of soil saturation in Hirmand city, respectively.

    Conclusion

    The results show the very good performance of artificial intelligence methods in predicting hydraulic conductivity of soil saturation. In cases where it is not possible to measure hydraulic conductivity, hydraulic conductivity can be estimated using early soil parameters and artificial intelligence methods.

    Keywords: Artificial intelligence, Constant head, Early soil characteristics
  • Parisa Farzi, Seyed Hamidreza Sadeghi*, Mahmoud Jomehpour Pages 86-96
    Introduction and Objective

    Focusing only on problems can lead to neglecting the strengths and capacities of a watershed. As an emerging approach, resilient thinking can be used to better understand watersheds as complex and dynamic systems between people and nature, and facilitate the transition to a more resilient watershed through efficient watershed management. Therefore, the present study is planned with the aim of conceptual modeling of watershed resilience using key dimensions of ecological, social, economic and infrastructure.

    Materials and Methods

    For this purpose, first the conceptualization of watershed resilience was done according to the prevailing conditions for the period 2016-2017. Then, the information and data of effective criteria in different dimensions were prepared and extracted, so that for the ecological dimension used from the watershed health index and for social, economic and infrastructural dimensions, 13, 8 and 13 criteria, respectively, were considered. Then, the mentioned criteria were standardized and their weight was determined according to their importance based on the principal component analysis method. Then, the criteria of different dimensions were first combined separately using the geometric mean method and the resilience of each dimension was obtained.

    Results

    Then, through multivariate regression, the effect of each dimension on the resilience of the Sharand Watershed was investigated and finally, the resilience map of the Sharand Watershed was obtained.

    Conclusion

    According to the results of the present study, it can be acknowledged that watershed management in the face of risks requires a full understanding of the status and dynamics of social and ecological systems in response to stress. In this regard, using the approach of resilience and analysis of the affecting components in the watershed scale can be one of the effective ways to achieve integerated management of watersheds.

    Keywords: Capacity building, Comprehensive watershed management, Multivariate regression, Principal component analysis, Shazand domain
  • Mehdi Nadi*, Hanieh Baziarpour, Mahmoud Raeini Sarjaz Pages 97-104
    Introduction and Objective

    Precipitation estimation and preparing of accurate rainfall maps in regions with no recorded climatic data is critical in hydrology and meteorology studies. This is more important especially in desert areas that do not have dense meteorological stations. The dense network of Aphrodite daily precipitation provides daily rainfall data at 0.25 * 0.25 degrees in Iran. But before using it must be evaluated and corrected.

    Material and Methods

    The aim of this study was to investigate the accuracy of Aphrodite network precipitation data in four desert catchments of Iran from the Central Plateau catchment of Iran in monthly and annual time scales. For this purpose, long-term monthly and annual average data of 9 synoptic and 2 rain gauge weather stations of the Meteorological Organization were used. The climate of the stations varies from extra arid, arid and semi-arid. To validate the data at each time scale, the statistics of correlation coefficient, root mean square error and mean bias error were used. Then the network data were modified by coefficient of means ratio. Then, the accuracy of the modified data was compared with the two usual methods of kriging interpolation and weighted inverse distance.

    Results

    The MBE showed that Aphrodite network data have a good correlation with station data, but it seems that rainfall network estimation is more than the actual data, which some correction coefficients is used to bias correction of rainfall data. The correction factors vary between 0.60 in low rainfall months to 0.94 in high rainfall months. Evaluation of the modified network in different months showed that in addition of solving network over estimation problem, the error was greatly reduced. as well as in the case of annual rainfall, the root mean square error was reduced from 71.25 to 15.19 mm, that indicating, increase network performance by five times after applying correction coefficients.

    Conclusion

      Comparison of modified network with the interpolation methods showed that, the modified network is much more efficient than the two interpolation methods. Therefore, the use of obtained correction coefficients for Aphrodite network modification is recommended to improve the accuracy of the Aphrodite precipitation network.

    Keywords: Bias error correction of Aphrodite network, Overestimation, Rainfall network, Rainfall estimation
  • Kamyar Shokoohi Razi, Mohamad Rahimi*, AliAsghar Zolfaghari Pages 105-118
    Introduction and Objective

    In recent decades, the decrease of the Helmand River water's feeding from Afghanistan and consequently desiccation of Hamoon Lake’s bed also, the continuity of the 120-day winds, has been resulted in frequency of dust storms originated from the bed of Hamoon International Wetland. These storms not only affect vast areas from Sistan plain to Zahedan also, include an extent of ​​about 200 square kilometers in Afghanistan and Pakistan in Iran border’s proximity. Based on investigation of satellite images of significant storms, the bed of Hamoon- E- Saberi with About 1000 square kilometers was identified as the largest and the main origin of dust particles in the Sistan plain, where land degradation caused by natural and human factors resulted in irreparable damages to the environment and human communities. Therefore, control and preventive measures in both planning and implementation phase require to determination and classification of the Hamoon bed susceptibility to desertification.

    Material and Methods

    In order to determine the sensitivity of Hamoon Saberi bed to desertification phenomenon due to better compatibility of Madalus model indicators with the natural state of Sistan plain and available data, this comprehensive model was used to determine the sensitivity of work units in 2016. In this regard, geomorphological units were considered as working units and the status of five criteria of soil quality, vegetation quality, climate quality, management quality and erosion quality in those units were evaluated. Finally, by summarizing the scores, the sensitivity of the units to erosion was determined and its drawings were drawn in Arcgis software.

    Results

    Results that is achieved by investigation criteria and sum up scores showed that by reducing the water level and finally complete wetland desiccation due to high range of evapotranspiration also soil quality reduction due to salt accumulation, land cover  has been decreased in the region. These changes accompanying with the presence of erosive winds in the region, has provided the conditions for land degradation and soil erosion, so that the QT3 unit with an average score of 1.83 in the wetland’s bed which is included areas such as Chong-e-Yekdast and Chong-e-Rig is located in class IV (very severe) while other work units with an average score of 1.48 are located in class III (severe).

    Conclusion

    Based on the results of the research, in planning to deal with wind erosion in Sistan plain and all desertification executive projects, QT3 work units should be given priority over other units due to their high sensitivity to desertification, So that in the management of wind erosion crisis, better results and more effectiveness can be achieved in a shorter period of time.

    Keywords: Dust, Erosion intensity, Hamoon-e- Saberi, Helmand, Sistan
  • MohammadHassan Sadeghi Ravesh* Pages 119-132
    Introduction and Objective

    Addressing the issue of desertification due to the multi-criteria nature, increasing development, extensive and long-term, and the simultaneous impact of land resources and human populations is necessary to achieve sustainable development. On the other hand, despite the implementation of various plans to combat desertification in the country, due to the existence of numerous obstacles and interaction between these obstacles, these programs have not been able to make much progress in this area. Therefore, this study was conducted as a case study in Yazd province to analyze obstacles to combating desertification.

    Materials and Methods

    For this purpose, the interpretive structural modeling (ISM) method was used. In this method, effective obstacles were first identified through the study of theoretical foundations and the Delphi technique with the participation of 30 field experts. Then, using interpretive structural modeling (ISM) analysis, the relationships between obstacles were determined and analyzed in an integrated manner. Finally, using the MICMAC method, effective obstacles were analyzed according to the impact and effectiveness on other obstacles.

    Results

    The results of the analysis showed that there are no obstacles in the link group that indicates strong influence and dependence. At the same time, it was observed that the obstacles of "inappropriate conversion and change of land use" (C31) with a driving force of 10 and "multiplicity of policy centers and lack of interaction between them" (C6) with a driving force of 9, have a highest influence. and three obstacles of " general ignorance about the destruction of environment, new methods and knowledge of day " (C1), " absence of comprehensive desertification control schemes " (C2) and "lack of specialized and trained manpower" (C11) are also jointly located in the stimulus or Influential area with the driving force of 8 and are among the main obstacles to achieving the goals of the implementation of combating desertification projects.

    Conclusion

    Therefore, paying attention to the analysis of effective obstacles among a wide range of obstacles to combat desertification can quickly improve the unfavorable conditions and create sustainable structural changes in the process of combat desertification. accordingly, it is suggested that the obtained results be taken into consideration in the plans of combating desertification to preventing the waste of national capital.

    Keywords: Combat Desertification, Land Use, Matrix, Model, Policy Centers, Ranking of Obstacles
  • Mahdi Zarei*, Rahman Zandi, Mahnaz Naemitabar Pages 133-144
    Introduction and Objective

    Flood, like other hydrological phenomena, is an uncertain phenomenon that can occur at any time and place and is influenced by various climatic factors, physical characteristics of the basin, vegetation status and land use, and human intervention. Determining the contribution of each parameter to the flood incidence is important. At present, with the development of GIS, remote sensing (RS), and machine learning (ML) methods, very accurate modeling of flood probability can be performed. However, the construction of these models requires accurate and principled knowledge of the flood occurrence process, the study of effective parameters in flood formation, understanding of how each parameter affects flood generation, and the selection and development of appropriate models and their evaluation. Due to the importance of determining flood-prone areas in different areas, especially basins located in arid and semi-arid areas such as the study area, the present study was conducted to assess flood risk using vector mining data mining models. Random support, grass, and forest are targeted in this area.

    Material and Methods

       In the present study, to support the risk of flooding, data support models of support vector machine, field, and random forest have been used. In general, the purpose of presenting data mining models is to achieve a reasonable and accurate estimate of spatial prediction of flood occurrence, compare the efficiency of the models and select the most appropriate method for preparing a flood sensitivity assessment map. In this study, from various information such as the topographic map of scale 1: 50000 to extract level lines, a geological map of scale 1: 100000, a soil map prepared by the General Department of Natural Resources and Watershed Management of Khorasan Razavi province, digital elevation model (DEM) image with Spatial resolution of 12.5 m, Google Earth satellite imagery, meteorological data, rain gauge, statistical period of 20 years (98-78), Andarkh stations, Olang Asadi, Kardeh Dam, Marshak, Bulgur, Bala Gosh, Al, Chenaran, Moghan, Chekneh Olya, Abqad Frizi, Talgur, Qadirabad, and Kabkan have been used. Elevation, slope, slope direction, drainage networks, main waterways, and convexity of the ground surface were extracted from the DEM image and level lines. Land use of the region was prepared from Google Earth satellite images related to 2020 and in a supervised classification method. The vegetation map of the region was also prepared based on the NDVI index and from satellite images of Landsat 8 in 2018.

    Results

    The elevation factor plays a key role in controlling the direction of flood movement and water surface depth. At an altitude of 2000 m and more, with increasing altitude, the flood potential in the study area increases. According to the results, among the uses of the studied basin, irrigated and garden lands produce less runoff due to more infiltration and are less prone to flooding. In the study area, at a slope of 60 degrees, due to the increase in slope, the latency of the basin is low, the amount of water infiltration into the soil is low, and as a result, the volume of floods and surface runoff will increase. Class 0/0074-0/0120 has the greatest impact on the occurrence of basin floods. The northern, northwestern, and western slopes have the potential for flooding due to heavy rainfall, long-term snow retention, and moisture. In the study area, more than 250 mm of rainfall has the greatest impact on the occurrence of floods. In the study area, due to the relatively low permeability of the soil, the soil produces more runoff and floods. Based on the results of topographic moisture index classes in the study area, classes 268/38-359/99 had a great impact on the occurrence of floods. In the study area, concave areas have a great impact on floods because the most important and effective factors in the occurrence of floods are the slope and curvature of the earth. At present, the predictability of flood sensitivity in the study area was investigated using the area under the curve. The results of this study show that in the linear support vector machine model with the best scenario M3 with the highest correlation coefficient of 0.972 and the lowest value of MAE = 0.538, and in the random forest model the best scenario M10 with the highest correlation coefficient 961 0.0 and the lowest error value MAE = 0.685, in the Chaid decision tree model, the best scenario was M8 with the highest correlation coefficient of 0.954 and the lowest error value was MAE = 0.723.

    Conclusion

    In general, according to the results of the present study, the floors with low and medium flooding potential are more located in the eastern and southern parts of the basin, so in the eastern part of the basin due to low slope and good permeability flood risk, It is average. According to the results, due to the existence of poor rangeland land uses in the western and northwestern half of the basin, the highest flood potential has been observed. The results also showed that the northern and western parts of the basin, which in terms of geology and lithology have surface formations such as marl, clay, and silt, and their permeability coefficient is very low and vegetation is low, have a high potential for occurrence. They have flooded. In this study, the models were evaluated using correlation coefficient (R) and mean absolute error values ​​(MAE). Examination of the results of the models showed that the support vector machine, chad, and random forest models with scenarios M3, M8, and M10 with the highest correlation and the lowest mean error, respectively, have high accuracy in estimating the risk of floods in the study area. In addition, the area under the curve (ROC) was used to evaluate the proposed models. Accordingly, these values ​​have more accurate results in both educational data and training data in the algorithm (SVM) and the new random forest algorithm model. This result indicates that both models have been validated in terms of modeling accuracy and validity.

    Keywords: Friesian watershed, Flood, Data mining models, ROC curve, Zoning
  • Hamid Mohagheghpour*, Ayoub Bahrani Fard, Siavash Kalbi, Nasim Arman Pages 145-155
    Introduction and Objective

    Flood spreading is one of the suitable methods for controlling and optimal use of flood in arid and semi-arid regions, and consequently, locating areas prone to flood spreading is very important. The purpose of this study is to locate areas prone to flood spreading in the Baghan Dam watershed of Jam city located in Bushehr province.

    Materials and Methods

    For this purpose, effective layers including slope, land use, geology, geomorphology and fault as standard options for physical properties, permeability layers and alluvial thickness as standard options for hydrological properties and distance from wells, aqueducts, City, village, and road were considered as options for the criteria of economic and social characteristics, as digital information layers, and were standardized by fuzzy logic. In the next stage, slope, land use, geology and geomorphology layers were standardized as Boolean logic as constraints. Based on the average of experts' opinions, the layers were weighted by hierarchical analysis (AHP) and the incompatibility rate (0.09) was calculated. The layers were combined by multivariate spatial evaluation (SMCE) and weighted linear composition (WLC) techniques and final maps of susceptible areas were prepared.

    Results

    The results of hierarchical analysis (AHP) showed that the distance from the fault with a weight of 0.238 had the highest and the distance from the well with a weight of 0.005 had the lowest value in locating the flood spread in the watershed of Baghan dam. The incompatibility rate was calculated to be 0.09. Based on the results of combining the criteria by Terrset software, Baghan dam watershed into 5 areas unsuitable (88%), poor (0.10%), moderate (1.6%), good (5%) and very good (3.5%) (Figure 14) was divided.

    Conclusion

    Overall, the results showed that 88% of this area has poor capability, 0.1% has poor capability, 1.6% has moderate capability, 5% has good capability and 3.5% has very good capability for flood spreading. The final map with the current situation of the area was evaluated by 30 points. The evaluation results showed that there is no significant difference between the final map and the condition of the arena.

    Keywords: Aquifer, Baghan, flood, Evaluation of several spatial criteria, Hierarchical analysis
  • Niayesh Fendereski, Mohsen Masoudian*, Klaus Roettcher Pages 156-167
    Introduction and Objective

    All around the world, surface waters are dramatically vulnerable to the Impacts of various human activities, as sustainable river systems and animal and plant habitats are widely endangered, and the land use and the quality of water has been changed. Structural-hydromorphological characteristics are of great importance in the ecological status of rivers, so that the study of their status as one of the basic components in the sustainable management of the river basin and the revitalization of river conditions Is going. In Europe, simultaneous with the introduction of the Water Framework Directive, the status of surface water has received much attention and the urgent need for an accurate monitoring system, as a first step towards achieving a minimum good ecological status, was introduced. The Literature review shows that, the focus of studies in Iran are mostly on the morphological status of rivers, but so far, the assessment of the hydromorphological status of rivers has not been studied. Hence, the present paper studies the structural-hydromorphological status of 12 km of Tajan River using the German river structural quality mapping method.

    Material and Methods

     The main focus of the German river structural quality mapping method is to identify the morphological pressures caused by human interventions, in order to determine appropriate measures for re-establishing natural and semi natural condition within the assessment and monitoring system. This method classifies the current condition of the structural-hydromorphological of the river based on a scoring system in four phase including, data collection, definition of river sections and remote sensing, field survey and status assessment based on scoring of 25 single parameters. The study area is divided into 100-meters reaches and each reach was evaluated in two phases of remote sensing using the catchment topographic, soil, vegetation, and land use maps, digital elevation model of the region, the Landsat 8 satellite image of 2019, and the field survey from April to June 2019.

    Results

     The results showed that 44% of reaches evaluated as structural quality class 4-Distinctly changed. While no Unchanged (completely natural) reaches were observed, but 4% strongly changed. In addition, the distribution percentage of each structural quality class of the single and main parameters were investigated, and the results showed that the riverbank protection of the study area has not a suitable condition in comparison to the other parameters. In order to have a more detailed investigation, Structural quality classes percentage of three subarea including, before city of Sari (BS), city of Sari (SS) and after city of Sari (AS) was examined. The results showed that the situation of Tajan River along Urban area, due to interventions such as change in bed structure, more than two km concrete bank protection and construction transverse structures like robber dam, Ramp structure, without fishway consideration, especially at Mellal park area, led to completely change of river bed and channel width.

    Conclusion

    In the German river structural quality mapping method, geographical condition has a strong relation to the landscape units and defined river types, the form of the river valley, bed structure and vegetation. Which is to a large extent compatible with the geographical condition of northern Iran, especially with Tajan River that has three mountain, plain and coastal landscape units. Besides, Structural quality classes percentage of two single parameters, 2-5 bank protection with 49% and  3-5 special bank features with 67%, are in completely changed situation (class 7), and plays the role of status decreasing parameters for Tajan river at the studied area, which is identified as the priority in restoration measurements of Tajan River.

    Keywords: Hydromorphology, Restoration, River engineering, Structural classification, WFD
  • Eisa Jokar Sarhangi*, Javad Amozad Mahdiraji Pages 168-178
    Introduction and Objective

    Different forms of water erosion can be observed in many parts of Iran, and the specific role of each factor in sediment delivery can be presented. This research was conducted to investigate the effect of geological formations and topographic features on creating important forms of water erosion in the Golidagh watershed in the Golestan Province.

    Material and Methods

    At first, we used the Google Earth images, aerial photos, maps, and field surveys of the area, so that the forms of erosion and their quality were determined. Lithology, elevation, slope, and aspect were selected as independent variables, and each form of water erosion, including sheet erosion, rills, gullies, and badlands, were determined as dependent variables. After, independent variables information layers were overlay with a layer of erosion forms in the ArcGIS and the relationship between them was obtained through Chi-square (ϰ2 ) distribution using SPSS software.

    Results

    Overlay analysis of the maps showed that the advanced forms of water erosion, including gully erosion and badlands, are dominant as the loess formations in altitudes less than 800 meters, and were more than expected. Also, an area of all forms of erosion is low at the slope of 0-10 percent and their area increases at the slope of 10 percent and higher. investigation of forms of water erosion in relation with the aspect showed that advanced erosion of the gully and badland had more in southwest area and were more than expected, while the surface lacks erosion predominates in the north, northwest and northeast areas. The relationship between variables with different forms of erosion in the area was determined through the chi-square test. The results showed that the relationship between the studied variables and forms of water erosion in the area is significant at 1%. The intensity of the relationship based on the contingency coefficient indicates the more importance of elevation (0.631) and geological formations (0.461) in the region.

    Conclusion

    The created forms of erosion are dependent on elevation and lithology in the area, and these variables can be used in selecting appropriate methods and executive strategies for managing forms of erosion and controlling their intensity.

    Keywords: Formations Susceptibility, Geomorphology, Nonparametric Test, Soil Erosion
  • Fatemeh Einloo, MohammadReza Ekhtesasi*, Mehdi Ghorbani, Parviz Abdinejad Pages 179-187
    Introduction and Objective

    Lack of rainfall, reckless grow of planting the agricultural products, uncontrolled abstraction of groundwater resources and lack of proper plans to reduce the adverse effects of the water crisis, has caused a sharp decline in the country's aquifers. The main objective of this study is to strategic management of water resources to determine the most appropriate management strategies for aquifer balancing.

    Material and Methods

    Determining the most appropriate management strategies for balancing the Abhar plain aquifer has been done using the SWOT strategy formulation method. The most important internal and external factors (strengths, weaknesses, opportunities and threats) affecting water resources based on statistics and information collected, identified and after completing the questionnaire and survey, using group decision-making, the best strategy and applicable management approaches were explained.

    Results

    The results of this study indicate that the weakness outweighs strengths as well as threats over opportunities. In other words, from the perspective of the experts present at the brainstorming session, the conditions of Abhar plain are in the quarter of weaknesses-threats (WT) with a defensive strategy that indicates the critical condition of Abhar plain aquifer in terms of the status of available water resources. Therefore, considering the current critical conditions of Abhar plain, the importance of optimal management, prevention of uncontrolled abstraction of groundwater resources, considering the most important weaknesses and main threats in this plain and the results of SWOT analytical model, the most appropriate solutions achieving the goal of balancing the groundwater aquifer of Abhar plain, are consist of focusing on land integration and preventing their fragmentation through integrated pressurized irrigation systems, changing the type of cultivation, irrigation method, benefiting from suitable climatic conditions for species cultivation low water demand, suitable geographical location in order to develop low water demand industries and equip water wells with smart meters to control and manage consumption. On the other hand implement watershed management and artificial recharge measures to prevent floods and loss of water resources and surface runoff harvesting was determined to control, manage and optimally use surface water resources and reduce abstraction from groundwater aquifers.

    Conclusion

    Using the capacity of opportunities and strengths ahead, Abhar plain aquifer strategy can be upgraded to ST strategy as well as WO and will be controlled the decreasing trend of Abhar plain aquifer volume.

    Keywords: Brainstorming, Defensive Strategy, Evaluation Matrix, Strategic Management, Water Resources
  • Mojtaba Mohammadi*, Aliakbar Mohammadifar, Massomeh Forozanfard, Mehdi Jalali Pages 188-196
    Introduction and Objective

    The watershed is an ideal unit for natural resources management and for adjusting the influence of natural hazards on sustainable development. The prioritization of watersheds is a classification of sub watersheds based on the conditions of existing resources and the intensity of erosions and floods, which ultimately leads to the conservation and management of watershed operations in sensitive sub watersheds. Flood is one of the natural disasters that generate a lot of damages every year in different points of the world. Identifying potential flooding in sub watersheds is fundamental to decreasing the effects of natural hazards. The physical characteristics of a watershed are some of the most effective factors on natural hazards occurrence, and meteorological, hydrological, and water and soil conservation issues are directly and indirectly related to it. The morphometric characteristics of a watershed can be used to describe its hydrologic behavior. Compared to other natural hazards, this phenomenon occurred with great frequency and in a wide range. Investigation of effective parameters in flood occurrence in sub-basins through models such as multi-criteria decision making system and morphometric analysis can be helpful in determining the role of each sub-basin in flood occurrence

    Material and Methods

    In this study, Dehbar watershed in Khorasan Razavi province was divided into 10 sub-watersheds. Dehbar watershed is located in Torqabeh-Shandiz city, 10 km west of Mashhad and in the south of Torqabeh city. The area of this area was estimated at 115.73 square kilometers. In order to evaluate more accurately and identify as many existing talents as possible, the study watershed has been divided into smaller hydrological units that have been studied separately. Therefore, Dehbar watershed was divided into 6 hydrological sub-basins and 4 non-hydrological sub-basins. And then 13 indicators and criteria including Area, Gravelius coefficient, Drainage density, Roundness coefficient, Form coefficient, Curve number, Branch ratio, main waterway length, Average slope, Average height, Concentration time, rainfall and runoff coefficient were selected. Analytic Hierarchy Process (AHP) was employed to calculate weights of Parameters for each sub-basin. TOPSIS model, Morphometric Analysis and Regional Analysis were used for prioritization. Finally, the findings of these three methods were combined using the mean ranking method.

    Results

    The results of pairwise comparisons between the criteria showed that the criterion of runoff coefficient with a weight of 0.219 has the highest weight and importance among the criteria. And Rainfall indices, concentration time and curve number with relative weights of 0.148, 0.116 and 0.109 are in the next ranks, respectively. The results based on TOPSIS method showed that Sub-Watershed number (1) had the highest flood potential and Sub-watershed (3) and (2) are ranked second and third, respectively. Also, sub-area (7) has the lowest flood potential. The results of morphometric analysis also showed that sub-basins number 3, 1 and 8 have the highest potential for flooding. Also, sub-basin number 7 and 10 are in the final priority. The results of regional flood analysis method also showed that sub-basins number1, 3, 8 and 2 have higher peak discharges, respectively. Finally, these three methods were combined by the ranking average technique to achieve the final prioritization. The results of the integration of techniques showed that sub-watersheds number 1, 2 and 3are in the primary ranks. And sub-watersheds number 5, 10 and 4 are in the last ranks.

    Conclusion

    It is recommended that in watershed management measures aimed at combating and controlling floods in watersheds, in order to save costs, high-risk areas that have the highest flood watershed priority be given priority. Therefore, in these areas, flood control watershed management operations such as construction of small structures, strengthening of vegetation and land use management should be done.

    Keywords: Dehbar watershed, Flooding, Morphometric Analysis, Prioritization of Sub-basins, TOPSIS Model, Regional Flood Analysis
  • AliAkbar Abbasi Rostami, Masoud Yazdanpanah*, Abbas Abdashahi, Taher Azizi Khalkheili, Muslem Savari Pages 197-209
    Introduction and Objective

    Social networks are important for governance of natural resource management. Therefore, the purpose of this study is to investigate the interactions and communication patterns among the network of related institutions in the governance of integrated management of agricultural water resources.

    Material and Methods

    To study the governance social network, a network of cooperation interactions between institutions and organizations involved in the governance activities of the integrated management of agricultural water resources in Mazandaran province was extracted. Initially, using the method of archival research (study of written sources and previous research), direct observation as well as unstructured interviews with experts and knowledgeable people in the field of integrated management governance of agricultural water resources, Twenty-two institutions and organizations that participated in various activities of governance of the interconnected management in agricultural water resources in Mazandaran province were identified and in fact determine the social boundary of the network. Data collection was required to form a matrix of the intensity of cooperation relations in the cooperation network of organizations related to the governance of integrated management of agricultural water resources based on the process of conducting semi-structured interviews and completing the relevant questionnaires. UCINET6.631 and Net draw software were used for data analysis.

    Results

    The link density index of cooperation is moderate, the network concentration index based on internal and external links shows that about one third of the links formed are monopolized by a certain number of institutions. The reciprocity index of links is moderate, the index of link Transitivity is weak between the relevant institutions, and the index of the average geodetic distance or the shortest distance between two actors in this network indicates the average to low speed of the link in the network. Also, in the study area, the number of institutions that are under the central group is more than the number of institutions that are under the peripheral group.

    Conclusion

     The results of this research in Mazandaran watershed showed that the sector approach in water resources management has led to the rule of special institutions, and finally, this approach sets policy goals without considering the stakeholders of water resources, which causes contradictions between stakeholders in the governance of water resources. Therefore, it is proposed to provide legal and incentive mechanisms for greater participation and cooperation of marginalized organizations in the processes of decision-making, decision-making and implementation in the form of membership in joint working groups, inter-agency agreements, joint projects and exchange of resources between agencies should be developed at the provincial level to balance power among all stakeholders.

    Keywords: Communication pattern, Cooperation network, Governance institutions, Interactions, Natural resources